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所属成套资源:2020高考江苏专版化学一轮复习专题3-10学案()
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2020版高考一轮复习化学江苏专版学案:专题七第二十七讲烃的含氧衍生物、糖类、油脂、蛋白质
展开
第二十七讲
烃的含氧衍生物、
糖类、油脂、蛋白质
[江苏考纲要求]
—————————————————————————————————
1.掌握烃的含氧衍生物(醇、酚、醛、羧酸、酯)的组成、结构特点和主要性质。
2.了解糖类、油脂、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要性质,认识化学科学在生命科学发展中的重要应用。
3.认识有机物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。
醇、酚
[教材基础—自热身]
1.醇
(1)醇的概念
①醇:羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇,饱和一元醇的组成通式为CnH2n+1OH或CnH2n+2O。
②醇的分类
(2)醇类物理性质变化规律
物理性质
递变规律
密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-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,醇的沸点远高于烷烃
水溶性
低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小
(3)由断键方式理解醇的化学性质
①如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如表所示。
②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。
反应物及条件
断键位置
反应类型
化学方程式
Na
①
置换反应
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
HBr,△
②
取代反应
CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O
O2(Cu),△
①③
氧化反应
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
浓硫酸,170 ℃
②④
消去反应
CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O
浓硫酸,140 ℃
①②
取代反应
2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O
CH3COOH (浓硫酸)
①
取代反应
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
2.酚
(1)酚的概念:羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为。
(2)苯酚的物理性质
(3)由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
①弱酸性
苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。
苯酚的浑浊液液体变澄清溶液变浑浊,涉及到的反应方程式为
。
②苯环上氢原子的取代反应
苯酚与饱和溴水反应的化学方程式为
反应产生白色沉淀,此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。
③显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用产生紫色溶液,利用这一反应可以检验苯酚的存在。
④加成反应
与H2反应的化学方程式为
⑤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。
[知能深化—扫盲点]
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—OH与苯环直接相连
主要化学性质
①与钠反应 ②取代反应
③脱水反应 ④氧化反应
⑤酯化反应
①弱酸性
②取代反应
③显色反应
特性
将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)
遇FeCl3溶液显紫色
[对点练]
1.现有以下物质:
(1)其中属于脂肪醇的有______,属于芳香醇的有______,属于酚类的有________。
(2)其中物质的水溶液显酸性的有________。
(3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生反应的类型___________________________________________(任写三种)。
答案:(1)①② ③⑤ ④⑤ (2)④⑤ (3)③④
(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)
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。
[对点练]
2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。
(1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是__________________________________。
(2)能被氧化成酮的是________________。
解析:能被氧化成醛的醇分子中含有基团“—CH2OH”,②和③符合题意;能被氧化成酮的醇分子中含有基团①符合题意。
答案:(1)②③ (2)①
提能点(三) 醇的消去反应规律
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
[对点练]
3.下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为醛的是( )
解析:选D A项,该物质只有一个碳原子,不能发生消去反应,错误;B项,该物质能发生消去反应,但是发生氧化反应生成酮,错误;C项,含有羟基的碳原子相邻碳原子上没有H,不能发生消去反应,错误;D项,该物质羟基所在碳原子相邻碳原子上含有H,可以发生消去反应,且羟基所在碳原子上含有2个H,氧化反应生成醛,D正确。
[题点全练—过高考]
题点一 醇、酚的结构特点
1.“茶倍健”牙膏中含有茶多酚,但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。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.分子中所有的原子共面
B.1 mol EGC与4 mol NaOH恰好完全反应
C.易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应
D.遇FeCl3溶液发生显色反应且能发生水解反应
解析:选C 分子中含有3个饱和碳原子,因此所有的原子不可能共面,A错误;分子中含有3个酚羟基,则1 mol EGC与3 mol NaOH恰好完全反应,B错误;含有醇羟基,易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应,C正确;遇FeCl3溶液发生显色反应,但不能发生水解反应,D错误。
2.橙花醇具有玫瑰及苹果香气,可作为香料。其结构简式如图:
下列关于橙花醇的叙述,错误的是( )
A.既能发生取代反应,也能发生加成反应
B.在浓硫酸催化下加热脱水,可以生成不止一种四烯烃
C.1 mol橙花醇在氧气中充分燃烧,需消耗470.4 L氧气(标准状况)
D.1 mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应,最多消耗240 g溴
解析:选D A项,该有机物中含有羟基,可与羧酸发生取代反应(酯化反应),该有机物中含有碳碳双键,能发生加成反应,正确;B项,在浓硫酸催化下加热,羟基可以与邻位甲基上的氢原子发生消去反应,也可以与邻位亚甲基(—CH2—)上的氢原子发生消去反应,生成两种不同的四烯烃,正确;C项,橙花醇的分子式为C15H26O,1 mol C15H26O完全燃烧消耗O2的物质的量为mol=21 mol,在标准状况下体积为21 mol×22.4 L·mol-1=470.4 L,正确;D项,1 mol橙花醇含有3 mol碳碳双键,能消耗3 mol Br2,其质量为3 mol×160 g·mol-1=480 g,错误。
题点二 醇和酚的性质
3.膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维。其单体之一芥子醇的结构简式如图所示,下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇分子中有两种含氧官能团
B.芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上
C.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2
D.芥子醇能发生的反应有氧化、取代、加成反应
解析:选D 芥子醇分子中含有三种含氧官能团,分别为醚键、酚羟基和醇羟基,A错误;苯和乙烯都是平面结构,通过单键的旋转,可以使所有碳原子处于同一平面上,B错误;由于酚类与溴水的取代反应通常发生在酚羟基的邻、对位上,但芥子醇分子中这些位置均被其他基团占据,故只有碳碳双键能与溴水发生反应,C错误;芥子醇分子结构中含有碳碳双键、醇羟基、酚羟基,故能发生加成、取代和氧化反应,D正确。
4.(2019·镇江模拟)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )
A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B.该物质遇FeCl3溶液显色
C.1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1 mol Br2
D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
解析:选B 根据有机物中碳的价键总数为4,可得出汉黄芩素分子中的氢原子数,可知其分子式为C16H12O5,A项错误;该物质中含有酚羟基,遇FeCl3溶液显色,B项正确;该物质中含有酚羟基,可与浓溴水发生取代反应,含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,故1 mol该物质与溴水反应时,最多消耗2 mol Br2,C项错误;该物质中的碳碳双键、羰基均能与H2发生加成反应,反应后该分子中官能团的种类会减少2种,D项错误。
醛
[教材基础—自热身]
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。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.甲醛、乙醛的物理性质
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
—
易溶于水
乙醛
无色
刺激性气味
液体
比水小
与水互溶
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
以乙醛为例完成下列反应的化学方程式
(1)氧化反应
①银镜反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O;
