高中化學同步講義（選擇性必修三）第20講 烴的衍生物單元復習（教師版）

INET-NH2、-NH-、顯堿性，能與酸反應酰胺、、酰胺基是酰胺的官能團水解反應，能在酸性或堿性條件下水解二、有機反應類型有機反應基本類型有機物類別取代反應鹵代反應飽和烴、苯和苯的同系物等酯化反應醇、羧酸、纖維素等水解反應鹵代烴、酯等硝化反應苯和苯的同系物等磺化反應加成反應烯烴、炔烴、苯和苯的同系物、醛等消去反應鹵代烴、醇等氧化反應燃燒絕大多數(shù)有機物酸性KMnO4溶液烯烴、炔烴、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懸濁液、新制銀氨溶液醛還原反應醛、酮、葡萄糖等聚合反應加聚反應烯烴、炔烴等縮聚反應苯酚與甲醛、多元醇與多元羧酸、氨基酸等與FeCl3溶液顯色反應酚類【特別提醒】各種考試過程中能填寫的九種反應類型為：取代反應、酯化反應、水解反應、加成反應、消去反應、氧化反應、還原反應、加聚反應、縮聚反應，加上無機反應中的置換反應，除了這十種反應類型外，有機化學考試中填寫其他反應類型的名稱都是錯誤的。三、常見重要官能團的檢驗方法官能團種類試劑判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳三鍵溴的CCl4溶液橙紅色褪去鹵素原子酸性KMnO4溶液紫紅色褪去NaOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液有沉淀生成醇羥基鈉有H2放出酚羥基FeCl3溶液顯紫色醛基濃溴水有白色沉淀產生銀氨溶液有銀鏡生成羧基新制Cu(OH)2懸濁液有磚紅色沉淀產生NaHCO3溶液有CO2氣體放出四、確定多官能團有機化合物性質的三步驟五、有機合成與推斷1.解答有機推斷題的思維建模2.有機合成三種常用策略分析有機合成題是中學化學常見題型,“乙烯輻射一大片,醇、醛、酸、酯一條線”是有機合成的基本思路。但是這條思路并不是萬能的,在有機合成的過程中,有時還需要合成另外的一些物質來“牽線搭橋”?？雌饋硎巧峤筮h,實質上是“以退為進”,是一種策略。在中學階段,進行有機合成常使用以下三種策略。（1）先消去后加成：使官能團轉換位置或數(shù)目增多一般都采取先消去后加成的方法,可以由醇或鹵代烴先發(fā)生消去反應,再與HX、X2或H2O發(fā)生加成反應。這是有機合成中一種常用的策略。（2）先保護后復原：在進行有機合成時經常會遇到這種情況:欲對某一官能團進行處理,其他官能團可能會受到影響而被破壞。我們可以采用適當?shù)拇胧⒉恍柁D變的官能團暫時先“保護”起來,當另一官能團已經轉變后再將其“復原”。這是有機合成中又一種常用的策略。（3）先占位后移除：在芳香化合物的苯環(huán)上,往往先引入一個基團,讓它占據(jù)苯環(huán)上一定的位置,反應完畢后再將該基團除去。這也是有機合成中常用的一種策略。3.解答有機推斷題五步驟一審：審清題意，分析題意、弄清題目的來龍去脈，掌握命題意圖，即從題干→問題→框圖迅速瀏覽一遍，盡量在框圖中把相關信息表示出來。二找：找“題眼”即找到解題的突破口?！邦}眼”主要有：物質的特殊顏色、特征反應現(xiàn)象、特殊反應條件、特征轉化關系、特征數(shù)據(jù)等。三析：從“題眼”出發(fā)，聯(lián)系新信息及所學的舊知識，大膽猜測，順藤摸瓜，應用正逆向思維、橫向縱向思維等多種思維方式進行綜合分析、推理，初步得出結論。四驗：驗證確認，將結果放入原題檢驗，完全符合才算正確。五答：按題目要求寫出答案。?問題一有機物的多官能團及其性質【典例1】某有機物的結構簡式如圖，下列說法正確的是A．