第20讲烃的衍生物单元复习（教师版）-2024年高中化学讲义（选择性必修三）

第20课烃的衍生物单元复习1．能识别有机物的多官能团并确定有机物的多种性质。2．会检验有机物中的多种官能团。3．学会有机物之间的转化关系并能应用基解决问题。一、有机化合物的官能团与性质类型官能团主要化学性质卤代烃—X①与NaOH溶液共热发生取代反应；②与NaOH醇溶液共热发生消去反应醇—OH①跟活泼金属Na等反应产生H2；②消去反应，加热时，分子内脱水生成烯烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应酚—OH①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀；③遇FeCl3溶液呈紫色醛①与H2加成为醇；②被氧化剂(如O2、[Ag(NH3)2]＋、Cu(OH)2等)氧化为羧酸羧酸①酸的通性；②酯化反应酯发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇油脂发生水解反应，生成高级脂肪酸(盐)和醇胺NH2、NH、显碱性，能与酸反应酰胺、、酰胺基是酰胺的官能团水解反应，能在酸性或碱性条件下水解二、有机反应类型有机反应基本类型有机物类别取代反应卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物等酯化反应醇、羧酸、纤维素等水解反应卤代烃、酯等硝化反应苯和苯的同系物等磺化反应加成反应烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等消去反应卤代烃、醇等氧化反应燃烧绝大多数有机物酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、醛、酚等直接(或催化)氧化醇、醛、葡萄糖等新制Cu(OH)2悬浊液、新制银氨溶液醛还原反应醛、酮、葡萄糖等聚合反应加聚反应烯烃、炔烃等缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸、氨基酸等与FeCl3溶液显色反应酚类【特别提醒】各种考试过程中能填写的九种反应类型为：取代反应、酯化反应、水解反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应，加上无机反应中的置换反应，除了这十种反应类型外，有机化学考试中填写其他反应类型的名称都是错误的。三、常见重要官能团的检验方法官能团种类试剂判断依据碳碳双键或碳碳三键溴的CCl4溶液橙红色褪去卤素原子酸性KMnO4溶液紫红色褪去NaOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液有沉淀生成醇羟基钠有H2放出酚羟基FeCl3溶液显紫色醛基浓溴水有白色沉淀产生银氨溶液有银镜生成羧基新制Cu(OH)2悬浊液有砖红色沉淀产生NaHCO3溶液有CO2气体放出四、确定多官能团有机化合物性质的三步骤五、有机合成与推断1.解答有机推断题的思维建模2.有机合成三种常用策略分析有机合成题是中学化学常见题型,“乙烯辐射一大片,醇、醛、酸、酯一条线”是有机合成的基本思路。但是这条思路并不是万能的,在有机合成的过程中,有时还需要合成另外的一些物质来“牵线搭桥”。看起来是舍近求远,实质上是“以退为进”,是一种策略。在中学阶段,进行有机合成常使用以下三种策略。（1）先消去后加成：使官能团转换位置或数目增多一般都采取先消去后加成的方法,可以由醇或卤代烃先发生消去反应,再与HX、X2或H2O发生加成反应。这是有机合成中一种常用的策略。（2）先保护后复原：在进行有机合成时经常会遇到这种情况:欲对某一官能团进行处理,其他官能团可能会受到影响而被破坏。我们可以采用适当的措施将不需转变的官能团暂时先“保护”起来,当另一官能团已经转变后再将其“复原”。这是有机合成中又一种常用的策略。（3）先占位后移除：在芳香化合物的苯环上,往往先引入一个基团,让它占据苯环上一定的位置,反应完毕后再将该基团除去。这也是有机合成中常用的一种策略。3.解答有机推断题五步骤一审：审清题意，分析题意、弄清题目的来龙去脉，掌握命题意图，即从题干→问题→框图迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来。二找：找“题眼”即找到解题的突破口。