高中化学选修5之知识讲解-《烃的含氧衍生物》全章复习与巩固-提高

全章复习与巩固

【学习目标】

1、认识醇、酚、醛、酸、酯的典型代表物的组成、结构特点及性质，并根据典型代表物，认识上述各类

物质的结构特点和性质；

2、了解逆合成分析法，通过简单化合物的逆合成分析，巩固煌、卤代煌、煌的含氧衍生物的性质和转化

关系，并认识到有机合成在人类生活和社会进步中的重大意义；

3、能结合生产、生活实际了解燃的含氧衍生物对环境和健康可能产生的影响，讨论燃的含氧衍生物的安

全使用，关注煌的含氧衍生物对环境和健康的影响。

【知识网络】

1.煌的衍生物的分子通式和主要性质。

/分子通式:R—X

(卤代烧，官能团：一X

I主要性质：能水解，能消去

，分子通式：R-OH；C11H2.+10H(“Nl)

聘官能团：羟基

I主要性质：与Na反应产生%,与HX反应，能氧化，可消去，易酯化

’分子通式：RY2^0H;C„H2B_6O(n>6)

煌酚’官能团：羟基

的

衍.主要性质:与Na反应产生H?,弱酸性，能取代，能加成,能缩聚，与FeQ溶液起显色反应

生分子通式:R-CH0；C“H2“0(nMl)

物醛(官能团：醛基一CHO

I主要性质：易氧化［如被银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等氧化］，能加成,能聚合

(分子通式:R-COOH；C.H2“O2(〃去1)

爱酸，官能团：狄基一COOH

,主要性质：弱酸的通性；能酯化

r分子通式:R—COOR'；C,H21102s)

0

'"酯1〃

官能团：酯基~C—0—

，主要性质：易水解

2.重要的有机物之间的相互转化关系

(1)煌的衍生物的相互转化关系。

氧化

加成(+坨0)

消去(-HQ)

Hz%

ug加成加加成成4g卤代水舞I*氧化一氧化

法煌—a4煌----►•卤代熔^醛

||HX,f|nHX

取代(+ft)

消去(-HX)

HX、&*»成

(2)掌握2个碳原子的煌及煌的衍生物的相互转化

CaCOj—►CaOCaCaCj

CH2=CH2^—CH3COONa

—►CH-CH―►CH3CHOCH3COOH

CHO

CH2=CH2^=±：CH3CH2OH^=i：

CHO

COOHCH3-CH3HCH2X

ioOH^OOCl^

（3）掌握含苯环的煌及其煌的衍生物的相互转化。

0H

ac6Hso@

催化剂'

