第三章 第一节 第1课时
一、选择题
1.乙醇的熔、沸点比含相同碳原子的烷烃的熔、沸点高的主要原因是( )
A.乙醇的相对分子质量比含相同碳原子的烷烃的相对分子质量大
B.乙醇分子之间易形成氢键
C.碳原子与氢原子的结合程度没碳原子与氧原子的结合程度大
D.乙醇是液体,而乙烷是气体
解析:乙醇分子间形成氢键,使熔沸点升高。
答案:B
2.关于实验室制取乙烯的说法中正确的是( )
A.温度计水银球在支管口附近
B.加热时要注意使温度缓慢上升至170℃
C.反应过程中溶液的颜色会逐渐变黑
D.生成的气体中除乙烯外还有浓硫酸被氧化后生成的SO2
解析:实验中温度计所测温度为反应液的温度,所以温度计应插入到反应物液面以下,A项错误;加热时应使温度迅速上升至170℃,减少副反应的发生,B项错误;硫酸使有机物脱水炭化,并且氧化其成分,自身被还原产生二氧化硫,所以反应过程中溶液的颜色会逐渐变黑,生成的乙烯中混有有刺激性气味的气体,C项正确;D项错误。
答案:C
3.下列说法正确的是( )
A.乙醇分子中的氢原子均可被金属钠置换
B.烃分子中的氢原子被羟基取代后的衍生物都属于醇
C.甲醇是最简单的醇,它不能发生消去反应生成烯烃
D.某一元醇在浓硫酸存在下加热到170℃可以生成丙烯,该一元醇一定是1-丙醇
答案:C
4.下列醇不能发生消去反应的是( )
A.①② B.②④
C.①③ D.③④
解析:醇发生消去反应时,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。①中与羟基相连碳原子的相邻位碳原子上没有氢,③中只有一个碳原子,故都不能发生消去反应。
答案:C
5.今有四种有机物:①丙三醇;②丙烷;③乙二醇;④乙醇。它们的沸点由高到低排列正确的是( )
A.①②③④ B.④③②①
C.①③④② D.①③②④
解析:醇的羟基之间易形成较强的相互作用,故醇的沸点比同碳数的烃要高,醇中碳原子数越多,其沸点越高,碳原子数相同的醇,所含羟基数目越多,其沸点越高。
答案:C
6.(2014·合肥高三质检)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。二甘醇结构简式为HO-CH2CH2-O-CH2CH2-OH,有关它的下列叙述中正确的是( )
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CnH2nO3
解析:二甘醇分子中含有羟基(-OH),由醇的性质易推知二甘醇能发生取代反应;其分子中含有“”结构,能发生消去反应;因二甘醇碳原子数较少(为4),而亲水基团(-OH)较多,可与乙二醇类比推知其应易溶于水,也易溶于乙醇;二甘醇的分子式为C4H10O3,其符合的通式应为CnH2n+2O3。
所有的醇类在一定条件下都能发生取代反应(如酯化反应);具有结构的醇类才能被催化氧化;具有结构的醇类才能发生消去反应。
答案:B
7.下列说法中,正确的是( )
A.甲醇、乙二醇、丙三醇都易溶于水且都有剧毒
B.按甲醇、乙二醇、丙三醇的顺序,其沸点逐渐升高
C.相同质量的甲醇、乙二醇、丙三醇与足量钠反应,甲醇放出氢气最多
D.甲醇、乙二醇、丙三醇都能发生取代、消去、氧化反应
解析:甲醇、乙二醇、丙三醇都易溶于水,但只有甲醇有剧毒;因相同质量的三种醇中,丙三醇提供的-OH数最多,因而与足量钠反应时,丙三醇放出的氢气的量也最多;甲醇只含一个碳原子,不能发生消去反应。
答案:B
8.(2014·常德二模)有机物X的结构简式是,符合该结构简式的X的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )
A.15种 B.20种
C.25种 D.30种
解析:本题考查了同分异构体的书写知识,意在考查考生的理解能力和书写能力。
-C3H6Cl有-CHClCH2CH3、-CH2CHClCH3、
-CH2CH2CH2Cl、-CCl(CH3)2、-CH(CH3)CH2Cl5种结构,-C2H5O有-CH2CH2OH、-CH(OH)CH3、-OCH2CH3、-CH2OCH34种结构,所以满足题给结构简式的X的同分异构体共有5×4=20(种)。
答案:B
9.(2014·太原调研)下列各组中的反应,属于同一反应类型的是( )
A.由溴丙烷水解制丙醇;由丙烯与水反应制丙醇
B.由苯硝化制硝基苯;由苯与氢气反应制环己烷
C.由乙酸和乙醇制乙酸乙酯;由甲酸乙酯水解制甲酸和乙醇
D.由氯代环己烷消去制环己烯;由丙烯与溴反应制1,2-二溴丙烷
解析:本题考查有机反应类型。难度中等。
A项中分别为取代反应、加成反应;B项中分别为取代反应、加成反应;C项中分别为酯化反应、水解反应,二者均属于取代反应;D项中分别为消去反应、加成反应。
取代反应包括烷烃与卤素单质的反应,苯及其同系物与卤素单质在苯环上及侧链上的反应,苯的硝化反应,苯的磺化反应,醇的分子间脱水,酯化反应,卤代烃及酯的水解反应,苯酚与浓溴水的反应等。
答案:C
10.(2014·陕西长安一中、高新一中等五校一模)某醇在适当条件下与足量的乙酸发生酯化反应,得到的酯的相对分子质量a与原来醇的相对分子质量b的关系是a=b+84,有关该醇应该具有的结构特点的描述正确的是( )
A.该醇分子中一定具有甲基
B.该醇分子中一定没有甲基
C.该醇分子中至少含有三个碳原子
D.该醇分子中具有两个醇羟基
解析:本题考查了有机物知识,意在考查考生的分析判断能力。
设该醇为n元醇,若反应的醇为1mol,反应的乙酸为nmol,则生成的水为nmol,生成的酯为1mol,所以b+60n=a+18n,又a=b+84,得n=2,所以该醇分子中含有两个羟基,D选项正确。该醇分子中可以含有甲基,也可以不含甲基,如乙二醇等,A、B选项错误;该醇分子也可以含有两个碳原子,如乙二醇,C选项错误。
答案:D
11.(2014·河北保定调研)央视3·15晚会曝光,在液化石油气中掺混二甲醚的事件。二甲醚(常压下沸点-24.9℃)是一种可溶于水的化工原料,常被用作一些燃料的替代品,其结构式为。下列有关二甲醚的叙述中正确的是( )
A.二甲醚是一种有机物,属于非电解质
B.4.6g该物质中含有共价键的数目为7×6.02×1022
C.二甲醚和乙醇互为同分异构体且和甲醇互为同系物
D.标准状况下,燃烧11.2L二甲醚一定生成22.4LCO2
解析:二甲醚属于有机物,是非电解质,A选项正确;4.6g该有机物为0.1mol,由二甲醚的结构式可知,1个二甲醚中含有8个共价键,则0.1mol二甲醚中含共价键的数目为8×6.02×1022,B选项错误;二甲醚和甲醇结构组成不相似,不互为同系物,C选项错误;标准状况下,如果11.2L二甲醚不完全燃烧得到的CO2就不是22.4L,D选项错误。
答案:A
二、非选择题
12.将四小块金属钠分别投入下列各溶液中,试比较反应速率的快慢,并描述可能的现象。
答案:反应速率:(3)>(4)>(1)>(2);
反应现象:(1)钠浮在水面上,四处游动、熔化成光亮的小球,发出“嘶嘶”的响声。(2)钠沉于烧杯中液体底部,有气体产生。(3)反应剧烈,液体上方产生大量白雾(反应放热,HCl大量挥发),并有沉淀生成[c(Cl-)增大,生成的NaCl溶解度降低,以晶体形式析出],其他同(1)。(4)溶液中有蓝色沉淀产生,其他同(1)。
13.(2014·试题调研)实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
CH2===CH2+Br2―→BrCH2CH2Br
可能存在的副反应有乙醇在浓硫酸存在下140℃时脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇反应制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-130
9
-116
请回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度升高到170℃左右,最主要的目的是________(填序号,下同)。
a.引发反应
b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发
d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入________,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水 b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是________________________________。
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中,加水振荡后静置,产物应在________(填“上”或“下”)层。
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________洗涤除去。
a.水 b.氢氧化钠溶液
c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用________的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是________________;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是____________________。
解析:(1)因“乙醇在浓硫酸存在下140℃时脱水生成乙醚”,故需要迅速地把反应温度升高到170℃左右,原因是减少副产物乙醚生成。
(2)因装置C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体,故应选氢氧化钠溶液。
(3)实验是用少量的溴和足量的乙醇反应制备1,2-二溴乙烷,反应结束时溴已经反应完,明显的实验现象是溴的颜色完全褪去。
(4)由表中数据可知,1,2-二溴乙烷的密度大于水的,因而在下层。
(5)Br2能与氢氧化钠溶液反应,故可用氢氧化钠溶液洗涤;虽然也能与碘化钠溶液反应,但生成的I2会溶于1,2-二溴乙烷。
(6)根据表中数据,乙醚的沸点低,可通过蒸馏除去(不能用蒸发,乙醚有毒,不能挥发到空气中)。
(7)溴易挥发,冷水可减少其挥发。但如果用冷水冷却,会使1,2-二溴乙烷凝固而堵塞导管。
答案:(1)d (2)c (3)溴的颜色完全褪去
(4)下 (5)b (6)蒸馏
(7)避免溴大量挥发 1,2-二溴乙烷的熔点低,过度冷却会使其凝固而堵塞导管
14.(2014·河北唐山一中测试)现有四种有机化合物:
(1)甲、乙、丁都含有的官能团名称是____________;
(2)1mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是________(填编号,下同);
(3)互为同分异构体的是________________;
(4)等物质的量的甲、乙、丙、丁充分燃烧,消耗氧最少的是________;
(5)丁与醋酸在催化下发生取代反应生成的酯有________种。
解析:本题主要考查醇、羧酸、酯的性质及结构。难度中等。
(1)由分子结构可以看出,甲、乙、丁中均含有羟基。(2)分子结构中的羟基和羧基均能与钠反应产生氢气,且1mol羟基、1mol羧基均能与足量钠反应产生0.5molH2。1mol甲中含有2mol羟基和1mol羧基,1mol乙中含有1mol羟基,1mol丁中含有2mol羟基,故1mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是甲。(3)乙和丙的分子式相同,结构式不同,故乙和丙是同分异构体。(4)1molCxHyOz完全燃烧消耗molO2,由甲、乙、丙、丁的分子式C3H6O4、C3H6O2、C3H6O2、C3H8O2可以看出,物质的量相同时,甲充分燃烧消耗的氧最少。(5)1mol丁与1mol乙酸可以生成2种结构的酯:和,1mol丁与2mol乙酸可以生成1种结构的酯:,故丁与醋酸在催化下发生取代反应生成的酯有3种。
答案:(1)羟基 (2)甲 (3)乙和丙 (4)甲 (5)3
15.6g某含氧衍生物在足量的氧气中完全燃烧,将产生的高温气体依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,浓硫酸增重7.2g,氢氧化钠溶液增重13.2g。对该物质进行质谱分析,在所得的质谱图中有质荷比分别为27、29、31、44、50、58、60六条谱线,下图是该物质的核磁共振氢谱,并且峰面积比分别为1∶1∶6。
根据上述信息,完成下列问题:
(1)确定该物质的分子式____________________________________________________。
(2)推测其结构,写出该物质的结构简式_______________________________________。
解析:使浓硫酸增重7.2g,即生成水7.2g,物质的量为0.4mol,含氧衍生物中含氢原子0.8g;氢氧化钠溶液增重13.2g,即生成CO213.2g,物质的量为0.3mol,含氧衍生物中含碳原子3.6g,含氧衍生物中含氧原子质量为6g-3.6g-0.8g=1.6g,氧原子的物质的量为0.1mol,含氧衍生物中C、H、O原子个数比为3∶8∶1,由质谱图中质荷比可知该物质的相对分子质量为60,所以该物质的分子式为C3H8O;由该物质的核磁共振氢谱,并且峰面积比分别为1∶1∶6,可知其分子中有三种不同化学环境的氢原子,可知该物质为2-丙醇。
答案:(1)C3H8O
(2)CH3CH(OH)CH3
16.分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种,在下列该醇的同分异构体中,
D.CH3(CH2)5CH2OH
(1)可以发生消去反应,生成两种单烯烃的是____;
(2)可以发生催化氧化生成醛的是________;
(3)不能发生催化氧化的是________;
(4)能被催化氧化为酮的有________种;
(5)能使酸性KMnO4溶液褪色的有________种。
解析:(1)因该醇发生消去反应时,生成两种单烯烃,这表明连有-OH的α-碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子,且以-OH所连碳为中心,分子不对称。(2)~(4)连有-OH的碳上有2个氢原子时可被氧化为醛,有一个氢原子时可被氧化为酮,不含氢原子时不能发生催化氧化。(5)连有-OH的碳上有氢原子时,可被酸性KMnO4溶液氧化为羧酸或酮,它们都会使酸性KMnO4溶液褪色。
答案:(1)C (2)D (3)B (4)2 (5)3
课件57张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章第一节 醇 酚 第三章第1课时 醇 第一章醇和酚是重要的有机化合物,你对它们并不陌生。例如,常用做燃料和饮料的酒精(乙醇)、汽车发动机防冻液中的乙二醇、化妆品中的丙三醇、茶叶中的茶多酚、用于制药皂的苯酚、漂亮漆器上涂的漆酚分别属于醇和酚。
一位著名的有机化学家曾说过,假如让一个有机化学家带上10种有机化合物到荒岛独自工作,他一定会选择醇。有了醇,他就能合成出多种多样的有机化合物。那么,在有机化合物的合成中醇为什么会有如此重要的作用?醇和酚都是含有羟基的有机化合物,它们的性质相似吗?烃基苯环侧链CH3CH2OH 羟基羟基3-甲基-2-戊醇2.醇的物理性质及其递变规律
(1)沸点
①相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。其原因是醇分子之间形成了________。
②饱和一元醇随分子中碳原子个数的增加,醇的沸点________。
③碳原子数目相同时,羟基的个数越多,醇的沸点________。
(2)溶解性
甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以任意比例互溶。这是因为这些醇与水形成了________。氢键逐渐升高越高氢键3.醇的化学性质
醇的化学性质主要由官能团________决定,由于氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子强,O-H键和C-O键的电子对偏向于氧原子,使O-H键和C-O键易断裂。羟基取代取代消去氧化2.符合分子式CnH2n+2O的物质是否一定是醇?
提示:不一定,含有羟基且羟基直接与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的有机物才是醇,如CH3OCH3就不是醇。3.溴乙烷与乙醇都能发生消去反应,它们有什么异同?
