复习题教学实录与评析

第三章

烃的含氧衍生物

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，巩固烃、卤代烃、烃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、生活实际了解烃的含氧衍生物对环境和健康可能产生的影响，讨论烃的含氧衍生物的安全使用，关注烃的含氧衍生物对环境和健康的影响。

【知识网络】

1．烃的衍生物的分子通式和主要性质。

2．重要的有机物之间的相互转化关系

(1)烃的衍生物的相互转化关系。

(2)掌握2个碳原子的烃及烃的衍生物的相互转化

(3)掌握含苯环的烃及其烃的衍生物的相互转化。

【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。

2、常见的官能团有：卤素原子(—X)、羟基(—OH)、醛基(—CHO)、羧基(—COOH)、酯基(键()、炔键(—C≡C—)等。

)、烯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

取

代

反

应

含义

有机物分子里某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应

实例

卤代：CH4+Cl2CH3Cl+HCl 光反应物类属

烷，环烷，芳香烃，苯酚

芳香烃，芳香族化合物

硝化：

芳香烃，芳香族化合物

磺化：酯化：CH3COOH+CH3CH2OH浓硫酸

浓硫酸CH3COOCH2CH3+H2O 酸，醇

醇

烯，炔，芳香烃

分子间脱水：2C2H5OH140CC2H5—O—C2H5+H2O 加

成

有机物分子里的不饱和碳原加氢：CH2＝CH2+H2CH3CH3

催化剂

反

应

子跟其他原子或原子团直接结合生成比较饱和的碳原子的反应

加卤素：CH2＝CH2+Cl2→CH3ClCH2Cl 烯，炔，芳香烃

烯，炔

烯，炔

醛

醇

卤化烃

CH3CH2OH 加水：CH2＝CH2+H2O加热,加压加卤化氢：CH≡CH+HClCH2＝CHCl 加HCN：CH3CHO+HCN→CH3CHCN

OH 催化剂催化剂消

去

反

应

氧

化

反

应

有机物从分子里脱去一个小分子而成为不饱和分子的反应

有机物得氧或失氢的反应

分子内脱水：C2H5OH170CCH2＝CH2↑+H2O 分子内去卤化氢：

NaOH,醇

CH3CH2ClCH2＝CH2↑+HCl Cu催化氧化：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O Δ浓硫酸醇、醛、烯、烃、苯的同系物

银镜反应：略

被酸性KMnO4溶液氧化：

烯、烃、醛、酮、苯环、羧酸

还

原

反

应

有机物得氢或失氧的反应

Ni有机物加氢：CH2＝CH2+H2ΔCH3—CH3

CH3CHO+H2CH3CH2OH 4羧酸加氢：CH3COOHCH3CH2OH 催化剂LiAlH聚

合

反

应

由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应。聚合反应包括加聚反应和缩聚反应

有机物和水作用，分解成两个或两个以上的部分，并经常与水分子中－的H+或OH相结合，生成两个或几个产物的反应

CH2COOCH2CH3+H2O烯烃以及烯烃衍生物，二元醇、二元羧酸、二元胺羟基酸、氨基酸等

H水

解

反

应

CH3COOH+CH3CH2OH 酯、卤代烃

油脂

二糖、多糖

油脂+NaOH高级脂肪酸钠+甘油(皂化反应) (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6

(淀粉)

(葡萄糖) 催化剂

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(—OH)：烯烃与水加成；醛(酮)与H2加成；卤代烃碱性水解；酯的水解等。

b．引入卤原子(—X)：烃与X2取代；不饱和烃与HX或X2加成；醇与HX取代等。

c．引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入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(—OH)。

c．通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)。

d．通过取代或消去反应等消除卤原子(—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。

醇

a．利用官能团的衍生关系进行衍变。如醇醛羧酸酯。

[O][O]b．通过某种化学途径使一个官能团变为两个官能团。

2CH2＝CH2Cl—CH2—CH2—Cl如：CH3CH2OHOHCHOCH2CH2OH消去加成浓硫酸Cl水解[O]—CHOHOOC—COOHCHOHH5C2OOC—COOC2H5。

25[O]酸化

c．通过某种方法，改变官能团的位置。如：

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：如烃的裂化、裂解，某些烃(如苯的同系物、烯烃等)的氧化、羧酸盐的脱羧反应等。

