2023版高三一轮总复习化学（苏教版）第5部分专题9第42讲醇与酚醛与酮(基础课)

第42讲醇与酚醛与酮(基础课)1．能根据醇羟基和酚羟基的特点和反应规律推断含羟基有机物的化学性质，根据有关信息书写相应反应的化学方程式，能利用它们的主要性质进行鉴别。2．能描述说明、分析解释醛、酮的重要反应，能书写相应的化学方程式。3．认识醛、酮等物质对人类生活的影响及在生产、生活中的重要应用。醇与酚1．醇、酚的概念和醇的分类(1)醇是羟分子中与饱和碳原子上的氢原子被羟基取代所形成的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH(n≥1)。。(2)酚是分子中羟基与苯环碳原子直接相连而形成的化合物，最简单的酚为。(3)醇的分类2．醇、酚代表物的组成与结构(1)乙醇的组成和结构(2)苯酚的组成和结构含羟基(—OH)官能团的有机物不都属于醇类，只有当—OH与饱和碳原子相连的化合物才为醇类物质。3．醇与酚的物理性质(1)醇类物理性质的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1g·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(2)苯酚的物理性质4．醇与酚的化学性质(1)醇的化学性质(以乙醇为例)乙醇的共价键分布如图完成下列条件下的化学方程式，并指明断键部位。a．与Na反应：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑，①。b．催化氧化：2C2H5OH＋O2eq\o(→,\s\up10(Cu),\s\do10(△))2CH3CHO＋2H2O，①③。c．与HBr的取代：C2H5OH＋HBreq\o(→,\s\up10(△))C2H5Br＋H2O，②。d．浓硫酸，加热分子内脱水(170℃C2H5OHeq\o(→,\s\up10(浓硫酸),\s\do10(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，②④。e．与乙酸的酯化反应：，①。f．浓硫酸，分子间脱水(140℃2C2H5OHeq\o(→,\s\up10(浓硫酸),\s\do10(140℃))C2H5OC2H5＋H2O，①②。(2)酚的化学性质①苯环对羟基的影响——弱酸性(酚—OH比醇—OH活泼)a．电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，苯酚俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使紫色石蕊试液变红。b．与活泼金属反应：2C6H5OH＋2Na→2C6H5ONa＋H2↑。c．与碱的反应：苯酚的浑浊液中eq\o(→,\s\up10(加入NaOH溶液))液体变澄清eq\o(→,\s\up10(再通入CO2气体))溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为C6H5OH＋NaOH→C6H5ONa＋H2O、C6H5ONa＋CO2＋H2O→C6H5OH＋NaHCO3。②羟基对苯环的影响——苯环上在羟基邻、对位的氢原子较易被取代苯酚与饱和溴水反应，产生白色沉淀，反应的化学方程式为。该反应能产生白色沉淀，常用于苯酚的定性检验和定量测定。③显色反应苯酚与FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。④氧化反应苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；易被酸性高锰酸钾溶液氧化；容易燃烧。⑤缩聚反应制酚醛树脂。5．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。醇、酚的结构与性质1．下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是()A． B．C． D．C[发生消去反应的条件：与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，题述醇中，B项不符合。能发生催化氧化反应生成醛类物质的条件：与羟基(—OH)相连的碳原子上有氢原子的醇可被氧化，但只有与羟基相连的碳原子上含有两个氢原子的醇(即含有—CH2OH)才能转化为醛。]2．(2021·淄博模拟)G是连花清瘟胶囊的有效药理成分之一，其存在如图转化关系：下列有关说法正确的是()A．化合物Ⅱ中所有碳原子可能共平面B．化合物Ⅰ分子中有3个手性碳原子C．化合物G、Ⅰ、Ⅱ均能发生氧化反应、取代反应、消去反应D．若在反应中，G与水按1∶1发生反应，则G的分子式为C16H20O10A[化合物Ⅱ中碳碳双键碳原子连有—COOH和，由于碳碳单键可以旋转，因此所有碳原子可能共平面，A项正确；化合物Ⅰ分子中含有如图所示标记“*”的2个手性碳原子，B项错误；化合物Ⅱ不能发生消去反应，C项错误；当G与水按1∶1发生反应，即G＋H2Oeq\o(→,\s\up10(H＋))Ⅰ＋Ⅱ，根据原子守恒，可以推知G的分子式为C16H18O9，D项错误。]3．下列关于有机化合物M和N的说法正确的是()A．等物质的量的两种物质跟足量的NaOH溶液反应，消耗NaOH的量一样多B．M在Cu作用下催化氧化为醛C．1molN与浓溴水反应可消耗2molBr2D．二者均能使FeCl3溶液显紫色[答案]C醇、酚的性质规律(1)醇催化氧化规律醇类的催化氧化反应情况与跟羟基相连的碳原子上的氢原子个数有关。