选修5---烃的含氧衍生物-醇、酚知识点汇总
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第一节醇酚
醇的结构、通式和性质
一、烃的含氧衍生物
烃的衍生物,从组成上看,除了碳(C),氢(H)元素之外,还含有氧(O)。
从结构上看,可以认为是烃分子里的氢原子被氧原子的原子团取代而衍生而来的。
烃的含氧衍生物的种类繁多,可以分为醇,酚,醛,羧酸,酯等(目前高中化学所学)烃的含氧衍生物的性质由所含官能团决定。
二醇类
(1)概念:分子中含有跟链烃基结合着的羟基化合物。
(2)饱和醇通式:C n H2n+1OH,简写为R-OH。
碳原子数相同的饱和一元醇与饱和一元醛互为同分异构体(3)分类
①按羟基个数分:一元醇、二元醇、多元醇。
一般将分子中含有两个或者以上醇羟基的醇称为多元醇。
②按烃基类别分:甲醇、乙醇、丙醇。
(4)醇类物理性质
沸点变化也是随分子里碳原子数的递增而逐渐升高;沸点、密度不是很规律。
一般醇为无色液体或固体,含碳原子数低于12的一元正碳醇是液体,12或更多的是固体,多元醇(如甘油)是糖浆状物质。
一元醇溶于有机溶剂,三个碳以下的醇溶于水。
低级醇的熔点和沸点比同碳原子数的烃高得多,这是由于醇分子中有氢键存在,发生缔合作用。
饱和醇不能使溴水褪色。
醇化学性质活泼,分子中的碳-氧键和氢-氧皆为极性键。
以羟基为中心可进行氢-氧键断裂和碳-氧键断裂两大类反应。
另外,与羟基相连的碳原子容易被氧化,生成醛、酮或酸。
(5)几种重要的醇
①甲醇
甲醇又称木精,易燃,有酒精气味,与水、酒精互溶,有毒,饮后会使人眼睛失明,量多使人致死。
②乙二醇
乙二醇是无色、粘稠、有甜味的液体,凝固点低,可作燃机抗冻剂,同时是制造涤纶的原料,舞台上的发雾剂。
③丙三醇
丙三醇俗称甘油,没有颜色,粘稠,有甜味,吸湿性强——制印泥、化装品:凝固点低——防冻剂;制硝化甘油——炸药。
乙醇
一、乙醇的物理性质和分子结构
1.乙醇的物理性质
乙醇俗名酒精,无色、透明、有特殊香味的液体;沸点78℃;易挥发;密度比水小;能跟水以任意比互溶;能溶解多种无机物和有机物。
2.乙醇的分子结构
a.化学式:C2H6O;结构式:
b.结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH
二、乙醇的化学性质
1.乙醇与钠的反应
①无水乙醇与Na的反应比起水跟Na的反应要缓和得多;
②反应过程中有气体放出,经检验确认为H2。
在乙醇与Na反应的过程中,羟基处的O—H键断裂,Na原子替换了H原子,生成乙醇钠CH3CH2ONa和H2。
化学方程式:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑,取代反应。
为什么乙醇跟Na的反应没有水跟Na的反应剧烈?
乙醇分子可以看成水分子里的一个H原子被乙基所取代后的产物。
由于乙基CH3CH2—的影响,使O—H 键的极性减弱,即:使羟基—OH上的H原子的活性减弱,没有H2O分子里的H原子活泼。
2.乙醇的氧化反应
a. 燃烧
b. 催化氧化
乙醇除了燃烧,在加热和有催化剂存在的条件下,也能与氧气发生氧化反应,生成乙醛:
3.乙醇的消去反应
①实验室制乙烯的反应原理,并写出该反应的化学方程式
②分析此反应的类型
讨论得出结论:此反应是消去反应,消去的是小分子——水
在此反应中,乙醇分子的羟基与相邻碳原子上的氢原子结合成了水分子,结
果是生成不饱和的碳碳双键
注意:
①放入几片碎瓷片作用是什么?防止暴沸。
②浓硫酸的作用是什么?催化剂和脱水剂
③酒精与浓硫酸体积比为何要为1∶3?
因为浓硫酸是催化剂和脱水剂,为了保证有足够的脱水性,硫酸要用98%
的浓硫酸,酒精要用无水酒精,酒精与浓硫酸体积比以1∶3为宜。
④为何要将温度迅速升高到170℃?温度计水银球应处于什么位置?
