第34讲 烃的含氧衍生物（讲）-2022年高考化学一轮复习讲练测

第十一章 有机化学基础

第34讲  烃的含氧衍生物（精讲）

【考情分析】

本讲内容在高考中常以选择题的形式对醇、醛、酸、酯(尤其是酚酯类)等物质的组成、化学性质进行考查，以非选择题常考查烃的衍生物结构、化学性质、同分异构体的分析等知识，且此类题目的信息多以框图的方式呈现出来，要求回答的内容有分子式、结构简式、化学名称、化学方程式的书写、有机反应类型的判断、有机合成路线的设计等。

【核心素养分析】

1.宏观辨识与微观探析:从不同角度认识醇、酚、醛、羧酸、酯的主要性质和应用。从组成、结构上探析烃的含氧生物的性质形成“结构决定性质”的观念。

2.证据推理与模型认知:领悟有机物的行变关系烯→醇→醛→酸→酯”转化模型，了解转化的原理。

【网络构建】

【知识梳理】

一、醇和酚

1．醇、酚的概念

(1)醇是羟基与链烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH(n≥1)。

(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚或。

(3)醇的分类

(4)几种常见的醇

2.醇类、苯酚的物理性质

1)醇类物理性质的变化规律

(1)溶解性

低级脂肪醇易溶于水。

(2)密度

一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm－3。

(3)沸点

①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，醇的沸点远远高于烷烃。

【易错警示】醇羟基是亲水基,多羟基化合物如丙三醇等都易溶于水或与水以任意比例互溶。碳原子数多的一元醇水溶性差。

2)苯酚的物理性质

(1)纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化呈粉红色。

(2)苯酚常温下在水中的溶解度不大，当温度高于65℃时，能与水混溶，苯酚易溶于酒精。

(3)苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。

3．醇、酚的命名

1）醇的命名

①选择含有与-OH相连的碳原子的最长碳链为主链,根据碳原子数目称某醇；

②从距离-OH最近的一端给主链碳原子依次编号；

③醇的名称前面要用阿拉伯数字标出羟基的位置；羟基的个数用“二”“三”等表示。

2）酚的命名

①去除酚羟基，留下苯环或苯的同系物，先命名上述名称，例如，甲（基）苯，乙（基）苯。
②加上酚羟基，看在苯环的什么位置，共有邻、间、对三个位置，例如甲苯，在除甲基外的正六边形上依次分别标上12345，共5个位置，其中15，24位置相同，则1位为邻位，2位为间位，3位为对位，那么酚羟基在哪个位置上，就叫X甲苯酚。以此类推。

【易错警示】(1)从物质分类看,石炭酸不属于羧酸。

(2)酚羟基的氢原子比醇羟基的氢原子易电离,是因为苯环对羟基产生影响。

4.由断键方式理解醇的化学性质(以乙醇为例)

完成下列条件下的化学方程式，并指明断键位置及反应类型：

5.由基团之间的相互影响理解酚的化学性质

(1)苯环对羟基的影响——弱酸性

由于苯环对羟基的影响，使酚羟基比醇羟基更活泼，可以发生电离。

①苯酚的电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋。苯酚俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊溶液变红。

②与碱的反应：苯酚的浑浊液现象为液体变澄清现象为溶液又变浑浊。

该过程中发生反应的化学方程式分别为

。

。

③与活泼金属反应：

(2)羟基对苯环的影响——苯环上邻对位氢原子的取代反应

由于羟基对苯环的影响，使苯酚中苯环上的氢比苯分子中的氢活泼。苯酚稀溶液中滴入过量的浓溴水中产生现象为：产生白色沉淀。其化学方程式为：

。

【易错警示】①在苯酚与溴水的取代反应实验中,苯酚取少量,滴入的溴水要过量。这是因为生成的三溴苯酚易溶于苯酚等有机溶剂,使沉淀溶解,不利于观察实验现象。②苯酚分子中羟基邻对位的H原子易被取代,是因为羟基对苯环产生影响。

(3)显色反应：苯酚溶液中滴如FeCl3溶液，溶液变为紫色。

(4)氧化反应：苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色，易被酸性KMnO4溶液氧化，易燃烧。

(5)缩聚反应：苯酚与甲醛在催化剂作用下，可发生缩聚反应，化学方程式是：

＋(n－1)H2O。

【特别提醒】苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒，是重点控制的水污染物之一。

6.苯酚的用途和对环境的影响

苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒,是重点控制的水污染物之一。

7.醇和酚的性质比较

智能点二、醛、羧酸、酯

1．醛

(1)概念：由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物，可表示为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为CnH2nO(n≥1)。

