高二化学烃的衍生物的综合提高知识精讲

高二化学烃的衍生物的综合提高

【本讲主要内容】

烃的衍生物的综合提高

烃的衍生物是有机化学的核心内容，知识密度大，涉及面广，关系复杂。学生在实际学习的过程中，对这部分知识往往是说起来容易做起来难。因此，复习的目的是：不仅要引导学生去梳理知识，构建知识网络，更重要的是要培养学生应用、迁移知识的能力。本节课所选的例题、练习及参考练习，均是从不同的方面来帮助学生消化和吸收知识的，以期学生能通过实际问题的解决来提高灵活运用知识的能力，并学会用科学的方法和逻辑推理去挖掘物质之间的内在联系。

【知识掌握】 【知识点精析】

一. 烃的衍生物分类（参见优化设计单元总结）

二. 烃的衍生物结构、通式、化学性质鉴别 类 官能团 结构特点 别 卤 代 烃 —X C—X键有极性，在（卤素原子） 一定条件下断裂

通 式 化学性质 醇 —OH （羟基） （1）—OH与烃基直接相连 （2）—OH上氢原子活泼 （1）基上有碳氧双键，具有极性、不饱和性 （2）醛基只能连在烃基链端 （1）—COOH可电＋离出H （2）—COOH难加成 （1）与NaOH水溶液加热得卤CnH2n+1X 代烃，取代反应 （饱和一元） （2）与NaOH醇溶液加热得烯烃，消去反应 （1）取代：与钠生成醇钠和氢气，脱水成醚，与羧酸成酯，CnH2n+2O 与卤化氢成卤代烃 （饱和一元） （2）氧化成醛（—CHO）、燃烧、被强氧化剂氧化 （3）消去成烯 （1）加成：加H2成醇 CnH2nO （2）氧化：燃烧，被强、弱氧（饱和一元） 化剂氧化成羧酸（如银镜反应、还原氢氧化铜） 醛 （醛基） 羧酸 CnH2nO2 （1）酸性：具有酸的通性 （饱和一元） （2）与醇酯化：可看作取代 （羧基） OOR－C－O－R'，R′酯 －C－O－ 必须是烃基 （1）羟基与苯环直接相连 （2）－OH上的H比醇活泼 （3）苯环上的H比苯活泼 CnH2nO2 水解成醇和羧酸 （饱和一元） （1）显酸性：与Na、NaOH反应 （2）易取代：与浓溴水生成2，－OH 酚 CnH2n－6O 4，6－三溴苯酚白色沉淀 （羟基） （3）显色：遇Fe3+变紫色 （4）氧化：空气中、使酸性KMnO4溶液褪色 在烃的衍生物中，卤代烃、酯不易溶于水；乙醇、乙二醇、乙醛、乙酸等易溶于水；苯酚不易溶于冷水，易溶于热水。

三. 烃的衍生物之间的相互转化

烃的衍生物之间相互联系，彼此互变有其内在规律，往往一种衍生物的性质是另一种衍生物的制法。代表物质转化关系：

HCH CH 3 3 光照Br 2BrH+HBrBrBrCH 2消去CH 2CH 加水CH Cl去消Na+2C H Br2 5 CH CH 3 2 Na水解脱氢CH CH 3 2 H+HBr+H 2分子+Na间脱水CH CH 3 CH C3 HCH CH 3 2HCH C3 水解C2H5CH CH CH 3 2 CH 2 3 板书：

四. 有机反应的主要类型 反应类型 定义 ① 烷烃的卤代 举例 ② 苯的硝化、磺化、卤代 ③ 卤代烃水解 有机物分子里的原子或取代反应 原子团被其它原子或原子团所代替的反应 ④ 醇和Na反应 ⑤ 酚和浓溴水反应 ⑥ 羧酸和醇的酯化反应 ⑦ 酯的水解反应 ⑧ 醇和HX（卤化氢）反应 ⑨ 酚和Na、NaOH、Na2CO3的反应 ⑩ 羧酸和Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3的反应 有机物分子中双键（或加成反应 叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物 有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个消去反应 小分子，而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应 ① 绝大多数有机物都能燃烧。 ② 能使酸性KMnO4溶液褪色的有机物有：烯烃、氧化反应 有机物得氧或失氢的反应 炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛。 ③ 因发生氧化反应而使溴水褪色的有机物有：醛。 ④ 能发生催化氧化反应的是烯、炔、醇、醛。 ⑤ 能和弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应的有机物有：醛（或含醛基的有机物）。 还原反应 有机物失氧或得氢的反应 由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相聚合反应 对分子质量大的高分子的反应。 包括加聚反应和缩聚反应。 ① 烯烃、炔烃可发生加聚反应； ② 苯酚和甲醛可发生缩聚反应。 ③ 多元醇和多元羧酸也可发生酯化型缩聚反应。 烯烃、炔烃、苯及苯的同系物、醛能发生还原反应 ①卤代烃与强碱的醇溶液共热消去HX ②醇在浓硫酸作用下加热可消去水 ① 烯烃加X2、HX、H2、H2O ② 炔烃加X2、HX、H2、H2O ③ 含苯环的有机物（即芳香族化合物）加H2等 ④ 醛加H2 【解题方法指导】

