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高中化学知识总结有机专题二官能团的性质

2022-07-14 来源:乌哈旅游
煌敦市安放阳光实验学校有机专题二--官能团的性质

[知识指津]

1.烃的衍生物的重要类别和官能团的重要化学性质

类别 通式 官能团 分子结构特代表性物质 主要化学性质 点 1.取代反:溴乙烷在强碱性溶液中发生取代反,而在分子中引入羟基。 CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr 卤 -X(Cl、Br和R之间2.消去反:溴乙烷在碱性醇溶液中发生消去代 R-X 3Br、I) CHCH2Br 的键易断裂 反生成不饱和化合物。 烃 CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O 卤原子的邻碳上必须有氢原子才能发生消去反。 1.跟金属钠反,生成醇钠和氢气。 有O-H键2.跟氢卤酸反,生成卤代烃。 和 3.脱水反 C-O键,有①140℃分子间脱水生成乙醚。 醇 R-OH -OH C2H5OH 极性,-OH②170℃分子内脱水生成乙烯。 直接跟链烃4.氧化反:被氧化剂氧化为乙醛。在空气里基相连。 能够燃烧。 5.酯化反:跟酸反生成酯。 1.弱酸性:跟NaOH反,生成苯酚钠和水。 2.取代反;跟浓溴水反,生成三溴苯酚白色-OH直接跟酚 -OH 沉淀。 苯环相连。 3.显色反:跟铁盐(FeCl3)反,生成紫色物质。可以检验酚的存在。 醛 RH H CH3H >C=O双键1.加成反:加氢(Ni作催化剂)生成乙醇。 有极性,具有2.具有还原性;能被弱氧化剂氧化成羧酸(如不饱和性。 银镜反)。 羧 O-H能够电1.具有酸类通性。 酸 ROH OH CH3OH 离,产生H+。 2.能起酯化反。 分子中RCO和OR'之间酯 R CH3OC2H5 发生水解反生成羧酸和醇。 的键容易断裂。 多 1.还原性:发生银镜反,被氧化成葡萄糖酸。 羟 H 具有醇、醛的基 CH2OH(CHOH)4CHO 2.加成反:跟氢气加成生成六元醇。 -OH 性质 3.酯化反:羟基与羧基发生酯化反。 醛 分子里既有氨 -NH2 氨基(碱)又1.既可与酸反又可以与碱反,都生成盐。 基 RCOOH -COOH -COOH 有羟基(酸2.可发生缩合反形成多肽。 酸 性) 2.有关化学反

卤代烃 1.水解反:CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br 2.消去反:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O 1.跟Na反:2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑ 2.跟氢卤酸反:CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O 3.脱水反:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 醇 CH 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O 3CH2OH 4.氧化反:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 2CH3OH+O2 2CH3CH3+2H2O

5.酯化反:CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O 1.弱酸性: +H+ +NaOH +H2O 酚 +CO2+H2O +NaHCO3 2.取代反: +3Br2 ↓+3HBr 3.显色反:苯酚与Fe3+显紫色 1.加成反:CH3CHO+H2CH3CH2OH 2.还原性: A.2CH3CHO+O2 2CH3COOH 醛 B.银镜反:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+ CH3CHO AgOH+NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2OH-+2H2O CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH- CH3COO-+NH4++2Ag↓ +3NH3+H2O C.Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O↓+2H2O 1.酸性:CH3COOH CH3COO-+H+ 羧酸 CH3COOH 2.酯化反:CH3 18OC2H5 CH3- -18O-C2H5+H2O 酯 水解反:CH3OC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH CH3OC2H5 1.银镜反:CH2OH-(CHOH)4-CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH- CH2OH-(CHOH)4-COO-+NH4++2Ag↓+H2O+3NH3 葡萄糖 2.银Cu(OH)2反:CH2OH-(CHOH)4-CHO+Cu(OH)2 CH2OH-(CHOH)4-CHO CH2OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O↓+2H2O 3.银H2反:CH2OH-(CHOH)4-CHO+H2CH2OH-(CHOH)4-CH2OH 1.与酸反: -COOH+HCl 氨基酸 2.与碱反: -COOH+NaOH -COONa+H2O -COOH 3.缩合反:n -COOH NH-CH2- +nH2O

[范例点击]

例1 下列说法不正确的是( )

A.烯烃和炔烃的官能团分别为碳碳双键和碳碳三键

B.纯净的溴乙烷是无色液体,密度比水大 C.醇是分子中含有跟烃基结合的羟基的化合物

D.甲醇有毒,人饮用约10mL就能使眼睛失明,再多致死

解析

醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。酚是分子里含有与苯环上碳原子直接相连的羟基的化合物。

