(共50张PPT)
选择题专攻
4.多官能团有机物的结构与性质
核心精讲
01
类别 通式 官能团 主要化学性质
烷烃 CnH2n+2 (链状烷烃) — 在光照时与卤素单质发生取代反应
烯烃 CnH2n (单烯烃) 碳碳双键: (1)能与卤素单质、H2和H2O等发生加成反应;
(2)能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化
炔烃 CnH2n-2 (单炔烃) 碳碳三键:—C≡C—
1.官能团与性质
(1)反应试剂错误
类别 通式 官能团 主要化学性质
卤代烃 一卤代烃:R—X 碳卤键: (X表示卤素原子) (1)与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇;
(2)与NaOH醇溶液共热发生消去反应
类别 通式 官能团 主要化学性质
醇 一元醇:R—OH 羟基:—OH (1)与活泼金属反应产生H2;
(2)与卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃;
(3)脱水反应:乙醇140 ℃分子间脱水生成乙醚,170 ℃分子内脱水生成乙烯;
(4)催化氧化为醛或酮;
(5)与羧酸或无机含氧酸反应生成酯
类别 通式 官能团 主要化学性质
醚 R—O—R′ 醚键: 性质稳定,一般不与酸、碱、氧化剂反应
酚 Ar—OH(Ar表示芳香基) 羟基:—OH (1)呈弱酸性,比碳酸酸性弱;
(2)苯酚与浓溴水发生取代反应,生成白色沉淀2,4,6-三溴苯酚;
(3)遇FeCl3溶液发生显色反应;
(4)易被氧化
类别 通式 官能团 主要化学性质
醛 醛基: (1)与H2发生加成反应生成醇;
(2)被氧化剂[O2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2、酸性高锰酸钾等]氧化
酮 (R、R′均不为H) 羰基 与H2发生加成反应生成醇
类别 通式 官能团 主要化学性质
羧酸 羧基: (1)具有酸的通性;
(2)与醇发生酯化反应;
(3)能与含—NH2的物质反应生成酰胺
酯 酯基: (1)可发生水解反应生成羧酸(盐)和醇;
(2)可发生醇解反应生成新酯和新醇
类别 通式 官能团 主要化学性质
油脂 酯基: (1)水解反应(在碱性溶液中的水解称为皂化反应);
(2)硬化反应
胺 R—NH2 氨基:—NH2 呈碱性
酰胺 酰胺基: 发生水解反应,酸性条件下水解生成羧酸和铵盐;碱性条件下水解生成羧酸盐和NH3
类别 通式 官能团 主要化学性质
氨基酸 RCH(NH2)COOH 氨基:—NH2, 羧基:—COOH (1)两性化合物;
(2)能形成肽键( )
蛋白质 结构复杂无通式 肽键: , 氨基:—NH2, 羧基:—COOH (1)具有两性;
(2)能发生水解反应;
(3)在一定条件下变性;
(4)含苯环的蛋白质遇浓硝酸发生显色反应;
(5)灼烧有特殊气味
类别 通式 官能团 主要化学性质
糖 Cm(H2O)n 羟基:—OH, 醛基:—CHO, 酮羰基: (1)氧化反应,含醛基的糖能发生银镜反应(或与新制的氢氧化铜反应);
(2)加氢还原;
(3)酯化反应;
(4)多糖水解;
(5)葡萄糖发酵分解生成乙醇
2.1 mol常考官能团所消耗NaOH、Br2、H2物质的量的确定
消耗物 举例 说明
NaOH ①1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH;
②1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH;
③1 mol酯基消耗1 mol NaOH;
④1 mol羧基消耗1 mol NaOH;
⑤1 mol碳溴键消耗1 mol NaOH;
⑥醇羟基不消耗NaOH
消耗物 举例 说明
Br2 ①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2;
②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2;
③酚羟基的每个邻、对位各消耗1 mol Br2
消耗物 举例 说明
H2 ①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2;
②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2;
③1 mol苯环消耗3 mol H2
①一般条件下羧基、酯基、酰胺基不与H2反应;
②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
真题演练
02
1.(2023·江苏,9)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X不能与FeCl3溶液发生
显色反应
B.Y中的含氧官能团分别
是酯基、羧基
C.1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应
D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别
√
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X中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,A错误;
Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键,B错误;
Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应,1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应,故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应,C错误;
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X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡,Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜,Y无明显现象,故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别,D正确。
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下列说法不正确的是
A.X与 互为顺反异构体 B.X能使溴的CCl4溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物 生成 D.Z分子中含有2个手性碳原子
2.(2022·江苏,9)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
√
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+HBr―→ +