(2)甲醛、乙醛的物理性质

(3)醛的化学性质

醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为

醇醛羧酸

以乙醛为例写出醛类反应的主要化学方程式：

Ⅰ.氧化反应

①银镜反应

CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O；

②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应

CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。

Ⅱ.还原反应(催化加氢)

CH3CHO＋H2CH3CH2OH。

(4)特殊的醛——甲醛

①结构特点与化学性质

甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图所示。

银镜反应的化学方程式为：HCHO＋4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O。

与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为：HCHO＋4Cu(OH)2＋2NaOHNa2CO3＋2Cu2O↓＋6H2O。

②用途及危害

用途：水溶液可用于浸制生物标本，用来生产酚醛树脂。

危害：引起人中毒。

(5)醛的应用和对环境、健康产生的影响

①醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。

②35%～ 40%的甲醛水溶液俗称福尔马林;具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性

能(用于浸制生物标本)。

③劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。

④甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。

【易错警示】①醛基只能写成—CHO或,不能写成—COH;②醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸;③醛类使酸性KMnO4溶液或溴水褪色,二者均为氧化反应。

2．羧酸

(1)概念：由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。

(2)羧酸的分类

(3)几种重要的羧酸

(4)羧酸的代表物——乙酸

①分子组成和结构

②物理性质

③化学性质

乙酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：

a．酸性

乙酸是一种常见的有机酸，具有酸的通性，其酸性强于碳酸，但仍属于弱酸，电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋。

乙酸表现酸性的主要现象及化学方程式如下：

b．酯化反应

醇和酸(羧酸或无机含氧酸)作用生成酯和水的反应叫酯化反应。如CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O。

④用途

乙酸是食醋的有效成分(普通食醋中含有质量分数为3%～5%的乙酸)，在食品工业中乙酸常用作酸度调节剂。另外，乙酸稀溶液常用作除垢剂，用来除去容器内壁的碳酸钙等污垢。

(5)几种重要的羧酸

1）特殊的酸——甲酸

①分子组成和结构

②化学性质

甲酸结构式为，甲酸分子中既含有羧基，又含有醛基，因而甲酸既能表现出羧酸的性质，又能表现出醛的性质。如能发生酯化反应，又能发生银镜反应及与新制Cu(OH)2悬浊液反应。

银镜反应：HCOOH＋2Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O。

与新制Cu(OH)2悬浊液反应：HCOOH＋2Cu(OH)2＋2NaOHNa2CO3＋Cu2O↓＋4H2O。

与CH3OH发生酯化反应：HCOOH＋CH3OHH2O＋HCOOCH3。

2）乙二酸:俗名草酸(HOOC—COOH),草酸在浓硫酸的作用下脱水可制得CO,反应方

程式为CO↑+CO2↑+H2O。

3）苯甲酸:俗名安息香酸（）,酸性比较(电离出H+的难易程度):草酸>甲酸>苯甲

酸>乙酸>碳酸>苯酚。

4）高级脂肪酸：

3．酯

(1)概念：羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′，官能团为(酯基)。

(2)酯的物理性质

(3)酯的化学性质

以为例，写出酯发生反应的化学方程式：

①酸性水解

。

②碱性水解

。

无机酸只起催化作用，碱除起催化作用外，还能中和水解生成的酸，使水解程度增大。

【易错警示】对酯的水解反应的理解:酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,酯的水解平衡右移,水解程度增大。

(4)酯在生产、生活中的应用

①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。

②酯还是重要的化工原料。

4．酯化反应的五种常见类型总结

(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如CH3COOH＋HOC2H5CH3COOC2H5＋H2O

(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如2CH3COOH＋＋2H2O

(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如＋2CH3CH2OH＋2H2O

(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如

(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如

【典例剖析】

高频考点1、考查醇、酚的结构特点及性质

例1．1．下列关于醇与酚的比较中正确的是

A．醇和酚都能与氢氧化钠溶液反应

B．醇和酚都能与钠发生反应

C．醇、酚的水溶液都能使石蕊试纸变红

D．醇和酚都能与碳酸钠溶液反应

【解析】A项，醇没有酸性，醇不能与NaOH溶液反应，酚有弱酸性能与NaOH溶液反应，错误；B项，醇和酚中都有羟基，都能与Na反应放出H2，正确；C项，醇没有酸性，醇的水溶液不能使石蕊试纸变红，酚虽然有酸性，但由于酸性很弱，酚的水溶液也不能使石蕊试纸变红，错误；D项，醇与Na2CO3不反应，酚能与Na2CO3溶液反应，但不会放出CO2，错误；答案选B。