提示:●教材点拨
1.乙醇的化学性质与结构的关系
如图所示,乙醇分子中有五种不同的共价键,在发生不同反应时化学键断裂的部位不同。
(1)与金属钠反应
断裂d键,化学方程式为:
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。乙醇的性质及醇类的有关反应规律2.醇类的有关反应规律
(1)醇的消去反应规律
①醇分子中,连有-OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时,才能发生消去反应而形成不饱和键。
②若醇分子中与-OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。A.与金属钠反应时键①断裂
B.和浓H2SO4共热到170℃时,键②与键⑤断裂
C.和浓H2SO4共热到140℃时,仅有键②断裂
D.在铜催化下与O2反应时,键①和键③断裂
【解析】 选项A乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,是乙醇羟基中的键①断裂;选项B乙醇与浓硫酸共热到170℃时发生消去反应生成乙烯和水,是键②和键⑤断裂;选项C是乙醇发生分子间脱水生成乙醚,断裂的键是①和②;选项D是乙醇催化氧化生成乙醛,断裂的键是①和③。
【答案】 C
C.与Na反应断④
D.与炽热CuO反应断②③
解析:本题考查有机物知识。难度中等。乙醇与炽热CuO反应时发生氧化反应,断③④号化学键,形成乙醛。
答案:D●教材点拨
1.实验步骤:在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液20mL,放入几片碎瓷片,以避免混合液在受热时暴沸。加热混合液,使液体温度迅速升到170℃,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中,观察并记录实验现象。
即浓硫酸与酒精3∶1(体积比),迅速升温170℃,为防暴沸加碎瓷片,温度计插溶液里,氢氧化钠除杂气,排水收集纯乙烯。乙烯的实验室制法3.实验现象:酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色。
提示:(1)配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸混合液时,要注意在烧杯中先加入5mL95%的乙醇,然后滴加15mL浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释);浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。
(2)加热混合液时,温度要迅速上升到并稳定于170℃左右。温度低,在140℃时主要产物是乙醚,反应的化学方程式为:(3)由于反应物都是液体而无固体,所以要向烧瓶中加入碎瓷片,以防液体受热时发生暴沸。
(4)温度计要选择量程在200℃~300℃的为宜。温度计的水银球要置于反应液的中央位置,因为需要测量的是反应液的温度。
(5)氢氧化钠溶液的作用是除去混在乙烯中的CO2、SO2等杂质,防止干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液的反应。
(6)混合液颜色的变化
烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。在加热的条件下,无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外,浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质、碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。
(7)记忆口诀:硫酸酒精三比一,加热升温一百七,为防暴沸加碎瓷,气用排水来收集。请回答:
(1)实验步骤:
①______________________________________________;
②在各装置中注入相应的试剂(如图所示);③_________;实验时,烧瓶中液体混合物逐渐变黑。
(2)能够说明乙烯具有还原性的现象是________________;
装置甲的作用是__________________________________。
若无甲装置,是否也能检验乙烯具有还原性,简述其理由:________________________________________________。【解析】 (1)①制取气体的装置的气密性必须良好,实验前需要检查。
③实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170℃,而减少乙醚的生成。
(2)乙烯具有还原性是根据氧化剂酸性KMnO4溶液褪色来判断的。由于烧瓶中混合物变黑,则说明生成了碳,联想浓H2SO4具有强氧化性,推出在乙烯中含还原性气体SO2,由于SO2也会使酸性KMnO4溶液褪色,会干扰验证乙烯的还原性,所以检验乙烯的还原性前必须除净SO2,则装置甲的作用是除去SO2。
【答案】 (1)组装仪器,检查装置的气密性 加热,使温度迅速升到170℃
(2)乙中酸性KMnO4溶液紫色褪去 除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性气体 不能,SO2具有还原性,也可以使酸性KMnO4溶液褪色(1)烧瓶中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)实验中发现试管Ⅱ中溴水褪色,此现象能否说明一定有乙烯生成________(填“能”或“不能”)。试管中另一现象可证明确实有乙烯生成,该现象是________________________;试管Ⅱ中溴水褪色能否说明是由于乙烯与溴水发生了加成反应________(填“能”或“不能”)。通过测定反应后溶液的pH可进一步证明是发生了取代反应还是加成反应,原因是______ ____________________________________________________。解析:溴水褪色也可能是SO2所致,故应观看Ⅱ中液体是否分层,若分层且油状液体在下层,则说明一定有乙烯生成;若乙烯和溴水发生加成反应,则液体的pH升高;若发生取代反应,有HBr生成,水溶液的pH明显减小。1.(2014·试题调研)能和金属钠反应,分子组成为C4H10O的同分异构体有( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
解析:思维模式:烷烃―→烷烃基―→烷烃的一取代物
C3H8(1种)-C3H7(2种) 2种
C4H10(2种)-C4H9(4种) 4种
C5H12(3种)-C5H11(8种) 8种
能与金属钠反应且分子式为C4H10O的有机物为丁醇,因丁基有4种结构,故答案为A。
答案:A
解析:选项A编号错误,正确命名应是2-丁醇;选项B主链选择错误,正确命名应是3-甲基-2-丁醇;选项D未指明官能团(-OH)的位置,正确命名应是3,3-二甲基-1-丁醇。
答案:C
其中能被氧化为含有相同碳原子数的醛是( )
A.①和② B.只有②
C.②和③ D.③和④
解析:本题主要考查醇的结构和性质。难度较小。
与羟基相连的碳原子上有2个H原子的醇可以被氧化成醛,即含有“-CH2OH”的分子可以被氧化成醛,观察各物质的结构,②③分子中含有-CH2OH结构,能被氧化为醛。
答案:C
4.(2014·杭州市质检一)已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH===CHCH2Br可以三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH,发生反应的类型依次是( )
A.水解反应、加成反应、氧化反应
B.加成反应、水解反应、氧化反应
C.水解反应、氧化反应、加成反应
D.加成反应、氧化反应、水解反应解析:本题考查有机物的有机反应。难度较小。
依题知BrCH2CH===CHCH2Br先水解得到
HOCH2CH===CHCH2OH,然后为防止碳碳双键被氧化,与HCl加成去掉碳碳双键得到
HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH,最后氧化得到
HOOCCH(Cl)CH2COOH,A项正确。
忽略碳碳双键易被氧化而造成反应顺序错误,造成错选。
答案:A请回答下列问题:
(1)A的名称:________,结构简式:________________,A在标准状况下的密度为________g/L。
(2)A中的官能团名称:________,B中的官能团名称:___ ___。
(3)反应①的反应类型为________,反应③的反应类型为__ ______。
(4)4.4gC物质完全燃烧消耗________mol氧气。
(5)完成化学方程式(有机物用结构简式表示):
反应②:_______________________________________。
反应③:_______________________________________。解析:本题考查有机物的转化。难度中等。
B可与金属钠反应但不能与碳酸氢钠反应,确定B为醇类,1molB与钠反应生成标准状况下11.2L氢气,确定B为一元醇,则反应①为烯烃与水加成得到的醇,醇经过连续氧化得到羧酸,羧酸又与醇发生酯化反应得到酯E。E的分子式为C4H8O2,确定转化关系中的有机物碳原子数目为2,即A为乙烯、B为乙醇、C为乙醛、D为乙酸,乙酸与乙醇反应得到乙酸乙酯E。4.4g乙醛的物质的量为0.1mol,将乙醛的化学式改写,容易确定0.1molC2H2·H2O完全燃烧需要0.25mol氧气。直接甲醇燃料电池
直接甲醇燃料电池(DMFC)由甲醇负极、氧气正极和质子交换膜构成。在催化剂作用下甲醇被氧化为水和二氧化碳。甲醇用完后,只要补充甲醇就可以继续使用。电池工作时正极和负极的电极反应可表示为:
负极 2CH3OH+2H2O-12e-―→2CO2+12H+
正极 3O2+12H++12e-―→6H2O
DMFC可用于笔记本电脑、汽车等的能量来源。它能够实现污染物的“零排放”。第三章 第一节 第2课时
一、选择题
1.如果不慎将苯酚沾在皮肤上,下列处理方法正确的是( )
A.用酒精洗涤 B.用水洗
C.用氢氧化钠溶液洗涤 D.用溴水处理
答案:A
2.下列物质与苯酚互为同系物的是( )
答案:B
3.苯酚与乙醇在性质上有很大差别的原因是( )
A.官能团不同
B.常温下状态不同
C.相对分子质量不同
D.官能团所连烃基不同
解析:苯酚与乙醇的官能团均为羟基,但由于受苯环的影响,使酚羟基比醇羟基更活泼。
答案:D
4.使用一种试剂即可将酒精、苯酚溶液、己烯、甲苯4种无色液体区分开来,这种试剂是( )
A.FeCl3溶液 B.溴水
C.KMnO4溶液 D.金属钠
答案:B
5.(2014·长春质检)(双选)下列关于苯酚的说法中,不正确的是( )
A.苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面上
B.苯酚显弱酸性,能使石蕊试液变成红色
C.苯酚能与FeCl3溶液反应生成紫色沉淀
D.苯酚有腐蚀性,沾在皮肤上应立即用酒精洗涤
解析:苯酚中除羟基上的氢原子外,其他12个原子一定处于同一平面上,当O-H键旋转时,H原子可落在上述12个原子所在的平面上,即苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面上;苯酚酸性很弱,不能使酸碱指示剂变色;苯酚与FeCl3溶液反应时,得到的是紫色溶液而不是紫色沉淀;苯酚对皮肤有强烈的腐蚀性,若不慎沾在皮肤上,应立即用酒精洗涤。
答案:BC
6.(2014·湖南长沙质检)有机物A的结构简式为,有关它的说法中正确的是( )
A.A遇FeCl3溶液显紫色
B.A被酸性KMnO4溶液氧化可生成羧酸
C.乙酸与A形成的酯的化学式是C12H14O3
D.A能发生取代、加成、消去、氧化、聚合等反应
解析:有机物A不含酚羟基,遇FeCl3溶液不能显紫色;A分子中含有结构,被酸性KMnO4溶液氧化时只能生成 (酮),不能得到羧酸;有机物A中不含碳碳双键或碳碳三键,也不含多种能缩合的官能团(如-NH2与-COOH、-COOH与-OH等),故A不能发生聚合反应。
答案:C
7.(2014·北京昌平高三期末考试)“茶倍健”牙膏中含有茶多酚,其中没食子儿茶素(EGC)的结构如图所示,关于EGC的下列叙述中正确的是( )
A.EGC的分子式为C15H12O7
B.EGC可在强碱的醇溶液中发生消去反应
C.1molEGC最多消耗6molNaOH
D.1molEGC可与4molBr2发生取代反应
解析:EGC的分子式为C15H14O7;EGC分子中含有结构,可在浓H2SO4作用下发生消去反应;EGC有5个酚羟基,1molEGC最多消耗5molNaOH。
答案:D
8.(2014·江西吉水高三月考)己烯雌酚是人工合成的非甾体雌激素物质,主要用于治疗雌激素低下症及激素平衡失调所引起的功能性出血等,如图所示分别取1mol己烯雌酚进行4个实验。
下列对实验数据的预测与实际情况吻合的是( )
A.①中生成7molH2O B.②中无CO2生成
C.③中最多消耗3molBr2 D.④中发生消去反应
解析:己烯雌酚的分子式为C18H22O2,反应①中应生成11molH2O;酚的酸性比H2CO3的弱,不能与NaHCO3溶液反应生成CO2;两个酚羟基的邻位上共有4个氢原子,它们均可与卤原子取代,故反应③中最多可消耗4molBr2;苯环上的羟基不能发生消去反应。
答案:B
9.欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚,有下列操作,其中合理的步骤是( )
①蒸馏 ②过滤 ③分液 ④加入足量的钠 ⑤通入过量的CO2 ⑥加入足量的NaOH溶液 ⑦加入足量的FeCl3溶液 ⑧加入乙醇和浓硫酸的混合液 ⑨加入足量的浓溴水 ⑩加入适量的盐酸
A.④⑤⑩ B.⑥①⑤②
C.⑨②⑧① D.⑦①③⑩
解析:苯酚与乙醇互溶,难以分离,应加入足量NaOH溶液,使苯酚全部转化为沸点较高的离子化合物,蒸馏出乙醇后,向留下的溶液中通入足量的CO2,又重新产生,再经过滤可得到。
答案:B
10.与有机物互为同分异构体,且能与NaOH溶液反应的化合物有( )
A.7种 B.8种
C.9种 D.10种
解析:有机物的分子式为C8H10O,其只含1个氧原子,且能与NaOH溶液反应,这表明该有机物应属于酚类。除去基团,残基是“C2H5”,可以是一个-C2H5,也可能是2个-CH3。若是-C2H5连在苯环上,则有邻、间、对3种异构体;若是两个-CH3,当一个-CH3处于酚羟基的邻位时,另一个-CH3可有4个位置,当一个-CH3处于酚羟基的间位时,另一个-CH3可处于与-OH相对或相间的2个位置,故有6种异构体。共计9种同分异构体。
答案:C
11.(2014·经典习题选萃)百里酚(结构简式为:)用于制香料、药物和指示剂等,下列说法正确的是( )
A.百里酚的分子式为C10H16O
B.百里酚可与氯化铁发生显色反应
C.百里酚分子中所有碳原子可以在同一平面上
D.百里酚既可与盐酸反应,又可与氢氧化钠溶液反应
解析:A项,百里酚的分子式应为C10H14O,A错;B项,百里酚含有酚结构,正确;C项,结构中存在,则所有碳原子不可能处于同一平面,C错;D项,百里酚可与氢氧化钠溶液反应,但不能与盐酸反应,D错。
答案:B
12.苯中可能混有少量的苯酚,下列实验能证明苯中是否混有少量苯酚的是( )
①取样品,加入少量高锰酸钾酸性溶液,振荡,看酸性高锰酸钾溶液是否褪色,褪色则有苯酚,不褪色则无苯酚。
②取样品,加入氢氧化钠溶液,振荡,观察样品是否减少。
③取样品,加入过量的浓溴水,观察是否产生白色沉淀,若产生白色沉淀则有苯酚,没有白色沉淀则无苯酚。
④取样品,滴加少量的FeCl3溶液,观察溶液是否显紫色,若显紫色则有苯酚,若不显紫色则无苯酚。
A.③④ B.①③④
C.①④ D.全部
解析:①苯酚在空气中能被空气中氧气氧化,因此苯酚也能使高锰酸钾酸性溶液褪色,故①对;苯酚和浓溴水反应生成难溶于水的三溴苯酚,但三溴苯酚仍是有机物,易溶于苯,所以不会出现沉淀,故③错;④对。
答案:C
二、非选择题
13.(2014·试题调研)1-乙氧基萘是一种无色液体,密度比水的大,不溶于水,易溶于乙醇,熔点为5.5℃,沸点为267℃。1-萘酚(性质与苯酚相似)的熔点为96℃,沸点为278℃,微溶于水,易溶于乙醇。乙醇的沸点为78.5℃。1-乙氧基萘常用作香料,也可合成其他香料。实验室制备1-乙氧基萘的反应原理如下:
(1)将72g1-萘酚溶于100mL无水乙醇中,再加入5mL浓硫酸。将混合溶液置于如图所示的圆底烧瓶中加热充分反应。实验中使用过量乙醇的原因是________。烧瓶上连接长玻璃管的主要作用是________________。
(2)反应结束后将烧瓶中的液体倒入冷水中,经处理得到有机层。为提纯产物有以下四步操作:①蒸馏;②水洗并分液;③用10%的NaOH溶液洗并分液;④用无水氯化钙干燥并过滤。正确的顺序是________(填序号)。
A.③②④① B.①②③④ C.②①③④
(3)实验测得1-乙氧基萘的产量与反应时间、温度的关系如图所示,时间延长、温度升高,1-乙氧基萘的产量下降的原因可能是__________、____________。
(4)某同学推测经提纯的产品可能还含有1-萘酚、乙醇、硫酸和水等杂质,设计了如下方案进行检验,请完成表中内容。
实验目的
实验操作
预期现象和结论
①用金属钠检验1-乙氧基萘是否纯净
取少量经提纯的产品于试管A中,加入金属钠
若________,则产品纯净;
若________,则产品不纯
②检验经提纯的产品是否含有1-萘酚
____________
____________
若____________,则含有1-萘酚;
若____________,则不含1-萘酚
解析:有机反应中通常副反应较多,通过使用过量乙醇提高1-萘酚的转化率;长玻璃管起到冷凝回流的作用,提高原料乙醇的利用率。反应后的混合物先用碱洗,中和浓硫酸,再将没反应完的1-萘酚转化成易溶于水的盐,以便于和1-乙氧基萘分离,分液后再水洗,减少乙醇的含量,分液后得到的有机物用无水氯化钙干燥并过滤,此时所得的有机物为1-乙氧基萘和少量的乙醇,最后通过蒸馏得到1-乙氧基萘。时间增加、温度升高,理论上产量应当增大,但实际却下降,联想到酚易被氧化以及温度升高反应物损耗增大,甚至有副反应发生等。
答案:(1)提高1-萘酚的转化率 冷凝回流,提高原料乙醇的利用率
(2)A
(3)1-萘酚被氧化 温度高乙醇挥发较多(其他合理答案均可)
(4)①无气泡产生 有气泡产生 ②取少量实验所得的产品于试管中,加入1~2滴FeCl3溶液 溶液显紫色 溶液不显紫色
14.A、B的结构简式如下:
(1)A分子中含有的官能团的名称是____________________________________________;
B分子中含有的官能团的名称是______________________________________________。
(2)A能否与氢氧化钠溶液完全反应____________________________________________;
B能否与氢氧化钠溶液完全反应______________________________________________。
(3)A在浓硫酸作用下加热可得到B,其反应类型和条件是________________________。
(4)A、B各1mol分别加入足量溴水,完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是________mol,________mol。
解析:(1)A中的官能团是醇羟基、碳碳双键,B中的官能团是酚羟基。
(2)A属于醇类不能与氢氧化钠溶液反应,B属于酚类能与氢氧化钠溶液反应。
(3)由A到B属于消去反应,反应条件是浓硫酸、加热。
(4)A中含有1mol碳碳双键,消耗1mol单质溴,B中只有羟基的邻位与单质溴发生取代反应,消耗2mol单质溴。
答案:(1)醇羟基、碳碳双键 酚羟基
(2)不能 能
(3)消去反应,浓硫酸、加热
(4)1 2
15.某一无色透明溶液A,焰色反应呈黄色。当向溶液中通入二氧化碳时得到浑浊液B,B加热到70℃左右,浑浊液变澄清。此时向溶液中加入少量的饱和溴水,立即有白色沉淀C产生。分别写出A、B、C的名称和结构简式:
A:________ ________;B:________ ________;
C:________ ________。
完成有关反应的化学方程式:_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:无色溶液A的焰色反应呈黄色,说明A中含Na元素,通入CO2后得到B,加热到70℃溶解度增大,即B为,A为,C为。
课件63张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章第一节 醇 酚 第三章第2课时 酚 第三章“非典”流行时期,药皂曾是每个家庭的必备品,即便是现在,好多人对它还是情有独钟。药皂除了具有清洁去污的功能外,还有杀菌的作用。你知道传统药皂中添加的药物成分是什么吗?下图中的两种物质属于一类吗?羟基苯环2.苯酚的结构及用途
(1)分子组成与结构石炭酸 C6H6O 羟基
(2)物理性质
颜色:________色,放置时间较长时因被空气中的氧气氧化呈________色;
状态:________,气味:___________;熔点:43℃;
毒性:________,对皮肤有________;
溶解性:室温下在水中溶解度为9.3g,温度高于65℃时,能与水________,易溶于________。无粉红晶体有特殊气味有毒腐蚀性混溶有机溶剂(3)化学性质
①弱酸性浑浊澄清浑浊 较小酸<酸②取代反应试管中立即产生白色沉淀 取代
③显色反应
苯酚与FeCl3溶液作用显________色,利用此性质也可以检验苯酚的存在。
④氧化反应
A.苯酚在空气中会慢慢被氧化呈________色。
B.苯酚可以使酸性KMnO4溶液________。
C.苯酚可以燃烧:_______________________________。紫粉红褪色
(4)用途
①苯酚是重要的化工原料,广泛用于制造________、染料、医药、农药等。
②苯酚的稀溶液可以直接________,如日常药皂中常加入少量的苯酚。酚醛树脂杀菌消毒●自主探究
1.纯净的苯酚是没有颜色的晶体,具有特殊的气味,熔点43℃,露置在空气里会因小部分发生氧化而显粉红色。常温时,苯酚在水里溶解度不大,当温度高于65℃时,能跟水以任意比互溶。苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯酚有毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。使用时要小心,不要沾在皮肤上。
若在实验中,不慎将苯酚浓溶液沾在了皮肤上,应如何处理?