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卤代烃—→一元醇—→一元醛—→一元羧酸—→酯

②二元合成路线。

HX

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→中间产物→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→中间产物→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：

已知：

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C17H22N4O6

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C17H20N4O6；在酸性条件下加热水解可生成CO2及铵盐，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：羟基连接到烷烃基上即为醇，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(

B．乙醛和丙烯醛()仅能发生水解、氧化、消去反应

)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，1H—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1H—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1H—NMR来鉴别，故D错误。

【变式2】松油醇是一种调味香精，它是、、三种同分异构体组成的混合物，可由松节油分馏产品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：

(1)-松油醇的分子式是________。

(2)-松油醇所属的有机物类别是________。

a．醇

b．酚

c．饱和一元醇

(3)-松油醇所能发生的反应类型是________。

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-松油醇反应的化学方程式：________。

(5)写出结构简式：-松油醇：________；-松油醇：________。

【答案】(1)C10H1818O

(2)a

(3)a、c

【解析】(1)根据题给的-松油醇的结构简式可写出分子式为C10H1818O，应注意的是要把同位素符号标出。

(2)从-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-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“羧酸脱羟基醇脱氢”这一规律，即可顺利写出RCOOH和-松油醇反应的化学方程式。

(5)根据-松油醇含有两个甲基，可写出其结构简式为，-松油醇含有三个甲基，其分子结构简式为类型二、有机推断与有机合成

。

例2 “张—烯炔环异构化反应”被《Name Reactions》收录。该反应可高效构筑五元环状化合物：

(R、R＇、R＂表示氢、烷基或芳基) 合成五元环有机化合物J的路线如下：

(1)A属于炔烃，其结构简式是

。

(2)B由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量是30。B的结构简式是

。

(3)C、D含有与B相同的官能团，C是芳香族化合物。E中含有的官能团是

。

(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是

；试剂b是

。

(5)M和N均为不饱和醇。M的结构简式是

。

(6)N为顺式结构，写出N和H生成I(顺式结构)的化学方程式：

。

【思路点拨】本题考查有机化学基础的基本知识，如有机物结构简式的书写、官能团的判断、化学方程式的书写等，做题过程中巧利用突破口进行推断，如根据A的化学式可以推出A的结构。

【答案】

(1)CH3C≡CH (2)HCHO (3)碳碳双键、醛基

(4)(5)CH3C≡CCH2OH

NaOH醇溶液

（6）

【解析】(1)已知条件A为炔烃，碳数为3，可确定唯一结构为丙炔：CH3—C≡CH。

(2)B含有C、H、O三种元素且相对分子质量为30，可确定物质中只能有一个C原子和一个O原子，分子式为CH2O，唯一对应物质甲醛，结构简式HCHO。

(3)C、D中含有和B中相同醛基，结合分子式，可知C为苯甲醛，D为乙醛。通过反应条件可知C+D→E的反应是信息中所给的羟醛缩合反应。故E中存在的官能团和信息中所给相同，为碳碳双键和醛基。

(4)比对第一个已知信息和J物质，采用逆推法可确定I结构为：

，

进一步得到N和H物质分别为CH3—CH＝CH—CH2OH和。

F→G→H过程是碳碳双键转化成碳碳三键的过程，故可知F→G是加成Br2的反应，G→H是消去两个HBr分子的反应。便可确定第(4)问答案。

(5)由前问可得N物质的结构式为：CH3—CH＝CH—CH2OH，M→N的反应是加成反应，因为M也为不饱和醇，所以A和B的加成反应破坏的是B分子中碳氧双键，而不是A分子中的碳碳三键，可得M的结构简式为：CH3—C≡C—CH2OH (6)N为顺式结构，故可以确定N物质的结构式为：。根据酯化反应的方程式的书写原则即可写出。注意反应中可逆符号，反应条件，以及不要遗漏产物中的H2O。

【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：

26RCH2CH2OH（B2H6为乙硼烷）R—CH＝CH2。

(ii) HO / OH22

(i) BH

回答下列问题：

(1)11.2 L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O。A的分子式是________；

(2)B和C均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为________；

(3)在催化剂存在下1 mol F与2 mol H2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：________。