因为需要测量的是反应物的温度,温度计感温泡置于反应物的中央位置。
因为无水酒精和浓硫酸混合物在170℃的温度下主要生成乙烯和水,而在140℃时乙醇将以另一种方式脱水,即分子间脱水,生成乙醚。
[补充]③如果此反应只加热到140℃又会怎样?[回答] 生成另一种物质——乙醚。
消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HBr等),而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应。
【典型例题】
1.乙醇分子中不同的化学键如图所示:
关于乙醇在各种不同反应中断键的说法不正确的是
A.和金属钠反应键①断裂
B.在Ag催化下和O2反应键①④断裂
C.和浓硫酸共热140℃时,键①或键②断裂,170℃时键②⑤断裂
D.和氢溴酸反应键①断裂
2.某有机化合物结构式为 : 它可以发生的反应类型有
①取代 ②加成 ③消去 ④水解 ⑤酯化 ⑥中和 ⑦缩聚 ⑧加聚 A.①③⑤⑥ B.②④⑥⑧ C.①②③⑤⑥ D.除④⑧外 3.已知维生素A 的结构简式如下:
关于它的说确的是
A.维生素A 是一种酚
B.维生素A 的一个分子中有三个双键
C.维生素A 的一个分子中有30个H 原子
D.维生素A 具有环己烷的结构单元 1.D 2.D 3.C .解析:维生素A 的结构中有一个醇羟基、五个“C==C ”键,分子式为C 20H 30O 。
苯酚
一、苯酚的分子组成和结构
苯酚分子和苯分子之间的区别与联系。
苯酚可以看作苯分子中的一个氢原子被羟基取代所得的生成物。
导出苯酚的分子式、结构式。
1.分子式:C 6H 6O 2.结构式:
结构简式: 二、苯酚的物理性质
色:无色 味:特殊气味 溶沸点:低
溶解性:常温下水中溶解度不大,高于70℃时跟水任意比互溶,易溶于有机溶剂如酒精
毒性:有毒,对皮肤有强烈的腐蚀性,但是它的稀溶液却可直接作为防腐剂和消毒剂,用来杀菌消毒。
注意: (1)、苯酚露置在空气里因部分氧化而通常显粉红色 (2)、苯酚的溶解度随温度升高而增大。
这句话是错的。
高于70℃时与水互溶。
(3)、实验时。
不慎沾到皮肤上,立即用酒精擦洗。
三、苯酚的化学性质
由于苯酚分子中苯基和羟基的相互影响,使得羟基的活性增强,在水溶液中能电离出H +
;同时苯环上的氢原子的活性也增强而易被取代。
也称作: 石炭酸
1.酸性:苯酚的酸性比碳酸弱,不能使石蕊试液变红色。
酸性的检验:在盛有少量苯酚的试管里,加水震荡呈现浑浊,再加入NaOH 溶液,变澄清,再通入CO 2又变浑浊。
+
NaOH--→ +H 2O
苯酚的性质:具有弱酸性。
但是我们知道乙醇羟基中的H 也具有一定的活泼性, 但乙醇没酸性。
说明苯环对羟基的影响,使酚羟基上的H 比醇羟基上的H 活泼。
2.苯环上的取代反应
向苯酚稀溶液中加入浓溴水,既不需要加热,也不用催化剂,立即生成白色的三 溴苯酚沉淀。
注意:(1)少量苯酚,过量的浓溴水
(2)此反应灵敏,常用于苯酚的定性检验和定量测定。
四、苯酚的用途:
1制酚醛树脂、合成纤维、医药、染料、农药。
+NaHCO 3
+CO 2+H 2O —ONa —OH —OH —ONa
2可用于环境消毒。
3可制成洗剂和软膏,有杀菌、止痛作用。
4是合成阿司匹灵的原料。
5.废水中酚类化合物的处理
(1)酚类化合物一般都有毒,其中以甲酚(C 7H 8O )的污染最严重,含酚废水可以用活性炭吸附或苯等有机
溶剂萃取的方法处理。
(2)苯酚和有机溶剂的分离 A 苯酚和苯的分离
苯酚
上层:苯 振荡、分液
苯 下层:水层(苯酚钠溶液)
静置分液 【典型例题】
1. M 的名称是乙烯雌酚,它是一种激素类药物,结构简式如下。
下列叙述不正确的是( )
A .M 的分子式为C 18H 20O 2
B .M 与NaOH 溶液或NaHCO 3溶液均能反应
C .1 mol M 最多能与7 mol H 2发生加成反应
D .1 mol M 与饱和溴水混合,最多消耗5 mol Br 2
