北京四中网校2022年高考化学一轮复习 有机 专题二 官能团的性质知识导学

有机专题二－－官能团的性质　　[知识指津]　　1．烃的衍生物的重要类别和官能团的重要化学性质类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质卤代烃R－X－X(Cl、Br、I)CH3CH2BrBr和R之间的键易断裂1．取代反应：溴乙烷在强碱性溶液中发生取代反应，而在分子中引入羟基。CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr2．消去反应：溴乙烷在碱性醇溶液中发生消去反应生成不饱和化合物。CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O卤原子的邻碳上必须有氢原子才能发生消去反应。醇R－OH－OHC2H5OH有O－H键和C－O键，有极性，－OH直接跟链烃基相连。1．跟金属钠反应，生成醇钠和氢气。2．跟氢卤酸反应，生成卤代烃。3．脱水反应①140℃分子间脱水生成乙醚。②170℃分子内脱水生成乙烯。4．氧化反应：被氧化剂氧化为乙醛。在空气里能够燃烧。5．酯化反应：跟酸反应生成酯。酚　－OH－OH直接跟苯环相连。1．弱酸性：跟NaOH反应，生成苯酚钠和水。2．取代反应；跟浓溴水反应，生成三溴苯酚白色沉淀。3．显色反应：跟铁盐(FeCl3)反应，生成紫色物质。可以检验酚的存在。醛RHHCH3H＞C＝O双键有极性，具有不饱和性。1．加成反应：加氢(Ni作催化剂)生成乙醇。2．具有还原性；能被弱氧化剂氧化成羧酸(如银镜反应)。羧酸ROHOHCH3OHO－H能够部分电离，产生H+。1．具有酸类通性。2．能起酯化反应。酯R　CH3OC2H5分子中RCO和OR'之间的键容易断裂。发生水解反应生成羧酸和醇。12\n多羟基醛　H－OHCH2OH(CHOH)4CHO具有醇、醛的性质1．还原性：发生银镜反应，被氧化成葡萄糖酸。2．加成反应：跟氢气加成生成六元醇。3．酯化反应：羟基与羧基发生酯化反应。氨基酸RCOOH－NH2－COOH－COOH分子里既有氨基(碱)又有羟基(酸性)1．既可与酸反应又可以与碱反应，都生成盐。2．可发生缩合反应形成多肽。[　　2．有关化学反应卤代烃CH3CH2Br1．水解反应：CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr2．消去反应：CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O醇CH3CH2OH1．跟Na反应：2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑2．跟氢卤酸反应：CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O3．脱水反应：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O　　　　　　2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O4．氧化反应：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O　　　　　　2CH3OH+O22CH3CH3+2H2O5．酯化反应：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O酚1．弱酸性：+H+　　　　　+NaOH+H2O　　　　　+CO2+H2O+NaHCO32．取代反应：+3Br2↓+3HBr3．显色反应：苯酚与Fe3+显紫色12\n醛CH3CHO1．加成反应：CH3CHO＋H2CH3CH2OH2．还原性：A．2CH3CHO+O22CH3COOHB．银镜反应：Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+　　　　　　AgOH+NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2OH-+2H2O　　　　　　CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH4++2Ag↓　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　+3NH3+H2OC．Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓　CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O羧酸CH3COOH1．酸性：CH3COOHCH3COO-+H+2．酯化反应：CH318OC2H5CH3--18O-C2H5+H2O酯CH3OC2H5水解反应：CH3OC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH葡萄糖CH2OH－(CHOH)4－CHO1．银镜反应：CH2OH－(CHOH)4－CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-　　　　　　CH2OH-(CHOH)4-COO-+NH4++2Ag↓+H2O+3NH32．