[例1] 已知某有机物结构简式如下：

1 mol该有机物与足量NaOH溶液共热，充分反应最多可消耗a mol NaOH，将所得溶液蒸干后再与足量碱石灰共热，又消耗b mol NaOH，则a与b的值分别是（ ）

A. 5 mol、10 mol C. 8 mol、4 mol 解析：

B. 6 mol、2 mol D. 8 mol、2 mol

等信息可知题中消耗NaOH的量。 答案：D

[例2] 黄曲霉素AFTB2的最大值分别是（ ）

A. 6 mol、2 mol C. 6 mol、1 mol

是污染粮食的真菌霉素。人类的特殊基因在黄曲

霉菌的作用下会发生突变，有转变成肝癌的可能性。与1 mol该化合物反应的H2或NaOH

B. 7 mol、2 mol D. 7 mol、1 mol

OCC、CC、解析：有机物中能与H2加成的基团有：

||CH、C，、

||O||O||O||而CO和COH不与H2加成。能和NaOH反应的基团有：COOH、酚OH、

OCO、SO3H。

答案：A

[例3] 已知氯乙烷与NaOH醇溶液共热可得乙烯，现通过以下步骤由

||制取

（1）从左到右依次填写每步所属反应类型：（a. 取代反应，b. 加成反应，c. 消去反应，只填字母）________。

B所需试剂和条件是________。 （2）A （3）写出答案：

的化学方程式。

（1）b，c，b，c，b （2）NaOH醇溶液加热

[例4] 某烃A，相对分子质量为140，其中碳的质量分数为0.857。A分子中有两个碳原子不与氢原子直接相连。A在一定条件下氧化只生成G，G能使石蕊试液变红。已知

，试写出：

（1）A的分子式_____________。

（2）化合物A和G的结构简式。A：_________，G：_________。 （3）与G同类的同分异构体（含G）可能有_________种。

解析：以烯烃的氧化情景为素材，考查依据相对分子质量确定烃的分子式和理解、加工新信息后确定烃的结构简式的能力。

先依据烃的相对分子质量和碳的质量分数确定其分子式，再依据其氧化反应信息确定其结构式。

（1）A中碳原子数为（140×0.857）/12=10， 则其分子式为C10H20。

（2）A氧化只生成一种羧酸G，说明双键两边各有5个碳原子且结构完全相同，同时双键碳上含有氢原子（不然生成酮而不是羧酸），那么不与氢直接相连的碳原子必

是，由此得A的结构简式为，G的结构简式为

（CH3）3CCOOH。

（3）如果熟知丁基有4种，可很快确定答案为4。 答案：

（1）C10H20

（2）

；（CH3）CCOOH

（3）4

【考点突破】

【考点指要】

有机物的推断是高考的重点，其考查的内容主要有：

（1）根据某有机物的组成和结构推断同分异构体的结构。

（2）根据相互衍变关系和性质推断有机物的结构或反应条件和反应类型。 （3）根据实验现象（或典型用途）推断有机物的组成或结构。 （4）根据反应规律推断化学反应方程式。

有机物推断主要以填空题为主。常将对有机物的组成、结构、性质的考查融为一体，具有较强的综合性，并多与新的信息紧密结合，因此而成为高考的热点，展望今后有机推断题

将会继续成为有机部分试题的主要考点。

有机推断题属于综合应用各类有机物官能团性质、相互转变关系的知识的题。结合实验、计算并在新情景下加以迁移的能力型试题，往往包含着丰富的信息和多种思维模式的运用。一般可按“由特征反应推知官能团种类、由反应机理推知官能团位置、由数据处理推知官能团数目、由转化关系和产物结构推知碳架结构，再经过综合分析和验证，确定有机物的结构” 这一思路求解。