提示:苯酚有毒,对皮肤有强烈的腐蚀性,因此,必须快速将沾在皮肤上的苯酚洗掉。苯酚低温时在水中的溶解度较小,不能用水清洗。苯酚易溶于酒精,因此,可用酒精反复冲洗,最后再用水冲洗。
2.苯酚具有杀菌作用,是一种消毒剂,但苯酚本身具有毒性。酚类物质在我国是被列为重点控制的水污染物之一。在含酚的废水中,以苯酚、苯甲酚(C7H8O)污染最为突出。酚类化合物毒性很强,水中含酚0.1mg·L-1~0.2mg·L-1时,鱼肉即有臭味,不能食用;用含酚浓度高于100mg·L-1的废水直接灌溉农田,会使农作物枯死;口服苯酚的致死量为530mg/kg体重。
如何确定某地水域是否被苯酚污染?
提示:取少许水样,向其中滴入FeCl3溶液,若出现紫色,则证明水域被苯酚或其他酚类物质污染;或取少量水样,向其中滴入溴水,若出现白色沉淀,则证明水域被酚污染。
3.苯酚能否使石蕊、甲基橙变色?
提示:苯酚的酸性太弱,比碳酸还弱。所以苯酚不能使石蕊、甲基橙等指示剂变色。苯酚分子中苯环与羟基的相互影响2.羟基影响苯环
苯酚分子中羟基反过来影响了与其相连的苯环上的氢原子,使邻对位上的氢原子更活泼,比苯更容易被其他原子或原子团取代。
但是苯酚不属于羧酸类物质。在应用苯酚的酸性时应注意以下几点:
(1)苯酚具有弱酸性,可以与活泼金属(如Na)发生反应。
(2)苯酚的酸性极弱,不能使酸碱指示剂变色。
(3)苯酚的酸性比碳酸弱,但比HCO的酸性强,因而苯酚能与Na2CO3反应生成NaHCO3。3.苯、甲苯、苯酚的比较
提示:A.(1)酸性比较:碳酸>苯酚>HCO,向苯酚钠溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均为NaHCO3。
(2)苯酚与溴发生取代反应时只取代苯环上羟基的邻位和对位三个位置,且要加入过量浓溴水,若加入的溴水过少,生成的三溴苯酚会溶于苯酚而观察不到白色沉淀。
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.1molGC与4molNaOH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,因此不可能所有原子共面,A选项错误;1molGC含有5mol酚羟基,故可与5molNaOH恰好完全反应,B选项错误;该物质含酚的结构,故易发生氧化反应和取代反应,有醇的结构且羟基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;由于该物质含酚的结构,故遇FeCl3溶液能发生显色反应,D选项错误。
【答案】 C【解后反思】 学习有机物时要记住的一点就是结构决定性质,醇含有醇羟基,那么就具有如下化学性质:①与Na反应(醇钠、H2);②与HX反应(卤代烃);③脱水反应(170℃分子内→烯烃、140℃分子间→醚);④氧化反应→醛(酮);⑤酯化反应;⑥可燃。酚含有酚羟基,那么就具有如下化学性质:①弱酸性(不能使石蕊试液变色);②取代反应(浓溴水→三溴苯酚白色沉淀);③与FeCl3溶液反应显紫色;④氧化反应→苯醌(粉色);⑤合成酚醛树脂。
A.遇FeCl3溶液显紫色,因为该物质属于苯酚的同系物
B.滴入KMnO4(H+)溶液,溶液的紫色褪去,能证明该物质分子中存在碳碳双键
C.该物质在一定条件下可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原、消去等反应
D.1mol该物质分别与浓溴水和H2反应时最多消耗的Br2和H2分别为4mol和7mol解析:该物质分子中含有酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色,但不属于苯酚的同系物,A选项不正确;滴入KMnO4(H+)溶液,溶液的紫色褪去,可能是碳碳双键被氧化,也可能是苯环上的侧链烃基被氧化,B选项不正确;该物质分子中含有酚羟基、碳碳双键,在一定条件下可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原等反应,但不能发生消去反应,C选项不正确;1mol该物质与1molBr2发生加成反应的同时与3molBr2发生取代反应,因为该物质分子中有2个苯环、1个碳碳双键,所以1mol该物质与H2反应时最多消耗7molH2,D选项正确。
答案:D●教材点拨
1.醇与酚的比较脂肪醇、芳香醇和酚的比较思考:苯酚与乙醇分子中同样都含有-OH,为什么苯酚可以与NaOH溶液反应而乙醇不可以?苯甲醇(B)的同分异构体有苯甲醚和甲基苯酚,而苯甲醚不与NaOH溶液反应,因此只需写出邻、间、对甲基苯酚中的两种即可。●变式训练
2.下列化合物中属于醇类的是________;属于酚类的是________。
解析:B中无羟基,既不属于醇类也不属于酚类,首先排除。A、C、E中的羟基与苯环直接相连属于酚类。F中无苯环,D中的羟基与苯环支链上的碳原子相连,所以D、F属于醇类。
答案:D、F A、C、E
3.A、B、C三种物质化学式都是C7H8O,若滴入FeCl3溶液,只有C呈紫色。若投入金属钠,只有B没有变化。
(1)写出A、B的结构简式:
A____________,B____________。
(2)若C的苯环上的一氯代物有两种,写出C的结构简式是__________________________________________________。
解析:本题是一个根据性质推断结构的题目,根据C能与FeCl3溶液发生显色反应判断,C应属酚类;A不和FeCl3溶液发生显色反应,但能和金属钠反应,且分子中只含一个氧原子,A应属醇类;同理可分析得出B中不含有羟基,结合三种物质的化学式及C的苯环上的一氯代物有两种,可推得A、B、C的结构简式为:解析:解题的关键是看-OH的连接情况,若-OH直接与芳环(苯环、萘环等)相连,就属于酚类,如选项B、D;若-OH连在脂肪烃基或通过-CH2-相连,则属于醇类,如选项A、C。
答案:BD2.(2014·上海理工大学附中模拟)(双选)下列叙述中,正确的是( )
A.苯酚俗称石炭酸,所以其水溶液能使石蕊试液变红
B.苯甲醇分子中没有碳碳双键,所以它不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.苯酚钠、醋酸钠的浓溶液,可用分别通入CO2的方法加以鉴别
D.甲苯、己烯、苯酚、四氯化碳四种液体用一种试剂即可鉴别它们
解析:苯酚的酸性比碳酸的酸性还弱,不足以使石蕊试液变红;苯甲醇尽管没有C===C双键,但因其与苯环相连的碳原子上含有氢原子,可被酸性KMnO4溶液氧化为-COOH;苯酚钠溶液中通入CO2会因生成微溶于水的苯酚而使溶液变浑浊,但醋酸钠溶液与CO2不反应而无明显现象,故可以鉴别;甲苯、己烯、苯酚、四氯化碳四种液体可用浓溴水鉴别。
答案:CD
3.能说明苯环对羟基有影响,使羟基变得活泼的事实是( )
A.苯酚能和溴水迅速反应
B.液态苯酚能与钠反应放出氢气
C.室温时苯酚不易溶解于水
D.苯酚的水溶液具有酸性
解析:A说明羟基使苯环更活泼;液态苯酚的确能与钠反应放出氢气,但乙醇也能与钠反应放出氢气,所以B不能说明羟基更活泼;C更不能说明问题;苯酚的水溶液具有酸性,说明苯酚分子中的-OH易电离,比醇羟基活泼。
答案:D4.(2014·南京市高三二次模拟)NM-3是处于临床试验阶段的小分子抗癌药物,分子结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.该有机物的化学式为C12H12O6
B.1mol该有机物最多可以和3molNaOH反应
C.该有机物容易发生加成、取代、消去等反应
D.该有机物分子中只有1个手性碳原子解析:本题考查有机物的结构与性质,考查考生对键线式、官能团的性质、反应类型及手性碳的掌握。难度中等。
A项,含H原子数为10,分子式为C12H10O6,错误;B项,该分子中含有两个酚羟基、一个羧基、一个酯基,故1mol该有机物最多可以和4molNaOH反应,错误;C项,不易发生消去反应,错误;D项,只有连羧基的碳原子是手性碳原子,正确。
答案:D6.欲分离苯和苯酚,一般可向其混合物中加入稍过量的浓NaOH溶液,反应的离子方程式为____________________。
再将该混合物转移到分液漏斗中,振荡静置后,溶液将出现________现象,然后分液。从分液漏斗上口倒出的上层液体是________。从分液漏斗放出下层液体,加入适量盐酸,再向溶液中加入FeCl3溶液,出现的现象是___________________。含酚废水的处理
处理含酚废水主要有两种方法:回收利用和降解处理。一般而言,含酚在1g·L-1以上的废水应考虑酚的回收,回收可采用萃取、吸附等方法。废水含酚浓度低时主要采用沉淀、氧化和微生物处理等方法。
用纳米二氧化钛(TiO2)粉末,在太阳光(或紫外光)照射下,可以催化降解多种有机化合物,这是一项极有前途的实用废水处理技术。在多云到阴的条件下,光照12h,含苯酚4.3g·L-1的废水可全部转化为无毒的物质。
是谁使苯酚声名远扬
使苯酚首次声名远扬的应归功于英国著名的医生里斯特。里斯特发现病人手术后死因多数是伤口化脓感染。偶然之下用苯酚稀溶液来喷洒手术的器械以及医生的双手,结果病人的感染情况显著减少。这一发现使苯酚成为一种强有力的外科消毒剂。里斯特也因此被誉为“外科消毒之父”。第三章 第二节
一、选择题
1.(2014·经典习题选萃)下列说法中,正确的是( )
A.甲醛、乙醛分子中的所有原子都在同一平面上
B.能发生银镜反应的有机物一定是醛
C.乙醛、丙醛都没有同分异构体
D.醛类既能氧化为羧酸又能还原为醇
解析:乙醛分子中含有-CH3,其分子中所有原子不可能处于同一平面;能发生银镜反应的物质不一定是醛,如甲酸、葡萄糖、甲酸酯等也能发生银镜反应;丙醛与丙酮互为同分异构体;醛既能氧化为羧酸又能还原为醇,这是醛的通性。
答案:D
2.(2014·经典习题选萃)下列化合物中能发生取代、还原、加成、消去四种反应的是( )
A.CH3CH(OH)CH2CHO
B.CH3CH(OH)CH(OH)CH3
C.CH3CH===CHCHO
解析:选项B不能发生还原反应和加成反应;选项C、D不能发生消去反应。
答案:A
3.(双选)关于甲醛、乙醛、苯甲醛的下列说法中,正确的是( )
A.都是液体
B.都能发生银镜反应
C.都能发生加成反应
D.分子中所有原子可处于同一平面
解析:醛类中,除甲醛在室温下是气体外,其他醛都是液体或固体;三种物质均含有醛基,都能发生银镜反应和加成反应;甲醛分子中4个原子是共平面的;苯甲醛中,若醛基所在的平面与苯环所在平面重合时,分子中所有原子共平面;乙醛分子中含有-CH3,其所有原子不可能共平面。
答案:BC
4.(2014·大连市高三一模)某单官能团有机物的分子式为C3H6O,它可能的结构共有(不考虑立体异构)( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
解析:本题考查了同分异构体知识,意在考查考生的分析能力和书写能力。
符合条件的有CH3COCH3、CH3CH2CHO、共5种。
答案:B
5.(2014·山东莱芜期末测试)有机物甲能发生银镜反应,甲催化加氢还原成有机物乙,0.1mol乙跟足量的金属钠反应可得到氢气2.24L(标准状况),据此推断甲不可能是( )
A.HOCH2CH2CHO
解析:根据0.1mol乙与足量的钠反应得到H20.1mol,表明1个乙分子中含有2个-OH。因有机物甲能发生银镜反应,这表明其分子中必含有-CHO,因和羰基在加氢后均能生成-OH,据此可推知甲分子中至少含1个-CHO,另一个官能团可以是-OH或-CHO或。
答案:D
6.(2014·试题调研)1,5-戊二醛(简称GA)是一种重要的饱和直链二元醛,2%的GA溶液具有广谱、高效、无刺激性、无腐蚀等特点,对禽流感、猪流感等疾病有良好的防治作用。根据上述信息,判断下列说法中正确的是( )
A.戊二醛的分子式是C5H10O2,符合此分子式的二元醛有4种
B.戊二醛不能和新制的氢氧化铜悬浊液反应
C.戊二醛不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.2%的GA溶液能破坏菌体的蛋白质,具有消毒杀菌作用
解析:戊二醛的分子式为C5H8O2,A选项不正确;戊二醛有醛基,故在加热条件下能和新制的氢氧化铜悬浊液反应、能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B、C选项都不正确;联想甲醛的水溶液福尔马林,戊二醛应具有消毒杀菌作用,D选项正确。
答案:D
7.(双选)区别乙醛、苯、苯酚、四氯化碳最好选用的试剂是( )
A.新制Cu(OH)2 B.KMnO4酸性溶液