只能發(fā)生加成反應和取代反應 B．分子中含有2種官能團C．分子式為C12H18O5 D．能使溴的四氯化碳溶液褪色【答案】D【解析】A．該有機物含有羥基、羧基、碳碳雙鍵，能發(fā)生加成、取代、氧化、消去等反應，A項錯誤；B．分子中含有羧基、羥基和碳碳雙鍵3種官能團，B項錯誤；C．由題給結構簡式可知該有機物的分子式為，C項錯誤；D．該有機物分子中含有碳碳雙鍵，故能使溴的四氯化碳溶液褪色，D項正確。故選D?！窘忸}必備】確定多官能團有機化合物性質的三步驟注意：有些官能團性質會交叉。例如，碳碳三鍵與醛基都能被溴水、酸性高錳酸鉀溶液氧化，也能與氫氣發(fā)生加成反應等?！咀兪?-1】化合物M叫假蜜環(huán)菌甲素，它是香豆素類天然化合物。對M的性質敘述正確的是A．1molM催化氫化可吸收6molH2B．1molM在濃H2SO4存在下可與2molCH3COOH反應C．M可溶于稀NaOH溶液，且加熱時發(fā)生水解反應D．M只能與HBr(氫溴酸)發(fā)生加成反應【答案】C【解析】該有機物中含有酚羥基，可發(fā)生取代、氧化和顯色反應，含有酯基，可發(fā)生水解反應，含有碳碳雙鍵，可發(fā)生加成、加聚和氧化反應。A．分子中含有苯環(huán)、羰基和碳碳雙鍵，可與氫氣發(fā)生加成反應，1molM催化氫化可吸收5molH2，A錯誤；B．在濃硫酸作用下，酚羥基與乙酸不能發(fā)生酯化反應，1molM在濃硫酸存在下可與1molCH3COOH發(fā)生酯化反應，B錯誤；C．酚羥基、酯基及水解生成的酚羥基均與NaOH反應，生成溶于水的鈉鹽，C正確；D．M中含有碳碳雙鍵，可以與H2、鹵素單質、鹵化氫等發(fā)生加成反應，D錯誤；故選C?！咀兪?-2】一種藥物中間體X的結構如下圖所示。下列關于X的說法正確的是A．X分子中所有原子可能在同一平面上B．X能發(fā)生消去反應C．X能與發(fā)生顯色反應D．最多能與反應【答案】C【解析】A．X分子中含飽和碳原子，飽和碳原子呈四面體結構，則所有原子不可能在同一平面上，A錯誤；B．X所含羥基為酚羥基不能發(fā)生消去反應，與氯原子相連的碳原子直接連在苯環(huán)上，也不能發(fā)生消去反應，B錯誤；C．X所含羥基為酚羥基，則X能與發(fā)生顯色反應，C正確；D．1mol苯環(huán)能與3molH2發(fā)生加成反應，1mol羰基能與1molH2發(fā)生加成反應，則1molX最多能與4molH2發(fā)生加成反應，D錯誤；答案選C。?問題二有機物多官能團的檢驗【典例2】有機物A是一種重要的化工原料，其結構簡式為，下列檢驗A中官能團的試劑和順序正確的是A．先加酸性KMnO4溶液，再加銀氨溶液，微熱B．先加溴水，再加酸性KMnO4溶液C．先加銀氨溶液，微熱，再加溴水D．先加入足量新制的Cu(OH)2，微熱，酸化后再加溴水【答案】D【解析】A．有機物A中所含的官能團有碳碳雙鍵和醛基，二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，A項錯誤；B．有機物A中所含的官能團有碳碳雙鍵和醛基，二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，B項錯誤；C．先加銀氨溶液，微熱，能檢驗出醛基，但發(fā)生銀鏡反應之后的溶液仍顯堿性，溴水與堿能發(fā)生反應而褪色，不能檢驗出碳碳雙鍵，C項錯誤；D．加入足量新制的Cu(OH)2，微熱后生成磚紅色的沉淀，能檢驗出醛基，但發(fā)生反應之后的溶液仍顯堿性，所以先酸化，再加入溴水，溴水褪色說明分子中含有碳碳雙鍵，D項正確；答案選D?！