HC三CH——

|CH£1

*3—_

OSOHO

in

O^cooHmOoooatQ*

【要点梳理】

要点一、官能团

1、决定有机物化学特征的原子团称为官能团。

0

/

2、常见的官能团有：卤素原子（-X）、羟基（一OH）、醛基（一CHO）、竣基（-COOH）、酯基（-C—0一）、

II

烯键（一C=C—）、快键（一c三C-）等。

3、有机物的官能团决定了有机物的性质。研究有机物的性质实质上是研究有机物所具有的官能团的性质。

要点二、重要的有机化学反应类型

类别含义实例反应物类属

取有机物分子里某烷，环烷，芳香煌，

卤代：CH+C1—CHC1+HC1

代些原子或原子团423苯酚

反被其他原子或原硝化：0+*岫勺芳香煌，芳香族化

应子团所代替的反+旦0合物

应

芳香煌，芳香族化

磺化：0+HOTQ3Hq()—SO3HH0

+2合物

酯化：CH3coOH+CH3cH20H浓R酸酸，醇

CH3COOCH2CH3+H2O

醇

分子间脱水：2c2H50H鬻*)C2H5—O—C2H5+H2O

加有机物分子里的烯，烘，芳香煌

力口氢：CH2=CH2+H2催化剂>CH3CH3

成不饱和碳原子跟

其他原子或原子

反加卤素：CH2=CH2+C12—-*CH3cleH2cl烯，快,芳香燃

应团直接结合生成力口水：CH2=CH2+H2。力基用:玉->CH3CH20H烯，焕

比较饱和的碳原

子的反应烯，焕

加卤化氢：CH三CH+HC1—催华利—CH2=CHC1

力口HCN：CH3fHO+HCN-->CH3cHeN醛

OH

消有机物从分子里醇

分子内脱水：C2HSOH^ff^CH2=CH2t+H2O

去脱去一个小分子

反而成为不饱和分分子内去卤化氢：卤化煌

应子的反应

CH3cH2cl―Na(y,醇>CH2=CH2t+HC1

氧有机物得氧或失醇、醛、烯、煌、

催化氧化：2CHCHOH+O―2CHCHO+2HO

化氢的反应32232苯的同系物

反银镜反应：略

应被酸性KMnCU溶液氧化：

0cH3上*OC00H

还有机物得氢或失烯、烧、醛、酮、

有机物加氢：CH2=CH2+H2^^-^-CH3—CH3

原氧的反应苯环、竣酸

反

CH3CHO+H2―毁剂.CH3cH20H

应

L1A1H4

较酸力口氢：CH3COOH>CH3CH2OH

聚由相对分子质量心2—^^^E山CH4烯煌以及烯煌衍生

合小的化合物分子物，二元醇、二元

7iCH2=CHC1TH-£CH2—CH3n

反相互结合成相对加热竣酸、二元胺羟基

应分子质量大的高Cl酸、氨基酸等

COOH

分子化合物的反

ACH2-OH£L

应。聚合反应包括

n[|l+/i1----►2/IH2O+-£^0―CH2—CH2-0―C—《/C-^n

加聚反应和缩聚X/CH2—OH\=z

反应COOH

水有机物和水作用，酯、卤代煌

CH2coOCH2cH3+H2OH+CH3COOH+CH3CH2OH

解分解成两个或两

反个以上的部分，并油脂

油脂+NaOH」^高级脂肪酸钠+甘油（皂化反应）

应经常与水分子中

的H+或OJT相结二糖、多糖

（C6HO）+nHO催化剂>nC6Hl2。6

合，生成两个或几105n2

个产物的反应（淀粉）（葡萄糖）

要点三、有机合成的常规方法及解题思路

有机合成题一直是高考的热点题型，也是高考的难点题型。

有机合成题的实质是根据有机物的性质，进行必要的官能团反

应，要熟练解答合成题，必须首先掌握下列知识。

1、有机合成的常规方法。

①官能团的引入。

a.引入羟基（-0H）：烯煌与水加成；醛（酮）与H2加成；卤代烧碱性水解；酯的水解等。

b.引入卤原子（一X）：煌与X2取代；不饱和嫌与HX或X2加成；醇与HX取代等。

C.引入双键：某些醇或卤代煌的消去引入C=C键；醇的催化氧化引入C=O键等。

②官能团的消除。

a.通过加成消除不饱和键。

b.通过消去、氧化或酯化等消除羟基（一OH）。

c.通过加成或氧化等消除醛基（一CHO）。

d.通过取代或消去反应等消除卤原子（一X）。

③官能团间的转化。

根据合成需要（有时题目在信息中会明示衍变途径），可进行有机物官能团的转化，以便中间产物向最终产

物推进。

a.利用官能团的衍生关系进行衍变。如醇⑼>醛⑼>竣酸」酯。

b.通过某种化学途径使一个官能团变为两个官能团。

如：CH3cH20H一电摩,>CH2=CH2—31->Cl—CH2—CH2—Cl水解>HOCH2cH20H―回fOHC

—CHO⑼一>HOOC—COOH―c翳H>H5C2OOC—COOC2H5。

c.通过某种方法，改变官能团的位置。如:

消去EE加成

CH3cH2cH20H-^CH3-CH=CH2^—

水解

加CH—CH—

CH3-CH-CH33CH3O

XOH

④碳骨架的增减。

a.增长：有机合成中碳链的增长，一般会以信息形式给出。常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合

物之间或自身的加成、聚合等。

b.缩短：如煌的裂化、裂解，某些烧（如苯的同系物、烯煌等）的氧化、竣酸盐的脱竣反应等。

2、有机合成路线的选择。

有机合成往往要经过多步反应才能完成，因此确定有机合成的途径和路线时，就要进行合理选择。选择的基

本要求是原料价廉、原理正确、路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、产率高、成本低，中学常用的合成