C.浓溴水 D.AgNO3溶液
解析:乙醛能使KMnO4酸性溶液褪色;苯酚能被KMnO4酸性溶液氧化为粉红色;而苯与KMnO4酸性溶液混合时,苯位于上层,紫色的KMnO4酸性溶液位于下层;四氯化碳与KMnO4酸性溶液混合时,四氯化碳位于下层,紫色的KMnO4酸性溶液位于上层。因而可用KMnO4酸性溶液鉴别。乙醛能被溴水氧化而褪色;苯酚能与浓溴水反应生成白色沉淀,而在苯、四氯化碳与溴水混合时,会因萃取使前者苯层(上层)呈橙色,而后者则是四氯化碳层(下层)呈橙色,因而也可用浓溴水来鉴别。
答案:BC
8.某有机化合物能跟新制的氢氧化铜反应生成红色沉淀,相对分子质量为44。燃烧该有机物2.2g,生成2.24L(已换算成标准状况下的体积)二氧化碳。下列说法不正确的是( )
A.该有机物是乙醛
B.1mol该有机物能够和1mol氢气加成
C.燃烧该有机物4.4g,生成1.8g水
D.0.01mol该有机物与足量银氨溶液充分反应,析出金属银2.16g
解析:依题意知,该有机物有-CHO,0.05mol的该有机物燃烧后生成0.1molCO2,该分子有2个碳原子,是乙醛,A、B、D正确;燃烧该有机物4.4g,生成3.6g水,C错。
答案:C
9.甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物中,氢元素的质量分数是9%,则氧元素的质量分数是( )
A.16% B.37%
C.48% D.无法计算
解析:甲醛CH2O、乙醛C2H4O、丙醛C3H6O无论以何种比例混合n(C)∶n(H)=1∶2,m(C)∶m(H)=6∶1,ω(O)=1-9%-6×9%=37%。
答案:B
10.已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生自身加成反应,生成一种羟基醛:
若两种不同的醛,例如乙醛与丙醛在NaOH溶液中最多可以形成多少种羟基醛( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
解析:乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生自身加成可以有乙醛与乙醛、丙醛与丙醛、乙醛与丙醛(乙醛中打开C===O)或丙醛与乙醛(丙醛中打开C===O),共4种。
答案:D
11.(2014·经典习题选萃)肉桂醛是一种实用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
下列相关叙述正确的是( )
①B的相对分子质量比A大28
②A、B可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
③B中含有的含氧官能团是醛基、碳碳双键
④A、B都能发生加成反应、还原反应
⑤A能发生银镜反应
⑥A中所有碳原子一定处于同一平面
A.①④⑤ B.④⑤⑥
C.②③⑤ D.②③④⑤⑥
解析:B的相对分子质量比A大26,①错;A、B都能被高锰酸钾酸性溶液氧化,现象相同,②错;B中含氧官能团只有醛基,③错。
答案:B
12.下列物质中,因为发生反应既能使溴水褪色,又能使KMnO4酸性溶液褪色的是( )
①乙烷 ②乙烯 ③聚乙烯 ④甲苯 ⑤邻甲苯酚 ⑥乙醇 ⑦苯甲醛 ⑧苯甲酸
A.②③⑦ B.③⑤⑧
C.①④⑥ D.②⑤⑦
解析:乙烷、甲苯、乙醇、苯甲酸均不与溴水反应;聚乙烯分子中不含C===C双键,也不与溴水反应;乙烯中含C===C双键、邻甲苯酚中含酚羟基、苯甲醛中含醛基,它们因发生反应既能使溴水褪色,又能使KMnO4酸性溶液褪色。
答案:D
二、非选择题
13.(2014·安庆质检)氢氧化铜是一种常用试剂。如:利用新制氢氧化铜验证乙醛的还原性。
(1)新制氢氧化铜悬浊液的配制:在试管里加入10%的氢氧化铜溶液2mL,滴入2%的硫酸铜溶液4~6滴,振荡。这样操作的目的是________________________________________。
(2)下面是某研究性学习小组开展的探究性学习活动:
提出问题:对“乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应生成的红色沉淀是Cu2O”提出质疑,他们认为红色沉淀不一定是氧化亚铜。为了确定红色沉淀的成分,进行了如下探究:
提出猜想:______________________________________________________。
查阅资料:①氧化亚铜属于碱性氧化物;②+1价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应;③在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。
设计方案:
方案1:取该红色沉淀于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化;
方案2:取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中,观察是否有残渣;
方案3:称取该红色沉淀ag,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器里冷却,再称量,反复多次,直到固体恒重,称得质量为bg,比较a、b的大小;
方案4:取红色沉淀放于大试管里,加入酸化的硝酸银溶液,观察是否有银白色的银析出。
你认为合理的方案是________。
(3)质量分数为11.6%的某饱和一元醛水溶液5g,跟足量新制的Cu(OH)2悬浊液反应,生成Cu2O1.44g。这种醛是________,结构简式为________。它与足量新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为__________________________。
解析:(1)配制Cu(OH)2悬浊液的关键是确保NaOH过量。(2)红色沉淀可能是铜或铜与Cu2O的混合物,可利用方案3进行成分确定。(3)因为1mol饱和一元醛与足量新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成1molCu2O,题中生成Cu2O的物质的量为=0.01mol,故该饱和一元醛的摩尔质量为=58g·mol-1,因饱和一元醛的分子通式为CnH2nO,即14n+16=58,则n=3,该醛为丙醛。
答案:(1)确保NaOH过量
(2)红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物
方案3
(3)丙醛 CH3CH2CHO
CH3CH2CHO+2Cu(OH)2CH3CH2COOH+Cu2O↓+2H2O
14.(2014·苏州质检)肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型:________(任填两种)。
(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:__________________________。
(3)请写出同时满足括号内条件的B的所有同分异构体的结构简式:_________________
(①分子中不含羰基和羟基;②是苯的对二取代物;
③除苯环外,不含其他环状结构)。
解析:由于B的侧链上含有-CH===CH-,故可发生加成反应、加聚反应和氧化反应,又含有-CHO,所以可发生加成、氧化和还原反应;根据题给信息可知两分子乙醛发生反应的化学方程式为:
2CH3CHOCH3-CH===CH-CHO+H2O,由于除苯环外不含其他环状结构,且是苯的对二取代物,故只需将分成不含羰基和羟基的两部分,即-O-CH3和HC≡C-或-CH3和-O-C≡CH即可。
答案:(1)加成反应、氧化反应、还原反应(任填两种)
(2)2CH3CHOCH3CH===CHCHO+H2O
15.(2014·上海徐汇区一模)从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲、乙两种成分:
(1)甲中含氧官能团的名称为________。
(2)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应Ⅰ的反应类型为________,反应Ⅱ的化学方程式为________________(注明反应条件)。
(3)欲检验乙中的官能团,下列试剂正确的是________。
a.溴水 B.酸性高锰酸钾溶液
c.溴的CCl4溶液 D.银氨溶液
(4)乙经过氢化、氧化得到丙();写出同时符合下列要求的丙的同分异构体结构简式________。
①能发生银镜反应;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③分子中有四种不同化学环境的H原子。
解析:(1)甲中的含氧官能团是羟基。
(2)从甲经一定条件反应得到,可见是HCl与双键的加成反应,而由在Cu存在下加热与O2发生催化氧化反应,使-CH2OH转变为-CHO,X→乙则是发生消去反应又得到碳碳双键,由此写出消去反应的化学方程式。
(3)因乙中含有C===C双键和-CHO两种官能团,其中a、b、d均可与-CHO发生氧化反应,故只能用c来检验乙中C===C双键。
(4)符合条件的丙的异构体应含有酚羟基、苯环、醛基,而苯环上剩下的4个位置只能有2种不同环境的氢原子,则只能是-OH与-CHO处于对位,而苯环上再连入的两个-CH3的位置相同,这样苯环上剩余的氢原子位置才能相同,由此写出两种异构体。
答案:(1)羟基
16.(2014·安徽合肥一中月考)已知醛在一定条件下可以两分子加成:
产物不稳定,受热即脱水而生成不饱和醛。
又知:R-CH2-CH2XR-CH===CH2(X为卤素原子)。
A是一种可以作为药物的有机化合物,分析下列反应图式中各有机化合物之间的关系(所有生成的无机物均已略去未写),请回答下列问题:
(1)请写出有机化合物A、B、C、D的结构简式。
A________、B________、C________、D________。
(2)请写出E→F的化学方程式,并说明反应类型:_____________________。
解析:由题给信息有
课件58张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章第二节 醛 第三章动物标本通常被浸泡在福尔马林(35%~40%的甲醛水溶液)中。这种溶液能使标本长久地保存而不会腐烂。
长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病,引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、细胞核的基因突变、DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复,引起新生儿染色体异常、白血病,引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中,儿童和孕妇对甲醛尤为敏感,危害也就更大。据统计人类有70%的病症与室内环境有关,我国每年有12万人死于室内污染。90%以上的幼儿白血病患者都是住进装修房一年内患病的。那么新装修的住宅中如何避免和减少甲醛的危害?醛基 -CHO 升高 (2)常见的醛HCHOCH3CHO气态液态(3)醛的分类CH3CHO OCH-CHO CH3CHO CH2===CH-CHO CH3CHO 2.乙醛的化学性质
(1)氧化反应
①银镜反应先出现白色沉淀后变澄清 光亮的银镜 ②与新制Cu(OH)2反应蓝色絮状沉淀红色沉淀羰基
(4)丙酮
丙酮是最简单的酮类化合物,结构简式为____________。
丙酮不能被________、新制的________等弱氧化剂氧化,但能催化加氢生成醇。银氨溶液Cu(OH)2●自主探究
1.甲醛为什么可用来消毒、杀菌?装修房屋后,房中存在一定甲醛气体,如何处置?
提示:细菌、病毒都是蛋白质,分子中都含-NH2。甲醛能与-NH2发生反应使蛋白质分子经过化学变化生成新的分子而变性。蛋白质变性后失去了生理活性,即死亡。这就是甲醛能消毒、杀菌的原因。装修房屋后,在一定时间内打开门窗,进行通风,使甲醛跑掉,否则影响人体健康。
2.醛类为什么没有位置异构?
提示:醛基-CHO中的碳原子已经形成三个共价键,只有一个未成对电子,所以醛基只能在链端,醛类没有位置异构,还要注意下列图示中醛基和羟基的区别:
3.乙醛能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色吗?为什么?