窘忸}必備】檢驗有機物中的多種官能團，一定要注意檢驗的先后順序，檢驗碳碳雙鍵和醛基時，一定要先檢驗醛基，且必須用弱氧化劑，檢驗后要酸化，再用溴水或酸性高錳酸鉀溶液檢驗碳碳雙鍵?！咀兪?-1】下列實驗操作或方法能達到目的是A．用無水乙醇和濃硫酸迅速加熱至170℃，將生成的氣體通入溴水溶液，若溴水褪色，則一定有乙烯生成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，加熱可以觀察到有磚紅色沉淀生成C．將2%的稀氨水逐滴加入2%的AgNO3溶液中至沉淀恰好溶解為止，可制得銀氨溶液D．測定鹵代烴中是否存在溴元素：取少量樣品在試管中，加入NaOH溶液加熱一段時間，冷卻后再加入AgNO3溶液，沒有出現(xiàn)淡黃色沉定，則不含有溴元素【答案】C【解析】A．用無水乙醇和濃硫酸迅速加熱至170℃，將生成的氣體通入溴水溶液，若溴水褪色，氣體中可能含有二氧化硫，也能使溴水褪色，不能說明一定有乙烯生成，選項A不合題意；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，此實驗中氫氧化鈉不足，故加熱后觀察不到有磚紅色沉淀生成，選項B不合題意；C．向硝酸銀溶液中滴加氨水制備銀氨溶液，則將2%的稀氨水逐滴加入2%的AgNO3溶液中，至沉淀恰好溶解為止，可制得銀氨溶液，能達到目的，選項C符合題意；D．為證明溴乙烷分子中溴元素的存在，可向溴乙烷中加入NaOH溶液加熱，溴乙烷發(fā)生水解反應生成溴離子，加入稀硝酸至溶液呈酸性后，再滴入AgNO3溶液看是否有淡黃色沉淀，該操作不合理，選項D不符合題意；答案選C?！咀兪?-2】藥物貝諾酯可由乙酰水楊酸和對-乙酰氨基酚在一定條件下反應制得：有關上述反應物和產物的敘述正確的是A．上述三種有機物中共有三種含氧官能團B．貝諾酯分子中有7種不同化學環(huán)境的氫原子C．貝諾酯與足量NaOH(aq)共熱，最多消耗NaOH4molD．可用FeCl3(aq)區(qū)別乙酰水楊酸和對-乙酰氨基酚【答案】D【解析】A．乙酰水楊酸中含氧官能團是羧基、酯基，對乙酰氨基酚中含氧官能團是酚羥基、酰胺基，貝諾酯中含氧官能團是酯基、酰胺基，三種有機物中共有四種含氧官能團，故A錯誤；B．根據(jù)貝諾酯的結構簡式，有9種不同化學環(huán)境的氫原子，故B錯誤；C．1mol貝諾酯水解后產物有1mol、1mol和2molCH3COOH，能與氫氧化鈉反應官能團是酚羥基和羧基，因此1mol貝諾酯最多消耗5mol，故C錯誤；D．乙酰水楊酸中不含酚羥基，對乙酰氨基酚中含有酚羥基，可用FeCl3溶液檢驗，前者無色，后者顯色，故D正確；答案為D。?問題三烴的衍生物之間的轉化【典例3】如圖為M的合成路線，下列說法錯誤的是A．反應①的產物可能有三種B．試劑Ⅰ為氫氧化鈉醇溶液C．A的分子式為C6H8D．若用18O標記Z中的氧原子，則M中含有18O【答案】B【解析】根據(jù)Z中羥基的位置可知，Y為：；故反應①為1，4加成，X為：；A．反應①的產物可能有三種：，A項正確；B．反應③為鹵代烴水解，試劑Ⅰ為氫氧化鈉水溶液，B項錯誤；C．A的分子式為C6H8，C項正確；D．若用18O標記Z中的氧原子，酯化反應酸脫羥基醇脫氫，M為：，則M中含有18O，D項正確；答案選B。【解題必備】牢記常見烴的衍生物之間的轉化關系：【變式3-1】有些食品會因為在空氣中被氧化而交質，加入抗壞血酸(即維生素C)能起到抗氧化作用，發(fā)生如下反應。下列說法錯誤的是A．抗壞血酸具有還原性，該反應屬于氧化反應B．抗壞血酸能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而脫氫抗壞血酸不能C．