【答案】(1)C4H10

(2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷

(4)消去反应

【解析】本题是信息给予形式的有机框图推断题，较全面地考查了烃的衍生物的特征反应及性质。主要涉及卤代烃的消去反应，醛与新制Cu(OH)2的反应，酯化反应等。另外具有考查烃的相关计算、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。

2”应为烃的取代反应，故B、C均为卤代烃。

此类题一般从反应条件入手寻找突破口，如“光照ClNaOH/醇2”应为卤代烃发生消去反应，生成物为不饱和烃。““”判断是醛转化为羧酸。Cu(OH)“”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)浓硫酸n(C)n(CO2)

n(H)2n(H2O)

N(A)∶n(C)∶n(H)=n(A)∶n(CO2)：2n(H2O)=0.5∶2∶(2.5×2)=1∶4∶10

故烃A为C4H10。

(2)A有两种结构：CH3CH2CH2CH3和。其一氯取代产物均有两种。但结合框图，B和C的消去产物只有一种。故B、C应是的两种氯代烃，即为或

，其消去产物均为。

(3)根据题给名称写出结构简式：，递推出F结构为。

(5)由此推知E为

，G为，写出酯化反应化学方程式即可。注意条件，不要漏掉小分子H2O。

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

(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________。

(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________。

(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+O22CH3CHO+2H2O。

(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)b

a

【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

催化剂2CH3CHO+2H2O。(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，则气体不催化剂仅没有全部反应，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，且乙醛能与水互溶，故实验中用水直接吸收可能会导致倒吸，因此应有防倒吸的装置。有机物也可以用烧杯盛水接倒置漏斗吸收，也可以将丁装置不装水，将丁装置浸入盛有冰水的烧杯中冷凝。

类型四、有机计算

例4 某有机化合物A的相对分子质量(分子量)大于110，小于150。经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24％，其余为氧。请回答：

(1)该化合物分子中含有几个氧原子?为什么?

(2)该化合物的相对分子质量(分子量)是________。

(3)该化合物的化学式(分子式)是________。

(4)该化合物分子中最多含________个官能团。

【思路点拨】本题只给出有机化合物A的相对分子质量的范围，另外可根据碳氧的质量分数求算出氧的百分含量，两者结合可求出约含有氧原子的数目。注意根据不饱和度求算长期以来基数目。

【答案】(1)4个；因为110＜A的相对分子质量＜150，氧在分子中的质量分数为1－52.24％=47.76％，110×47.76％=52.5，150×47.76％=71.6，所以52.5＜分子中氧原子的相对质量之和＜71.6，又因为只有4个O原子的相对质量之和(64)符合上述不等式，所以化合物A中含有4个氧原子

(2)134

(3)C5H10O4

(4)1 【解析】A中O的质量分数为1－52.24％=47.76％。若A的相对分子质量为150，其中。原子个数为15047.76%11047.76%4.4775；若A的相对分子质量为110，其中O原子个数为3.2835。实际O原1616子个数介于3.2835和4.4775之间，即O原子个数为4。

A的相对分子质量为164134。其中C、H的相对原子质量之和为134－16×4=70，可确定分子式为47.76%。

C5H10O4。由C5H10O4与5个C原子的饱和衍生物(可表示为C5H12On)比较可知，分子中最多含有1个【总结升华】解分子式的几条经验规律：

①当条件不足时，可利用已知条件列方程，进而解不定方程，结合烃CxHy中的x、y为正整数，烃的三态与碳原子数相关的规律(特别是气态烃时，x≤4)及烃的通式或性质，运用化学——数学分析法，即讨论法，可简捷地确定气态烃的分子式。

②当烃为混合物时，一般是设平均分子式，结合反应式和体积求出平均组成，利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式。有时也利用平均式量来确定可能的组成，此时用十字交叉法计算较为简捷。

③气态混合烃与足量的氧气充分燃烧后，若总体积保持不变，则原混合烃中的氢原子平均数为4；若体积扩大，氢原子平均数大于4；若体积缩小，氢原子平均数小于4，即必含C2H2(温度在100℃以上)。