提示:能。因为醛具有较强的还原性,能被Ag(NH3)2OH溶液或新制Cu(OH)2悬浊液等弱氧化剂氧化。而溴水或酸性KMnO4溶液的氧化能力比Ag(NH3)2OH溶液、Cu(OH)2悬浊液强得多,故溴水、酸性KMnO4溶液也能氧化乙醛,而自身被还原,从而使溶液褪色。醛基的性质和检验 2.检验
(1)银镜反应
醛具有较强的还原性,能被新制的银氨溶液氧化为羧酸,同时,Ag(NH3)2OH被还原为Ag,若控制好反应条件,可以得到光亮的银镜(否则,将析出呈黑色的银颗粒)。
实验时应注意以下几点:
①试管必须洁净。
②配制银氨溶液是向AgNO3溶液中逐滴加入稀氨水,直到最初生成的沉淀恰好溶解为止;滴加顺序不能颠倒,氨水不能过量。
③水浴加热,不能直接加热煮沸。
④加热时不可振荡或摇动试管。
⑤必须用新配制的银氨溶液,因久置的银氨溶液会产生Ag3N,易爆炸。
(2)与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
醛基能将新制的Cu(OH)2还原为红色的Cu2O沉淀,这是检验醛基的另一种方法。该实验注意以下几点:①所用Cu(OH)2必须是新制的,在制备Cu(OH)2时,应向NaOH溶液中滴加少量硫酸铜溶液,NaOH溶液必须明显过量。
②加热时须将混合溶液加热至沸腾,才有明显的红色沉淀产生。
③加热煮沸时间不能过久,否则将出现黑色沉淀,原因是Cu(OH)2受热分解为CuO。
提示:做完银镜反应后内壁附有银的试管,用稀HNO3浸泡后清洗。
3.醛基与醛的关系
(1)醛基为醛类有机物的官能团,因此醛中一定含醛基,而含醛基的物质不一定是醛。醛基不能写成-COH。
(2)含醛基的物质主要有:①醛类;②甲酸;③甲酸盐;④甲酸某酯;⑤某些糖类,如葡萄糖、麦芽糖等;⑥其他含醛基的多官能团有机物。4.能使溴的CCl4溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物
提示:(1)能够发生银镜反应的有机物一定含醛基,但不一定是醛。
(2)醛被弱氧化剂氧化的实验中,银氨溶液呈碱性,氢氧化铜悬浊液呈碱性,反应后产物写成羧酸铵或羧酸钠。
(3)直馏汽油、苯、CCl4、己烷等分别与溴水混合,能通过萃取作用使溴水中的溴进入非极性有机溶剂而被萃取,使溴水褪色,但属于物理变化。关于茉莉醛的下列叙述错误的是( )
A.在一定条件下能与溴发生取代反应
B.在一定条件下能发生氧化反应
C.在一定条件下能生成高分子化合物
D.1mol茉莉醛最多能与4molH2发生加成反应解析:(1)可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2来检验醛基的存在。(2)因溴水能氧化醛基,所以必须先用银氨溶液氧化醛基(使之变成羧基)。再将氧化后的碱性溶液酸化后用溴水检验双键的存在或用KMnO4酸性溶液检验碳碳双键的存在。醇、醛、羧酸的衍变关系及相关定量计算(3)二元醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时有如下量的关系:
1mol二元醛~4molAg
1mol二元醛~4molCu(OH)2~2molCu2O
提示:(1)利用醛基的还原性检验醛基时,除了不饱和碳碳键干扰外,羟基、苯环上的侧链也有可能干扰,进行实验时要注意排除干扰。
(2)进行有关醛类银镜反应的计算时,要注意分析有没有甲醛。解析:①属于醛;②属于酯类;③属于醛;④中含有Cl元素。
答案:B2.(2014·河北石家庄质检)乙醛和乙炔(C2H2)的混合气体aL,在足量氧气中充分燃烧,同温同压下,消耗氧气的体积为( )
A.2aL B.2.5aL
C.3aL D.3.5aL
解析:1mol乙炔完全燃烧时消耗2.5molO2,1mol乙醛完全燃烧时消耗2.5molO2,二者耗氧量相同,即aL混合气体在同温同压下消耗2.5aLO2,本题选B。
答案:B
3.(2014·试题调研)丙烯醛的结构简式为:CH2===CH-CHO,下列关于其性质的叙述中正确的是( )
A.1mol该物质只能与1mol氢气加成
B.能与溴水或酸性高锰酸钾溶液发生加成反应
C.在一定条件下,与氢气加成得到1-丙醇
D.在一定条件下,能与溴加成生成1,2-二溴丙醛
解析:因为碳碳双键与醛基均可与氢气加成,1mol该物质最多能与2mol氢气加成,A选项错误;碳碳双键与溴水发生加成反应,碳碳双键可被酸性高锰酸钾溶液氧化,B选项错误;碳碳双键与醛基均可与氢气加成,生成1-丙醇,C选项正确;丙烯醛与溴加成后的生成物应当从醛基开始编号,命名为2,3-二溴丙醛,D选项错误。
答案:C辨析比较:碳碳双键、醛基中的碳氧双键与羰基中的碳氧双键均不饱和,都能与氢气加成,但碳碳双键还能与卤素单质、卤化氢、水等加成,碳氧双键一般情况下不能。醛基可以被氧气、银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等多种物质氧化,而碳碳双键与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液不反应,可被氧气、酸性高锰酸钾溶液等氧化。酮中的碳氧双键相对比较稳定。另外,羧酸、酯中的碳氧双键通常不能与氢气发生加成反应。
4.(2014·西安市高三质检一)分子式为C4H10O并能发生酯化反应的有机物同分异构体有x种(不包括立体异构,下同),分子式为C5H10O并能发生银镜反应的有机物的同分异构体有y种,则x和y的关系为( )
A.x=y B.xC.x>y D.无法确定
解析:本题考查同分异构体,考查考生运用知识分析问题的能力。难度中等。
分子式为C4H10O且能发生酯化反应,说明该物质是饱和一元醇,可以看成C4H10的一元取代物共4种;分子式为C5H10O且能发生银镜反应说明是饱和一元醛,也可以看成C4H10的一元取代物共4种,故x=y。
答案:A5.下列说法中正确的是( )
A.凡能起银镜反应的物质一定是醛
B.乙醛能发生银镜反应,表明了醛具有氧化性
C.在加热和有催化剂的条件下,醇都能被空气中的O2所氧化,生成对应的醛
D.福尔马林是35%~40%的甲醛的水溶液,可用于浸制生物标本
解析:掌握各类物质的结构和性质,如有醛基的物质,均可以发生银镜反应,但不一定属于醛类;羟基所连的C原子上没有H时,不能发生氧化反应。
答案:D6.今有相对分子质量为58的几种有机物,试写出符合条件的有机物的结构简式。
(1)若该有机物为烃,则可能的结构简式为:
_______________________________________________、
_______________________________________________。
(2)若该有机物是一种饱和一元醛,则其结构简式为:
_______________________________________________。
(3)若1mol该有机物与足量银氨溶液作用可析出4molAg,则该有机物的结构简式为_____________________________。(4)若该有机物能与金属钠反应,又能使溴的四氯化碳溶液褪色,则该有机物可能是:____________。(注:羟基连在双键上的有机物极不稳定)第三章 第三节 第1课时
一、选择题
1.下列说法中,不正确的是( )
A.烃基与羧基直接相连的化合物叫做羧酸
B.饱和链状一元羧酸的组成符合CnH2nO2
C.羧酸在常温下都能发生酯化反应
D.羧酸的官能团是-COOH
答案:C
2.苯甲酸常用作食品添加剂。下列有关苯甲酸的说法正确的是( )
A.其同系物中相对分子质量最小的是C7H6O2
B.其分子中所有碳原子共面
C.若与醇反应得到碳、氢原子个数比为9∶10的酯,则该醇一定是乙醇
D.其钠盐可用作奶粉中的抗氧化剂
解析:苯甲酸的同系物中相对分子质量最小的是C8H8O2,A错;分子中所有碳原子共面,B正确;C项中的醇可能是乙二醇,C错;苯甲酸钠不能用作奶粉中的抗氧化剂,D错。
答案:B
3.(2014·经典习题选萃)能一次区分CH3CH2OH、CH3COOH、苯和CCl4四种物质的试剂是( )
A.H2O B.NaOH溶液
C.盐酸 D.石蕊试液
解析:依次分析如下:
CH3CH2OH
CH3COOH
苯
CCl4
A
形成均一溶液
形成均一溶液
分两层,上层为油状液体
分两层,下层为油状液体
B
形成均一溶液
形成均一溶液
分两层,上层为油状液体
分两层,下层为油状液体
C
形成均一溶液
形成均一溶液
分两层,上层为油状液体
分两层,下层为油状液体
D
不变色
变红色
分两层,上层为油状液体
分两层,下层为油状液体
答案:D
4.下列说法正确的是( )
A.酸和醇发生的反应一定是酯化反应
B.酯化反应中羧酸脱去羧基中的羟基,醇脱去羟基上的氢原子
C.浓硫酸在酯化反应中只起催化剂的作用
D.欲使酯化反应生成的酯分离并提纯,可以将弯导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面以下,再用分液漏斗分离
答案:B
5.(2014·吉安调研)咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用,其结构简式如下:
关于对咖啡鞣酸的下列叙述中,不正确的是( )
A.分子式为C16H18O9
B.与苯环直接相连的原子都在同一平面上
C.1mol咖啡鞣酸水解时可消耗8molNaOH
D.与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应
解析:由题目所给的结构简式易知,其分子式为C16H18O9,选项A正确;由苯分子中所有原子都处于同一平面的结构可知,与苯环直接相连的所有原子共面,选项B正确;1mol咖啡鞣酸水解产生1mol和1mol,除-COOH可消耗NaOH外,酚羟基也可消耗NaOH,故1mol咖啡鞣酸水解,可消耗4molNaOH,选项C不正确;所给物质的分子中含酚的结构及-CH===CH-结构,既能发生取代反应又能发生加成反应,故选项D正确。
答案:C
6.(2014·贵州贵阳监测考试)下列关于如图所示有机物的说法中,不正确的是( )
A.该物质能发生缩聚反应
B.该物质的核磁共振氢谱上共有7个峰
C.该物质能与浓溴水发生反应
D.1mol该物质完全反应最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为2∶2∶1
解析:该物质中含有(酚)羟基和羧基,能够发生缩聚反应,A项正确;该物质的核磁共振氢谱上共有6个峰,B项错误;该物质中含有酚羟基,能和溴水发生取代反应,C项正确;Na、NaOH均能与酚羟基和羧基反应,NaHCO3只能与羧基反应,故D项正确。
答案:B
7.(2014·江西师大附中测试)某有机物M的结构简式为,下列有关M的说法不正确的是( )
A.M的分子式为C9H10O3
B.M可使酸性KMnO4溶液褪色
C.1molM完全燃烧消耗10molO2
D.1molM能与足量Na反应生成0.5molH2
解析:本题主要考查有机物分子的结构及官能团的性质。难度中等。
由M的结构简式可知,其分子式为C9H10O3,A项正确;M中含有羟基,能被酸性KMnO4溶液氧化,而使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;1molCxHyOz完全燃烧消耗molO2,故1molC9H10O3完全燃烧消耗O2的物质的量为mol=10mol,C项正确;1molM分子中含有1mol-COOH和1mol-OH,它们均能与Na反应分别生成0.5molH2,故1molM能与足量Na反应生成1molH2,D项错误。
答案:D
8.(2014·西安八校联考)羧酸M和羧酸N的结构简式如下图所示。下列关于这两种有机物的说法正确的是( )
A.两种羧酸都能与溴水发生反应
B.两种羧酸遇FeCl3溶液都发生显色反应
C.羧酸M比羧酸N相比少了两个碳碳双键
D.等物质的量的两种羧酸与足量烧碱溶液反应时,消耗NaOH的量相同
解析:羧酸M中的碳碳双键能与溴水发生加成反应,羧酸N中酚羟基的邻(或对)位的氢原子可与溴水发生取代反应,故两种羧酸都能与溴水反应;羧酸M中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应;羧酸N中不含碳碳双键,无法与羧酸M比较双键的多少;羧酸M中只有-COOH能与NaOH反应,而羧酸N中-COOH和3个酚羟基均能与NaOH反应,故等物质的量的两种羧酸反应消耗的NaOH的量不相同。
答案:A
9.(2014·黑龙江大庆质检)分子式为C6H12O2且可以与碳酸氢钠溶液反应的有机化合物(不考虑立体异构)有( )
A.5种 B.6种
C.7种 D.8种
解析:分子中含有两个氧原子,且能与碳酸氢钠溶液反应的是羧酸。先不考虑羧基碳原子,还剩5个碳原子,碳链为C—C—C—C—C时,羧基有3种连接方式;碳链为时,羧基有4种连接方式;碳链为时,羧基只有1种连接方式。故满足题述条件的有机化合物有8种,D项正确。
答案:D
10.某有机物与过量的金属钠反应,得到VAL气体,另一份等质量的该有机物与纯碱反应得到气体VBL(同温、同压),若VA>VB,则该有机物可能是( )
A.HOCH2CH2OH B.CH3COOH
C.HOOC-COOH D.HOOC-C6H4-OH
解析:羟基和羧基都能与金属钠反应放出氢气,而只有羧基能与纯碱反应放出二氧化碳。且都是2mol官能团反应生成1mol气体。
答案:D
二、非选择题
11.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏,得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题:
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入________,目的是________________________________________________________________________。
(2)反应中加入过量的乙醇,目的是____________________________________________。
(3)如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸,然后通过分液漏斗边滴加乙酸,边加热蒸馏。这样操作可以提高酯的产率,其原因是_________________________
________________________________________________________________________。
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作步骤流程图。请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法。
试剂a是________,试剂b是________;分离方法①是______________,分离方法②是______________,分离方法③是______________。
(5)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:对于第(4)和(5)小题,可从分析粗产品的成分入手。粗产品中有乙酸乙酯、乙酸、乙醇三种物质,用饱和碳酸钠溶液进行萃取、分液,可把混合物分离成两种半成品,其中一份是乙酸乙酯(A)、另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液(B)。蒸馏B可得到乙醇(E),留下残液是乙酸钠溶液(C)。再在C中加稀硫酸,经蒸馏可得到乙酸。
涉及有机物的分离与提纯的问题,应充分利用有机物的物理特性(如水溶性、熔沸点等)来解答。有机物分离与提纯的一般方法有:①洗气法;②分液法(用于互不相溶的液态混合物的分离);③蒸馏法(用于沸点相差较大的液态混合物的分离)。
答案:(1)碎瓷片 防止暴沸
(2)提高乙酸的转化率
(3)及时地蒸出生成物,有利于酯化反应向生成酯的方向进行
(4)饱和碳酸钠溶液 稀硫酸 萃取、分液 蒸馏 蒸馏
(5)除去乙酸乙酯中的水分
12.某有机物的结构简式如图:
(1)当和____________________反应时,可转化为。
(2)当和____________________反应时,可转化为。
(3)当和____________________反应时,可转化为。
解析:首先观察判断出该有机物含有哪些官能团:羧基(-COOH)、酚羟基(-OH)和醇羟基(-OH),再判断各官能团活性:-COOH>酚羟基>醇羟基,然后利用官能团性质解答。本题考查了不同羟基的酸性问题。由于酸性-COOH>H2CO3>>HCO,所以①中应加入NaHCO3,只与-COOH反应;②中加入NaOH或Na2CO3,与酚羟基和-COOH反应;③中加入Na,与三种都反应。
答案:(1)NaHCO3
(2)NaOH或Na2CO3
(3)Na
13.(2014·河南郑州质检)近年来,乳酸
[CH3CH(OH)COOH]成为人们的研究热点之一。乳酸可以用化学方法合成,也可以由淀粉通过生物发酵法制备。请完成下列有关问题:
(1)写出乳酸分子中所有官能团的名称________。
(2)在一定条件下,下列物质不能与乳酸发生反应的是________。
A.溴水 B.NaOH溶液
C.Cu(OH)2悬浊液 D.C2H5OH
(3)若以丙烯(CH2===CH-CH3)为主要原料(其他无机原料任选)合成乳酸,其合成过程的流程图如下:
则反应①的反应类型是________;反应②的化学方程式为______________________。
解析:本题考查了有机反应类型的判断、有机反应方程式的书写等知识,意在考查考生的推断与分析能力。(1)乳酸中含有羧基和羟基。(2)乳酸不能与溴水反应,能与NaOH溶液、Cu(OH)2悬浊液发生中和反应,能与CH3CH2OH发生酯化反应。(3)本题采取逆推的方法可推出B为CH3CH(OH)CH2OH,A为,则反应①为加成反应,反应②为卤代烃的水解反应,反应②的化学方程式为+2HBr。
答案:(1)羟基和羧基 (2)A (3)加成反应 +2HBr(或+2NaOHCH3CH(OH)CH2OH+2NaBr)
14.(2014·长春月考)化合物A最早发现于酸牛奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得,A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化,其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下,A可发生如下所示的反应:
试写出:
(1)化合物的结构简式:A.________,B.________,C.________。
(2)化学方程式:A→E________,A→F________。
(3)反应类型:A→E________,A→F________。
解析:B、C、E、F四种物质均由A转化生成,故先确定A。A与CH3COOH、C2H5OH均起酯化反应,分别生成C、B,故A中含有-COOH和-OH。结合A的分子式为C3H6O3,可知A中只含一个-COOH和一个-OH,则A有两种可能的结构简式:。再根据两分子A形成的F为六原子环状化合物,知A的结构简式为,其他物质即可依次推出。
(3)消去反应 酯化反应(或取代反应)
课件58张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章第三节 羧酸 酯 第三章第1课时 羧酸 第三章
醋是人类最早认识和使用的具有酸味的有机化合物,其主要成分是醋酸。早在汉代,人们已懂得酿造和食用醋,方法是通过酒中的乙醇在酵母菌的催化作用下,发生氧化反应将乙醇转化为乙酸,这种酿醋方法一直流传至今,如今的山西陈醋和镇江香醋是我国传统食醋的名品,各具风味,蜚声宇内。
自然界的许多动植物中含有与乙酸性质相似的有机酸如蚁酸、安息香酸、草酸等。另外,苹果和香蕉中还存在一类具有香味的酯类物质,这些有机物具有怎样的性质呢?
你知道用什么方法可以简单、方便地除去水壶内的水垢吗?