银Cu(OH)2反应：CH2OH－(CHOH)4－CHO+Cu(OH)2　　　　　　　　　　　CH2OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O↓+2H2O　3．银H2反应：CH2OH－(CHOH)4－CHO+H2CH2OH－(CHOH)4－CH2OH氨基酸－COOH1．与酸反应：－COOH+HCl2．与碱反应：－COOH+NaOH－COONa+H2O3．缩合反应：n－COOHNH－CH2－+nH2O　　[范例点击]　　例1　下列说法不正确的是（　12\n）　　A．烯烃和炔烃的官能团分别为碳碳双键和碳碳三键　　B．纯净的溴乙烷是无色液体，密度比水大　　C．醇是分子中含有跟烃基结合的羟基的化合物　　D．甲醇有毒，人饮用约10mL就能使眼睛失明，再多致死　　解析　　　醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。酚是分子里含有与苯环上碳原子直接相连的羟基的化合物。　　答案　C　　例2　写出分子式为C5H12O属于醇的同分异体的结构简式　　　　　能发生消去反应的有　　　　种，能发生催化氧化的　　　　种，能催化氧化氧化成醛的　　　　种。　　解析　　　书写C5H12O属于醇的同分异构体的方法可分两步，第一步书写含5个碳原子的碳链异构，有三种，形如正戊烷、异戊烷、新戊烷。第二步，在每一种碳链上移动羟基，从而书写出有几种属于醇的异构体。能发生消去反应的醇必须是羟基所连碳原子上的相邻碳原子上有氢原子()，能发生催化氧化的醇必须符合羟基相连的同碳上有氢原子()，若有两个氢可被氧化成醛。　　答案　　　同分异构体：　　　　能发生消去反应7种，能发生催化氧化的7种，能被氧化成醛的4种。　　例3　下列物质属于酚类的是（　12\n）　　　　解析　　　本题主要考查醇和酚的概念，醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。而酚是分子里含有与苯环上碳原子直接相连的羟基的化合物。　　答案　③④⑥　　例4　书写下列化学方程式或离子方程式　　　　解析　　　苯酚水溶液呈酸性，俗称石炭酸，苯酚的酸性比碳酸还弱。苯酚可以与溴水发生取代反应，这个反应很灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定。苯酚跟FeCl3溶液作用能显示紫色。利用这一反应也可以检验苯酚的存在。　　答案　12\n　　　　例5　甲醛、乙醛、丙醛的混合物中，氢元素的质量分数为9％，则氧元素的质量分数为(　　)　　A．37％　　　　　B．48％　　C．72％　　D．无法确定　　解析　　　由通式CnHmO可以得出碳、氢原子个数比为1:2，从而算出碳、氢元素质量比为6:1，推出ω(C)=54％，ω(O)=37％。　　答案　A　　例6　已知一定量某一元醛发生银镜反应时得到21.6g银，等量此醛完全燃烧时生成5.4g水，则该醛为(　　)　　A．丙醛　　　B．丁醛　　　C．丁烯醛　　　D．乙醛　　解析　　　从选项中可以看出，该醛不是甲醛且为一元醛，根据银的质量，得到醛的物质的量为0.1mol。由于等量此醛燃烧产生5.4g水，则此醛分子中含6个氢原子，选项A、C符合。　　答案　A、C　　例7　某有机物含氧27.59％，燃烧0.1mol该有机物需0.4molO2，生成等物质的量的CO2和H212\nO。试计算并推断该有机物可能的结构。　　解析　　　根据有机物中的含氧质量分数和1mol该有机物燃烧需4molO2，且生成等物质的量的CO2和H2O，得出其分子式为C3H6O。根据分子式确定其类别可能为醛、或酮、或烯醇或环醇。　　具体为：　　例8　CH3－、－OH、－COOH、四种原子团两两组合而成的化合物，其水溶液显酸性的有机物有(　　)　　A．2种　　　B．3种　　C．4种　　　D．5种　　解析　　　水溶液里酸性为酚类和羧酸类，注意－OH与－COOH组合后形成的物质为碳酸，具体结构为　　　　答案　B　　例9　有多种同分异构体，其中属于芳香酸的结构简式：　　　　。　　解析　　　由题中要求限制为芳香酸，表明该结构中含苯环和羧基，再讨论其结构中的侧链个数，以及如为两个侧链，则其相对位置有三种。　　答案　　　　　例10　有关糖类的说法错误的是(　　)　　A．在糖类中有高分子化合物，也有低分子化合物　　B．有甜味的物质不一定是糖，糖类也不一定都有甜味　　C．糖类分子组成一定都符合通式Cn(H2O)m，符合Cn(H2O)m12\n的物质不一定都是糖类　　D．能发生银镜反应的糖类，不一定结构中都有醛基　　解析　　　单糖、二糖等属于小分子，多糖属于高分子；甘油有甜味但不是糖，纤维素是糖类物质但没有甜味；有些糖类如脱氧核糖分子不符合通式Cn(H2O)m，有些糖不含醛基，但却能发生银镜反应。　　答案　C　　例11　将蔗糖溶于水，配成10％的溶液，分装在两支试管中。在第一支试管中加入银氨溶液，在水浴中加热，没有变化，原因是蔗糖分子中　　　　；在第二支试管中，加入几滴稀硫酸，再在水浴中加热，加NaOH中和酸后也加入银氨溶液，现象是　　　　；原因是　　　　。稀硫酸的作用是　　　　。　　解析　　　无醛基；有光亮的银镜产生；蔗糖在稀H2SO4和加热的条件下发生水解生成了葡萄糖；催化剂。　　