“题眼”主要有：物质的特殊颜色、特征反应现象、特殊反应条件、特征转化关系、特征数据等。三析：从“题眼”出发，联系新信息及所学的旧知识，大胆猜测，顺藤摸瓜，应用正逆向思维、横向纵向思维等多种思维方式进行综合分析、推理，初步得出结论。四验：验证确认，将结果放入原题检验，完全符合才算正确。五答：按题目要求写出答案。►问题一有机物的多官能团及其性质【典例1】某有机物的结构简式如图，下列说法正确的是A．只能发生加成反应和取代反应 B．分子中含有2种官能团C．分子式为C12H18O5 D．能使溴的四氯化碳溶液褪色【答案】D【解析】A．该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键，能发生加成、取代、氧化、消去等反应，A项错误；B．分子中含有羧基、羟基和碳碳双键3种官能团，B项错误；C．由题给结构简式可知该有机物的分子式为，C项错误；D．该有机物分子中含有碳碳双键，故能使溴的四氯化碳溶液褪色，D项正确。故选D。【解题必备】确定多官能团有机化合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11】化合物M叫假蜜环菌甲素，它是香豆素类天然化合物。对M的性质叙述正确的是A．1molM催化氢化可吸收6molH2B．1molM在浓H2SO4存在下可与2molCH3COOH反应C．M可溶于稀NaOH溶液，且加热时发生水解反应D．M只能与HBr(氢溴酸)发生加成反应【答案】C【解析】该有机物中含有酚羟基，可发生取代、氧化和显色反应，含有酯基，可发生水解反应，含有碳碳双键，可发生加成、加聚和氧化反应。A．分子中含有苯环、羰基和碳碳双键，可与氢气发生加成反应，1molM催化氢化可吸收5molH2，A错误；B．在浓硫酸作用下，酚羟基与乙酸不能发生酯化反应，1molM在浓硫酸存在下可与1molCH3COOH发生酯化反应，B错误；C．酚羟基、酯基及水解生成的酚羟基均与NaOH反应，生成溶于水的钠盐，C正确；D．M中含有碳碳双键，可以与H2、卤素单质、卤化氢等发生加成反应，D错误；故选C。【变式12】一种药物中间体X的结构如下图所示。下列关于X的说法正确的是A．X分子中所有原子可能在同一平面上B．X能发生消去反应C．X能与发生显色反应D．最多能与反应【答案】C【解析】A．X分子中含饱和碳原子，饱和碳原子呈四面体结构，则所有原子不可能在同一平面上，A错误；B．X所含羟基为酚羟基不能发生消去反应，与氯原子相连的碳原子直接连在苯环上，也不能发生消去反应，B错误；C．X所含羟基为酚羟基，则X能与发生显色反应，C正确；D．1mol苯环能与3molH2发生加成反应，1mol羰基能与1molH2发生加成反应，则1molX最多能与4molH2发生加成反应，D错误；答案选C。►问题二有机物多官能团的检验【典例2】有机物A是一种重要的化工原料，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KMnO4溶液，再加银氨溶液，微热B．先加溴水，再加酸性KMnO4溶液C．先加银氨溶液，微热，再加溴水D．先加入足量新制的Cu(OH)2，微热，酸化后再加溴水【答案】D【解析】A．有机物A中所含的官能团有碳碳双键和醛基，二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，A项错误；B．有机物A中所含的官能团有碳碳双键和醛基，二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，B项错误；C．先加银氨溶液，微热，能检验出醛基，但发生银镜反应之后的溶液仍显碱性，溴水与碱能发生反应而褪色，不能检验出碳碳双键，C项错误；D．加入足量新制的Cu(OH)2，微热后生成砖红色的沉淀，能检验出醛基，但发生反应之后的溶液仍显碱性，所以先酸化，再加入溴水，溴水褪色说明分子中含有碳碳双键，D项正确；答案选D。【解题必备】检验有机物中的多种官能团，一定要注意检验的先后顺序，检验碳碳双键和醛基时，一定要先检验醛基，且必须用弱氧化剂，检验后要酸化，再用溴水或酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键。【变式21】下列实验操作或方法能达到目的是A．用无水乙醇和浓硫酸迅速加热至170℃，将生成的气体通入溴水溶液，若溴水褪色，则一定有乙烯生成B．