路线有三条：

①一元合成路线。

R—CH=CH2.一>卤代煌一-►一元醇一-►一元醛一-►一元竣酸一-►酯

②二元合成路线。

L链酯

—»•二元醇—►二元醛—>•二元绫酸一匕落更匕

CH2=CH2----->CH2—CH2

XX

③芳香族化合物的合成路线。

3、有机合成题的解题方法。

解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过的

知识或题中所给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的关键点和突破

口，其基本方法：

①正向合成法：此法采用正向思维，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向

目标合成有机物.其思维程序是：原料f中间产物一产品。

②逆向合成法：此法采用逆向思维，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间

接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品一中间产物一原料。

③综合比较法：此法采用综合思维的方法，将正向和逆向推导出的几种合成途径进行比较，最后得出最佳合

成路线。

【典型例题】

类型一、官能团的结构与性质

例1核黄素又称为维生素B2,可促进发育和细胞再生，有利于增进视力，减轻眼睛疲劳。核黄素分子的结

构为：

有关核黄素的下列说法中，不正确的是（）

A.该化合物的分子式为Ci7H22N4O6

B.酸性条件下加热水解，有CO2生成

C.酸性条件下加热水解，所得溶液加碱后有NH3生成

D.能发生酯化反应

【思路点拨】本题考查官能团的性质及学生对信息的分析、迁移能力；解答本题的关键是注意信息的提炼应

用。

【答案】A

【解析】由结构可知该化合物的分子式为Ci7H20N4O6；—8—NH—P—N=在酸性条件下加热水解可生成C02

及镂盐，再加碱后有NH3生成；分子中有醇羟基，可发生酯化反应。故选A。

【总结升华】在解答此类题目时，注意官能团种类的准确的判断，并且注意官能团所链接的位置：羟基连接

到烷烧基上即为醇，具有醇羟基的性质（与钠反应、卤代、消去、氧化、消去等）；羟基连接到苯环上即为酚，

具有酚羟基的性质（具有非常弱的酸性、显色反应等）。

举一反三：

【变式1】下列说法正确的是（）

A.乳酸薄荷醇酯（T°H）仅能发生水解、氧化、消去反应

B.乙醛和丙烯醛（/、H0）不是同系物，它们与氢气充分反应后的产物也不是同系物

C.淀粉和纤维素在酸催化下完全水解后的产物都是葡萄糖

D.CH3coOCH2cH3与CH3cH2coOCH3互为同分异构体，口一NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子且

三种氢原子的比例相同，故不能用也一NMR来鉴别

【答案】C

【解析】从乳酸薄荷醇酯的结构可以看出，还能发生取代反应，A错误；乙醛和丙烯醛与H2充分反应后分

别生成乙醇和丙醇，属同系物，B错误；淀粉和纤维素在酸催化下可以发生水解，且产物都是葡萄糖，C项正确;

CH3coOCH2cH3与CH3cH2coOCH3核磁共振氢谱显示的峰的种类和比例虽然相同，但峰的位置不同，可以用

iH—NMR来鉴别，故D错误。

【变式2】松油醇是一种调味香精，它是a、夕、/三种同分异构体组成的混合物，可由松节油分储产品A

(结构式和H2O中的“18”是为区分2个羟基而人为加上去的)经下图所示反应制得。试回答:

CH3

C%OH「Hz。.0a-松油醇

QH2SO4HsLfiOH

乂、-------CH?

HSC18°HHis。广/松油醇(有2个—CH”

一.松油醇(有3个一CHs)

(1)a-松油醇的分子式是0

(2)a-松油醇所属的有机物类别是。

a.醇b.酚c.饱和一元醇

(3)a-松油醇所能发生的反应类型是o

a.加成反应b.水解反应c.氧化反应

(4)在许多香料中松油醇还有少量以酯的形式出现。写出RCOOH和a-松油醇反应的化学方程式:

(5)写出结构简式：夕-松油醇：；松油醇：

18

【答案】(1)CIOHI80(2)a(3)a、c

(4)RG00H+

【解析】(1)根据题给的a-松油醇的结构简式可写出分子式为CioHi8i8。，应注意的是要把同位素符号标出。

(2)从a-松油醇的结构简式可看出其分子中含有醇羟基，因此属于醇类。

(3)从a-松油醇的结构简式可知，分子中含有碳碳双键，能发生加成反应，也能发生氧化反应。

(4)根据酯化反应的“较酸脱羟基醇脱氢”这一规律，即可顺利写出RCOOH和a-松油醇反应的化学方程

式。

kx产

(5)根据P-松油醇含有两个甲基，可写出其结构简式为113cCH„7-松油醇含有三个甲基，其

分子结构简式为CH3

类型二、有机推断与有机合成

例2（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:

（1）D中的含氧官能团名称为（写两种）。

（2）F—G的反应类型为o

（3）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式o

①能发生银镜反应；②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCb溶液发生显色反应;

③分子中只有4种不同化学环境的氢。

（4）E经还原得到F,E的分子式为C14H17O3N,写出E的结构简式。

（5）已知：①苯胺（NH,）易被氧化

②

COOH浓HNO3COOII

3酸性KMnO41溶液

△浓HJSOC△

COOH

A^NHCOCHJ

请以甲苯和（CH3co）2。为原料制备,写出相应的合成路线流程图（无机试剂任用，合成路线流

程图示例见本题题干）。

【思路点拨】（3）C的一种同分异构体：①能发生银镜反应，说明含有醛基；②能发生水解反应，其水解产

物之一能与FeCb溶液发生显色反应，说明水解可生成酚羟基，应含有HCOO-结构；③分子中只有4种不同化

学环境的氢，应为对称结构。（4）E经还原得到F,E的分子式为Ci4Hl7O3N,CL=-二9=7,由F的

2

COOH

NHCOCH3

结构简式可知E中含有C=0键，发生还原反应生成一OH。（5）甲苯和（CH3co）2。为原料制备

可先由甲苯发生硝化反应，生成邻一硝基甲苯，然后发生还原反应生成邻甲基苯胺，与乙酸酊发生取代反应生成

COOHCOOH

NHcocHjNHCOCHS

U,氧化可生成。

【答案】（1）（酚）羟基、跋基、酰胺键

(2)消去反应

,CHH,C

或HCOO-^^-NH,或IICOO

(4)CH3

COOH

为酸性溶液.

a;HNO.,NHCOCKMnO4NHCOCH3

浓H?SO,△Pd/C

(5)4

【解析】(1)由结构简式可知D含有酚羟基、瑛基和酰胺键。

(2)F含有竣基，而生成G含有碳碳双键，可知发生消去反应。

(3)C的一种同分异构体：①能发生银镜反应，说明含有醛基；②能发生水解反应，其水解产物之一能与

FeCb溶液发生显色反应，说明水解可生成酚羟基，应含有HCOO一结构；③分子中只有4种不同化学环境的氢,

应为对称结构，则同分异构体可为

HCOO或HCoo或HCOO

37出H

0==7,由F的结构简式可知E中含有

(4)E经还原得到F,E的分子式是Ci4Hl7O3N,14x2+2—16

2

C=O键，发生还原反应生成一OH,E的结构简式为Clk

COOH

AYNHCOCH；

(5)甲苯和(CH3co)2。为原料制备，可先由甲苯发生硝化反应，生成邻一硝基甲苯，然后

COOHCOOH

NHCOCHSANHCOCH

发生还原反应生成邻甲基苯胺，与乙酸酎发生取代反应生成口，氧化可生成313,流程

为

CH3CH3CH3CH3COOH

人浓HNO；2co丛人111118c坨酸性KXfnOC容海〜NHCOCI^

-----U。

【总结升华】解答有机物的推断与合成题时，注意可以由特征反应的特征条件作为突破口，判断参加反应物

质的官能团的种类，然后根据前后转化间的联系做进一步推断。另外，如果题目给出新的信息，要进行正确合理

利用。

举一反三：

【变式1】化合物H是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线合成:

已知：

R—CH=CH—「、黑叫讣〉RCH2cH20H(B2H6为乙硼烷)。

2[111口202'U”