例12　某学生设计如下三个实验方案，用以检验淀粉的水解程度。　　甲方案；淀粉液水解液中和液溶液变蓝。结论：淀粉尚未水解。　　乙方案：淀汾水解液无银镜现象。结论：淀粉尚未水解。　　丙方案：淀粉液水解液中和液－。结论：淀粉水解完全。　　上述三方案操作是否正确?说明理由。上述三方案结论是否正确?说明理由。　　解析　　　甲方案操作正确，但结论错误。结论应为完全没有水解或部分水解。　　乙方案的操作和结论均错误。操作中应该用稀碱液中和水解液中的H2SO4，再做银镜反应的实验。所以本方案中无银镜现象出现，说明淀粉尚未水解，也可能完全或部分水解。　　丙方案的操作，结论均正确。　　例13　与亚硝酸乙酯互为同分异构体的是(　　)　　A．硝基乙烷　　　B．乙酸铵　　　C．硝酸乙酯　　　D．甘氨酸　　解析　　　根据亚硝酸乙酯的结构简式CH3CH2－O－NO2得该物质分子式为C2H5NO3，然后再与各选项中物质对照即可得正确答案。　　答案　12\nA、D　　例14　化学式为C4H9O2N且属于氨基酸的同分异构体数目为(　　)　　A．2种　　　B．3种　　C．4种　　　D．5种　　解析　　　把该氨基酸看作为用－NH2取代C3H7－－OH分子中烃基上的氢原子，则可迅速推断同分异构体数目为5。需要注意的是－C3H7存在两种异构：一为－CH2CH2CH3，一为。　　答案　D　　[专题训练]　　1．下列醇中，不能发生消去反应的是(　　)　　　　答案　C　　2．下列醇不能发生催化氧化的是(　　)　　　　答案　D　　3．分子式为C5H12O的饱和一元醇，其分子中含有两个－CH3，两个－CH2－，一个－12\n和一个－OH，它的可能结构有(　　)　　A．2种　　　　　B．3种　　　　　　　C．4种　　　　　　　D．5种　　答案　C　　4．婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是(　　)　　　　答案　B　　5．下列溶液中，在空气里既不易被氧化，也不易分解，且可以用无色玻璃试剂瓶存放的是(　　)　　A．石炭酸　　　　B．醋酸　　　　C．氢氟酸　　　D．氢硫酸　　答案　B　　6．下列叙述正确的是(　　)　　A．苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水，使苯酚生成三溴苯酚，再过滤而除去　　B．将苯酚晶体放人少量水中，加热时全部溶解，冷却到50℃形成悬浊液　　C．苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色，但可以和碳酸氢钠反应放出CO2　　D．苯酚遇FeCl3，溶液显紫色　　答案　D　　7．下列物质中，不属于醇类的(　　)　　A．C3H7OH　　　　B．C6H5CH2OH　　C．C6H5OH　　　　D．　　答案　C　　8．下列关于苯酚性质的叙述中，不正确的是(　　)　　A．苯酚在水中的溶解度随温度的升高而增大　　B．苯酚易溶于乙醇等有机溶剂　　12\nC．苯酚水溶液呈弱酸性，能与碱反应　　D．苯酚没有毒，其稀溶液可用作防腐剂布消毒剂　　答案　D　　9．苯酚钠水溶液中，存在的离子最多的是(　　)　　A．C5H5O-　　　　　　B．Na+　　　　C．H+　　　D．OH-　　答案　B　　10．由乙炔和乙醛组成的混合气体，经测定其中碳的质量分数为72％，则混合气体中氧元素的质量分数为(　　)　　A．32％　　　B．22.65％　　　C．19.56％　　　D．2.14％　　答案　C　　11．某3g醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43.2gAg，则该醛为(　　)　　A．甲醛　　B．乙醛　　　C．丙醛　　　D．丁醛　　答案　A　　12．1molA(分子式C6H10O4)经水解后得到1mol有机物B和2mol有机物C，C经分子内脱水得D，D可发生加聚反应生成高聚物CH2－CH2。由此推知A的结构简式为(　　)　　A．HCOOCH2CH2CH2COOCH2CH3　　　　B．HOOC(CH2)3COOCH3　　C．CH3OOC(CH2)2COOCH3　　　　　　　　　D．CH3CH2OOCOOCH2CH3　　答案　D　　13．胆固醇是人体必需的生物活性物质，分子式为C27H46O。一种胆固醇酯是液晶材料，分子式为C34H50O2。生成这种胆固醇酯的酸是(　　)　　A．C6H13COOH　　　　B．C6H5COOH　　C．C7H15COOH　　　　D．C6H5CH2COOH　　答案　12\nB　　14．10g某一元醇X与乙酸反应生成乙酸某酯11.2g，此时该醇的转化率为82％，则一元醇X的相对分子质量接近于(　　)　　A．88　　　　B．102　　　　　C．116　　　　　D．185　　答案　C　　15．葡萄糖在一定条件下可发生下列反应，试写出其化学方程式。　　(1)葡萄糖在酵母菌存在下，生成乙醇和二氧化碳：　　(2)葡萄糖在乳酸菌存在时生成乳酸[CH3CH(OH)COOH]：　　(3)葡萄糖在厌氧菌存在时生成甲烷和二氧化碳：　　以上各反应的共同点是　　　　　　　　　　　　　　　　。　　答案　　　(1)C6H12O62C2H5OH+2CO2　　(2)C6H12O62CH3－－COOH　　(3)C6H12O63CH4↑+3CO2↑葡萄糖在缺氧或无氧环境中被细菌分解发生生物降解。12