②与新制Cu(OH)2悬浊液反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O;
③催化氧化反应:2CH3CHO+O22CH3COOH。
(2)还原反应(加氢)
CH3CHO+H2CH3CH2OH。
[注意] 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银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。
4.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。
(2)35%~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。
[知能深化—扫盲点]
含醛基有机物的特征反应及检验
与新制[Ag(NH3)2]OH溶液反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
RCHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
RCHO+2Cu(OH)2+NaOH RCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
量的关系
RCHO~2Ag
HCHO~4Ag
RCHO~2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
注意事项
①试管内壁必须洁净;
②银氨溶液随用随配,不可久置;
③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
④乙醛用量不宜太多,一般加3滴;
⑤银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量;
③反应液直接加热煮沸
中学化学中能与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液反应的有机物含有—CHO(醛基),如:醛类、甲酸、甲酸某酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等。
[对点练]
有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B.先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D.先加入新制氢氧化铜,加热至沸,酸化后再加溴水
解析:选D A中先加酸性高锰酸钾溶液,醛基和碳碳双键均被氧化,B中先加溴水,醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应,A、B错误;C中若先加银氨溶液,可检验醛基,但考虑到银氨溶液显碱性,若不酸化直接加溴水,则无法确定A中是否含有碳碳双键。
[题点全练—过高考]
1.下列操作不合适的是( )
A.银镜反应采用水浴加热
B.用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质
C.在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中,制Cu(OH)2悬浊液时应保持NaOH过量,可直接加热
D.配制银氨溶液时,将AgNO3溶液滴入氨水中
解析:选D 配制银氨溶液时,将氨水滴入AgNO3溶液中,D错误。
2.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中所有原子可能处于同一平面
A.只有①④⑤ B.只有④⑤⑥
C.只有②③⑤ D.只有②③④⑤⑥
解析:选B B的相对分子质量比A大26,①错;A、B都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,现象相同,②错;B中含氧官能团只有醛基,③错。
3.向2.2克某饱和一元醛中加入足量银氨溶液,在一定条件下充分反应后析出10.8克银,该醛是( )
A.CH3CH2CH2CHO B.CH3CHO
C.CH3CH2CHO D.CH3CH(CH3)CHO
解析:选B 选项均为饱和一元醛,饱和一元醛n(醛)∶n(银)=1∶2,醛的物质的量为0.05 mol,醛的摩尔质量为M==44 g·mol-1,即该饱和一元醛的相对分子质量为44,饱和一元醛的通式为CnH2nO,则14n+16=44,解得:n=2,为乙醛。
羧酸 酯
[教材基础—自热身]
1.羧酸
(1)羧酸: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)甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
以乙酸为例:
2.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′,官能团为饱和一元羧酸酯通式为CnH2nO2(n≥2)。
(2)酯的物理性质
(3)酯的化学性质
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,反应能完全进行。
3.乙酸乙酯的制备
(1)原理
CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O。其中浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。
(2)反应特点
(3)装置(液—液加热反应)及操作
用烧瓶或试管,试管倾斜成45° 角,长导管起冷凝回流和导气作用。
(4)现象
饱和Na2CO3溶液上面有油状物出现,具有芳香气味。
(5)乙酸乙酯的水解反应
在酸性或碱性条件下均可发生水解反应。
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(可逆);
CH3COOC2H5+NaOH―→CH3COONa+C2H5OH(完全)。
[知能深化—扫盲点]
提能点(一) 乙酸乙酯制取中的注意事项
(1)实验中为提高反应速率和乙酸乙酯的产率,采取下列4种措施:
①加热,主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙酸、乙醇的转化率。
②以浓硫酸为催化剂,提高反应速率,以浓硫酸作吸水剂,提高乙酸、乙醇的转化率。
③加热时要小火均匀加热,以防止乙酸和乙醇大量挥发。
④利用冷凝回流装置,可提高反应物的转化率。
(2)饱和Na2CO3溶液的作用是反应掉乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度。
(3)试剂的加入顺序:乙醇、浓硫酸、乙酸。不可先加浓硫酸。
提能点(二) 有机实验中的操作技巧汇总
1.加热方面
(1)用酒精灯加热:火焰温度一般在400~500 ℃,教材中的实验需要用酒精灯加热的有乙烯的制备、乙酸乙酯的制备、蒸馏石油的实验、石蜡的催化裂化实验。
(2)水浴加热:乙酸乙酯的水解(70~80 ℃水浴)、蔗糖的水解(热水浴)、银镜反应。
2.蒸馏操作中应注意的事项
(1)温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处。
(2)烧瓶中加碎瓷片,以防暴沸。
(3)冷凝管一般选用直形冷凝管,冷凝剂的流动方向与被冷凝的气体的流动方向应相反。
3.萃取、分液
(1)萃取剂与原溶剂应互不相溶。
(2)若是分离,萃取剂不能与溶质发生反应。
(3)分液时下层液体从分液漏斗的下口放出,上层液体应从分液漏斗的上口倒出。
4.冷凝回流
当需要使被汽化的物质重新流回到反应容器中时,可通过在反应容器的上方添加一个长导管达到此目的(此时空气是冷凝剂),若需要冷凝的试剂沸点较低,则需要在容器的上方安装冷凝管,常选用球形冷凝管,此时通入冷凝剂的方向是下进上出。
5.平衡移动原理的应用
在有机制备实验中利用平衡移动原理,提高产品产率的常用方法有以下3种:
(1)及时蒸出或分离出产品。
(2)用吸收剂吸收其他产物如水。
(3)利用回流装置,提高反应物的转化率。
提能点(三) 酯化反应
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如
2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
HOOCCOOH+2CH3CH2OH
CH3CH2OOCCOOCH2CH3+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①普通酯、②环酯和③高聚酯。如
①HOOCCOOH+HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH+H2O,
(5)羟基酸自身的酯化反应。此时反应有三种情形,可得到①普通酯、②环酯、③高聚酯。如
[对点练]
1.由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E,其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略):
试通过分析回答下列问题:
(1)写出C的结构简式 。
(2)物质X与A互为同分异构体,则X可能的结构简式为 。
(3)指出上图变化过程中①的反应类型:________________________________________________________________________。
(4)D物质中官能团的名称为 。
(5)写出B和D生成E的化学方程式(注明反应条件): 。
解析:由框图关系结合所给信息可推出,A是BrCH2CH2Br,B是HOCH2CH2OH,C是OHCCHO,D是HOOCCOOH。
答案:(1)OHCCHO (2)CH3CHBr2
(3)加成反应 (4)羧基
提能点(四) 官能团与反应类型的关系
[对点练]
2.迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B.1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氢气发生加成反应
C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D.1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH发生反应
解析:选C A项,分子中含碳碳双键,可发生加成反应,错误;B项,苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应,则1 mol迷迭香酸最多能和7 mol氢气发生加成反应,错误;C项,含—COOC—可发生水解反应,含—OH、—COOH可发生取代反应、酯化反应,正确;D项,酚—OH、—COOC—、—COOH均与NaOH反应,则1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH发生反应,错误。
[题后归纳] 确定多官能团有机物性质的三步骤
[题点全练—过高考]
题点一 羧酸、酯的结构与性质
1.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( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
答案:D
2.桂皮酸、阿司匹林和布洛芬均为某些药物的有效成分,其结构简式分别为
下列关于这三种有机物的说法中,不正确的是( )
A.都能与Na2CO3溶液反应产生CO2
B.一定条件下,均能与乙醇发生取代反应
C.只有桂皮酸可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
D.1 mol阿司匹林最多能与1 mol NaOH反应