●新知导学
1.羧酸的定义及分类
(1)定义:由________和________相连构成的有机化合物。
(2)通式:R-COOH,官能团________。
饱和一元羧酸的通式:CnH2n+1COOH或CnH2nO2烃基羧基-COOH CH3COOH C17H35COOHC17H33COOHHCOOHHOOC-COOH羧基酸2.乙酸
(1)俗名:________;分子式:__________;结构简式:
________________________。
(2)物理性质醋酸C2H4O2CH3COOH或无色液体刺激性易16.6℃冰醋酸变红 取代醇酯和水羟基氢●自主探究
1.甲酸中含有什么官能团?据此推测甲酸有哪些性质?2.等碳原子的饱和一元羧酸与饱和一元酯的分子通式是什么?两类物质属于什么关系?
提示:均为CnH2nO2,互为同分异构体,如CH3COOH与HCOOCH3。
3.如何证明酯化反应脱水的机理?
提示:用含有18O的乙醇(CH3CHOH)与乙酸反应,最后18O只存在于乙醇和乙酸乙酯中。●教材点拨
1.羧酸的化学性质
(1)弱酸性:羧酸在水溶液中都是部分电离,具有弱酸性。
(2)酯化反应:由于羧酸分子中含有羧基,能与醇类在一定条件下发生酯化反应。羧酸的性质 4.含羟基的几种物质活性比较
提示:(1)羧酸都是弱酸,不同的羧酸酸性不同,但低级羧酸都比碳酸的酸性强。几种简单的羧酸的酸性关系为甲酸>苯甲酸>乙酸>丙酸。乙酸与H2SO3、H2CO3、HF等几种弱酸的酸性关系为H2SO3>HF>CH3COOH>H2CO3。(2)低级羧酸才会使紫色石蕊试液变红,醇、酚、高级脂肪酸不会使紫色石蕊试液变红。A.2∶2∶1 B.1∶1∶1
C.3∶2∶1 D.3∶3∶2
【解析】 有机物A的分子中含有醇羟基、酚羟基、醛基、羧基,因此它同时具有醇、酚、醛、酸四类物质的化学特性。与钠反应时,酚羟基、羧基、醇羟基均能参加反应,1molA消耗3molNa;与NaOH反应的官能团是酚羟基、羧基,1molA消耗2molNaOH;与NaHCO3反应的官能团只有羧基,1molA能与1molNaHCO3反应。故Na、NaOH、NaHCO3三种物质的物质的量之比为3∶2∶1。
【答案】 C酯化反应 乙酸乙酯的制取4.乙酸乙酯制备实验中的注意事项
(1)试剂的加入顺序为:乙醇-浓硫酸和冰醋酸,不能先加浓硫酸。
(2)浓硫酸在此实验中起催化剂和吸水剂的作用。
(3)要用酒精灯小心加热,以防止乙酸和乙醇大量挥发,液体剧烈沸腾。
(4)输导乙酸乙酯蒸气的导气管不能插入饱和Na2CO3溶液中,以防止倒吸。
(5)用饱和Na2CO3溶液吸收乙酸乙酯的蒸气,优点主要有:一是乙酸易溶于水,乙酸易与Na2CO3反应生成易溶于水的醋酸钠,便于闻乙酸乙酯的香味;二是溶解挥发出来的乙醇;三是减小乙酸乙酯在水中的溶解度,使溶液分层,便于得到酯。
(1)揭示实验原理:①乙酸与乙醇在催化剂存在的条件下加热可以发生反应生成乙酸乙酯。请用氧同位素示踪法写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式:____________________。②能否用氢同位素示踪法揭示酯化反应原理?________(选填“能”或“不能”),原因是___________________________。
(2)反应温度确定:合成乙酸乙酯的反应为放热反应。实验表明,反应温度应控制在85℃左右。实验温度不宜低于85℃的原因是______________;实验温度不宜高于85℃的原因是____________________________________________________。
(3)实验装置的比较:利用上图装置制备乙酸乙酯,这种装置与教材装置相比较突出的优点是______________________ __________________________________________________。
(4)酯层厚度的标示:为更好地测定酯层厚度,可预先向饱和Na2CO3溶液中滴加1滴________试液,现象是____________ ____________________________________________________。【解析】 (1)酯化反应的反应过程是酸脱羟基,醇脱氢。因为羧酸脱去的羟基中也有氢原子,所以不能用氢同位素示踪法揭示酯化反应原理。此外,18O必须在乙醇分子中而不能在乙酸分子中,因为乙酸分子中含有2个氧原子。(2)考虑温度对化学反应速率和化学平衡的影响。(3)该装置的优点是,生成物能与水分层,并及时把水分离出去,使平衡正向移动。(4)碳酸钠溶液呈碱性,滴入酚酞溶液呈红色,便于观察水层和有机层。
【答案】 (1)①
②不能 醇和羧酸都失H,所以H换成D无法指示何种物质脱羟基
(2)达不到催化剂活性温度,反应速度慢 温度过高平衡会逆向移动,酯产率降低
(3)用分水器能够在反应进行时及时把水分离出来,从而使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
(4)酚酞 碳酸钠层呈红色,上层的酯层呈无色●变式训练
2.(2014·武汉检测)已知碳酸钠溶液呈碱性。实验室制取乙酸乙酯1mL后,沿器壁加入紫色石蕊试液0.5mL,这时石蕊试液将存在于饱和碳酸钠层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管)。对可能出现的现象,下列叙述正确的是( )
A.石蕊层仍为紫色
B.石蕊层有两层,上层为紫色,下层为蓝色
C.石蕊层为三层,由上而下是蓝色、紫色、红色
D.石蕊层为三层,由上而下是红色、紫色、蓝色
解析:石蕊试液的上层接触到溶有乙酸的乙酸乙酯,呈酸性;下层接触到碳酸钠溶液,呈碱性。
答案:D
1.下列物质中,不属于羧酸类的是( )
A.乙二酸 B.苯甲酸
C.硬脂酸 D.石炭酸
解析:要确定有机物是否为羧酸,关键看有机物中是否含有羧基。D中石炭酸是苯酚。
答案:D
2.若乙酸分子中的氧是18O,乙醇分子中的氧是16O,二者在浓硫酸作用下发生反应,一段时间后,分子中含有18O的物质有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种答案:C3.(2014·大连市高三一模)丙烯酸(CH2===CH-COOH)不可能发生的反应是( )
A.中和反应 B.水解反应
C.加成反应 D.酯化反应
解析:本题考查了有机反应类型知识,意在考查考生对有机反应类型的掌握情况。
丙烯酸中含有羧基,能发生中和反应;不含能水解的官能团,不能发生水解反应;含有碳碳双键,能发生加成反应;含有羧基,能发生酯化反应。
答案:BA.该有机物的最简式为C4H6O2
B.该有机物可发生取代反应和加成反应C.该有机物可使溴水褪色,但不能与NaOH溶液反应
D.该有机物是乙酸的同系物
解析:由碳、氢、氧元素的成键规律可知该有机物分子式为C4H6O2,最简式应为C2H3O,A选项错误;该有机物含羧基,可以发生取代反应,该有机物含碳碳双键,可以发生加成反应,B选项正确;该有机物含有的碳碳双键可使溴水褪色,含有的羧基能与NaOH溶液反应,C选项错误;该有机物属于不饱和酸,不是乙酸的同系物,D选项错误。
答案:B
6.(2014·河南开封二模)相对分子质量为128的有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,若A含一个六元碳环且可与NaHCO3溶液反应,则环上一氯代物的数目为( )
A.2 B.3
C.4 D.57.已知下列数据:(2)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时,停止加热,取下小试管B,充分振荡,静置。振荡后的实验现象为________(填字母)。
A.上层液体变薄
B.下层液体红色变浅或变为无色
C.有气泡产生
D.有果香味
(3)从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯的操作方法为___ _____,所用仪器为________。第三章 第三节 第2课时
一、选择题
1.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组先从梨中分离出一种酯,然后将分离出的酯水解,得到了乙酸和另一种化学式为C6H13OH的物质。对于此过程,以下分析中不正确的是( )
A.C6H13OH分子含有羟基
B.C6H13OH可与金属钠发生反应
C.实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13
D.不需要催化剂,这种酯在水中加热即可大量水解
答案:D
2.(2014·广西柳铁一中质检)某有机物的结构简式如图所示,它可能发生的反应有( )
①缩聚反应 ②加成反应 ③取代反应 ④水解反应
⑤中和反应 ⑥显色反应 ⑦氧化反应 ⑧还原反应 ⑨消去反应
A.③⑤⑥⑦ B.④⑤⑥⑦
C.全部 D.除①④外其余都有
答案:C
3.(2014·经典习题选萃)有机物A在一定条件下水解生成甲、乙两种有机物,甲能与小苏打溶液反应,在相同条件下,相同质量的甲、乙两种蒸气所占的体积相同,A可能是下列有机物中的( )
①乙酸乙酯 ②甲酸乙酯
③乙酸丙酯 ④1-溴戊烷
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:饱和一元醇与少一个碳原子的饱和一元羧酸的相对分子质量相等。
答案:B
4.除去乙酸乙酯中的乙酸杂质,下列方法可行的是( )
A.加乙醇、浓硫酸,加热
B.加NaOH溶液,充分振荡后,分液
C.直接分液
D.加饱和Na2CO3溶液,充分振荡后,分液
解析:有机物的分离和提纯是经常考查的一个知识点,要注意需要分离的两物质的性质差别。利用该物质所特有的性质,而另一物质所不具有的性质进行分离提纯。
A项加乙醇、浓硫酸,加热,使乙酸发生酯化反应转化为乙酸乙酯。酯化反应是可逆反应,乙酸一定有剩余,无法彻底除去乙酸。B项加NaOH溶液,认为乙酸转化成易溶的乙酸钠后,溶液分层,可以分液。但是乙酸乙酯在NaOH溶液中会水解,从而将乙酸乙酯也消耗掉。乙酸乙酯与乙酸不分层,不能直接分液。D项加饱和Na2CO3溶液,充分振荡后,使乙酸转化为乙酸钠溶于水层后,溶液分层,乙酸乙酯不溶于水,分液可以得到乙酸乙酯。这一方法是可以的。
答案:D
5.(2014·东北三校一模)湖北荆门某化工厂违规快递有毒化学品,因泄漏导致9人中毒,1人死亡。涉事有毒化学品名为氟乙酸甲酯(C3H5O2F),其具有结构的同分异构体有(不考虑-O-F结构及立体异构)( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
解析:本题考查同分异构体的书写,意在考查考生对有机物同分异构体知识的掌握情况。由题意可写出符合条件的同分异构体:CH3COOCH2F、FCH2CH2COOH、CH3CHFCOOH、HCOOCH2CH2F、HCOOCHFCH3、FCOOCH2CH3,共6种,本题选C。
答案:C
6.(2014·河北唐山一模)有关如图所示化合物的说法不正确的是( )
A.该有机物的分子式为C15H18O4
B.1mol该化合物最多可以与2molNaOH反应
C.既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色
D.既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体
解析:本题考查了有机物的结构与性质知识,意在考查考生对有机物知识的理解和运用能力。根据题给结构简式知,该化合物的分子式为C15H18O4,A选项正确;该化合物中的酚羟基和酯基能与NaOH溶液反应,1mol该化合物最多可以与2molNaOH反应,B选项正确;该化合物中含有碳碳双键和苯环,可以催化加氢,含有碳碳双键且苯环上连有甲基,可以使酸性KMnO4溶液褪色,C选项正确;该化合物中含有酚羟基,可以与FeCl3溶液发生显色反应,不含羧基,不能与NaHCO3溶液反应,D选项错误。
答案:D
7.(2014·北京朝阳区模拟)有机物甲的分子式为C9H18O2,在酸性条件下甲水解生成乙和丙两种有机物。并测得在同温同压下,同质量的乙和丙的蒸气的体积相同,则甲的可能结构有( )
A.8种 B.14种
C.16种 D.18种
解析:据题意,可推知乙和丙应为饱和一元羧酸和饱和一元醇,且两者的相对分子质量相等,则醇比酸多1个碳原子,即羧酸的分子式为C4H8O2,其结构有2种,醇的分子式为C5H12O,其结构有8种,故甲的可能结构有2×8=16种。
答案:C
8.分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构)( )
A.7种 B.8种
C.9种 D.10种
解析:为了不出现遗漏,写的时候可以按如下分类来写异构体:甲酸丁酯4种(丁基4种异构)、乙酸丙酯2种(丙基2种异构)、丙酸乙酯1种、丁酸甲酯2种(丁酸的烃基为丙基,丙基2种异构)共9种,C正确。
答案:C
9.化学式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到,A和B可生成酯C(相对分子质量为172),符合此条件的酯有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
解析:羧酸A可由醇B氧化得到,则醇B结构简式为R-CH2OH。因C的相对分子质量为172,故化学式为C10H20O2,即醇为C4H9-CH2OH,而-C4H9有四种同分异构体,故酯C可能有四种结构。
答案:D
二、非选择题
10.(2014·北京海淀期末)蓓萨罗丁是一种治疗顽固性皮肤T-细胞淋巴瘤的药物,有研究者设计其合成路线如下(部分反应试剂和条件已略去):
(F)
试回答下列问题:
(1)D的分子式为________;F分子中含氧官能团的名称为________、________。
(2)原料A的结构简式为________;原料B发生反应④所需的条件为________________。
(3)反应①、⑥所属的反应类型分别为______、______。
(4)反应②、⑤的化学方程式分别为②______________;⑤____________。
(5)对苯二甲酸有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有________种,写出其中任意一种的结构简式____________________。
①苯环上有三个取代基;②能与NaHCO3溶液发生反应;③能发生银镜反应。
解析:(1)D中苯环部分为-C6H4-,则D的分子式为C9H7O3Cl。F中含氧官能团为羰基、酯基。(2)根据提供的反应Ⅰ,结合合成路线,可以推出A为。根据合成路线,可以推断E为,则反应④为消去反应,反应条件为浓硫酸、加热。(3)反应①为氧化反应,反应⑥为取代反应。(4)根据提供的反应Ⅱ,结合合成路线,可以推出C为,则反应②为与CH3OH的酯化反应;反应⑤为与H2的加成反应。(5)根据信息②知苯环上含有-COOH,再根据信息③知苯环上含有-CHO,结合对苯二甲酸的分子式,该同分异构体的苯环上还含有-OH,-OH取代苯环上的氢原子有4种结构,-OH取代苯环上的氢原子有4种结构,-OH取代苯环上的氢原子有2种结构,共有10种结构。
答案:(1)C9H7O3Cl 羰基 酯基
(2) 浓硫酸、加热
(3)氧化反应 取代反应
11.下图中X是一种具有水果香味的合成香料,A是直链有机物,E与FeCl3溶液作用显紫色。
请根据上述信息回答:
(1)H中含氧官能团的名称是____________,B→I的反应类型为______________。
(2)只用一种试剂鉴别D、E、H,该试剂是________________________________________。
(3)H与J互为同分异构体,J在酸性条件下水解有乙酸生成,J的结构简式为________________________________________________________________________。
(4)D和F反应生成X的化学方程式为__________________________________________。
解析:X是一种具有水果香味的合成香料,应属于酯;E是苯酚;A是含一个双键的直链醛,B是A加成还原得到的1-丁醇,C是丁醛,D是丁酸。F是环己醇;H是含一个双键的直链羧酸;I是B发生消去反应得到的1-丁烯。D、E、H分别是丁酸、苯酚、不饱和丁酸。鉴别从双键和苯酚入手,选用溴水。J能水解出乙酸应该属于不饱和酯:
答案:(1)碳碳双键、羧基 消去反应
(2)溴水
12.(2014·四川万县调研)衣康酸M是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料,可经下列反应路线得到(部分反应条件略):
(1)A发生加聚反应的官能团名称是________,所得聚合物分子的结构型式是________(填“线型”或“体型”)。
(2)B→D的化学方程式为____________________________________________________。
(3)M的同分异构体Q是饱和二元羧酸,则Q的结构简式为________(只写一种)。
(4)已知:-CH2CN-CH2COONa+NH3,E经五步转变成M的合成反应流程为:
①E→G的化学反应类型为________,G→H的化学方程式为__________________。
②J→L的离子方程式为______________________________________________。
③已知:-C(OH)3-COOH+H2O,E经三步转变成M的合成反应流程为________(示例如上图;第二步反应试剂及条件限用NaOH水溶液、加热)。
解析:(1)含有碳碳双键的有机物一般能发生加聚反应,且只有一个碳碳双键的有机物发生加聚反应时,加聚产物一般是线型高分子。
(2)结合B、D的分子式与转化条件可知,B→D的反应为消去反应,且是B的中间碳原子上的氯原子发生消去反应,而连在右侧碳原子的氯原子不能消去,因为中间碳原子上没有氢原子,其化学方程式为:
(3)由题给信息M的同分异构体Q是饱和二元羧酸,说明Q的分子结构中不存在碳碳双键,且分子结构中还含有两个羧基,由此推知Q应该是或。
(4)①分析E、G的结构简式结合反应条件可知,E→G发生的是取代反应;根据题给已知“-CH2CN-CH2COONa+NH3”和G的结构特点(分子结构中含有氯原子,也可在NaOH溶液中发生水解)可以写出G→H的化学方程式为:
②根据流程图J可以和银氨溶液反应,结合G→H的转化条件可以推断J的结构简式为,J→L的离子方程式为+2[Ag(NH3)2]++2OH-+2Ag↓+3NH3+NH+H2O。
③结合③中的已知和括号内的提示(第二步反应试剂及条件限用NaOH水溶液、加热)可推知,E经三步反应转化为M应该是先与氯气发生取代反应,然后水解生成羧酸盐,最后酸化得M,其流程为:E