向2mL10%的CuSO4溶液中清入4~6滴2%的NaOH溶液，再加入0.5mL乙醛溶液，加热可以观察到有砖红色沉淀生成C．将2%的稀氨水逐滴加入2%的AgNO3溶液中至沉淀恰好溶解为止，可制得银氨溶液D．测定卤代烃中是否存在溴元素：取少量样品在试管中，加入NaOH溶液加热一段时间，冷却后再加入AgNO3溶液，没有出现淡黄色沉定，则不含有溴元素【答案】C【解析】A．用无水乙醇和浓硫酸迅速加热至170℃，将生成的气体通入溴水溶液，若溴水褪色，气体中可能含有二氧化硫，也能使溴水褪色，不能说明一定有乙烯生成，选项A不合题意；B．向2mL10%的CuSO4溶液中清入4~6滴2%的NaOH溶液，再加入0.5mL乙醛溶液，此实验中氢氧化钠不足，故加热后观察不到有砖红色沉淀生成，选项B不合题意；C．向硝酸银溶液中滴加氨水制备银氨溶液，则将2%的稀氨水逐滴加入2%的AgNO3溶液中，至沉淀恰好溶解为止，可制得银氨溶液，能达到目的，选项C符合题意；D．为证明溴乙烷分子中溴元素的存在，可向溴乙烷中加入NaOH溶液加热，溴乙烷发生水解反应生成溴离子，加入稀硝酸至溶液呈酸性后，再滴入AgNO3溶液看是否有淡黄色沉淀，该操作不合理，选项D不符合题意；答案选C。【变式22】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：有关上述反应物和产物的叙述正确的是A．上述三种有机物中共有三种含氧官能团B．贝诺酯分子中有7种不同化学环境的氢原子C．贝诺酯与足量NaOH(aq)共热，最多消耗NaOH4molD．可用FeCl3(aq)区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚【答案】D【解析】A．乙酰水杨酸中含氧官能团是羧基、酯基，对乙酰氨基酚中含氧官能团是酚羟基、酰胺基，贝诺酯中含氧官能团是酯基、酰胺基，三种有机物中共有四种含氧官能团，故A错误；B．根据贝诺酯的结构简式，有9种不同化学环境的氢原子，故B错误；C．1mol贝诺酯水解后产物有1mol、1mol和2molCH3COOH，能与氢氧化钠反应官能团是酚羟基和羧基，因此1mol贝诺酯最多消耗5mol，故C错误；D．乙酰水杨酸中不含酚羟基，对乙酰氨基酚中含有酚羟基，可用FeCl3溶液检验，前者无色，后者显色，故D正确；答案为D。►问题三烃的衍生物之间的转化【典例3】如图为M的合成路线，下列说法错误的是A．反应①的产物可能有三种B．试剂Ⅰ为氢氧化钠醇溶液C．A的分子式为C6H8D．若用18O标记Z中的氧原子，则M中含有18O【答案】B【解析】根据Z中羟基的位置可知，Y为：；故反应①为1，4加成，X为：；A．反应①的产物可能有三种：，A项正确；B．反应③为卤代烃水解，试剂Ⅰ为氢氧化钠水溶液，B项错误；C．A的分子式为C6H8，C项正确；D．若用18O标记Z中的氧原子，酯化反应酸脱羟基醇脱氢，M为：，则M中含有18O，D项正确；答案选B。【解题必备】牢记常见烃的衍生物之间的转化关系：【变式31】有些食品会因为在空气中被氧化而交质，加入抗坏血酸(即维生素C)能起到抗氧化作用，发生如下反应。下列说法错误的是A．抗坏血酸具有还原性，该反应属于氧化反应B．抗坏血酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而脱氢抗坏血酸不能C．抗坏血酸易溶于水的原因可能是分子中含有多个羟基，可以与水分子间形成氢键D．抗坏血酸分子中含有3种官能团【解析】A．抗坏血酸中含有碳碳双键，有还原性，该反应为脱氢反应，为氧化反应，A项正确；B．抗坏血酸中有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，脱氢抗坏血酸含有醇羟基，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项错误；C．OH为亲水解，同时可以与水分子间形成氢键，则抗坏血酸易溶于水，C项正确；D．抗坏血酸分子中含有羟基、碳碳双键和酯基，共3种官能团，D项正确；答案选B。【答案】B【变式32】苯酚具有杀菌消炎的作用，可由以下路线合成，下列说法正确的是A．物质a中苯环上的一溴代物有四种B．反应①属于消去反应C．物质b与物质c均可与氢氧化钠溶液反应D．物质c与苯甲醇互为同系物【答案】C【解析】A．物质a中苯环上有3种等效氢，则物质a中苯环上的一溴代物有3种，A错误；B．反应①为甲苯中的甲基被氧化为羧基，属于氧化反应，B错误；C．