解析:选D 三种有机物分子中均含有羧基,故都能与Na2CO3溶液反应生成CO2,A项正确;三种有机物分子中均含有羧基,均能与乙醇发生酯化反应(取代反应),B项正确;布洛芬和阿司匹林分子中不含除苯环外的碳碳不饱和键,故二者都不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,C项正确;阿司匹林分子中含有羧基和酯基,1 mol阿司匹林最多能与3 mol NaOH反应,D项错误。
3.现有四种有机化合物:
试回答:
(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是________,四种物质中互为同分异构体的是________。
(2)1 mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是________(填编号,下同)。
(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有________种。
(4)①写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式:______________________________。
②写出乙与新制氢氧化铜反应的化学方程式:_________________________________。
答案:(1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3
题点二 多官能团的识别与有机物性质的预测
4.某有机物的结构简式是下列关于它的性质叙述正确的是( )
①能发生加成反应 ②能溶解于NaOH溶液 ③能水解生成两种酸 ④不能因发生反应而使溴水褪色 ⑤能发生酯化反应 ⑥有酸性
A.①②③ B.②③⑤
C.⑥ D.全部正确
解析:选D 根据有机物的结构简式可知,该有机物中有酯基、羧基和苯环,酯基能发生水解生成两种酸,羧基能与NaOH溶液反应,能发生酯化反应,具有酸性,苯环能发生加成反应,没有碳碳双键和三键,不能因发生反应而使溴水褪色,全部正确。
5.(2013·江苏高考)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:
下列有关叙述正确的是( )
A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
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:选B 结合三种有机物的结构确定含有的官能团及具有的性质。贝诺酯分子中含有—COO—和—CO—NH—两种含氧官能团,A错;对乙酰氨基酚分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,乙酰水杨酸则不能,可利用FeCl3溶液区别这两种有机物,B对;乙酰水杨酸分子中含有—COOH,能与NaHCO3溶液发生反应,而对乙酰氨基酚则不能,C错;贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解反应,生成
6.(双选)(2019·常州模拟)某有机物的结构简式如图,下列说法正确的是( )
A.分子式为C14H16O6NBr
B.该分子中含有两个手性碳原子
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.在一定条件下与氢氧化钠溶液反应,1 mol该有机物最多消耗3 mol NaOH
解析:选AB 由有机物的结构简式可得到:分子式为C14H16O6NBr,A正确;该分子中与溴原子连接的碳和与羧基连接的碳为手性碳原子,B正确;该分子中含有酚羟基,氨基易被氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;该分子中含有酚羟基、酯基、羧基、溴原子,在一定条件下与氢氧化钠溶液反应,1 mol该有机物最多消耗4 mol NaOH,D错误。
题点三 酯化反应
7.聚乳酸可在乳酸菌作用下分解,下列有关聚乳酸的说法正确的是( )
A.聚乳酸是一种纯净物
C.聚乳酸是由单体之间通过加聚而合成的
D.聚乳酸是一种酸性高分子材料
解析:选B A项,高分子化合物均为混合物,错误;由聚乳酸的结构可知,该物质是乳酸羟基和羧基脱水的产物,属于缩聚反应,其单体是B正确,C错误;D项,乳酸显酸性,但聚乳酸并不显酸性,D错误。
8.下列说法正确的是( )
A.1 mol苯甲酸在浓H2SO4存在下与足量乙醇反应可得1 mol 苯甲酸乙酯
C.分子式为C5H12O的醇,能在铜催化下被O2氧化为醛的同分异构体有4种
D.分子中的所有原子有可能共平面
解析:选C 酯化反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,A项错误;对苯二甲酸与乙二醇的反应属于缩聚反应,B项错误;有—CH2OH结构的醇能氧化生成醛,戊醇相当于丁基与—CH2OH相连,丁基有四种,所以分子式为C5H12O的醇,能在铜催化下被O2氧化为醛的同分异构体有4种,C项正确;该分子中有一个饱和碳原子,属于四面体结构,所以不可能所有原子共平面,D项错误。
烃的衍生物之间的转化关系及应用
[知能深化—扫盲点]
1.烃的衍生物之间的转化关系图
2.解有机物综合推断合成类试题的常用方法
(1)逆推法
由产物推断未知反应物或中间产物的方法叫逆推法。
(2)根据反应条件推断
在有机合成中,可以根据一些特定的反应条件,推出未知有机物的结构简式。如“”是卤代烃消去的条件,“”是卤代烃水解的条件,“”是乙醇消去的条件,“”是羧酸和醇发生酯化反应的条件。
(3)根据有机物间的衍变关系
如“A氧化,B氧化,C”这一氧化链一般可以与“醇―→醛―→酸”这一转化相联系。有机物间重要的衍变关系:
[题点全练—过高考]
1.写出以乙醇为原料制备的化学方程式(无机试剂任选)并注明反应类型。
答案: (1)CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O 消去反应
(2)CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br 加成反应
(3)CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr 取代反应或水解反应
(4)HOCH2CH2OH+O2OHC—CHO+2H2O氧化反应
(5)OHC—CHO+O2HOOC—COOH 氧化反应
2.下面是用常见有机物A(CH3OH)合成吸水材料与聚酯纤维的流程:
②RCOOR′+R″OHH+,RCOOR″+R′OH(R、R′、R″代表烃基)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团的名称是________。D和E的结构简式分别是________、________。
(2)C的结构简式是________________,D→E的反应类型是________________。
(3)F+A―→G的化学方程式是_________________________________________。
(4)CH3COOH+CHCH―→B的化学方程式是_________________________________,反应类型__________________。
(5)G―→聚酯纤维的化学方程式是______________________________________。
解析:A与CO在催化剂作用下生成CH3COOH,A为CH3OH,与C2H2加成生成B为B发生聚合生成C为A与HBr生成D为CH3Br,CH3Br与反应生成E为E发生氧化反应生成F为
答案:(1)酯基 CH3Br
(2) 取代反应
加成反应
3.是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成:
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式是________________。
(2)B→C的反应类型是__________。
(3)E的结构简式是________________。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(5)下列关于G的说法正确的是________。
a.能与溴单质反应
b.能与金属钠反应
c.1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d.分子式是C9H6O3
解析:(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A中存在醛基,由流程图可知,A与O2反应可以生成乙酸,则A为CH3CHO。(2)由B和C的结构简式可以看出,乙酸分子中的羟基被氯原子取代,发生了取代反应。(3)D与CH3OH在浓H2SO4条件下发生酯化反应生成E,E的结构简式为(4)由F的结构简式可知,C和E在催化剂条件下脱去一个HCl分子得到F,F中存在酯基,在碱液中可以发生水解反应,化学方程式为 (5)G分子的结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双键,所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应,能够与金属钠反应产生氢气,a、b选项正确;1 mol G中含1 mol 碳碳双键和1 mol 苯环,所以可与4 mol 氢气加成,c选项错误;G的分子式为C9H6O3,d选项正确。
答案:(1)CH3CHO (2)取代反应
(5)abd
油脂、糖类、蛋白质
[教材基础—自热身]
1.油脂
(1)组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为。
(2)性质
①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下
b.碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
烃基上含有双键,能与H2发生加成反应。
2.糖类
(1)分类
含义
组成元素
代表物的名称、分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二糖
1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖
C、H、O
多糖
1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
(2)性质
①葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO
②二糖:在稀酸催化下发生水解反应,如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖:在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
3.蛋白质和氨基酸
(1)蛋白质的组成
蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成,蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。
(2)蛋白质的性质
(3)四种常见的α氨基酸
[知能深化—扫盲点]
类别
条件
水解通式
卤代烃
NaOH的水溶液,加热
酯
在酸溶液或碱溶液中,加热
二糖
无机酸或酶
多糖
酸或酶
油脂
酸、碱或酶
蛋白质或多肽
酸、碱或酶
[对点练]
1.下列有关物质水解的说法正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物是多肽
B.淀粉水解的最终产物是氨基酸
C.纤维素不能水解成葡萄糖
D.油脂水解产物之一是甘油