答案:(1)碳碳双键 线型
(3)或
(4)①取代反应
13.有机物A和B的相对分子质量都小于200,完全燃烧时只生成CO2和H2O,B燃烧时消耗的氧气与生成的二氧化碳的物质的量相等,B中碳、氢元素总的质量分数为46.67%,B不发生银镜反应,但跟NaHCO3溶液反应放出CO2,1molA水解生成1mol苯甲酸和1molB,A溶液具有酸性,但遇FeCl3溶液不显紫色。
(1)A与B的相对分子质量之差为________。
(2)B分子中应有________个氧原子。
(3)A的结构简式为________或________。
(4)写出B的属于酯的四种同分异构体的结构简式:
________________________________________________________________________。
解析:A+H2O―→+B,则A、B的相对分子质量之间有如下关系:M(A)+18=M(B)+122,所以M(A)-M(B)=104。B显酸性,不发生银镜反应,说明B中含有羧基,容易判断A属于酯类。其水解产生的羟基也应在B中。则B分子中至少含有1个-COOH和一个-OH,推测B可能含有3个氧原子。由题意M(B)==90合理;(B可能含有4个氧原子吗?请自己分析)由B的相对分子质量为90,含有一个-OH和一个-COOH,可推出B的结构简式为HOCH2CH2COOH或。
答案:(1)104 (2)3
HOCH2COOCH3、CH3COOCH2OH
课件53张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章第三节 羧酸 酯 第三章第2课时 酯 第三章
当你穿行在水果店时会闻到一阵阵沁人心脾的水果芳香。要是你把香焦、苹果、桃子等水果放在房间里,室内很快会香气扑鼻。如果你再尝一口熟透了的水果更会觉得满口异香,余味未尽。这是为什么呢?●新知导学
1.酯的定义
酯是羧酸分子______________被________取代后的产物,简写为________,R和R′可以________,也可以________。羧酸酯的特征性结构是________,官能团名称为________。
2.酯的性质
(1)酯的密度一般比水___,___溶于水,___溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。低级酯是具有________的___体,存在于各种水果和花草中。羧基中的-OH-OR′RCOOR′相同不同酯基 小难易芳香气味液 (2)在酸或碱存在条件下,酯能发生________,生成相应的___和___。如乙酸乙酯的水解反应方程式为:
酸性条件下:_____________________________________ _________。
碱性条件下:_____________________________________ __________。
①在酸存在的条件下酯的水解是______反应;而在碱性条件下酯的水解是________的。
②酯的水解反应也是________反应的一种。
③乙酸乙酯水解实验中,用70~80℃的________加热,而不是用酒精灯直接加热。水解反应酸醇+C2H5OH +C2H5OH 可逆不可逆取代水浴●自主探究
在实验室里用乙酸、无水乙醇和浓硫酸制取乙酸乙酯。该实验为了提高乙酸乙酯的产率,可作一些改进。下图为制取乙酸乙酯的改进装置。(1)如何配制乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液?
(2)浓硫酸的作用是什么?
(3)饱和碳酸钠溶液的作用是什么?
(4)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时,停止加热,取下小试管,充分振荡,静置。振荡前后的实验现象是什么?
(5)与教材中采用的实验装置的不同之处是:本实验采用了球形干燥管代替长导管,并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中。在此处球形干燥管有什么作用?
(6)还有哪些装置可以防止倒吸?提示:(1)将浓硫酸慢慢加入到无水乙醇中,边滴边振荡,然后加入乙酸。
(2)作催化剂和吸水剂。
(3)除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度。
(4)试管中收集到的有机物包括乙酸乙酯、乙醇和乙酸,充分振荡时,乙醇溶解于饱和碳酸钠溶液中,乙酸与Na2CO3反应生成CO2气体,使溶液的碱性降低,液体的红色变浅或变为无色,而有机层的总量减少,厚度变薄。同时闻到果香味。
(5)防止倒吸,使乙酸乙酯蒸气充分冷凝。(6)下面是一些防倒吸的装置。羧酸与醇酯化反应的规律和类型 (1)共形成________条聚酯链。
(2)计算所得聚酯的平均式量。
解析:依题意,C若发生酸性水解只生成一种物质B(分子式为C3H6O3),可见B项不符合此要求。
答案:B●教材点拨
1.酯化反应和酯的水解反应的理解
(1)酯化反应
酯化反应一般是羧酸脱羟基醇脱氢,即羧酸分子中的羟基跟醇分子中羟基上的氢结合成水,其余部分互相结合成酯。如:酯的性质 羧酸、酯的同分异构体
共9种酯。【解析】 本题主要考查酯的水解反应及有关物质的结构和性质。难度中等。
【答案】 A
●变式训练
2.(2014·长沙模拟)已知某有机物C6H12O2能发生水解反应生成A和B,B能氧化成C。若A、C都能发生银镜反应,则C6H12O2符合条件的结构简式有(不考虑立体异构)( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析:本题考查了同分异构体数目的判断,意在考查考生的判断能力。
由C6H12O2能发生水解反应生成A和B,可知其为饱和一元酯,其水解产物为酸和醇,由水解产物A能发生银镜反应,可知A必为甲酸,B为戊醇,B的氧化产物也能发生银镜反应,说明B分子中羟基位于端点原子上,这样的戊醇有4种,故C6H12O2符合条件的结构简式有4种。
答案:B
1.下列有关羧酸和酯的叙述中,正确的是( )
A.羧酸与饱和酯的通式均可以用CnH2nO2表示
B.酯都能发生水解反应
C.羧酸的酸性都比碳酸弱
D.羧酸易溶于水,酯均难溶于水
答案:B
2.能发生银镜反应,并与丙酸互为同分异构体的物质是( )
A.丙醛 B.丙酮
C.乙酸甲酯 D.甲酸乙酯
答案:DC.该物质的密度大于水,且易溶于水
D.该物质含有碳碳双键,能跟氢气发生加成反应
解析:根据有机物的球棍模型和价键规则,可以判断该有机物的结构简式为CH3CH2COOCH3,是丙酸甲酯,A正确。根据其结构可得出该物质的分子式为C4H8O2,B错误;丙酸甲酯不溶于水,密度小于水,C错误。该物质中不含碳碳双键,D错误。
答案:A4.(2014·江西南昌一模)分析下表中各项的排布规律。有机物X是按此规律排布的第19项,下列有关X的组成、性质的说法中肯定错误的是( )
①是戊酸 ②是戊醇 ③是丁酸甲酯 ④在稀硫酸中易变质 ⑤一定能与钠反应
A.②⑤ B.①③④
C.③④ D.②③⑤解析:本题考查有机物的组成和性质,意在考查考生对有机物组成和性质的理解能力。根据表中有机物的分子式,可以发现四个有机物为一组,按照CnH2n+2、CnH2nO、CnH2nO2、CnH2n+2O的顺序排布(n表示组数),第19项X的分子式为C5H10O2,为羧酸或酯。若X为酯,则X在稀硫酸中发生水解反应易变质,但不能与钠反应。肯定错误的有②⑤,A项符合题意。
答案:A
A.通入足量的SO2并加热
B.与足量NaOH溶液共热后,通入足量CO2
C.与盐酸共热后,加入足量的NaOH溶液
D.与稀硫酸共热后,加入足量Na2CO3溶液 解析:通入足量的SO2并加热时可以使酯在酸性条件下水解,并将羧酸钠转化为羧酸,A选项不正确;与足量NaOH溶液共热后,得到的是羧酸钠及酚钠,再通入足量二氧化碳,可以使酚钠转化为酚,B选项正确;与盐酸共热后,加入足量的NaOH溶液得到的是羧酸钠与酚钠,C选项不正确;与稀硫酸共热后,加入足量Na2CO3溶液,酚能与碳酸钠反应生成酚钠,D选项不正确。
答案:B(3)1molA分别与Na、NaOH溶液反应,所需Na、NaOH物质的量的最大值之比是________。
(4)①A中的官能团名称是________、________;
②请写出M在酸性条件下水解的化学方程式__________;
③A有多种同分异构体,请写出具有下列条件的一种同分异构体的结构简式____________________________。
a.两种官能团、且其环上的一氯代物只有2种;b.遇FeCl3溶液显紫色;c.能与碳酸氢钠溶液反应。如何除去鱼腥味
烧鱼时为了除去鱼腥味,可加入黄酒、醋、生姜、葱。鱼腥味是由三甲胺(CH3)3N产生的,黄酒中的乙醇溶解三甲胺,加热过程中三甲胺和酒精一起被蒸发,达到去腥的目的。醋能使鱼骨软化,还可与乙醇反应生成乙酸乙酯(黄酒中也含酯),有香味。姜是醇酮合成体、葱的辛辣味都可去腥。因此烧鱼时常加入这几种调料。第三章 第四节
一、选择题
1.(2014·经典习题选萃)下列反应可以使碳链减短的是( )
A.乙酸与丙醇的酯化反应
B.用裂化石油为原料制取汽油
C.乙烯的聚合反应
D.苯甲醇氧化为苯甲酸
解析:选项A、C使碳链增长,选项D碳链长度不变。
答案:B
2.有机化合物分子中能引入卤素原子的反应是( )
①在空气中燃烧 ②取代反应 ③加成反应 ④加聚反应
A.①② B.①②③
C.②③ D.①②③④
解析:有机物在空气中燃烧,是氧元素参与反应;由烷烃、苯等与卤素单质发生取代反应,可引入卤原子;由不饱和烃与卤素单质或卤化氢加成,可引入卤原子;加聚反应仅是含不饱和键物质的聚合。
答案:C
3.由溴乙烷为主要原料制取乙二醇时,需要经过的反应为( )
A.加成-消去-取代 B.消去-加成-取代
C.取代-加成-消去 D.取代-消去-加成
解析:要制备乙二醇,由溴乙烷不能直接转化,故考虑先通过消去反应得到乙烯,然后经过加成得到卤代烃,再水解(取代)得到乙二醇。
答案:B
4.过量的下列溶液与水杨酸反应能得到化学式为C7H5O3Na的是( )
A.NaHCO3溶液 B.Na2CO3溶液
C.NaOH溶液 D.NaCl溶液
解析:因-COOH的酸性比酚羟基(-OH)的酸性强,则分子式为C7H5O3Na的有机物只可能是,这表明只有羧基发生了反应。题给选项中B、C既可与羧基反应,又可与酚羟基反应,D项不与水杨酸反应,故答案为D。记住:有机物中仅有-COOH能与NaHCO3反应。
答案:A
5.化合物丙可由如下反应得到:
C4H10OC4H8丙(C4H8Br2),丙的结构简式不可能是( )
A.CH3CH(CH2Br)2 B.(CH3)2CBrCH2Br
C.CH3CH2CHBrCH2Br D.CH3(CHBr)2CH3
答案:A
6.换位合成法在化学工业中每天都在应用,主要用于研制新型药物和合成先进的塑料材料。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%。①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥消去反应 ⑦加聚反应 ⑧缩聚反应等反应类型中能体现这一原子最经济原则的是( )
A.①②⑤ B.②⑤⑦
C.⑦⑧ D.只有⑦
解析:根据原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比,比值越高,原子利用率越高,显然原子利用率达到100%时最高,即反应物完全转化为目标产物。
答案:B
7.(2014·重庆质检)香草醛由愈创木酚作原料合成,其合成路线如下图所示。
下列说法中正确的是( )
A.理论上反应A→B中原子利用率为100%
B.化合物B在一定条件下可发生加聚反应
C.检验制得的香草醛中是否混有化合物C,可用FeCl3溶液
D.等物质的量的A、B、C、D与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量之比为1∶3∶2∶1
解析:反应A→B是醛基的加成反应,原子利用率为100%;化合物B中没有碳碳双键或碳碳三键,不能发生加聚反应,但含-OH和-COOH,可发生缩聚反应;香草醛和化合物C中都含有酚羟基,都能与FeCl3溶液反应,无法检验香草醛中是否混有化合物C;因酚羟基、-COOH都能与NaOH溶液反应,故等物质的量的4种物质消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶2∶1。
答案:A
8.下列化学反应的有机产物,只有一种的是( )
D.CH3-CH===CH2与氯化氢加成
解析:A中有机物在浓硫酸存在下可得产物:
CH3-CH2-CH===CH2、CH3CH===CH-CH3、
CHCH3CH2OCHCH2CH3CH3CH3;B中有机物在Fe粉存在下与Cl2反应可取代邻、对位上的氢,得多种产物;D中有机物与HCl加成可得两种产物;C中的酚羟基与NaHCO3不反应,只有-COOH与NaHCO3反应可得一种生成物。
答案:C
9.1,4-二氧六环可通过下列方法制取。烃ABC1,4-二氧六环,则该烃A为( )
A.乙炔 B.1-丁烯
C.1,3-丁二烯 D.乙烯
解析:此题可以应用反推法推出A物质,根据1,4-二氧六环的结构,可以推知它是由乙二醇脱水后形成的,两分子HO-CH2-CH2-OH脱水后形成环氧化合物。生成乙二醇的可能是1,2-二溴乙烷;生成1,2-二溴乙烷的应该是乙烯,所以。
答案:D
10.分析的结构,它在一定条件下不可能发生的反应有( )
①加成反应 ②水解反应
③消去反应 ④酯化反应
⑤银镜反应 ⑥中和反应
A.①⑤ B.②④
C.②⑤ D.③⑤
解析:从结构上分析,含有苯环可发生加成反应,含有羧基,可发生酯化反应及中和反应,含有酯基,可发生水解反应,不可发生消去和银镜反应,选D。
答案:D
二、非选择题
11.(2014·河南洛阳高三期末考试)甲酯除草醚(如图E)是一种光合作用抑制剂,能被叶片吸收,但在植物体内传导速度较慢,它是芽前除草剂,主要用于大豆除草。某烃A合成E的路线如下:
(1)写出A、C的结构简式:A________;C________。
(2)写出C中官能团的名称:____________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
反应⑤______________________________;
反应⑥__________________________,反应类型是______________________________。
(4)C的同分异构体有多种。写出核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶2∶2∶2的四种有机物的结构简式:____________________。
解析:本题考查有机合成与推断,考查考生的理解能力和知识迁移能力。难度中等。
(1)根据反应的流程以及反应的条件可推知A为甲苯,C为。(2)根据C的结构简式可以看出其含有的官能团为氯原子和酯基。(3)反应⑤是在浓硫酸作用下,浓硝酸中硝基取代苯环上氢原子的反应;反应⑥为D()与试剂的取代反应。(4)C的分子式为C8H7O2Cl,当核磁共振氢谱有四种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶2∶2∶2时,有机物中四类H原子数分别就是1、2、2、2,苯环上的两个基团处于对位就能保证苯环上有两类H原子且各有2个,剩余两类H原子在支链上,该同分异构体可以是甲酸酯,结构为,也可以是羧酸,结构为,也可以是酰氯与羟基,结构为,还可以是醛基和醚键的组成,结构为。
答案:(1)
(2)氯原子、酯基
12.(2014·四川绵阳诊断)有机物G是制备液晶材料的中间体之一,其结构简式为
。G的一种合成路线如下:
其中,A~F分别代表一种有机化合物,合成路线中的部分产物及反应条件已略去。
已知:①X的核磁共振氢谱只有1个峰;
②RCH===CH2RCH2CH2OH;
③通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1)A的结构简式是________;C中官能团的名称是________。
(2)B的名称是________。第①~⑦中属于取代反应的有________(填步骤编号)。
(3)写出反应⑤的化学方程式________________________________________________。
(4)反应⑦的化学方程式是_______________________________________________。
(5)G经催化氧化得到Y(C11H12O4),写出同时满足下列条件的Y的一种同分异构体的结构简式______。
a.苯环上的一氯代物有2种;
b.水解生成二元羧酸和醇。
解析:(1)X的分子式为C4H9Cl且X的核磁共振氢谱只有1个峰,则X为,A为X发生消去反应的产物,A的结构简式为。根据已知信息②,可以推断出B为,C为,C中的官能团为醛基。(3)反应⑤为与Cl2的取代反应。(4)根据题图中转化关系,可以推断出D为,F为,反应⑦为二者的酯化反应。
(5)G经催化氧化得到Y,Y为。根据条件a、b可写出Y的同分异构体。
答案:(1) 醛基
(2)2-甲基-1-丙醇 ⑤⑥⑦
13.(2014·河北正定中学月考)乙基香草醛是食品添加剂的增香原料,其香味比香草醛更加浓郁。
(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称:
________________________________________________________________________。
(2)乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸,A可发生以下变化:
提示:①RCH2OHRCHO。
②与苯环直接相连的碳原子上有氢时,此碳原子才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。
(a)由A→C的反应属于________(填反应类型)。
(b)写出A的结构简式:_________________________________________________。
(3)乙基香草醛的另一种同分异构体D
()是一种医药中间体,请设计合理方案用茴香醛()合成D(其他原料自选,用反应流程图表示,并注明必要的反应条件)。
解析:(1)由乙基香草醛的结构知其含氧官能团为-OH、-CHO、-O-。
(2)①A→C减少了一个O原子和一个H原子,增加了一个Br原子,应是取代反应,即-OH被-Br取代;②将A用KMnO4/H+氧化只生成,表明A只有一个支链,且含有-OH,则另一官能团应是-COOH,从而其结构简式为 (注意A能氧化为B,且B能发生银镜反应,表明A中含有-CH2OH结构!)