2.有机物X 是一种广谱杀菌剂,作为香料、麻醉剂、食品添加剂,曾广泛应用于医药和工业。
该有机物具有下列性质:①与FeCl 3溶液作用发生显色反应;②能发生加成反应;③能与溴水发生反应。
依据以上信息,一定可以得出的推论是( )
A .有机物X 是一种芳香烃
B .有机物X 可能不含双键结构
C .有机物X 可以与碳酸氢钠溶液反应
D .有机物X 一定含有碳碳双键或碳碳三键
3.维生素E 是一种脂溶性维生素,有抗衰老的特殊作用。
维生素E 有四种类型,其结构简式如图所示
[R 为(CH 2)3CH(CH 3)(CH 2)3CH(CH 3)(CH 2)3CH(CH 3)2]。
下列说法中,正确的是( )
A .四种维生素E 均能与Na 反应
B .四种维生素E 均能与溴水反应
C .四种维生素E 互为同分异构体
D .四种维生素
E 均能在稀硫酸中水解
4.对氯间二甲苯酚是被广泛使用的一种消毒剂,可杀灭肠道致病菌、化脓性致病菌和致病性酵母菌等。
其分子结构如右图所示,对于该物质的描述正确的是( )
A .该物质易溶于水
B .该物质在常温下为离子晶体
C .该物质接触皮肤时,应立即洗净
D .1 mol 该物质与足量NaOH 溶液完全反应,消耗NaOH 2 mol
NaOH 溶液 分液漏斗 适量盐酸
1.B
2.B
3.A
4.C
课堂练习
1.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。
二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。
下列有关二甘醇的叙述正确的是
A.不能发生消去反应 B.能发生取代反应
C.能溶于水,不溶于乙醇 D.符合通式C n H2n O3
2.胡椒酚是植物挥发油中的一种成分。
关于胡椒酚的下列说法:
①该化合物属于芳香烃;
②分子中至少有7个碳原子处于同一平面;
③它的部分同分异构体能发生银镜反应;
④1mol该化合物最多可与2molBr2发生反应。
其中正确的是
A.①③ B.①②④ C.②③ D.②③④
3.天然维生素P(结构如图)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂。
关于维生素P 的叙述错误的是A.可以和溴水反应
B.可用有机溶剂萃取
C.分子中有三个苯环
D.1mol维生素P可以和4molNaOH反应
4. 下列醇类能发生消去反应的是( )
①甲醇②1丙醇③1丁醇④2丁醇⑤2,2二甲基1丙醇⑥2戊醇⑦环己醇
A.①⑤ B.②③④⑥⑦ C.②③④⑥ D.②③④
5.能证明乙醇分子中有一个羟基的事实是( )
A.乙醇完全燃烧生成CO2和H2O
B.0.1 mol乙醇与足量钠反应生成0.05 mol氢气
C.乙醇能溶于水
D.乙醇能脱水
6. (2010·改编)第二制药厂在生产亮菌甲素注射液时,曾经使用危及人体肾功能的二甘醇代替丙二醇作为药用辅料,这就是震惊全国的齐二药假药案。
二甘醇的结构简式为:CH2OHCH2OCH2CH2OH;丙二醇的结构简式为:CH3CH(OH)CH2OH。
下列有关丙二醇的说法中不正确的是( )
A.丙二醇可发生消去反应 B.丙二醇和乙二醇互为同系物
C.丙二醇可发生取代反应 D.丙二醇和二甘醇均仅属醇类
7.由—C6H5、—C6H4—、—CH2—、—OH四种原子团(各1个)一起组成属于酚类物质
的种类有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
8.(2010·榆树模拟)乙醇、乙二醇、甘油分别与足量金属钠作用,产生等量的氢气,则三种醇的物质的量之比为( )
A.6∶3∶2 B.1∶2∶3
C.3∶2∶1 D.4∶3∶2
9.将1 mol某饱和醇分成两等份,一份充分燃烧生成1.5 mol CO2,另一份与足量的金属钠反应生成5.6 L(标
准状况)H2。
这种醇分子的结构中除羟基氢外,还有两种不同的氢原子,则该醇的结构简式为( )
A .
B .
C .CH 3CH 2CH 2OH
D .