解析:选D 蛋白质水解的最终产物是氨基酸,A错误;淀粉最终水解产物是葡萄糖,B错误;纤维素水解的最终产物也是葡萄糖,C错误;油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油;在碱性条件下,完全水解生成高级脂肪酸盐和甘油,D正确。
提能点(二) 氨基酸的成肽规律
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽:
(2)分子间或分子内脱水成环
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物
[对点练]
2.下列物质是由3种氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式:
这种五肽彻底水解时,不可能产生的氨基酸是( )
解析:选D 根据一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,水解原理是羰基接羟基,氨基接氢可得水解产物为
[题点全练—过高考]
题点一 油脂的结构及性质
1.下列有关油脂的叙述不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.油脂没有固定的熔沸点
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D.油脂属于天然高分子化合物
解析:选D 油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,属于酯类,A、C正确;油脂属于混合物,没有固定的熔沸点,B正确;油脂的碳原子数较少,不属于天然高分子化合物,D错误。
2.下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中,正确的是( )
A.油脂和乙酸乙酯都是纯净物,在室温下都是液体
B.油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇
C.油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色
D.油脂和乙酸乙酯都不溶于水和有机溶剂
解析:选B 油脂是混合物,乙酸乙酯是纯净物,A错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都能水解生成羧酸和醇,B正确;乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)不含有不饱和的碳碳双键,不能使溴水褪色,而有的油脂结构中含有不饱和的碳碳双键,可以使溴水褪色,C错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都不溶于水,而易溶于有机溶剂,D错误。
题点二 糖类的组成、结构与性质
3.下列实验能达到预期目的的是( )
A.向葡萄糖溶液中加入足量NaOH溶液后,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,可观察到产生黑色沉淀
B.向米汤中加入含碘的食盐,观察是否有颜色的变化,检验含碘食盐中是否含碘酸钾
C.向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验,检验淀粉是否水解
D.向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏,提纯油脂
解析:选C A项,葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀,错误;B项,遇淀粉变蓝是碘单质的性质,不能用米汤检验含碘食盐中是否含碘酸钾,错误;C项,向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验,若产生银镜则淀粉发生水解,正确;D项,油脂在NaOH溶液中完全水解生成高级脂肪酸钠和甘油,错误。
4.检验淀粉、蛋白质、葡萄糖溶液,依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是( )
A.碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀
B.浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;碘水,变蓝色
C.新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色
D.碘水,变蓝色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;浓硝酸,变黄色
解析:选A 根据淀粉、蛋白质、葡萄糖的特征反应对它们进行鉴别,淀粉遇碘变蓝、蛋白质遇浓硝酸变黄、葡萄糖可与新制Cu(OH)2悬浊液作用,生成砖红色沉淀,故选A。
题点三 氨基酸、蛋白质的结构及性质
5.下列说法不正确的是( )
A.毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮,被褥要放在太阳光下直射,其目的都是使病毒蛋白质变性
B.用浓Na2SO4使蛋清液发生盐析,进而分离、提纯蛋白质
C.蛋白酶是蛋白质,它不仅可以催化蛋白质的水解反应,还可以催化淀粉的水解反应
D.甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性,又有碱性,是最简单的氨基酸
解析:选C 酶具有专一性,蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应,不能催化淀粉的水解反应,C错误。
6.下列有关说法正确的是( )
①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中都含有C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物不一致 ④用甘氨酸(NH2CH2COOH)和丙氨酸()缩合最多可形成四种二肽
A.② B.②③ C.①② D.②④
解析:选D ①淀粉属于高分子化合物,氨基酸不属于高分子化合物,错误;②蛋白质是由氨基酸缩合而成的高分子化合物,都含有C、H、O、N,有的也含S,正确;③如甘氨酸和丙氨酸缩合形成的两种二肽互为同分异构体,但水解产物相同,错误;④两种物质自身缩合可形成两种二肽,交叉缩合又可形成两种二肽,故最多能形成四种二肽,正确。
7.已知氨基酸可发生如下反应:
且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生如下物质转化关系,如下图所示:
(1)写出B、D的结构简式:B______________________________________________,D__________________________。
(2)写出C→E的化学方程式:______________________________________________。
(3)写出C→D的化学方程式:___________________________________________。
[课堂真题集训—明考向]
1.(双选)(2018·江苏高考)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )
A.X分子中所有原子一定在同一平面上
B.Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子
C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X→Y的反应为取代反应
解析:选BD X分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内,3个Br原子和—OH中的O原子在苯环所在平面内,C—O—H键呈V形且单键可以旋转,故X分子中—OH上的氢原子不一定在苯环所在平面内,A项错误;Y分子含有碳碳双键,与Br2加成后,连接甲基的碳原子连有4个不同基团,该碳原子为手性碳原子,B项正确;X分子中含有酚羟基,Y分子中含有碳碳双键,都能被酸性KMnO4溶液氧化,MnO被还原为Mn2+而褪色,C项错误;X分子中酚羟基上的氢原子被CH2===C(CH3)CO—取代生成Y,Y中的酯基是取代反应的结果,D项正确。
2.(2017·江苏高考)萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是( )
A.a和b都属于芳香族化合物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀
解析:选C a中没有苯环,不属于芳香族化合物,A项错误;a分子中含有连接3个碳原子的饱和碳原子,c分子中含有连接4个碳原子的饱和碳原子,a和c分子中所有碳原子不可能共平面,B项错误;a中的碳碳双键、b中与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性KMnO4溶液氧化,C项正确;与新制Cu(OH)2反应的官能团为醛基,只有c可以与新制Cu(OH)2反应,而b不能,D项错误。
3.(2016·江苏高考)化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是( )
A.分子中两个苯环一定处于同一平面
B.不能与饱和Na2CO3溶液反应
C.在酸性条件下水解,水解产物只有一种
D.1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
解析:选C A项中,与2个相连接的C原子有四个单键,为四面体结构,两个不可能处于同一平面,错误;B项中,化合物X中有—COOH,可以与饱和Na2CO3溶液反应,错误;C项中,有酯基存在,酸性条件下水解生成正确;D项中,化合物X中有—COOH和最多能与3 mol NaOH反应,错误。
4.(双选)(2015·江苏高考)己烷雌酚的一种合成路线如下:
下列叙述正确的是( )
A.在NaOH水溶液中加热,化合物X可发生消去反应
B.在一定条件下,化合物Y可与HCHO发生缩聚反应
C.用FeCl3溶液可鉴别化合物X和Y
D.化合物Y中不含有手性碳原子
解析:选BC A选项,化合物X在氢氧化钠水溶液作用下,只能发生取代反应,在氢氧化钠醇溶液作用下才能发生消去反应,错误;B选项,Y分子中含有酚羟基,因此可以与甲醛发生缩聚反应,正确;C选项,X分子中没有酚羟基,Y分子中有酚羟基,因此可以用氯化铁溶液来鉴别,正确;D选项,Y分子中苯环中间的两个碳原子均为手性碳原子,错误。
5.(双选)(2014·江苏高考)去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基
B.每个去甲肾上腺素分子中含有1个手性碳原子
C.1 mol去甲肾上腺素最多能与2 mol Br2发生取代反应
D.去甲肾上腺素既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
解析:选BD 由题给有机物的结构简式可知,其只含有2个酚羟基,A项错误;观察该有机物的结构简式可知,其只含有1个手性碳原子即跟醇羟基相连的碳原子,B项正确;能被溴取代的位置是酚羟基的邻位和对位,所以其能与3 mol Br2发生取代反应,C项错误;该物质含有氨基可以与盐酸反应,含有酚羟基可与氢氧化钠反应,D项正确。
6.(1)(2018·江苏高考)
已知,则D→E的反应类型为______________。
(2)(2017·江苏高考)化合物H是一种用于合成γ分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
D→E的反应类型为________。
(3)(2016·江苏高考)化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
F→G的反应类型为________。
(4)(2015·江苏高考)已知