(3)合成过程中的主要变化是-CHO→-COOH→-COOCH3,依此写出反应流程图即可。
答案:(1)醛基、(酚)羟基、醚键(任写两种)
14.(2014·山东泰安宁阳四中月考)有机化合物A的分子式是C13H20O8(相对分子质量为304),1molA在酸性条件下水解得到4molCH3COOH和1molB。B分子结构中每一个连有羟基的碳原子上还连有两个氢原子。
请回答下列问题:
(1)A与B的相对分子质量之差是________。
(2)B的结构简式是________________。
(3)B不能发生的反应是________(填写序号)。
①氧化反应 ②取代反应 ③消去反应 ④加聚反应
(4)已知:
以两种一元醛(其物质的量之比为1∶4)和必要的无机试剂为原料合成B,写出合成B的各步反应的化学方程式。
解析:(1)由1molA+H2O4molCH3COOH+1molB知。1molA水解需4molH2O,且每1molB中至少含4mol羟基,根据质量守恒定律知:MA+4M(H2O)=4M(CH3COOH)+MB,所以MA-MB=4×60-4×18=168。(2)(3)根据碳、氢、氧原子个数守恒可知B的分子式为C5H12O4;结合(1)分析知,1molB中含有4mol羟基,又由于每一个连有羟基的碳原子上还有两个氢原子,则B的结构简式为C(CH2OH)4,该物质可发生氧化反应和取代反应,不能发生消去及加成反应。(4)根据已知的第2个反应可知,要制备C(CH2OH)4只需(CH2OH)3CCHO和HCHO,又由信息1,只要1molCH3CHO和3molHCHO作用即可得到(CH2OH)3CCHO,至此问题可解。
答案:(1)168
(2)
(3)③④
(4)CH3CHO+3HCHO(CH2OH)3CCHO
(CH2OH)3CCHO+HCHO+NaOH(浓)―→C(CH2OH)4+HCOONa
课件78张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章第四节 有机合成 第三章有机合成赋予人类神奇的创造力,它使人们能用简单的原料和反应制造出各种各样的有机化合物。
从19世纪20年代人类开始进行有机合成的研究以来,有机化学家们不断地合成出功能各异、性能卓越的各种有机物,以弥补自然资源的不足,还可以对天然有机物进行局部改造和修饰,使其性能更加完美,甚至可以合成具有特定性质的、自然界并不存在的有机物,以满足人类的特殊需要。有机化合物的合成在现实生活中的应用越来越广泛,了解和认识有机合成的基础知识已成为必然。
传统的有机合成存在着原料毒性大、生产过程步骤多、三废污染严重等问题,给人类健康和环境治理带来了一系列的难题。近年来,随着绿色化学的提出,有机合成的绿色化开始引起了人们的重视。何为绿色化学?有机合成的基本思路是什么?怎样来设计有机合成路线?你思考过合成有机物需要解决哪些问题吗?同学们,让我们一起走进教材第四节来学习有机化合物的合成吧!●新知导学
1.有机合成的定义
有机合成是利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定________和________的有机化合物。
2.有机合成的任务
包括目标化合物________的构建和________的转化,按照目标化合物的要求,合成具有一定________数目、一定________的目标化合物。结构功能分子骨架官能团碳原子结构3.有机合成的过程示意图:
有机合成的过程,就像建筑师建造一座大厦,从基础开始,一层一层的向上构建。中间体目标化合物4.官能团的引入或转化方法
(1)引入碳碳双键的方法
①____________,②________,③_________________。
(2)引入卤素原子的方法
①_____________,②_________________,③_________ __________________。
(3)引入羟基的方法
①_______________,②_____________,③__________,④_________。卤代烃的消去醇的消去炔烃的不完全加成醇(酚)的取代烯烃(炔烃)的加成烷烃(苯及烯烃与水的加成卤代烃的水解酯的水解醛的还原苯的同系物)的取代5.逆合成分析法的基本思路
可用示意图表示为:
6.有机合成的遵循原则:
(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低________;
(2)尽量选择步骤少的________;
(3)尽量满足“绿色化学”的要求,步骤少,原料利用率高,达到________;
(4)操作________、条件________、能耗低、易实现;
(5)按照一定的顺序和规律引入官能团,不能臆造不存在的反应事实。污染合成路线零排放简单温和草酸两分子乙醇两分子的乙醇和草酸●自主探究
1.回忆《化学必修2》所学内容,想一想:有没有使有机分子碳链增长的例子?如果有,试列举之。2.西药引入之前,中国传统治疗发烧的方法是发汗法,由于效果不佳,不知有多少生命葬送在高烧之中。西药引入之后,高烧夺去生命的事件已变得微乎其微。你知道这种退烧药中的有效成分是什么吗?大量应用的退烧药来源于自然界还是有机合成?
提示:退烧药的有效成分是乙酰水杨酸,仔细阅读过药品说明书的同学,应该有点印象,它的医学应用品是人工合成的。3.有机物是天然存在的多,还是有机合成的多?你知道被誉为有机合成大师的科学家是谁吗?
提示:人类合成的有机物比天然存在的多得多。被称为有机合成大师的科学家是伍德沃德。
4.有机合成中,在引入多种官能团时,为什么要考虑引入的先后顺序?
提示:因为在引入不同的官能团时,采用不同的反应条件,若不考虑引入的先后顺序,前面引入的官能团,在引入后面的官能团时可能会受到破坏。有机合成过程中常见官能团的引入和转化
(4)碳链的增长:
有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见的方式为有机物与HCN的反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。
(5)碳链的变短:
如烃的裂化裂解,某些烃(如苯的同系物,烯烃)的氧化,羧酸盐脱羧反应等。
提示:(1)要注意特征反应条件。如与氢氧化钠醇溶液共热,一般为卤代烃的消去反应;与氢氧化钠水溶液共热一般为卤代烃、酯类等的水解反应;与卤素单质光照条件下反应,一般是烷烃或芳香烃侧链取代氢的反应。
(2)要注意反应的先后顺序。如有时需要先取代再氧化,有时则需要先氧化再取代。
(3)注意对某些基团的保护。●典例透析
(2014·江苏南京一模)化合物A(分子式为:C6H6O2)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。由A合成黄樟油(E)和香料F的合成路线如下(部分反应条件已略去):已知:B的分子式为C7H6O2,不能发生银镜反应,也不能与NaOH溶液反应。
(1)写出E中含氧官能团的名称:________和________。
(2)写出反应C→D的反应类型:_____________________。
(3)写出反应A→B的化学方程式:___________________。
(4)某芳香化合物是D的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该芳香化合物的结构简式:________(任写一种)。回答下列问题:
(1)X→Y的反应类型为________,C的结构简式为________。
(2)鉴别有机物A和B可用试剂________,检验B中是否含有C,可用试剂________。
(3)D的结构简式为________,1molD与足量溴水反应时,最多能消耗________molBr2。
(4)写出B→X的化学方程式________________________。(5)E的同分异构体中,满足下列条件的有______________ (用结构简式表示)。
①苯环上仅有3个侧链 ②含有2个酚羟基、1个羧基 ③苯环上的一取代物仅有2种●教材点拨
有机合成的分析方法可归纳为以下3种情况:
1.正向合成分析法(又称顺推法),合成示意图:基础原料→中间体→中间体→目标化合物,此法采用正向思维方法,从已知原料入手,找出可直接合成的所需要的中间产物,并同样找出它的下一步产物,依次类推,逐步推向合成目标有机物。
2.逆向合成分析法(又称逆推法),合成示意图:目标化合物→中间体→中间体→基础原料,其特点是从产物出发,由后向前推,先找出产物的前一步原料(中间体),并同样找出它的前一步原料,如此继续直至到达简单的初始原料为止。有机合成的分析方法及中学常用合成路
线的选择 3.综合分析法:
此法采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较,得出最佳合成路线。●变式训练
2.(2014·南昌高三调研)以乙烯和水(HO)为原料,自选其他无机试剂、合成CH3CO18OCH2CH3。用化学方程式表示实现上述合成最理想的反应步骤。
1.有机化合物分子中能引进卤原子的反应是( )
A.消去反应 B.酯化反应
C.水解反应 D.取代反应
答案:D
解析:B项步骤虽然最少,但取代反应难以控制取代的位置,多伴有其他副产物的产生。D项只需两步,并且消去反应和加成反应无副反应发生,得到的产物比较纯。所以D项方案最好。
答案:D解析:选项B所得的卤代产物有多种,且难于分离;选项D所得产物CH3COOH和C2H5OH互溶,也难于分离,且反应为可逆反应,产率不高。
答案:AC解析:本题考查了乙酸乙酯的制备知识,意在考查考生对相关知识的掌握情况。淀粉或纤维素完全水解生成葡萄糖,葡萄糖分子式为C6H12O6,A选项正确;虽然氢氧化钠与乙酸反应,但在碱性条件下乙酸乙酯水解,所以不用NaOH溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸,应用饱和Na2CO3溶液,B选项错误;反应①是水解反应,水解反应属于取代反应,反应④是酯化反应,酯化反应属于取代反应,C选项正确;乙醇和乙酸反应生成乙酸乙酯,所以N为CH3COOH,D选项正确。
答案:B(1)步骤①中“逐滴加入余下的混合液”是为了防止______ ____________________________________________________。
(2)若水蒸气蒸馏装置中出现堵塞现象,则图乙玻璃管中水位会突然升高,此时应________,待故障排除后再进行蒸馏。
(3)抽滤用到的主要仪器有气泵、________,抽滤优于普通过滤的显著特点是____________________________________。
(4)步骤④中用80.0%的乙醇溶液重结晶的目的是______ ____________________________________________________。
(5)用光谱法可检验所得产物是否纯净,其中用来获得分子中含有何种化学键和官能团信息的方法是_________________ ____________________________________________________。解析:本题考查三苯甲醇的制备,考查考生对实验反应条件的控制、仪器的选用和目的的分析。难度中等。
(1)题目中“使反应液保持微沸状态”,说明反应剧烈放热。所以“逐滴加入余下的混合液”的目的应是防止反应过于剧烈。(2)堵塞时,应立即降低体系的压强和温度,所以应立即打开旋塞,移去热源。(4)重结晶的目的是除去杂质,提纯三苯甲醇。
答案:(1)反应过于剧烈
(2)立即打开旋塞,移去热源
(3)布氏漏斗、吸滤瓶 过滤速度快
(4)提纯三苯甲醇
(5)红外光谱法石油化学工业
石油化学工业是国民经济的重要支柱之一,它是以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的工业。石油经过炼制可以得到石油产品,主要包括各种燃料油(汽油、煤油、柴油等)、润滑油以及液化石油气、石油焦炭、石蜡、沥青等。对一些石油产品和天然气进行一步或多步化学加工可以获得石油化工产品,主要包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本化工原料以及大约200多种有机化工原料和合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)等。广义的石油化工还包括氨、尿素以及硝酸的生产。课件5张PPT。成才之路 · 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修5 烃的含氧衍生物 第三章
人类使用有机物的历史很长,世界上几个文明古国很早就掌握了酿酒和造醋的技术。据记载,中国古代曾制取到一些较纯的有机物,如没食子酸(982~992)、甘露醇(1037~1101)等;自从柯尔柏在1844年合成了醋酸,柏赛罗在1854年合成了油脂开始进入了有机化学的合成时代。
在烃的衍生物中,取代烃中氢原子的其他原子或原子团,影响着烃的衍生物的性质,使其具有不同于相应烃的特殊性质。例如,乙烷是不溶于水的无色气体,沸点较低,但乙醇却是可与水无限混溶的液体,沸点相对较高。在化学性质方面,乙醇与乙烷相比,都有其明显的特性。
烃的衍生物种类很多,本章分别以乙醇、苯酚、乙醛、乙酸等为代表物,着重介绍醇、酚、醛、羧酸等衍生物的一些性质和用途。