(2)醇消去反应的规律醇分子中，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(3)酚与溴水反应的取代位置酚分子中与—OH处于邻、对位上的氢原子可以被—Br取代，而间位上的氢原子不可以被—Br取代。醇、酚的实验探究4．(2021·南阳模拟)某化学兴趣小组对乙醇氧化及产物检验的实验进行了改进和创新，其改进实验装置如图所示，按图组装好仪器，装好试剂。下列有关改进实验的叙述不正确的是()A．点燃酒精灯，轻轻推动注射器活塞即可实现乙醇氧化及部分产物的检验B．铜粉黑红变化有关反应为2Cu＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2CuO、C2H5OH＋CuOeq\o(=,\s\up10(△))CH3CHO＋Cu＋H2OC．硫酸铜粉末变蓝，说明乙醇氧化反应有水生成D．在盛有新制氢氧化铜悬浊液的试管中能看到砖红色沉淀D[点燃酒精灯，轻轻推动注射器活塞即可反应，空气带着乙醇蒸气与热的铜粉发生反应，故A正确；铜粉起到催化剂的作用，先消耗后生成，铜粉由红变黑，发生反应：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2CuO，铜粉由黑变红，发生反应：C2H5OH＋CuOeq\o(=,\s\up10(△))CH3CHO＋Cu＋H2O，故B正确；硫酸铜粉末变蓝，是因为生成了五水硫酸铜，说明乙醇氧化有水生成，故C正确；乙醛与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀需要加热，不加热不能反应，故D错误。]5．某工业废水(含苯酚)处理得到苯酚的实验方案如下：请回答下列问题：(1)设备①②中进行的分离操作为________________________。(2)方案中的A、B物质分别是______________、______________(填化学式)。(3)设备③中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________。(4)该方案中，能循环使用的物质有_______________________。[答案](1)萃取、分液(2)C6H5ONaNaHCO3(3)(4)苯、NaOH水溶液、CO2、CaO醛与酮1．醛、酮的组成与结构碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体。2．醛、酮的命名：醛、酮的命名和醇的命名相似。(1)的名称为4­甲基戊醛。(2)名称为2­丁酮。3．醛、酮的化学性质(1)氧化反应：醛比酮容易发生氧化反应。醛能被O2催化氧化，也能被弱氧化剂如[Ag(NH3)2]OH、新制的Cu(OH)2氧化，而酮一般需很强的氧化剂才能被氧化。①CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up10(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。②CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up10(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。③2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up10(催化剂),\s\do10(△))2CH3COOH。(1)银氨溶液和新制的Cu(OH)2常用于鉴别有机化合物分子中是否含有醛基。(2)银氨溶液需要现用现配，因为银氨溶液久置能够产生爆炸性的物质而产生危险。(3)银镜实验的时候，没有得到光亮的银，而得到灰黑色的沉淀物，其可能原因有如下几点：a．试管不洁净；b．水浴加热温度控制不合理，或者用酒精灯直接加热；c．加热时振荡和摇动试管；d．乙醛用量太多，没有保持碱性环境等。(4)实验后的银镜可先用硝酸浸泡，再用水洗除去。(2)还原反应：醛、酮的还原产物一般是醇，化学反应的通式分别为R—CHO＋H2eq\o(→,\s\up10(催化剂))R—CH2OH、＋H2eq\o(→,\s\up10(催化剂),\s\do10(△))。4．常见的醛和酮名称结构简式状态气味溶解性用途甲醛HCHO气体刺激性气味易溶于水制造酚醛树脂、脲醛树脂乙醛CH3CHO液体刺激性气味易溶于水—苯甲醛液体苦杏仁气味，工业上称苦杏仁油微溶于水制造染料、香料及药物的重要原料丙酮液体特殊气味与水以任意比互溶有机溶剂、化工原料醛、酮的结构与性质1．有机物A、B均为合成某种抗支气管哮喘药物的中间体，A在一定条件下可转化为B(如图所示)，下列说法正确的是()A．要检验B中含，可向其中加入溴水B．用FeCl3溶液可检验物质B中是否混有AC．物质B既能发生银镜反应，又能发生水解反应D．1molB最多可与5molH2发生加成反应B[A项，—CHO干扰的检验，应先用弱氧化剂把—CHO氧化为—COOH后，再加溴水检验，错误；C项，物质B含有醛基，可以发生银镜反应，但不含酯基或卤素原子，不能发生水解反应，错误；1molB含有1mol苯环、1mol碳碳双键、1mol醛基、1mol羰基，最多可与6molH2发生加成反应，D项错误。]2．(2021·丰台区模拟)已知醛或酮可与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解可得醇：若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3，可选用的醛或酮与格氏试剂是()A．与CH3CH2MgXB．