【典型例题分析】

[例1]在一定条件下，烯烃可发生臭氧化还原水解反应，生成羰基化合物，该反应可表示为：

已知：

① 化合物A，其分子式为C9H10O，它既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与FeCl3溶液发生显色反应，且能与金属钠或NaOH溶液反应生成B；

② B发生臭氧化还原水解反应生成C，C能发生银镜反应； ③ C催化加氢生成D，D在浓硫酸存在下加热生成E；

④ E既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与FeCl3溶液发生显色反应，且能与NaOH溶液反应生成F；

⑤ F发生臭氧化还原水解反应生成G，G能发生银镜反应，遇酸转化为H（C7H6O2） 请根据上述信息，完成下列填空：

（1）写出下列化合物的结构简式（如有多组化合物符合题意，只要写出其中一组）： A ，C ，E 。 （2）写出分子式为C7H6O2的含有苯环的所有同分异构体的结构简式 。 解析：由A的分子式和它既能使溴的四氯化碳溶液褪色又能与FeCl3溶液发生显色反应，且能与金属钠或NaOH溶液反应，知A含有苯环、酚羟基和双键，其结构简式为

HO－ －CH2CH＝CH2；由B发生臭氧化还原水解反应生成C，且C能发生银镜反应，说

明B含有双键且双键在端点碳上，由③④⑤知C的结构简式为NaO－ －CH2CHO，E为

HO－ －CH＝CH2或其同分异构体。

答案：（1）A：HO－ －CH2CH＝CH2， C：NaO－ －CH2CHO， E：HO－ －CH＝CH2（或相应的间位、邻位） （2）HO－ －CHO （或间位、邻位） ，

－COOH，HCOO－

点评：本题通过对有机物分子结构的推断考查考生对官能团决定物质性质基同分异构体知识的认识能力。

[例2]（1）化合物A（C4H10O）是一种有机溶剂。A可以发生以下变化：

B浓H SOCl224A光△NaDBr2ECCl4C ① A分子中的官能团名称是_____________；

② A只有一种一氯取代物B。写出由A转化为B的化学方程式_____________________；

③ A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化，且F的一氯取代物有三种。F的结构简式是_________________________________。

（2）化合物“HQ”（C6H6O2）可用作显影剂，“HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”还能发生的反应是（选填序号）_________________。

① 加成反应 ② 氧化反应 ③ 加聚反应 ④ 水解反应 “HQ”的一硝基取代物只有一种，“HQ”的结构简式是_______________________。 （3）A与“HQ”在一定条件下相互作用生成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到分子式为C10H12O2Na2的化合物。

“TBHQ”的结构简式是____________________________。 解析： （1）① 仅含有一个O原子的官能团可能是羟基或醛基，根据A能够和浓H2SO4反应，可知其中含有的是羟基。

② A的分子式为C4H10O符合饱和一元醇通式：CnH2n+2O。其可能的结构有四种： CH3CH2CH2CH2OH、、

进行光照氯代时，Cl原子取代烃基上的H原子。上述四种结构对应一氯代物可能的结构分别是4种、4种、3种、1种。所以A的结构是（CH3）3C—OH，发生的反应可以表示成：

③ 根据上面的推断，F的结构是

。

（2）HQ能和FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，结合分子式可进一步判断 HQ分子里含有2个酚羟基。它还能与H2等发生加成反应，能被KMnO4等氧化剂氧化。

HQ可能的结构有三种：

它们的一硝基取代产物分别有1种、2种、3种。所以HQ的正确结构为：HOOH

（3）TBHQ能与NaOH溶液反应得到C10H12O2Na2，说明分子中有两个酚羟基，因为醇羟基不能和NaOH反应，同时可以确定TBHQ的分子式为C10H14O2，可知TBHQ是由1分子HQ和1分子A反应得到的，反应关系如下：

C6H6O2+C4H10OC10H14O2+H2O（属于取代反应）

根据HQ的一硝基取代产物只有一种，可以确定TBHQ的正确结构为：HOOH C(CH3)3答案：

（1）① 羟基

【达标测试】

一. 填空题（每题有一～二个选项符合要求）

1. 下列各组物质，既不是同系物又不是同分异构体的是（ ） A. 软脂酸甘油酯与硬脂酸甘油酯 B. 甲酸甲酯和乙酸 C. 对甲基苯酚和苯甲醇 D. 油酸甘油酯和乙酸甘油酯 2. 乙醇分子结构中，各种化学键如下图所示：断裂键的说明不正确的是（ ）