(5)(2014·江苏高考)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
在上述五步反应中,属于取代反应的是______(填序号)。
答案:(1)消去反应 (2)取代反应 (3)消去反应
(4)取代反应 (5)①③④
烃的含氧衍生物、
糖类、油脂、蛋白质
[江苏考纲要求]
—————————————————————————————————
1.掌握烃的含氧衍生物(醇、酚、醛、羧酸、酯)的组成、结构特点和主要性质。
2.了解糖类、油脂、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要性质,认识化学科学在生命科学发展中的重要应用。
3.认识有机物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。
醇、酚
[教材基础—自热身]
1.醇
(1)醇的概念
①醇:羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇,饱和一元醇的组成通式为CnH2n+1OH或CnH2n+2O。
②醇的分类
(2)醇类物理性质变化规律
物理性质
递变规律
密度
一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-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,醇的沸点远高于烷烃
水溶性
低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小
(3)由断键方式理解醇的化学性质
①如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如表所示。
②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。
反应物及条件
断键位置
反应类型
化学方程式
Na
①
置换反应
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
HBr,△
②
取代反应
CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O
O2(Cu),△
①③
氧化反应
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
浓硫酸,170 ℃
②④
消去反应
CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O
浓硫酸,140 ℃
①②
取代反应
2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O
CH3COOH (浓硫酸)
①
取代反应
CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
2.酚
(1)酚的概念:羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为。
(2)苯酚的物理性质
(3)由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。
①弱酸性
苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。
苯酚的浑浊液液体变澄清溶液变浑浊,涉及到的反应方程式为
。
②苯环上氢原子的取代反应
苯酚与饱和溴水反应的化学方程式为
反应产生白色沉淀,此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。
③显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用产生紫色溶液,利用这一反应可以检验苯酚的存在。
④加成反应
与H2反应的化学方程式为
⑤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。
[知能深化—扫盲点]
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—OH与苯环直接相连
主要化学性质
①与钠反应 ②取代反应
③脱水反应 ④氧化反应
⑤酯化反应
①弱酸性
②取代反应
③显色反应
特性
将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)
遇FeCl3溶液显紫色
[对点练]
1.现有以下物质:
(1)其中属于脂肪醇的有______,属于芳香醇的有______,属于酚类的有________。
(2)其中物质的水溶液显酸性的有________。
(3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生反应的类型___________________________________________(任写三种)。
答案:(1)①② ③⑤ ④⑤ (2)④⑤ (3)③④
(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)
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。
[对点练]
2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。
(1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是__________________________________。
(2)能被氧化成酮的是________________。
解析:能被氧化成醛的醇分子中含有基团“—CH2OH”,②和③符合题意;能被氧化成酮的醇分子中含有基团①符合题意。
答案:(1)②③ (2)①
提能点(三) 醇的消去反应规律
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
[对点练]
3.下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为醛的是( )
解析:选D A项,该物质只有一个碳原子,不能发生消去反应,错误;B项,该物质能发生消去反应,但是发生氧化反应生成酮,错误;C项,含有羟基的碳原子相邻碳原子上没有H,不能发生消去反应,错误;D项,该物质羟基所在碳原子相邻碳原子上含有H,可以发生消去反应,且羟基所在碳原子上含有2个H,氧化反应生成醛,D正确。
[题点全练—过高考]
题点一 醇、酚的结构特点
1.“茶倍健”牙膏中含有茶多酚,但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。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.分子中所有的原子共面
B.1 mol EGC与4 mol NaOH恰好完全反应
C.易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应
D.遇FeCl3溶液发生显色反应且能发生水解反应
解析:选C 分子中含有3个饱和碳原子,因此所有的原子不可能共面,A错误;分子中含有3个酚羟基,则1 mol EGC与3 mol NaOH恰好完全反应,B错误;含有醇羟基,易发生氧化反应和取代反应,难发生加成反应,C正确;遇FeCl3溶液发生显色反应,但不能发生水解反应,D错误。
2.橙花醇具有玫瑰及苹果香气,可作为香料。其结构简式如图:
下列关于橙花醇的叙述,错误的是( )
A.既能发生取代反应,也能发生加成反应
B.在浓硫酸催化下加热脱水,可以生成不止一种四烯烃
C.1 mol橙花醇在氧气中充分燃烧,需消耗470.4 L氧气(标准状况)
D.1 mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应,最多消耗240 g溴
解析:选D A项,该有机物中含有羟基,可与羧酸发生取代反应(酯化反应),该有机物中含有碳碳双键,能发生加成反应,正确;B项,在浓硫酸催化下加热,羟基可以与邻位甲基上的氢原子发生消去反应,也可以与邻位亚甲基(—CH2—)上的氢原子发生消去反应,生成两种不同的四烯烃,正确;C项,橙花醇的分子式为C15H26O,1 mol C15H26O完全燃烧消耗O2的物质的量为mol=21 mol,在标准状况下体积为21 mol×22.4 L·mol-1=470.4 L,正确;D项,1 mol橙花醇含有3 mol碳碳双键,能消耗3 mol Br2,其质量为3 mol×160 g·mol-1=480 g,错误。
题点二 醇和酚的性质
3.膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维。其单体之一芥子醇的结构简式如图所示,下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A.芥子醇分子中有两种含氧官能团
B.芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上
C.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2
D.芥子醇能发生的反应有氧化、取代、加成反应
解析:选D 芥子醇分子中含有三种含氧官能团,分别为醚键、酚羟基和醇羟基,A错误;苯和乙烯都是平面结构,通过单键的旋转,可以使所有碳原子处于同一平面上,B错误;由于酚类与溴水的取代反应通常发生在酚羟基的邻、对位上,但芥子醇分子中这些位置均被其他基团占据,故只有碳碳双键能与溴水发生反应,C错误;芥子醇分子结构中含有碳碳双键、醇羟基、酚羟基,故能发生加成、取代和氧化反应,D正确。
4.(2019·镇江模拟)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )
A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B.该物质遇FeCl3溶液显色
C.1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1 mol Br2
D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
解析:选B 根据有机物中碳的价键总数为4,可得出汉黄芩素分子中的氢原子数,可知其分子式为C16H12O5,A项错误;该物质中含有酚羟基,遇FeCl3溶液显色,B项正确;该物质中含有酚羟基,可与浓溴水发生取代反应,含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,故1 mol该物质与溴水反应时,最多消耗2 mol Br2,C项错误;该物质中的碳碳双键、羰基均能与H2发生加成反应,反应后该分子中官能团的种类会减少2种,D项错误。
醛
[教材基础—自热身]
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。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.甲醛、乙醛的物理性质
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
—
易溶于水
乙醛
无色
刺激性气味
液体
比水小
与水互溶
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
以乙醛为例完成下列反应的化学方程式
(1)氧化反应
①银镜反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O;
②与新制Cu(OH)2悬浊液反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O;