【答案】B

【名师点睛】（1）醇和酚中都有羟基，都能与Na反应放出H2；（2）醇没有酸性，酚中由于苯环对酚羟基的影响使酚羟基能微弱电离呈弱酸性，但酸性比H2CO3弱，酚的溶液几乎不能使石蕊试液变红，酚能与NaOH、Na2CO3反应（酚与Na2CO3反应不会放出CO2，生成NaHCO3），酚与NaHCO3不反应。

【变式训练】下列关于醇和酚的说法中，正确的是

A．含有羟基的化合物一定是醇

B．分子内有苯环和羟基的化合物一定是酚

C．羟基跟链烃基相连时，有机物为醇

D．酚和醇具有相同的官能团，因而具有相同的化学性质

【解析】A、含有羟基的化合物可能为醇、酚类或酸，故A错误；B、由于苯环直接连接羟基的属于酚类，所以分子内有苯环和羟基的化合物不一定是酚，如苯甲醇，故B错误；C、表示醇类的官能团是跟链烃基相连的羟基，故C正确；D、由于烃基结构不同，性质不同，如由于苯环的影响，酚羟基性质比醇羟基活泼，苯酚具有弱酸性，故D错误；故选C。

【答案】C

高频考点2、考查醇类氧化反应和消去反应规律

例2．下列醇既能发生消去反应，又能被氧化为醛的是（     ）

A．CH3OH B．

C． D．

【解析】A.  CH3OH没有β-C所以不能发生消去反应；B.  的催化氧化产物是丙酮；C. ，β-C上没有H原子，不能发生消去反应；D. ，β-C上有H原子，能发生消去反应生成烯烃，α-C 上有2个H原子，能被氧化为醛。综上所述，既能发生消去反应，又能被氧化为醛的是D，故选D。

【答案】D

【规律总结】(1)醇的消去反应规律：醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键。表示为，如CH3OH、不能发生消去反应。

(2)醇的催化氧化反应规律：醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。

【变式训练】下列物质既能发生消去反应，又能氧化成酮的是

A．CH3CH2CH2OH B．(CH3)3CCH2OH

C． D．

【解析】A．CH3CH2CH2OH羟基所连碳的相邻碳上连有H，能发生消去反应生成烯烃，羟基相连的碳原子上有氢，能发生氧化反应生成醛，A项错误；B．(CH3)3CCH2OH中羟基相连的碳原子上无H，不能发生消去反应生成烯烃，羟基相连的碳原子上有氢，能发生氧化反应生成醛，B项错误；C．中羟基相连的碳原子上连有H，能发生消去反应生成烯烃，羟基相连的碳原子上无氢能发生氧化反应生成酮，C项正确；D．中羟基相连的碳原子上无H，不能发生消去反应生成烯烃，羟基相连的碳原子上有氢，能发生氧化反应生成醛，D项错误；答案选C。

【答案】C

高频考点3、考查醛、羧酸、酯的结构特点的理解

例3．由下列5种基团中的2个不同基团两两组合，形成的有机物能与NaOH反应的有（　　）

①﹣OH　  ②﹣CH3　  ③﹣COOH　 ④  ⑤﹣CHO．

A．2种    B．3种    C．4种    D．5种

【解析】将①～⑤两两进行组合，形成的化合物总共有10种，其中-OH与-COOH组合形成H2CO3不属于有机物；9种有机物中，能够与氢氧化钠反应的有机物有5种，分别为：C6H5OH、C6H5COOH、HCOOH、CH3COOH和OHCCOOH，答案选D。

【答案】D

【反思归纳】醛基官能团能被弱氧化剂氧化而碳碳双键不能被弱氧化剂氧化，只能被强氧化剂氧化，所以可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基。而在—CHO与C==C都存在时，要检验C==C双键的存在，必须先用弱氧化剂将—CHO氧化后，再用强氧化剂检验C==C的存在。

【变式训练】某有机物的结构简式如图所示，下列说法正确的是

A．该有机物的分子式为 

B．1mol有机物最多能与发生反应

C．1mol有机物最多能与1molNa发生反应 

D．1mol有机物最多能与2molNaOH发生反应

【解析】A．该有机物的分子式为，故A错误；B．苯环和碳碳双键都能和氢气发生加成反应，则1mol有机物最多能与发生反应，故B正确；C．1个该有机物分子中含有1个羟基和1个羧基，则1mol该有机物最多能与2molNa发生反应，故C错误；D．1个该有机物分子中含有1个酯基和1个羧基，水解生成的酚也能和氢氧化钠反应，则1mol该有机物最多能与3molNaOH发生反应，故D错误；答案选B。