答案 C

例2 写出分子式为C5H12O属于醇的同分异体的结构简式 能发生消去反的有 种,能发生催化氧化的 种,能催化氧化氧化成醛的 种。

解析

书写C5H12O属于醇的同分异构体的方法可分两步,第一步书写含5个碳原子的碳链异构,有三种,形如正戊烷、异戊烷、戊烷。第二步,在每一种碳链上移动羟基,从而书写出有几种属于醇的异构体。能发生消去反的醇必须是羟

基所连碳原子上的相邻碳原子上有氢原子,能发生催化氧化的醇必须符

合羟基相连的同碳上有氢原子( ),若有两个氢可被氧化成醛。

答案

同分异构体:

能发生消去反

7种,能发生催化氧化的7种,能被氧化成醛的4种。

例3 下列物质属于酚类的是( )

解析

本题主要考查醇和酚的概念,醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳

结合的羟基的化合物。而酚是分子里含有与苯环上碳原子直接相连的羟基的化合物。

答案 ③④⑥

例4 书写下列化学方程式或离子方程式

解析

苯酚水溶液呈酸性,俗称石炭酸,苯酚的酸性比碳酸还弱。苯酚可以与溴水发生取代反,这个反很灵敏,常用于苯酚的性检验和量测。苯酚跟FeCl3溶液作用能显示紫色。利用这一反也可以检验苯酚的存在。

答案

例5 甲醛、乙醛、丙醛的混合物中,氢元素的质量分数为9%,则氧元素( ) A.37% B.48% C.72% D.无法确 解析

的质量分数为

由通式CnHmO可以得出碳、氢原子个数比为1:2,从而算出碳、氢元素质量比为6:1,推出ω(C)=54%,ω(O)=37%。

答案 A

例6 已知一量某一元醛发生银镜反时得到21.6g银,量此醛完全燃烧时生成5.4g水,则该醛为( ) A.丙醛 B.丁醛 C.丁烯醛 D.乙醛

解析

从选项中可以看出,该醛不是甲醛且为一元醛,根据银的质量,得到醛的物质的量为0.1mol。由于量此醛燃烧产生5.4g水,则此醛分子中含6个氢原子,选项A、C符合。

答案 A、C

例7 某有机物含氧27.59%,燃烧0.1mol该有机物需0.4molO2,生成物质的量的CO2和H2O。试计算并推断该有机物可能的结构。

解析

根据有机物中的含氧质量分数和1mol该有机物燃烧需4molO2,且生成物质的量的CO2和H2O,得出其分子式为C3H6O。根据分子式确其类别可能为醛、或酮、或烯醇或环醇。

具体为:

例8 CH3-、-OH、-COOH、 四种原子团两两组合而成的化合物,

其水溶液显酸性的有机物有( ) A.2种 B.3种 C.4种

D.5种

解析

水溶液里酸性为酚类和羧酸类,注意-OH与-COOH组合后形成的物质为碳酸,具体结构为

答案 B

例9 有多种同分异构体,其中属于芳香酸的结构简

式: 。

解析

由题中要求限制为芳香酸,表明该结构中含苯环和羧基,再讨论其结构中的侧链个数,以及如为两个侧链,则其相对位置有三种。

答案

例10 有关糖类的说法错误的是( )

A.在糖类中有高分子化合物,也有低分子化合物 B.有甜味的物质不一是糖,糖类也不一都有甜味

C.糖类分子组成一都符合通式Cn(H2O)m,符合Cn(H2O)m的物质不一都是糖类

D.能发生银镜反的糖类,不一结构中都有醛基

解析

单糖、二糖属于小分子,多糖属于高分子;甘油有甜味但不是糖,纤维素

是糖类物质但没有甜味;有些糖类如脱氧核糖分子不符合通式Cn(H2O)m,有些糖不含醛基,但却能发生银镜反。

答案 C

例11 将蔗糖溶于水,配成10%的溶液,分装在两支试管中。在第一支试管中加入银氨溶液,在水浴中加热,没有变化,原因是蔗糖分子中 ;在第二支试管中,加入几滴稀硫酸,再在水浴中加热,加NaOH酸后也加入银氨溶液,现象是 ;原因是 。稀硫酸的作用是 。