CH3CH2CHO与CH3CH2MgXA[丙酮与CH3CH2MgX二者反应后水解生成HOC(CH3)2CH2CH3，故A选；CH3CH2CHO与CH3CH2MgX二者反应后水解生成CH3CH2CH(OH)CH2CH3，故B不选；CH3CHO与二者反应后水解生成CH3CH(OH)CH(CH3)2，故C不选；HCHO与二者反应后水解生成HOCH2CH(CH3)CH2CH3，故D不选。]醛基的检验3．(2021·沧州高二检测)某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用，其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应，所得有机物分子的官能团数目增加，则该试剂是()A．Br2的CCl4溶液 B．[Ag(NH3)2]OH溶液C．HBr D．H2A[根据天然拒食素的结构简式确定其性质，进而确定其与不同试剂反应后产物的结构和官能团。该有机物中的碳碳双键与Br2发生加成反应，使官能团数目由3个增加为4个，选项A正确；有机物中的醛基被银氨溶液氧化为—COOH，官能团数目不变，选项B不正确；有机物中的碳碳双键与HBr发生加成反应，但官能团数目不变，选项C不正确；有机物中的碳碳双键、醛基与H2发生加成反应，官能团数目减少，选项D不正确。]4．我国科学家屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾新疗法而荣获诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素可由香茅醛经过一系列反应合成(如图)。下列说法正确的是()A．青蒿素易溶于水，更易溶于乙醇等有机溶剂中B．向香茅醛中滴加溴水后溴水褪色，证明香茅醛中含有碳碳双键C．香茅醛与青蒿素均能发生氧化、取代、聚合反应D．香茅醛的同系物中，含4个碳原子的有机物有3种(不考虑立体异构)D[青蒿素中不含亲水基团，难溶于水，A项错误；香茅醛中还含有醛基，醛基具有较强的还原性，可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色，B项错误；青蒿素不能发生聚合反应，C项错误；香茅醛的同系物应含有一个碳碳双键和一个醛基，满足以上条件且含有4个碳原子的有机物有3种，分别为CH2=CH—CH2—CHO、CH3—CH=CH—CHO、，D项正确。]与—CHO共存时的检验方法(1)检验—CHO时，可直接用新制的Cu(OH)2或银氨溶液检验。(2)检验时，应先用新制的Cu(OH)2氧化，然后酸化，再用溴水检验。1．(2021·北京等级考，T1)我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列有关黄芩素的说法不正确的是()黄芩素A．分子中有3种官能团B．能与Na2CO3溶液反应C．在空气中可发生氧化反应D．能与Br2发生取代反应和加成反应A[该有机物含酚羟基、醚键、碳碳双键、羰基，共4种官能团，故A错误；含酚羟基，与碳酸钠溶液反应生成酚钠、碳酸氢钠，故B正确；含酚羟基，在空气中可发生氧化反应，故C正确；酚羟基的邻位与溴水发生取代反应，碳碳双键与溴发生加成反应，故D正确。]2．(2021·全国乙卷，T10)一种活性物质的结构简式为，下列有关该物质的叙述正确的是()A．能发生取代反应，不能发生加成反应B．既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物C．与互为同分异构体D．1mol该物质与碳酸钠反应得44gCO2C[该有机物分子中含有碳碳双键，可以发生加成反应，A错误；该有机物分子中含有三种官能团：碳碳双键、羧基、羟基，与乙醇和乙酸的结构都不相似，既不是乙醇的同系物，也不是乙酸的同系物，B错误；该有机物分子与的分子式相同、结构不同，故二者互为同分异构体，C正确；1mol该有机物分子中含有1mol羧基，与碳酸钠反应产生0.5molCO2，即22gCO2，D错误。]3．(2021·广东选择性考试·T21节选)天然产物Ⅴ具有抗疟活性，某研究小组以化合物Ⅰ为原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路线如图(部分反应条件省略，Ph表示—C6H5)：已知：(1)化合物Ⅰ中含氧官能团有____________(写名称)。(2)反应①的方程式可表示为Ⅰ＋Ⅱ=Ⅲ＋Z，化合物Z的分子式为________________。(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应，其结构简式为____________________。(4)反应②③④中属于还原反应的有________，属于加成反应的有________。(5)根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线(不需注明反应条件)。[解析](1)化合物Ⅰ的结构简式为，其含氧官能团为(酚)羟基、醛基。(2)反应①中的断键情况为、，因此化合物Z的组成为Ph3P=O，则Z的分子式为C18H15PO。(3)化合物Ⅳ能发生银镜反应，说明含有醛基，对比化合物Ⅲ和反应②的产物，再结合化合物Ⅳ的分子式，可知化合物Ⅳ的结构简式为。(4)反应②是与氢气反应的加成反应，也是还原反应；反应③是被过氧化物氧化生成，反应④是自身发生加成反应生成。(5)由目标产物及原料HOCH2CH2Cl分析可知，另一种原料(苯酚的同系物)为，合成时需要在苯环的碳原子上引入2个醚键。结合“已知”反应，在中引入第一个醚键，得到中间产物，引入第二个醚键，则可利用题给路线中反应④的原理，在催化剂的作用下生成，而可以由水解得到，因此合成路线为eq\o(→,\s\up10(NaOH/H2O),\s\do10(△))eq\o(→,\s\up10(催化剂))。[答案](1)(酚)羟基、醛