X Y Z
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X中含有碳碳双键,故能使溴的CCl4溶液褪色,故B正确;
X还可以和HBr发生加成反应生成 ,故C正确;
Z分子中含有的手性碳原子如图: ,含有1个手性碳原子,
故D错误。
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+HBr―→ +
X Y Z
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3.(2021·江苏,10)化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关X、Y、Z的说法
正确的是
A.1 mol X中含有2 mol碳氧
π键
B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C.Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
√
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醛基中含有1个碳氧π键,羟基中不含碳氧π键,则1 mol X中含有1 mol碳氧π键,A错误;
Y与足量HBr反应生成的有机化合物中含手性碳原子,B错误;
Z中含有酯基,不易溶于水,Y中含有羧基和羟基,易溶于水,C错误;
X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同,
均为 ,D错误。
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4.(2023·新课标卷,8)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解
B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇
D.该聚合反应为缩聚反应
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该高分子材料中含有酯基,可以降解,A正确;
异山梨醇中 四处的碳原子为手性碳原子,故异山
梨醇分子中有4个手性碳,B错误;
根据元素守恒,反应式中X为甲醇,C正确;
该反应在生成高聚物的同时还有小分子甲醇生成,属于缩聚反应,D正确。
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5.(2023·广东,8)2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。如图所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物,说法不正确的是
A.能发生加成反应
B.最多能与等物质的量的NaOH反应
C.能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
D.能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
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该化合物含有碳碳三键,能和氢气发生加成反应,能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,故A、C正确;
该物质含有羧基和酰胺基,1 mol该物质
最多能与2 mol NaOH反应,故B错误;
该物质含有羧基,能与氨基酸和蛋白质
中的氨基反应,故D正确。
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6.(2023·湖北,4)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参,其水溶性有效成分之一的结构简式如图。
下列说法正确的是
A.该物质属于芳香烃
B.可发生取代反应和氧化反应
C.分子中有5个手性碳原子
D.1 mol该物质最多消耗9 mol NaOH
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该有机物中含有氧元素,不属于烃,A错误;
该有机物中含有酯基、羟基和羧基,均可以发生取代反应,含有碳碳双键和酚羟基,均能发生氧化反应,B正确;
该有机物结构中, 标有“*”的为
手性碳原子,则一共有4个手性碳原子,C错误;
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该物质中含有7个酚羟基、2个羧基、2个酯基,则1 mol该物质最多消耗11 mol NaOH,D错误。
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7.(2023·辽宁,6)在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是
A.均有手性
B.互为同分异构体
C.N原子杂化方式相同
D.闭环螺吡喃亲水性更好
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开环螺吡喃不含手性碳原子,故A错误;
分子式均为C19H19NO,
它们结构不同,因此互
为同分异构体,故B正确;
闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3,开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2,故C错误;
开环螺吡喃中氧原子显负价,电子云密度大,容易与水分子形成分子间氢键,水溶性增大,故D错误。
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8.(2023·辽宁,8)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别K+,其合成方法如下。下列说法错误的是
A.该反应为取代反应
B.a、b均可与NaOH
溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰
D.c可增加KI在苯中的溶解度
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根据a和c的结构简式可知,a与b发生取代反应生成c和HCl,A正确;
a中含有酚羟基,酚羟基呈弱酸性能与NaOH反应,b可在NaOH溶液中发生水解反应,生成醇类,B正确;
根据c的结构简式可知,c中有四种不同化学环境的氢原子,如图所
示: , 核磁共振氢谱有4组峰,C错误;
c可识别K+,可增加KI在苯中的溶解度,D正确。
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9.(2023·山东,7)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是