解析

无醛基;有光亮的银镜产生;蔗糖在稀H2SO4和加热的条件下发生水解生成了葡萄糖;催化剂。

例12 某学生设计如下三个方案,用以检验淀粉的水解程度。

甲方案;淀粉液水解液

溶液变蓝。结论:淀粉尚未

水解。

乙方案:淀汾

水解液

无银镜现象。结论:淀粉尚未水解。

丙方案:淀粉液水解液

液-

。结论:淀粉水解完

全。

上述三方案操作是否正确?说明理由。上述三方案结论是否正确?说明理由。

解析

甲方案操作正确,但结论错误。结论为完全没有水解或部解。

乙方案的操作和结论均错误。操作中该用稀碱液水解液中的H2SO4,再做银镜反的。所以本方案中无银镜现象出现,说明淀粉尚未水解,也可能完全或部解。

丙方案的操作,结论均正确。

例13 与亚硝酸乙酯互为同分异构体的是( ) A.硝基乙烷 B.乙酸铵

C.硝酸乙酯

D.甘氨酸

解析

根据亚硝酸乙酯的结构简式CH3CH2-O-NO2得该物质分子式为C2H5NO3,然后再与各选项中物质对照即可得正确答案。

答案 A、D

例14 化学式为C4H9O2N且属于氨基酸的同分异构体数目为( ) A.2种 B.3种 C.4种

D.5种

解析

把该氨基酸看作为用-NH2取代C3H7--OH分子中烃基上的氢原子,则可

迅速推断同分异构体数目为5。需要注意的是-C3H7存在两种异构:一为-

CH2CH2CH3,一为 。

答案 D

[专题训练]

1.下列醇中,不能发生消去反的是( )

答案 C

2.下列醇不能发生催化氧化的是( )

答案 D

3.分子式为C5H12O的饱和一元醇,其分子中含有两个-CH3,两个-一个-

和一个-OH,它的可能结构有( )

A.2种

B.3种

C.4种

D.5种

答案 C

CH2-,

4.婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是( )

答案 B

5.下列溶液中,在空气里既不易被氧化,也不易分解,且可以用无色玻璃

试剂瓶存放的是( ) A.石炭酸

B.醋酸

C.氢氟酸

D.氢硫酸

答案 B

6.下列叙述正确的是( )

A.苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水,使苯酚生成三溴苯酚,再过滤而除去

8.下列关于苯酚性质的叙述中,不正确的是( ) A.苯酚在水中的溶解度随温度的升高而增大 B.苯酚易溶于乙醇有机溶剂 B.将苯酚晶体放人少量水中,加热时溶解,冷却到50℃形成悬浊液 C.苯酚的酸性很弱,不能使酸碱指示剂变色,但可以和碳酸氢钠反放出 CO2

D.苯酚遇FeCl3,溶液显紫色

答案 D

7.下列物质中,不属于醇类的( )

A.C3H7OH B.C6H5CH2OH

C.C6H5OH D.

答案 C

C.苯酚水溶液呈弱酸性,能与碱反

D.苯酚没有毒,其稀溶液可用作防腐剂布消毒剂 答案 D

9.苯酚钠水溶液中,存在的离子最多的是( )

A.C-

5H5O

B.Na

+

C.H+

D.OH- 答案 B

10.由乙炔和乙醛组成的混合气体,经测其中碳的质量分数为72%,则混 答案 A

合气体中氧元素的质量分数为( ) A.32% B.22.65% C.19.56% D.2.14%

答案 C

11.某3g醛和足量的银氨溶液反,结果析出 A.甲醛 B.乙醛 C.丙醛

D.丁醛

43.2gAg,则该醛为( 12.1molA(分子式C6H10O4)经水解后得到1mol有机物B和2mol有机物C,C经分子内脱水得D,D可发生加聚反生成高聚物 CH2-CH2 。由此推知A的结构简式为( )

A.HCOOCH2CH2CH2COOCH2CH3 B.HOOC(CH2)3COOCH3

C.CH3OOC(CH2)2COOCH3 D.CH3CH2OOCOOCH2CH3

答案 D )

13.胆固醇是人体必需的生物活性物质,分子式为C27H46O。一种胆固醇酯是液晶材料,分子式为C34H50O2。生成这种胆固醇酯的酸是( ) A.C6H13COOH B.C6H5COOH

C.C7H15COOH D.C6H5CH2COOH

答案 B

14.10g某一元醇X与乙酸反生成乙酸某酯11.2g,此时该醇的转化率为82%,则一元醇X的相对分子质量接近于( ) A.88 B.102

C.116 D.185

答案 C

15.葡萄糖在一条件下可发生下列反,试写出其化学方程式。 (1)葡萄糖在酵母菌存在下,生成乙醇和二氧化碳: (2)葡萄糖在乳酸菌存在时生成乳酸[CH3CH(OH)COOH]: (3)葡萄糖在厌氧菌存在时生成甲烷和二氧化碳:

以上各反的共同点是 。

答案 (1)C6H12O6

2C2H5OH+2CO2

(2)C6H12O6 2CH3- -COOH

(3)C6H12O6 3CH4↑+3CO2↑葡萄糖在缺氧或无氧环境中被细菌分解发

生生物降解。

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