抗壞血酸易溶于水的原因可能是分子中含有多個羥基，可以與水分子間形成氫鍵D．抗壞血酸分子中含有3種官能團【解析】A．抗壞血酸中含有碳碳雙鍵，有還原性，該反應為脫氫反應，為氧化反應，A項正確；B．抗壞血酸中有碳碳雙鍵，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，脫氫抗壞血酸含有醇羥基，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B項錯誤；C．-OH為親水解，同時可以與水分子間形成氫鍵，則抗壞血酸易溶于水，C項正確；D．抗壞血酸分子中含有羥基、碳碳雙鍵和酯基，共3種官能團，D項正確；答案選B?！敬鸢浮緽【變式3-2】苯酚具有殺菌消炎的作用，可由以下路線合成，下列說法正確的是A．物質a中苯環(huán)上的一溴代物有四種B．反應①屬于消去反應C．物質b與物質c均可與氫氧化鈉溶液反應D．物質c與苯甲醇互為同系物【答案】C【解析】A．物質a中苯環(huán)上有3種等效氫，則物質a中苯環(huán)上的一溴代物有3種，A錯誤；B．反應①為甲苯中的甲基被氧化為羧基，屬于氧化反應，B錯誤；C．物質b含有羧基能與氫氧化鈉溶液反應，物質c含有酚羥基也能與氫氧化鈉溶液反應，C正確；D．物質c屬于酚類，苯甲醇屬于醇類，二者不互為同系物，D錯誤；故選C。1．研究人員利用下列反應合成重要的藥物分子丙。下列說法錯誤的是()A．甲分子中所有原子可能共平面 B．甲與乙反應生成丙為加成反應C．1mol丙分子最多與5molH2反應 D．丙分子中含有2個手性碳原子【答案】A【解析】A項，甲分子中含有飽和碳原子，碳原子是sp3雜化，為四面體結構，則所有原子不可能共平面，A錯誤；B項，乙中羰基斷裂，甲中亞甲基斷裂C-H鍵，甲與乙反應生成丙為加成反應，B正確；C項，丙分子中苯環(huán)和碳碳三鍵都能與氫氣發(fā)生加成反應，1mol苯環(huán)能與3mol氫氣加成，1mol碳碳三鍵能與2mol氫氣加成，則1mol丙分子最多與5molH2反應，C正確；D項，連接四種不同基團的碳原子為手性碳原子，丙分子中與氨基連接的碳原子、與羥基連接的碳原子是手性碳原子，則含有2個手性碳原子，D正確；故選A。2．2022年1月，全國首個肝癌創(chuàng)新藥阿可拉定獲批上市，阿可拉定分子結構如圖，下列說法不正確的是()A．所有碳原子可能共平面 B．能發(fā)生取代反應和加成反應C．能使酸性KMnO4溶液褪色 D．該有機物最多可與8molH2反應【答案】D【解析】A項，苯環(huán)、酮羰基、碳碳雙鍵為平面結構，由三點成面可知，阿可拉定分子中所有碳原子可能共平面，故A正確；B項，由結構簡式可知，阿可拉定分子中含有的苯環(huán)、酮羰基、碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應，有機物分子中含有的羥基能表現(xiàn)酚或醇的性質，一定條件下能發(fā)生取代反應，故B正確；C項，由結構簡式可知，阿可拉定分子中含有的碳碳雙鍵、酚羥基、醇羥基能與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應，使溶液褪色，故C正確；D項，由結構簡式可知，阿可拉定分子中含有的苯環(huán)、酮羰基、碳碳雙鍵一定條件下能與氫氣發(fā)生加成反應，則1mol阿可拉定分子最多可與9mol氫氣反應，故D錯誤；故選D。3．2022年9月，我國學者張德清課題組與趙睿課題組開展了以四苯乙烯為關鍵骨架的靶向生物探針方面的研究，實現(xiàn)了對高惡性腦腫瘤細胞增殖的有效抑制。