A.存在顺反异构
B.含有5种官能团
C.可形成分子内氢键和分子间氢键
D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
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该有机物存在碳碳双键,且双键两端的碳原子分别连有互不相同的原子或原子团,故该有机物存在顺反异构,A正确;
该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键、醚键和
酰胺基5种官能团,B正确;
该有机物中含有羧基、羟基,可形成分子内氢
键和分子间氢键,C正确;
1 mol该有机物含有羧基和酰胺基各1 mol,这两种官能团都能与强碱反应,故1 mol该物质最多可与2 mol NaOH反应,D错误。
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考向预测
03
1.(2023·南京月考)二羟基甲戊酸是合成青蒿素的原料之一,其结构如图a所示。下列有关二羟基甲戊酸的说法错误的是
A.二羟基甲戊酸的分子式为C6H12O4
B.与乙醇、乙酸均能发生酯化反应,能使酸性
KMnO4溶液褪色
C.等量的二羟基甲戊酸消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为3∶1
D.与乳酸(结构如图b)互为同系物
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由图a可知,二羟基甲戊酸含有2个羟基和1个羧基,羟基能与乙醇发生酯化反应,羟基能与乙酸发生酯化反应,其中—CH2OH中的羟基能使酸性高锰酸钾溶液褪色,羟基、羧基都能与钠反应,与碳酸氢钠反应的只能是羧基;a、b两者结构不相似,不互为同系物。
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2.(2023·连云港高级中学高三下学期模拟)吡啶( )是类似于苯的芳香
化合物,2-乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗硅肺病药物的原料,合成路线如下:
下列叙述正确的是
A.MPy中所有原子共平面
B.VPy能使溴的CCl4溶液
褪色
C.EPy的分子式为C7H7ON
D.EPy与VPy中sp2杂化的碳原子数目相同
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MPy中含有甲基,故所有原子不共平面,A错误;
VPy含有碳碳双键,能使溴的CCl4溶液褪色,B正确;
EPy的分子式为C7H9ON,C错误;
环中碳为sp2杂化、碳碳双键两端的碳为sp2杂化,EPy与VPy中sp2杂化的碳原子数目分别为5、7,D错误。
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3.(2023·江苏省决胜新高考高三4月大联考)一种常用于治疗心律失常药物
的有效成分为 ,合成该有机物的主要过程为
下列叙述错误的是
A.1 mol B最多能与2 mol NaOH反应
B.A、C都能与酸性KMnO4溶液反应
C.一定条件下,C与足量H2加成产物
的分子中有2个手性碳原子
D.A中所有碳原子可能在同一平面内,且有sp2、sp3两种杂化方式
√
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1个B分子中含1个碳溴键和1个酯基,二者均能和NaOH溶液反应,故1 mol B最多能与2 mol NaOH反应,A正确;
A分子中含酚羟基,C分子中存在碳碳双键,均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B正确;
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物质C和氢气发生加成反应后产物中手性碳原子为 ,
共四个,C错误;
A中苯环上碳原子在同一平面,羰基碳在苯平面上,甲基中的碳和羰基碳共平面,也可在苯平面上,其中甲基上的碳为sp3杂化,其他碳为sp2杂化,D正确。
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4.(2023·淮阴中学高三下学期一模)化合物Y是一种药物中间体,其合成路线中的一步反应如下,下列说法正确的是
A.X与 互为顺反异构体
B.X与 在一定条件下反应有副产物 生成
C.1 mol Y最多消耗H2和最多消耗NaOH的物质的量之比为3∶1
D.Y分子中含有1个手性碳原子
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该物质与X互为同分异构体,不是顺反异构体,A错误;
加在碳碳双键的另一侧可以生成副产物,B正确;
1 mol Y消耗氢气与氢氧化钠的物质的量比为5∶2,C错误;
Y分子中有两个手性碳,D错误。
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5.(2023·海安高级中学高三下学期模拟)苯乙酮(W)广泛用于皂用香精,利用傅克酰基化反应合成W的反应机理如下:
下列说法正确的是
A.X分子中σ键和π键的个数
比为5∶1
B.W分子中所有原子可能共
平面
C.1 mol W与H2反应最多消耗3 mol H2
D.Z转化为W的同时有AlCl3和HCl生成
√
6
单键为σ键,双键中含1个σ键和1个π键,由X的结构简式可知其含有6个σ键和1个π键,故A错误;
W中含有甲基,为四面体结构,所有原子不可能共面,故B错误;
苯环和羰基均能与氢气加成,1 mol W与H2反应最多消耗4 mol H2,故C错误;
Z转化为W过程中羰基所
连环上碳原子连接的H脱
落,与 结合生成AlCl3
和HCl,故D正确。
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6.(2023·江苏省百校高三联考)有机化合物Z可用于治疗阿尔茨海默症,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.1 mol X最多能消耗4 mol H2
B.X、Y分子中含有的手性碳原子个数相同
C.Z的消去反应产物具有顺反异构体
D.Z的同分异构体可能含两个苯环
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化合物X中含有苯环和醛基,则1 mol X最多能消耗4 mol H2,A正确;
X、Y分子中都有1个手性碳原子,B正确;
Z中羟基发生消去反应形成碳碳双键,产物中碳碳双键中每个不饱和碳原子均连接2个不同的原子或原子团,具有顺反异构,C正确;
Z的不饱和度为7,苯环的不饱和度为4,Z的同分异构体不可能含两个苯环,D错误。
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本课结束