A. 和乙酸、浓H2SO4共热时断裂键② B. 和金属钠反应时断裂键①

C. 和浓H2SO4共热至170℃时断裂②，⑤键 D. 在Ag催化下和O2反应时断裂①，③键 3. 下列反应中断裂碳氧单键的是（ ）

A. 醛加氢生成醇 B. 醛氧化成羧酸

C. 醋酸与Na2CO3反应 D. 羧酸与醇发生酯化反应

4. 相同条件下相同质量的：a、甲醇，b、乙二醇，c、丙三醇，d、丙二醇。分别与足量的金属钠反应，产生H2的体积的大小顺序正确的是（ ）

A. abcd C. dbac

B. cbad D. cbda

关于乙醇在各种反应中

5. 已知甲醛（HCHO）分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是（ ）

6. 某有机物的结构简式如下图所示，取Na、NaOH、新制Cu(OH)2别与等物质的量的该物质恰好反应（反应时可加热煮沸）则Na、NaOH新制Cu(OH)2三种物质的物质的量之比为（ ）

A. 3:2:2

B. 1:1:1 C. 6:4:5 D. 3:2:3

7. 下列各组有机物，无论按何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧后，生成水的总质量相同的是（ ）

A. 甲醛、葡萄糖 B. 甲烷、丙炔 C. 甲醇、乙二醇 D. 甲苯、甘油 8. 下列各组物质仅用一种试剂就能鉴别的是（ ） A. 甲烷、乙烯、乙炔、丁二烯 C. 苯、己烯、溴苯、NaCl溶液 A. 乙酸乙酯和水，酒精和水，苯酚和水 B. 二溴乙烷和水，溴苯和水，硝基苯和水 C. 甘油和水，乙醚和水，乙酸和乙醇

D. 油酸和水，甲苯和水，己烷和水

10. 某有机物甲经氧化后得乙（分子式为C2H3O2Cl），而甲经水解可得丙。1mol丙和2mol乙反应得一种含氯的酯（C6H8O4Cl2），由此推断甲的结构简式为（ ）

B. 苯、甲苯、己烯、己烷 D. 乙酸、乙醇、乙醛、甲醛

9. 下列各组中各有三对物质，分离它们都能用分液漏斗的是（ ）

OA.HCOCH2Cl C.

||Cl

B. CH2CH2OH

| D. HOCH2CH2OH

11. 1molCH4和适量O2在密闭容器中混合点然，充分反应后，CH4和O2均无剩余，且产物均为气体，质量为72g，下列叙述正确的是（ ）

A. 若将产物通入碱石灰，则可全部被吸收；若通入浓H2SO4，则不能全部被吸收 B. 产物的平均摩尔质量为24g•mol1

－

C. 若将产物通过浓H2SO4后恢复至原温，压强变为反应前的三分之一 D. 反应中消耗O256g

12. 下列各醇脱氢后，所得产物既有氧化性，又有还原性的是（ ）

CH3CH3A. H3CCCH2OH

CH3

B.H3CCOH

CH3C. D.

13. 现有苯、甲苯、乙烯、乙醇，1－氯丁烷，苯酚溶液，其中： （1）常温下能和NaOH溶液反应的是 。 （2）常温下能和溴水反应的是 。 （3）能和金属钠反应放出氢气的是 。 （4）能和FeCl3溶液反应产生紫色的物质的是 。

14. 某有机物的结构简式为OHCCH2CH＝CHCH2COOH（溶于水），为了证实该有机物的结构和性质，你认为应先检验_________________（填官能团，下同），所选试剂是___________；其次检验___________________，所选试剂是____________；最后检验

___________，所选试剂是_____________________________。

15. 分子式为C7H14O2的有机物A与稀NaOH溶液共煮后生成B和C。B的无水物和碱石灰共热可得到含氢质量分数最多的烃。C的分子能与金属钠反应放出H2，但不能脱水生成含相同碳原子数的烯烃。D和C互为同分异构体，D分子中有一个支链，且可以脱水生成两种不同的烯烃。则A、B、C的结构简式依次为__________，_______，__________。D的结构简式为_____________。