回答下列问题：

(1)11.2L(标准状况)的煌A在氧气中充分燃烧可以产生88gC02和45gH20。A的分子式是

(2)B和C均为一氯代烧，它们的名称(系统命名)分别为；

(3)在催化剂存在下1molF与2molH2反应，生成3-苯基-1-丙醇。F的结构简式是；

(4)反应①的反应类型是；

(5)反应②的化学方程式为；

(6)写出所有与G具有相同官能团的G的芳香类同分异构体的结构简式：0

【答案】(1)C4HI0

(2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷

(3)CH=CHCH0

(4)消去反应

(5)CH=CHCOOH+HOCH2CH(CH3)2'浓彳酸」

【解析】本题是信息给予形式的有机框图推断题，较全面地考查了煌的衍生物的特征反应及性质。主要涉及

卤代煌的消去反应，醛与新制Cu(0H)2的反应，酯化反应等。另外具有考查煌的相关计算、系统命名法，有机反

应类型及限定条件下同分异构体的书写等。

此类题一般从反应条件入手寻找突破口，如“应为煌的取代反应，故B、C均为卤代煌。

埠，%”应为卤代煌发生消去反应，生成物为不饱和烧。“Cu(—)2＞，，判断是醛转化为竣酸。

“浓耍酸是酯化反应的条件,由H是香料可进一步确定。这样题中涉及的主要物质类别、官能团大致均

已确定。剩下的只需根据题中具体信息确定碳原子个数及官能团位置即可。由于本题有新信息，则必须注意信息

的运用。较简单的信息只需照搬即可。具体解题过程：(1)"(C02).

〃(H)2H(H2O)

n(A)：n(C):n(H)=n(A)：n(C02)：2n(H20)=0.5：2:(2.5X2)=1：4：10

故嫌A为C4HI0O

CH3cHe也

(2)A有两种结构：CH3cH2cH2cH3和CH3o其一氯取代产物均有两种。但结合框图，B和C的消

C1

CH3CH—CH3C^CHC^ClCH3C-CH3

CH

去产物只有一种。故B、C应是CH3的两种氯代烧，即为3或CH3,其消去产物均

为CH3。

(3)根据题给名称写出结构简式：C^-CH2cH2cH20H,递推出p结构为(^CH=CH—CHO。

CH3cHeH20H

I<^^CH=CH—COOH

(5)由此推知E为CH,,G为、二/，写出酯化反应化学方程式即可。注

意条件，不要漏掉小分子HzO。

(6)同分异构体是高考热点。关键在于看清题中的“限定条件”。由于G的官能团是碳碳双键和较基，都

要保留。这样就有邻、间、对三种结构，两个侧链为“一CH2=CH2”和“一COOH"。另外，还有一种结构

COOH,考生易漏掉。因此书写同分异构体一定要遵循“支链由少到多”的原则，避免遗漏。

类型三、有机实验

例3某课外活动小组利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛，图中铁架台等装置已略去，粗黑

线表示乳胶管。请填写下列空白：

(1)甲装置常常浸在70〜80℃的水浴中，目的是o

(2)实验时，先加热玻璃管乙中的镀银铜丝，约1分钟后鼓入空气，此时铜丝即呈红热状态。若把酒精灯

撤走，控制一定的鼓气速度，铜丝能长时间保持红热直到实验结束。

(3)乙醇的催化氧化反应是(填“放热”或“吸热”)反应，该反应的化学方程式为0

(4)控制鼓气速度的方法是,若鼓气速度过快则会，若鼓气速度过慢则会0

(5)若试管丁中用水吸收产物，则要在导管乙、丙之间接上戊装置，其连接方法是(填戊装置中导管代号):

乙接，接丙。

【思路点拨】解答实验题时，注意实验的目的、原理、仪器的实用等。本题验证乙醇的催化氧化反应，需要

保证足够的乙醇进入乙装置。注意戊装置的作用。

【答案】(1)使乙醇蒸发，形成乙醇蒸气(3)放热2CH3CH2H+O22CH3CHO+2H2Oo

(4)控制甲中单位时间内的气泡数带走过多热量，难以保证反应所需温度反应放热太少，不能达到反应所

需温度

(5)ba

【解析】(1)因为用空气带出的乙醇的蒸气量比较少，故用水浴加热的目的是使乙醇蒸发，形成乙醇蒸气。

(3)由(2)中现象，把酒精灯撤走后，铜丝能长时间保持红热，故该反应是放热反应，反应方程式为2cH3cH2H+O2

..2CH3CHO+2H2OO(4)控制鼓气速度的方法是控制甲中单位时间内的气泡数。若鼓气过快，则气体

不仅没有全部反应，而且会带走过多热量，难以保证反应所需温度；若鼓气过慢，则反应放热太少，难以达到反

应所需温度。(5)戊的作用是防止倒吸，故乙接b,a接丙。

【总结升华】乙醇氧化生成乙醛的过程中，有一部分乙醇蒸气逸出，且乙醛能与水互