物质b含有羧基能与氢氧化钠溶液反应，物质c含有酚羟基也能与氢氧化钠溶液反应，C正确；D．物质c属于酚类，苯甲醇属于醇类，二者不互为同系物，D错误；故选C。1．研究人员利用下列反应合成重要的药物分子丙。下列说法错误的是()A．甲分子中所有原子可能共平面 B．甲与乙反应生成丙为加成反应C．1mol丙分子最多与5molH2反应 D．丙分子中含有2个手性碳原子【答案】A【解析】A项，甲分子中含有饱和碳原子，碳原子是sp3杂化，为四面体结构，则所有原子不可能共平面，A错误；B项，乙中羰基断裂，甲中亚甲基断裂CH键，甲与乙反应生成丙为加成反应，B正确；C项，丙分子中苯环和碳碳三键都能与氢气发生加成反应，1mol苯环能与3mol氢气加成，1mol碳碳三键能与2mol氢气加成，则1mol丙分子最多与5molH2反应，C正确；D项，连接四种不同基团的碳原子为手性碳原子，丙分子中与氨基连接的碳原子、与羟基连接的碳原子是手性碳原子，则含有2个手性碳原子，D正确；故选A。2．2022年1月，全国首个肝癌创新药阿可拉定获批上市，阿可拉定分子结构如图，下列说法不正确的是()A．所有碳原子可能共平面 B．能发生取代反应和加成反应C．能使酸性KMnO4溶液褪色 D．该有机物最多可与8molH2反应【答案】D【解析】A项，苯环、酮羰基、碳碳双键为平面结构，由三点成面可知，阿可拉定分子中所有碳原子可能共平面，故A正确；B项，由结构简式可知，阿可拉定分子中含有的苯环、酮羰基、碳碳双键能发生加成反应，有机物分子中含有的羟基能表现酚或醇的性质，一定条件下能发生取代反应，故B正确；C项，由结构简式可知，阿可拉定分子中含有的碳碳双键、酚羟基、醇羟基能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，使溶液褪色，故C正确；D项，由结构简式可知，阿可拉定分子中含有的苯环、酮羰基、碳碳双键一定条件下能与氢气发生加成反应，则1mol阿可拉定分子最多可与9mol氢气反应，故D错误；故选D。3．2022年9月，我国学者张德清课题组与赵睿课题组开展了以四苯乙烯为关键骨架的靶向生物探针方面的研究，实现了对高恶性脑肿瘤细胞增殖的有效抑制。最近，两个课题组共同设计合成了具有顺反异构转化的四苯乙烯化合物(T—P)(如图)。下列有关四苯乙烯化合物(T—P)说法正确的是()A．分子中的官能团只含有碳碳双键、酯基和羟基B．1molT—P分子最多能和2molNaOH反应C．能发生加成反应、取代反应和水解反应D．与碳碳双键相连的四个苯环上的碳原子，一定在同一平面上【答案】C【解析】A项，由图可知，分子中的官能团含有碳碳双键、酯基、氰基和羟基，A错误；B项，根据T—P的结构简式可知，1molT—P分子水解产生1mol磷酸和1mol酚羟基，故1molT—P分子最多能和4molNaOH反应，B错误；C项，根据T—P的结构简式可知，碳碳双键能发生加成反应；磷酸酯能发生取代反应、水解反应，C正确；D项，碳碳单键可以旋转，则与碳碳双键相连的四个苯环上的碳原子不一定在同一平面上，D错误；故选C。4．有机物H()是一种重要的有机合成中间体。下列关于H的说法错误的是()A．分子中所有碳原子不可能共平面B．与不互为同系物C．既含羧基，又含醛基的同分异构体有12种(不考虑立体异构)D．该分子中有四个手性碳原子【答案】D【解析】A项，分子中存在3个碳原子连接在同一饱和碳原子上的结构，根据甲烷的空间结构可知，该物质中不可能所有碳原子共面，A正确；B项，二者所含官能团个数不同，结构不相似，不是同系物，B正确；C项，既含发基，又含醛基的同分异构体有：、、、(序号代表醛基的位置)，共12种，C正确；D项，手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，该分子中有3个手性碳原子，位置为：，D错误；故选D。5．一种抗癌药物的结构简式如图所示，下列有关它的叙述正确的是()A．1mol该物质最多可以与3molH2发生加成反应B．分子中存在手性碳原子C．该分子中能与NaOH溶液反应的官能团有两种D．该物质在铜催化条件下被氧气氧化的产物能发生银镜反应【答案】B【解析】A项，羧基不能与H2发生加成反应，2mol碳碳双键可以与2molH2加成，A错误；B项，手性碳原子为连接4个不同的原子或基团的碳原子，该分子中有3个手性碳原子，B正确；C项，该分子中能与NaOH溶液反应的官能团只有羧基，C错误；D项，分子中—OH所连碳原子上只有一个氢原子，催化氧化生成酮羰基，不能发生银镜反应，D错误；故选B。