16. 由磷酸形成的磷脂及其化合物（如酶）是生命体内细胞重要组成部分，对调节生命活动起重要作用。例如：植物若缺少了磷，土壤中或叶面上有再多的氮也不能被其吸收。磷酸吡醛素是能有效促进植物对氮肥吸收的含磷化合物，其结构如下图所示。试回答：

OHPOOHH3CCHOCH2OHNO

（1）磷酸吡醛素分子式为__________________。

（2）磷酸吡醛素具有的性质是（填序号）_____________________ ① 能与金属钠反应 ② 能发生银镜反应 ③ 能与FeCl3溶液反应 ④ 能发生加成反应 ⑤ 能与乙酸发生酯化反应 ⑥ 能发生水解反应 （3）1mol磷酸吡醛素能与_________molNaOH溶液反应。

17. 用化学方法检验（区分）下列各组物质，将加入的试剂和现象填入下表：

序号 1 2 3 4 待测物质 乙醛含乙酸 CH3CH2OH含水 甲苯含苯酚 乙酸含甲酸 加入试剂 现象 18. 如下图所示，在试管①中先加入2mL95%的乙醇，并在摇动下缓缓加入2mL浓硫酸充分摇匀，冷却后再加入2g无水醋酸钠。用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架上，在试管②中加入5mL饱和Na2CO3溶液，按图连接装置，用酒精灯对试管①加热，当观察到试管②中有明显现象时停止实验。

（1）写出试管①中的主要化学方程式__________ 。 （2）加入浓硫酸的目的是______________ 。 （3）试管②中观察到的现象是________________ 。

（4）该实验中球形干燥管除起冷凝作用外，另一重要作用是__________其所依据的原理是_____________。

（5）试管②中饱和Na2CO3的作用是________________。

19. 取某一元羧酸的甲酯0.68g和0.2mol/L的NaOH溶液40mL混合加热，使之完全水解。然后再用0.2mol/L的盐酸15mL中和剩余的烧碱。已知2.72g的该甲酯完全燃烧可得

7.04gCO2和1.44gH2O，求：

（1）该甲酯的最简式； （2）该甲酯的相对分子质量； （3）该甲酯的分子式。

达标测试答案 1 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A D B D C AD CD BD B BD AC 13.（1）苯酚 （2）乙烯、苯酚 （3）乙醇、苯酚 （4）苯酚 14. 羧基，石蕊试液（或Na2CO3溶液）；醛基，银氨溶液；双键，溴的CCl4溶液 15. A：CH3COOCH2C（CH3）3，B：CH3COONa，C：（CH3）3CCH2OH， D：CH3CHOHCH（CH3）2或CH3CH2COH（CH3）2 16.（1）C8H10O6NP （2）①②④⑤⑥ （3）4 17.（1）紫色石蕊试剂 （2）无水CuSO4固体 （3）FeCl3溶液

由紫色变为红色 变紫色

砖红色沉淀

由白色变为蓝色

（4）新制Cu(OH)2悬浊液加热

18.（1）CH3COONaC2H5OHH2SO4(浓)

CH3COOC2H5H2ONaHSO4

（2）a、制乙酸；b、催化剂，加快反应速率；c、脱水剂和吸水剂的作用。使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率。

（3）液体分为两层

（4）防止倒吸；因为干燥管球体容积大，可容纳倒吸液体，使之不进入试管口①中 （5）溶解乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯溶解度，从而提纯乙酸乙酯。

19.（1）因为该酯燃烧后生成的是CO2和H2O，故该酯含碳、氢、氧三种元素。2.72g酯中含：n(C)7.04g1.44g0.16mol，n(H)20.16mol，

44g/mol18g/moln(O)2.72g0.16mol12g/mol0.16mol1g/mol0.04mol

16g/mol所以有机物中C：H：O的原子数之比为0.16mol:0.16mol:0.04mol=4:4:1。最简式为C4H4O。 （2）由于酯完全水解，故酯的物质的量与水解后生成酸的物质的量相等。一元羧酸的物质的量为0.2mol/L×0.04L－0.2mol/L×0.015L=0.005mol，酯的摩尔质量为

0.68g136g/mol所以酯的相对分子质量为136。

0.005mol（3）酯的分子组成可设为（C4H4O）n。根据酯的相对分子质量为136可知该甲酯的分子式：(C4H4O)2