【答案】B

高频考点4、考查多官能团有机物的性质

例4．药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:

下列有关叙述不正确的是

A．贝诺酯分子中有2 种含氧官能团

B．可用FeCl3 溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚

C．1mol 乙酰水杨酸最多消耗3molNaOH

D．贝诺酯与足量NaOH溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠

【解析】A．贝诺酯分子中含-COOC-、-CONH-两种官能团，A正确；B．对乙酰氨基酚含酚-OH，可与氯化铁发生显色反应，则可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚，B正确；C．乙酰水杨酸含-COOH和酚羟基形成的酯基，lmol乙酰水杨酸最多消耗3molNaOH，C正确；D．贝诺酯与足量NaOH溶液共热，-COOC-、-CONH-均发生水解，不会生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚，D错误；答案选D。

【答案】D

【方法归纳】确定多官能团有机物性质的三步骤

注意：有些官能团性质会交叉。例如，碳碳三键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与氢气发生加成反应等。

【变式训练】(2020·山东学业水平等级考试，6)从中草药中提取的calebin A(结构简式如图)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebin A的说法错误的是(　　)

A．可与FeCl3溶液发生显色反应

B．其酸性水解的产物均可与Na2CO3溶液反应

C．苯环上氢原子发生氯代时，一氯代物有6种

D．1 mol该分子最多与8 mol H2发生加成反应

【解析】calebin A分子中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，A项正确；calebin A的酸性水解产物(含羧基和酚羟基)和(含酚羟基)均可与Na2CO3溶液反应，B项正确；calebin A分子中含2个苯环，由于该分子不具有对称性，其苯环上的一氯代物共有6种，故C项正确；calebin A分子中苯环、碳碳双键、羰基均能与H2发生加成反应，即1 mol calebin A分子最多能与9 mol H2发生加成反应，D项错误。

【答案】D

高频考点5、考查烃的衍生物的转化及应用

例5．如图是几种常见有机物的转化关系，下列说法正确的是(　　)

A．反应①是加成反应，反应⑧是消去反应，其他所标明的反应都是取代反应

B．上述物质中能与NaOH溶液反应的只有乙酸

C．1,2­二溴乙烷、乙烯、乙醇烃基上的氢原子被氯原子取代，其一氯取代产物都是一种

D．等物质的量的乙烯和乙醇与足量氧气反应时耗氧量相同

【解析】A项，反应①是乙烯与溴的加成反应，反应②是乙烯与水的加成反应，反应③是乙醇的催化氧化反应，反应⑧是乙醇的消去反应，错误；B项，图中物质中能与NaOH溶液反应的有乙酸、乙酸乙酯和1,2­二溴乙烷，错误；C项，1,2­二溴乙烷、乙烯上的氢原子被氯原子取代，其一氯取代产物都是一种，但乙醇烃基上的氢原子被氯原子取代，其一氯取代产物有2种，错误；D项，乙醇的化学式可看作C2H4·H2O，所以等物质的量的乙烯和乙醇与足量氧气反应时耗氧量相同，正确。

【答案】D

【练后反思】牢记常见烃的衍生物的转化关系：

【变式训练】(2020·湖北沙市综合检测)化合物Z是合成平喘药沙丁胺醇的中间体，可通过下列路线制得：

下列说法正确的是(　　)

A．1 mol Z最多能与2 mol NaOH反应

B．Y可以发生取代反应、氧化反应、消去反应

C．可用FeCl3溶液鉴别Y和Z

D．X分子中所有原子在同一平面上

【解析】A项，1 mol Z分子中含2 mol酯基，发生水解后，生成的2 mol羧基和1 mol酚羟基均能与NaOH发生反应，所以1 mol Z最多能与3 mol NaOH反应，错误；B项，Y分子中的氯原子可发生取代反应，酚羟基可被氧化，但该分子不能发生消去反应，错误；C项，含酚羟基的有机物遇FeCl3溶液会显紫色，因Y分子中含酚羟基，而Z中不含酚羟基，则可用FeCl3溶液鉴别Y和Z，正确；D项，X分子中含甲基，为四面体结构，所以X分子中所有原子不可能在同一平面上，错误。

【答案】C