第36讲 烃的含氧衍生物
[考纲要求] 1.了解醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。 2.能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。 3.结合实际了解某些烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响,关注有机化合物的安全使用问题。
考点一 醇、酚
1.醇类 (1)概念
羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇。饱和一元脂肪醇的分子通式为CnH2n+1OH或CnH2n+2O(n≥1)。 (2)分类
(3)物理性质的变化规律
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①密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm; a.直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子?? 数的递增而逐渐升高;②沸点?b.醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相
?? 近的醇和烷烃相比,醇的沸点远高于烷烃③水溶性:低级脂肪醇易溶于水。 (4)化学性质
分子发生反应的部位及反应类型如下:
条件 Na HBr,△ O2(Cu),△ 浓硫酸,170 ℃ 浓硫酸,140 ℃ 断键位置 ① ② ①③ ②④ ①或② 反应类型 置换 取代 氧化 消去 取代 CH3COOH (浓硫酸) ① 取代(酯化) 化学方程式(以乙醇为例) 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ △CH3CH2OH+HBr――→ CH3CH2Br+H2O Cu2CH3CH2OH+O2――→2CH3CHO+2H2O △浓硫酸CH3CH2OH170 ℃――→ CH2===CH2↑+H2O 浓硫酸2CH3CH2OH140 ℃――→ C2H5—O—C2H5+H2O 浓硫酸CH3CH2OH+CH3COOH△CH3COOC2H5+H2O 1
2.酚类 (1)概念
酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物。最简单的酚为苯酚()。 (2)组成与结构(以苯酚为例) 分子式 结构简式 结构特点 C6H6O (3)物理性质 羟基与苯环直接相连
(4)化学性质
由基团之间相互影响理解酚的化学性质(以苯酚为例) ①羟基中氢原子的反应 a.弱酸性
电离方程式为C6H5OHC6H5O+H,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使紫色石蕊试液变红。
b.与活泼金属反应
与Na反应的化学方程式为 2C6H5OH+2Na―→2C6H5ONa+H2↑。 c.与碱的反应
NaOH溶液通入CO2气体
苯酚的浑浊液――→液体变澄清――→溶液又变浑浊。 该过程中发生反应的化学方程式分别为
②苯环上氢原子的取代反应
苯酚与浓溴水反应的化学方程式为
-
+
此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。 ③显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。
特别提醒 (1)含有相同碳原子数的醇中,所含羟基数目越多,沸点越高。
(2)醇类和卤代烃都能发生消去反应,但条件不同。醇消去反应的条件是浓硫酸、加热;卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。
(3)某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种,要看连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。
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1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)CH3OH和CH2OHCH2OH互为同系物。( ) (2)所有醇都能发生氧化和消去反应。( ) (3)乙醇分子间脱水属于取代反应。( )
(4) 含有的官能团相同,二者的化学性质相似。( ) (5)苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性。( )
(6)苯中含有苯酚杂质可加入浓溴水使苯酚生成三溴苯酚沉淀,然后过滤除去。( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.分子式为C4H10O的醇有四种同分异构体,其中能发生催化氧化生成醛的醇结构简式为________________;能发生催化氧化生成酮的醇结构简式为________;不能发生催化氧化的醇结构简式为________。 答案:
3.分子式为C7H8O的芳香类有机物有哪些同分异构体?
答案:分子式为C7H8O的芳香类有机物可以有下列几种同分异构体:
考向1 醇、酚的比较
“茶倍健”牙膏中含有茶多酚,茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。其中没食子儿茶素(GC)的结构简式如图所示:
下列关于GC的叙述中正确的是( ) A.分子中所有的原子共面
B.1 mol GC与6 mol NaOH恰好完全反应
C.能发生氧化反应、取代反应、消去反应,难发生加成反应 D.遇FeCl3溶液不能发生显色反应
[解析] 对于该物质考虑共面情况时要联想苯、甲烷这两个基本类型,分子中含有饱和碳原子,因此不可能所有原子共面,A选项错误;1 mol GC中含有5 mol酚羟基,故可与5 mol NaOH恰好完全反应,B选项错误;该物质含酚羟基,故易发生氧化反应和取代反应,含有醇羟基且与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故可以发生消去反应,苯环可以发生加成反应,但比较困难,C选项正确;由于该物质含酚羟基,具有酚的性质,故遇FeCl3溶液能发生显色反应,D选项错误。
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[答案] C
1.现有以下物质:
(1)其中属于脂肪醇的有________,属于芳香醇的有________,属于酚类的有________。 (2)其中物质的水溶液显酸性的有________。 (3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生反应的类型________(任写三种)。 答案:(1)①② ③⑤ ④⑤ (2)④⑤ (3)③④
(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应
2.莽草酸是合成治疗禽流感和甲型H1N1流感药物——达菲的重要原料。已知莽草酸的结构简式如图所示。下列关于这种有机化合物的说法正确的是( )
A.莽草酸的分子式为C6H10O5
B.莽草酸能使溴的四氯化碳溶液褪色 C.莽草酸遇FeCl3溶液显紫色
D.1 mol莽草酸与足量氢氧化钠溶液反应,最多消耗氢氧化钠4 mol
解析:选B。根据题给结构简式可得出莽草酸的分子式为C7H10O5,A项错;莽草酸的分子结构中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,B项正确;莽草酸分子结构中不含酚羟基,遇FeCl3溶液不会显紫色,C项错;莽草酸分子结构中仅含一个羧基,其余为醇羟基,故1 mol莽草酸与足量氢氧化钠反应,最多消耗氢氧化钠1 mol,D项错。 脂肪醇、芳香醇、酚的比较 类别 脂肪醇 实例 CH3CH2OH 官能团 —OH
芳香醇 酚 C6H5CH2CH2OH C6H5OH —OH —OH —OH与芳香烃侧链结构特点 —OH与链烃基相连 —OH与苯环直接相连 相连 (1)与钠反应;(2)取代反应;(3)脱水反应;(1)弱酸性;(2)取代反应;主要化学性质 (4)氧化反应;(5)酯化反应 (3)显色反应 将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生特性 遇FeCl3溶液显紫色 (生成醛或酮) 考向2 醇、酚的结构与性质 下列四种有机化合物的结构简式如下所示,均含有多个官能团,下列有关说法中正确的是( )
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