③催化氧化反应:2CH3CHO+O22CH3COOH。
(2)还原反应(加氢)
CH3CHO+H2CH3CH2OH。
[注意] 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银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。
4.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。
(2)35%~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。
[知能深化—扫盲点]
含醛基有机物的特征反应及检验
与新制[Ag(NH3)2]OH溶液反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
RCHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
RCHO+2Cu(OH)2+NaOH RCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
量的关系
RCHO~2Ag
HCHO~4Ag
RCHO~2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
注意事项
①试管内壁必须洁净;
②银氨溶液随用随配,不可久置;
③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
④乙醛用量不宜太多,一般加3滴;
⑤银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量;
③反应液直接加热煮沸
中学化学中能与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液反应的有机物含有—CHO(醛基),如:醛类、甲酸、甲酸某酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等。
[对点练]
有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B.先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D.先加入新制氢氧化铜,加热至沸,酸化后再加溴水
解析:选D A中先加酸性高锰酸钾溶液,醛基和碳碳双键均被氧化,B中先加溴水,醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应,A、B错误;C中若先加银氨溶液,可检验醛基,但考虑到银氨溶液显碱性,若不酸化直接加溴水,则无法确定A中是否含有碳碳双键。
[题点全练—过高考]
1.下列操作不合适的是( )
A.银镜反应采用水浴加热
B.用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质
C.在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中,制Cu(OH)2悬浊液时应保持NaOH过量,可直接加热
D.配制银氨溶液时,将AgNO3溶液滴入氨水中
解析:选D 配制银氨溶液时,将氨水滴入AgNO3溶液中,D错误。
2.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中所有原子可能处于同一平面
A.只有①④⑤ B.只有④⑤⑥
C.只有②③⑤ D.只有②③④⑤⑥
解析:选B B的相对分子质量比A大26,①错;A、B都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,现象相同,②错;B中含氧官能团只有醛基,③错。
3.向2.2克某饱和一元醛中加入足量银氨溶液,在一定条件下充分反应后析出10.8克银,该醛是( )
A.CH3CH2CH2CHO B.CH3CHO
C.CH3CH2CHO D.CH3CH(CH3)CHO
解析:选B 选项均为饱和一元醛,饱和一元醛n(醛)∶n(银)=1∶2,醛的物质的量为0.05 mol,醛的摩尔质量为M==44 g·mol-1,即该饱和一元醛的相对分子质量为44,饱和一元醛的通式为CnH2nO,则14n+16=44,解得:n=2,为乙醛。
羧酸 酯
[教材基础—自热身]
1.羧酸
(1)羧酸: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)甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
以乙酸为例:
2.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′,官能团为饱和一元羧酸酯通式为CnH2nO2(n≥2)。
(2)酯的物理性质
(3)酯的化学性质
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,反应能完全进行。
3.乙酸乙酯的制备
(1)原理
CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O。其中浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。
(2)反应特点
(3)装置(液—液加热反应)及操作
用烧瓶或试管,试管倾斜成45° 角,长导管起冷凝回流和导气作用。
(4)现象
饱和Na2CO3溶液上面有油状物出现,具有芳香气味。
(5)乙酸乙酯的水解反应
在酸性或碱性条件下均可发生水解反应。
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(可逆);
CH3COOC2H5+NaOH―→CH3COONa+C2H5OH(完全)。
[知能深化—扫盲点]
提能点(一) 乙酸乙酯制取中的注意事项
(1)实验中为提高反应速率和乙酸乙酯的产率,采取下列4种措施:
①加热,主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙酸、乙醇的转化率。
②以浓硫酸为催化剂,提高反应速率,以浓硫酸作吸水剂,提高乙酸、乙醇的转化率。
③加热时要小火均匀加热,以防止乙酸和乙醇大量挥发。
④利用冷凝回流装置,可提高反应物的转化率。
(2)饱和Na2CO3溶液的作用是反应掉乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度。
(3)试剂的加入顺序:乙醇、浓硫酸、乙酸。不可先加浓硫酸。
提能点(二) 有机实验中的操作技巧汇总
1.加热方面
(1)用酒精灯加热:火焰温度一般在400~500 ℃,教材中的实验需要用酒精灯加热的有乙烯的制备、乙酸乙酯的制备、蒸馏石油的实验、石蜡的催化裂化实验。
(2)水浴加热:乙酸乙酯的水解(70~80 ℃水浴)、蔗糖的水解(热水浴)、银镜反应。
2.蒸馏操作中应注意的事项
(1)温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处。
(2)烧瓶中加碎瓷片,以防暴沸。
(3)冷凝管一般选用直形冷凝管,冷凝剂的流动方向与被冷凝的气体的流动方向应相反。
3.萃取、分液
(1)萃取剂与原溶剂应互不相溶。
(2)若是分离,萃取剂不能与溶质发生反应。
(3)分液时下层液体从分液漏斗的下口放出,上层液体应从分液漏斗的上口倒出。
4.冷凝回流
当需要使被汽化的物质重新流回到反应容器中时,可通过在反应容器的上方添加一个长导管达到此目的(此时空气是冷凝剂),若需要冷凝的试剂沸点较低,则需要在容器的上方安装冷凝管,常选用球形冷凝管,此时通入冷凝剂的方向是下进上出。
5.平衡移动原理的应用
在有机制备实验中利用平衡移动原理,提高产品产率的常用方法有以下3种:
(1)及时蒸出或分离出产品。
(2)用吸收剂吸收其他产物如水。
(3)利用回流装置,提高反应物的转化率。
提能点(三) 酯化反应
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如
2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
HOOCCOOH+2CH3CH2OH
CH3CH2OOCCOOCH2CH3+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①普通酯、②环酯和③高聚酯。如
①HOOCCOOH+HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH+H2O,
(5)羟基酸自身的酯化反应。此时反应有三种情形,可得到①普通酯、②环酯、③高聚酯。如
[对点练]
1.由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E,其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略):
试通过分析回答下列问题:
(1)写出C的结构简式 。
(2)物质X与A互为同分异构体,则X可能的结构简式为 。
(3)指出上图变化过程中①的反应类型:________________________________________________________________________。
(4)D物质中官能团的名称为 。
(5)写出B和D生成E的化学方程式(注明反应条件): 。
解析:由框图关系结合所给信息可推出,A是BrCH2CH2Br,B是HOCH2CH2OH,C是OHCCHO,D是HOOCCOOH。
答案:(1)OHCCHO (2)CH3CHBr2
(3)加成反应 (4)羧基
提能点(四) 官能团与反应类型的关系
[对点练]
2.迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B.1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氢气发生加成反应
C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D.1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH发生反应
解析:选C A项,分子中含碳碳双键,可发生加成反应,错误;B项,苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应,则1 mol迷迭香酸最多能和7 mol氢气发生加成反应,错误;C项,含—COOC—可发生水解反应,含—OH、—COOH可发生取代反应、酯化反应,正确;D项,酚—OH、—COOC—、—COOH均与NaOH反应,则1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH发生反应,错误。
[题后归纳] 确定多官能团有机物性质的三步骤
[题点全练—过高考]
题点一 羧酸、酯的结构与性质
1.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( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
答案:D
2.桂皮酸、阿司匹林和布洛芬均为某些药物的有效成分,其结构简式分别为
下列关于这三种有机物的说法中,不正确的是( )
A.都能与Na2CO3溶液反应产生CO2
B.一定条件下,均能与乙醇发生取代反应
C.只有桂皮酸可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
D.1 mol阿司匹林最多能与1 mol NaOH反应
解析:选D 三种有机物分子中均含有羧基,故都能与Na2CO3溶液反应生成CO2,A项正确;三种有机物分子中均含有羧基,均能与乙醇发生酯化反应(取代反应),B项正确;布洛芬和阿司匹林分子中不含除苯环外的碳碳不饱和键,故二者都不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,C项正确;阿司匹林分子中含有羧基和酯基,1 mol阿司匹林最多能与3 mol NaOH反应,D项错误。