10. 香兰素是重要的香料之一,它可由丁香酚经多步反应合成。
有关上述两种化合物的说确的是( )
A .常温下,1 mol 丁香酚只能与1 mol Br 2反应
B .丁香酚不能与FeCl 3溶液反生显色反应
C .1 mol 香兰素最多能与3 mol 氢气发生加成反应
D .香兰素分子中至少有12个原子共平面
11.在有碱存在下,卤代烃与醇反应生成醚(R —O —R ’):
R -X +R’OH R -O -R’+HX
化合物A 经下列四步反应可得到常用溶剂四氢呋喃,反应框图如下:
请回答下列问题:
(1)1mol A 和1mol H 2在一定条件下恰好反应,生成饱和一元醇Y ,Y 中碳元素的质量分数约为65%,则Y
的分子式为 。
A 分子中所含官能团的名称是 。
A 的结构简式为 。
(2)第①②步反应类型分别为① ,② 。
(3)化合物
B 具有的化学性质(填写字母代号)是 。
a .可发生氧化反应
b .强酸或强碱条件下均可发生消去反应
c .可发生酯化反应
d .催化条件下可发生加聚反应 (4)写出C 、D 和E 的结构简式:
C 、
D 、
E 。
(5)写出化合物C 与NaOH 水溶液反应的化学方程式:。
(6)写出四氢呋喃属于链状醚类的所有同分异构体的结构简式:。
KOH/室温 A Br 2/CCl 4
①
KOH ,室温
②
B NaOH/ 醇,△
③
C
D H 2/ Pt ④
H 2
/ Pt
④
四氢呋喃
H 2C CH 2 2 CH 2
12.松油醇是一种调香香精,它是α、β、γ三种同分异构体组成的混合物,可由松节油分馏产品A (下
式中的18是为区分两个羟基而人为加上去的)经下列反应制得:
(1)α-松油醇的分子式 。
(2)α-松油醇所属的有机物类别是 (多选扣分)。
(a )醇 (b )酚 (c )饱和一元醇
(3)α-松油醇能发生的反应类型是 (多选扣分)。
(a )加成 (b )水解 (c )氧化
(4)在许多香料中松油醇还有少量以酯的形式出现,写出RCOOH 和α-松油醇反应的
化学方程式 。
(5)写结构简式:β-松油醇 ,γ-松油醇 。
1.B
2.C
3.D
4.B 解析:解答本题需要从最基本的CH 3CH 2OH 的消去反应分析入手,根据产物结构,
逆推出消去反应的方式,抓住消去反应的实质(羟基相连碳的相邻碳上的氢原子与羟基一同脱去,生成不饱和有机物和小分子H 2O),从而得出能发生消去反应的条件。
据此条件,可知①⑤不能消去,余下的醇类均能消去,如。
5.B 解析:乙醇与生成的氢气的物质的量之比为0.1∶0.05=2∶1,说明乙醇分子中有一个活泼的氢原子可被金属钠取代(置换),即乙醇分子中有一个羟基。
6.D 解析:二甘醇中有—C —O —C —,它还可以属于醚类。
7.C 解析:本题解题思路是在充分理解酚的概念的同时,掌握四种原子团连结方式。
一价基团苯基—C 6H 5,羟基—OH ,只能处在两端。
二价基团亚苯基—C 6H 4—,亚甲基—CH 2—,应处于链中。
由此可写出两种基本方式:
①② ①式为芳香醇类,醇类不合题意,不讨论。
②式为酚类,变换羟基的位置,还可写出两种异构体:
属于酚类物质的共有3种。
8.A 解析:醇中羟基个数与被置换的氢原子个数之比为1∶1,三种醇与钠反应放出等量的氢气,则
三种醇提供的羟基数相同,三种醇的物质的量之比为1∶12∶1
3。
9.A 解析:据题意0.5 mol 饱和醇充分燃烧生成1.5 mol CO 2,可知其分子结构中含有3个碳原子;又知0.5 mol 此醇与足量金属钠反应生成标准状况下的H 2 5.6 L(即0.25 mol),可知其分子结构中含有一个羟基,则B 、D 选项不合题意;由于该醇分子的结构中除羟基氢外,还有两种不同的氢原子,可知A 符合题意,C 不合题意。
10.D 解析:A 项既可发生加成反应,又可发生取代;B 项有酚羟基能发生显色反应;C 项中的苯环和醛基都能发生加成反应;故应消耗4 mol H 2;D 项可由苯环共面迁移得出答案。
11.解析:(1)C 4H 10O 羟基、碳碳双健 CH 2=CHCH 2CH 2OH (2)①加成 ②取成
(3)abc (4)C : D 和E :
(5)
+NaOH −
−→−O
H 2
+NaBr
或
+H 2O −−→−NaOH
+HBr
(6)CH 2=CHOCH 2CH 3、CH 2=C(CH 3)OCH 3、CH 2=CHCH 2OCH 3、CH 3CH =CHOCH 3 12. 解析、(1)C 10H 1818
O (2)a (3)a 、c (4)RCOOH +
→
+H 2O
(5)、。