6.已知：①苯酚和，不饱和羰基化合物在一定条件下可以发生反应：①；②。写出、、和为原料制备的合成路线流程图。【答案】【解析】根据A→B→C的反应知，发生催化氧化、然后和CH2(COOH)2发生取代反应、再和CH3OH发生酯化反应、再发生信息中的反应得到目标产物，合成路线为，故答案为：。1.从腐败草料中提取的一种有机物双香豆素，常用于抗凝药。其合成路线如图，下列有关说法正确的是()(香豆素)(双香豆素)A．香豆素中所有原子一定共平面B．1mol双香豆素最多能消耗2molNaOHC．双香豆素能发生氧化、还原和聚合反应D．该合成路线的原子利用率为100％【答案】C【解析】A项，香豆素中含有OC、OH键，且单键可自由旋转，则所有原子不一定处于同一平面，故A错误；B项，该分子中含有两个酯基，酯基水解生成酚羟基和羧基，酚羟基和羧基都和NaOH反应，所以1mol双香豆素最多能消耗4molNaOH，故B错误；C项，双香豆素中含有羟基，能发生氧化，含有碳碳双键，能发生还原和聚合反应，故C正确；D项，根据合成路线可知，反应物HCHO中的氧原子没有进入产物双香豆素中，该合成路线的原子利用率不是100％，故D错误；故选C。2.我国科学家研发的催化剂@，实现了含炔化合物与二氧化碳的酯化。(a)HCCCH2OH+CO2(b)HCCCH2NH2+CO2下列说法错误的是()A．M环上的一氯代物有3种 B．M、N都能使溴水褪色C．1molM最多消耗40gNaOH D．N的分子式为C4H5O2N【答案】C【解析】A项，根据M的结构简式可知，M环上有3种不同化学环境的氢，其一氯代物有3种，A正确；B项，M、N都含有碳碳双键，能使溴水褪色，B正确；C项，M分子中可相当于看成二个酯基，1molM最多消耗2molNaOH，80g，C错误；D项，根据结构简式可知，N的分子式为C4H5O2N，D正确；故选C。3.梓醇(结构简式如下)具有抗癌、降血糖及抗肝炎病毒等功效，其主要存在于地黄等植物中，《本草纲目》记载“今人惟以怀庆地黄为上”。下列关于梓醇的说法中错误的是()A．分子式为C15H20O10B．所有碳原子不可能同时共面C．能发生酯化反应和加成聚合反应D．存在多种属于芳香族化合物的同分异构体【答案】A【解析】A项，键线式中拐点和端点均为碳原子，然后根据C的四价结构补充H原子的数量，该物质的化学式为C15H22O10，A项错误；B项，该结构中除了C=C外其余C连接的原子均为四面体结构，所有碳原子不可能共面，B项正确；C项，分子中含有很多OH可以与酸发生酯化反应，而C=C可以发生加聚反应，C项正确；D项，该分子中含有4个环和一个C=C共5个不饱和度，该分子存在含苯环(苯环的不饱和度为4)的同分异构体，D项正确；故选A。4.一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下：下列叙述正确的是()A．化合物1分子中的所有原子共平面 B．化合物1与乙醇互为同系物C．化合物2分子中含有羟基和酯基 D．化合物2可以发生开环聚合反应【答案】D【解析】A项，化合物1分子中还有亚甲基结构，其中心碳原子采用sp3杂化方式，所以所有原子不可能共平面，A错误；B项，结构相似，分子上相差n个CH2的有机物互为同系物，上述化合物1为环氧乙烷，属于醚类，乙醇属于醇类，与乙醇结构不相似，不是同系物，B错误；C项，根据上述化合物2的分子结构可知，分子中含酯基，不含羟基，C错误；D项，化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物，D正确；故选D。5.有机物X和Y在一定条件下可制得环氧树脂粘合剂Z，其结构：X为，Y为，Z为，下列说法正确的是()A．X核磁共振氢谱有3个吸收峰B．生成的同时生成C．X、Y反应生成Z的过程既有取代反应，也有聚合反应D．相同条件下，苯酚和Y反应生成结构与Z相似的高分子【答案】C【解析】A项，由结构简式可知，X分子中含有4类氢原子，核磁共振氢谱有4个吸收峰，故A错误；B项，由原子个数守恒可知，X与Y反应生成1molZ的同时生成(n+2)mol氯化氢，故B错误；C项，由结构简式可知，X与Y反应生成Z的过程为X与Y发生縮聚反应生成，与Y发生取代反应生成Z，则生成Z的过程中既有取代反应，也有聚合反应，故C正确；D项，苯酚分子中只含有1个羟基，和Y只能发生取代反应或环加成反应，不能发生縮聚反应，所以