3.现有四种有机化合物:
试回答:
(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是________,四种物质中互为同分异构体的是________。
(2)1 mol甲、乙、丁分别与足量Na反应,生成H2最多的是________(填编号,下同)。
(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有________种。
(4)①写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式:______________________________。
②写出乙与新制氢氧化铜反应的化学方程式:_________________________________。
答案:(1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3
题点二 多官能团的识别与有机物性质的预测
4.某有机物的结构简式是下列关于它的性质叙述正确的是( )
①能发生加成反应 ②能溶解于NaOH溶液 ③能水解生成两种酸 ④不能因发生反应而使溴水褪色 ⑤能发生酯化反应 ⑥有酸性
A.①②③ B.②③⑤
C.⑥ D.全部正确
解析:选D 根据有机物的结构简式可知,该有机物中有酯基、羧基和苯环,酯基能发生水解生成两种酸,羧基能与NaOH溶液反应,能发生酯化反应,具有酸性,苯环能发生加成反应,没有碳碳双键和三键,不能因发生反应而使溴水褪色,全部正确。
5.(2013·江苏高考)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:
下列有关叙述正确的是( )
A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
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:选B 结合三种有机物的结构确定含有的官能团及具有的性质。贝诺酯分子中含有—COO—和—CO—NH—两种含氧官能团,A错;对乙酰氨基酚分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,乙酰水杨酸则不能,可利用FeCl3溶液区别这两种有机物,B对;乙酰水杨酸分子中含有—COOH,能与NaHCO3溶液发生反应,而对乙酰氨基酚则不能,C错;贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解反应,生成
6.(双选)(2019·常州模拟)某有机物的结构简式如图,下列说法正确的是( )
A.分子式为C14H16O6NBr
B.该分子中含有两个手性碳原子
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.在一定条件下与氢氧化钠溶液反应,1 mol该有机物最多消耗3 mol NaOH
解析:选AB 由有机物的结构简式可得到:分子式为C14H16O6NBr,A正确;该分子中与溴原子连接的碳和与羧基连接的碳为手性碳原子,B正确;该分子中含有酚羟基,氨基易被氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;该分子中含有酚羟基、酯基、羧基、溴原子,在一定条件下与氢氧化钠溶液反应,1 mol该有机物最多消耗4 mol NaOH,D错误。
题点三 酯化反应
7.聚乳酸可在乳酸菌作用下分解,下列有关聚乳酸的说法正确的是( )
A.聚乳酸是一种纯净物
C.聚乳酸是由单体之间通过加聚而合成的
D.聚乳酸是一种酸性高分子材料
解析:选B A项,高分子化合物均为混合物,错误;由聚乳酸的结构可知,该物质是乳酸羟基和羧基脱水的产物,属于缩聚反应,其单体是B正确,C错误;D项,乳酸显酸性,但聚乳酸并不显酸性,D错误。
8.下列说法正确的是( )
A.1 mol苯甲酸在浓H2SO4存在下与足量乙醇反应可得1 mol 苯甲酸乙酯
C.分子式为C5H12O的醇,能在铜催化下被O2氧化为醛的同分异构体有4种
D.分子中的所有原子有可能共平面
解析:选C 酯化反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,A项错误;对苯二甲酸与乙二醇的反应属于缩聚反应,B项错误;有—CH2OH结构的醇能氧化生成醛,戊醇相当于丁基与—CH2OH相连,丁基有四种,所以分子式为C5H12O的醇,能在铜催化下被O2氧化为醛的同分异构体有4种,C项正确;该分子中有一个饱和碳原子,属于四面体结构,所以不可能所有原子共平面,D项错误。
烃的衍生物之间的转化关系及应用
[知能深化—扫盲点]
1.烃的衍生物之间的转化关系图
2.解有机物综合推断合成类试题的常用方法
(1)逆推法
由产物推断未知反应物或中间产物的方法叫逆推法。
(2)根据反应条件推断
在有机合成中,可以根据一些特定的反应条件,推出未知有机物的结构简式。如“”是卤代烃消去的条件,“”是卤代烃水解的条件,“”是乙醇消去的条件,“”是羧酸和醇发生酯化反应的条件。
(3)根据有机物间的衍变关系
如“A氧化,B氧化,C”这一氧化链一般可以与“醇―→醛―→酸”这一转化相联系。有机物间重要的衍变关系:
[题点全练—过高考]
1.写出以乙醇为原料制备的化学方程式(无机试剂任选)并注明反应类型。
答案: (1)CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O 消去反应
(2)CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br 加成反应
(3)CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr 取代反应或水解反应
(4)HOCH2CH2OH+O2OHC—CHO+2H2O氧化反应
(5)OHC—CHO+O2HOOC—COOH 氧化反应
2.下面是用常见有机物A(CH3OH)合成吸水材料与聚酯纤维的流程:
②RCOOR′+R″OHH+,RCOOR″+R′OH(R、R′、R″代表烃基)。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团的名称是________。D和E的结构简式分别是________、________。
(2)C的结构简式是________________,D→E的反应类型是________________。
(3)F+A―→G的化学方程式是_________________________________________。
(4)CH3COOH+CHCH―→B的化学方程式是_________________________________,反应类型__________________。
(5)G―→聚酯纤维的化学方程式是______________________________________。
解析:A与CO在催化剂作用下生成CH3COOH,A为CH3OH,与C2H2加成生成B为B发生聚合生成C为A与HBr生成D为CH3Br,CH3Br与反应生成E为E发生氧化反应生成F为
答案:(1)酯基 CH3Br
(2) 取代反应
加成反应
3.是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成:
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式是________________。
(2)B→C的反应类型是__________。
(3)E的结构简式是________________。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(5)下列关于G的说法正确的是________。
a.能与溴单质反应
b.能与金属钠反应
c.1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d.分子式是C9H6O3
解析:(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A中存在醛基,由流程图可知,A与O2反应可以生成乙酸,则A为CH3CHO。(2)由B和C的结构简式可以看出,乙酸分子中的羟基被氯原子取代,发生了取代反应。(3)D与CH3OH在浓H2SO4条件下发生酯化反应生成E,E的结构简式为(4)由F的结构简式可知,C和E在催化剂条件下脱去一个HCl分子得到F,F中存在酯基,在碱液中可以发生水解反应,化学方程式为 (5)G分子的结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双键,所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应,能够与金属钠反应产生氢气,a、b选项正确;1 mol G中含1 mol 碳碳双键和1 mol 苯环,所以可与4 mol 氢气加成,c选项错误;G的分子式为C9H6O3,d选项正确。
答案:(1)CH3CHO (2)取代反应
(5)abd
油脂、糖类、蛋白质
[教材基础—自热身]
1.油脂
(1)组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为。
(2)性质
①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下
b.碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
烃基上含有双键,能与H2发生加成反应。
2.糖类
(1)分类
含义
组成元素
代表物的名称、分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二糖
1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖
C、H、O
多糖
1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
(2)性质
①葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO
②二糖:在稀酸催化下发生水解反应,如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖:在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
3.蛋白质和氨基酸
(1)蛋白质的组成
蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成,蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。
(2)蛋白质的性质
(3)四种常见的α氨基酸
[知能深化—扫盲点]
类别
条件
水解通式
卤代烃
NaOH的水溶液,加热
酯
在酸溶液或碱溶液中,加热
二糖
无机酸或酶
多糖
酸或酶
油脂
酸、碱或酶
蛋白质或多肽
酸、碱或酶
[对点练]
1.下列有关物质水解的说法正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物是多肽
B.淀粉水解的最终产物是氨基酸
C.纤维素不能水解成葡萄糖
D.油脂水解产物之一是甘油
解析:选D 蛋白质水解的最终产物是氨基酸,A错误;淀粉最终水解产物是葡萄糖,B错误;纤维素水解的最终产物也是葡萄糖,C错误;油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油;在碱性条件下,完全水解生成高级脂肪酸盐和甘油,D正确。
提能点(二) 氨基酸的成肽规律
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽:
(2)分子间或分子内脱水成环
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物
[对点练]
2.下列物质是由3种氨基酸分子脱水缩合生成的五肽的结构简式:
这种五肽彻底水解时,不可能产生的氨基酸是( )
解析:选D 根据一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,水解原理是羰基接羟基,氨基接氢可得水解产物为
[题点全练—过高考]
题点一 油脂的结构及性质
1.下列有关油脂的叙述不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.油脂没有固定的熔沸点
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D.油脂属于天然高分子化合物
解析:选D 油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,属于酯类,A、C正确;油脂属于混合物,没有固定的熔沸点,B正确;油脂的碳原子数较少,不属于天然高分子化合物,D错误。
2.下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中,正确的是( )
A.油脂和乙酸乙酯都是纯净物,在室温下都是液体
B.油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇
C.油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色
D.油脂和乙酸乙酯都不溶于水和有机溶剂
解析:选B 油脂是混合物,乙酸乙酯是纯净物,A错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都能水解生成羧酸和醇,B正确;乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)不含有不饱和的碳碳双键,不能使溴水褪色,而有的油脂结构中含有不饱和的碳碳双键,可以使溴水褪色,C错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都不溶于水,而易溶于有机溶剂,D错误。
题点二 糖类的组成、结构与性质
3.下列实验能达到预期目的的是( )
A.向葡萄糖溶液中加入足量NaOH溶液后,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,可观察到产生黑色沉淀
B.向米汤中加入含碘的食盐,观察是否有颜色的变化,检验含碘食盐中是否含碘酸钾
C.向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验,检验淀粉是否水解
D.向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏,提纯油脂
解析:选C A项,葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀,错误;B项,遇淀粉变蓝是碘单质的性质,不能用米汤检验含碘食盐中是否含碘酸钾,错误;C项,向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验,若产生银镜则淀粉发生水解,正确;D项,油脂在NaOH溶液中完全水解生成高级脂肪酸钠和甘油,错误。
4.检验淀粉、蛋白质、葡萄糖溶液,依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是( )
A.碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀
B.浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;碘水,变蓝色
C.新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色
D.碘水,变蓝色;新制Cu(OH)2,砖红色沉淀;浓硝酸,变黄色
解析:选A 根据淀粉、蛋白质、葡萄糖的特征反应对它们进行鉴别,淀粉遇碘变蓝、蛋白质遇浓硝酸变黄、葡萄糖可与新制Cu(OH)2悬浊液作用,生成砖红色沉淀,故选A。
题点三 氨基酸、蛋白质的结构及性质
5.下列说法不正确的是( )
A.毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮,被褥要放在太阳光下直射,其目的都是使病毒蛋白质变性
B.用浓Na2SO4使蛋清液发生盐析,进而分离、提纯蛋白质
C.蛋白酶是蛋白质,它不仅可以催化蛋白质的水解反应,还可以催化淀粉的水解反应
D.甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性,又有碱性,是最简单的氨基酸
解析:选C 酶具有专一性,蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应,不能催化淀粉的水解反应,C错误。
6.下列有关说法正确的是( )
①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物,分子中都含有C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物不一致 ④用甘氨酸(NH2CH2COOH)和丙氨酸()缩合最多可形成四种二肽
A.② B.②③ C.①② D.②④
解析:选D ①淀粉属于高分子化合物,氨基酸不属于高分子化合物,错误;②蛋白质是由氨基酸缩合而成的高分子化合物,都含有C、H、O、N,有的也含S,正确;③如甘氨酸和丙氨酸缩合形成的两种二肽互为同分异构体,但水解产物相同,错误;④两种物质自身缩合可形成两种二肽,交叉缩合又可形成两种二肽,故最多能形成四种二肽,正确。
7.已知氨基酸可发生如下反应:
且已知:D、E的相对分子质量分别为162和144,可发生如下物质转化关系,如下图所示:
(1)写出B、D的结构简式:B______________________________________________,D__________________________。
(2)写出C→E的化学方程式:______________________________________________。
(3)写出C→D的化学方程式:___________________________________________。
[课堂真题集训—明考向]
1.(双选)(2018·江苏高考)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是( )
A.X分子中所有原子一定在同一平面上
B.Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子
C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X→Y的反应为取代反应
解析:选BD X分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内,3个Br原子和—OH中的O原子在苯环所在平面内,C—O—H键呈V形且单键可以旋转,故X分子中—OH上的氢原子不一定在苯环所在平面内,A项错误;Y分子含有碳碳双键,与Br2加成后,连接甲基的碳原子连有4个不同基团,该碳原子为手性碳原子,B项正确;X分子中含有酚羟基,Y分子中含有碳碳双键,都能被酸性KMnO4溶液氧化,MnO被还原为Mn2+而褪色,C项错误;X分子中酚羟基上的氢原子被CH2===C(CH3)CO—取代生成Y,Y中的酯基是取代反应的结果,D项正确。
2.(2017·江苏高考)萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是( )
A.a和b都属于芳香族化合物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀
解析:选C a中没有苯环,不属于芳香族化合物,A项错误;a分子中含有连接3个碳原子的饱和碳原子,c分子中含有连接4个碳原子的饱和碳原子,a和c分子中所有碳原子不可能共平面,B项错误;a中的碳碳双键、b中与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性KMnO4溶液氧化,C项正确;与新制Cu(OH)2反应的官能团为醛基,只有c可以与新制Cu(OH)2反应,而b不能,D项错误。
3.(2016·江苏高考)化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是( )
A.分子中两个苯环一定处于同一平面
B.不能与饱和Na2CO3溶液反应
C.在酸性条件下水解,水解产物只有一种
D.1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
解析:选C A项中,与2个相连接的C原子有四个单键,为四面体结构,两个不可能处于同一平面,错误;B项中,化合物X中有—COOH,可以与饱和Na2CO3溶液反应,错误;C项中,有酯基存在,酸性条件下水解生成正确;D项中,化合物X中有—COOH和最多能与3 mol NaOH反应,错误。
4.(双选)(2015·江苏高考)己烷雌酚的一种合成路线如下:
下列叙述正确的是( )
A.在NaOH水溶液中加热,化合物X可发生消去反应
B.在一定条件下,化合物Y可与HCHO发生缩聚反应
C.用FeCl3溶液可鉴别化合物X和Y
D.化合物Y中不含有手性碳原子
解析:选BC A选项,化合物X在氢氧化钠水溶液作用下,只能发生取代反应,在氢氧化钠醇溶液作用下才能发生消去反应,错误;B选项,Y分子中含有酚羟基,因此可以与甲醛发生缩聚反应,正确;C选项,X分子中没有酚羟基,Y分子中有酚羟基,因此可以用氯化铁溶液来鉴别,正确;D选项,Y分子中苯环中间的两个碳原子均为手性碳原子,错误。
5.(双选)(2014·江苏高考)去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基
B.每个去甲肾上腺素分子中含有1个手性碳原子
C.1 mol去甲肾上腺素最多能与2 mol Br2发生取代反应
D.去甲肾上腺素既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
解析:选BD 由题给有机物的结构简式可知,其只含有2个酚羟基,A项错误;观察该有机物的结构简式可知,其只含有1个手性碳原子即跟醇羟基相连的碳原子,B项正确;能被溴取代的位置是酚羟基的邻位和对位,所以其能与3 mol Br2发生取代反应,C项错误;该物质含有氨基可以与盐酸反应,含有酚羟基可与氢氧化钠反应,D项正确。
6.(1)(2018·江苏高考)
已知,则D→E的反应类型为______________。
(2)(2017·江苏高考)化合物H是一种用于合成γ分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
D→E的反应类型为________。
(3)(2016·江苏高考)化合物H是合成抗心律失常药物决奈达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
F→G的反应类型为________。
(4)(2015·江苏高考)已知
(5)(2014·江苏高考)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
在上述五步反应中,属于取代反应的是______(填序号)。
答案:(1)消去反应 (2)取代反应 (3)消去反应
(4)取代反应 (5)①③④
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