最近，兩個課題組共同設計合成了具有順反異構轉化的四苯乙烯化合物(T—P)(如圖)。下列有關四苯乙烯化合物(T—P)說法正確的是()A．分子中的官能團只含有碳碳雙鍵、酯基和羥基B．1molT—P分子最多能和2molNaOH反應C．能發(fā)生加成反應、取代反應和水解反應D．與碳碳雙鍵相連的四個苯環(huán)上的碳原子，一定在同一平面上【答案】C【解析】A項，由圖可知，分子中的官能團含有碳碳雙鍵、酯基、氰基和羥基，A錯誤；B項，根據(jù)T—P的結構簡式可知，1molT—P分子水解產生1mol磷酸和1mol酚羥基，故1molT—P分子最多能和4molNaOH反應，B錯誤；C項，根據(jù)T—P的結構簡式可知，碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應；磷酸酯能發(fā)生取代反應、水解反應，C正確；D項，碳碳單鍵可以旋轉，則與碳碳雙鍵相連的四個苯環(huán)上的碳原子不一定在同一平面上，D錯誤；故選C。4．有機物H()是一種重要的有機合成中間體。下列關于H的說法錯誤的是()A．分子中所有碳原子不可能共平面B．與不互為同系物C．既含羧基，又含醛基的同分異構體有12種(不考慮立體異構)D．該分子中有四個手性碳原子【答案】D【解析】A項，分子中存在3個碳原子連接在同一飽和碳原子上的結構，根據(jù)甲烷的空間結構可知，該物質中不可能所有碳原子共面，A正確；B項，二者所含官能團個數(shù)不同，結構不相似，不是同系物，B正確；C項，既含發(fā)基，又含醛基的同分異構體有：、、、(序號代表醛基的位置)，共12種，C正確；D項，手性碳原子是指與四個各不相同原子或基團相連的碳原子，該分子中有3個手性碳原子，位置為：，D錯誤；故選D。5．一種抗癌藥物的結構簡式如圖所示，下列有關它的敘述正確的是()A．1mol該物質最多可以與3molH2發(fā)生加成反應B．分子中存在手性碳原子C．該分子中能與NaOH溶液反應的官能團有兩種D．該物質在銅催化條件下被氧氣氧化的產物能發(fā)生銀鏡反應【答案】B【解析】A項，羧基不能與H2發(fā)生加成反應，2mol碳碳雙鍵可以與2molH2加成，A錯誤；B項，手性碳原子為連接4個不同的原子或基團的碳原子，該分子中有3個手性碳原子，B正確；C項，該分子中能與NaOH溶液反應的官能團只有羧基，C錯誤；D項，分子中—OH所連碳原子上只有一個氫原子，催化氧化生成酮羰基，不能發(fā)生銀鏡反應，D錯誤；故選B。6.已知：①苯酚和，不飽和羰基化合物在一定條件下可以發(fā)生反應：①；②。寫出、、和為原料制備的合成路線流程圖?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)A→B→C的反應知，發(fā)生催化氧化、然后和CH2(COOH)2發(fā)生取代反應、再和CH3OH發(fā)生酯化反應、再發(fā)生信息中的反應得到目標產物，合成路線為，故答案為：。1.從腐敗草料中提取的一種有機物-雙香豆素，常用于抗凝藥。其合成路線如圖，下列有關說法正確的是()(香豆素)(雙香豆素)A．香豆素中所有原子一定共平面B．1mol雙香豆素最多能消耗2molNaOHC．雙香豆素能發(fā)生氧化、還原和聚合反應D．該合成路線的原子利用率為100％【答案】C【解析】A項，香豆素中含有O-C、O-H鍵，且單鍵可自由旋轉，則所有原子不一定處于同一平面，故A錯誤；B項，該分子中含有兩個酯基，酯基水解生成酚羥基和羧基，酚羥基和羧基都和NaOH反應，所以1mol雙香豆素最多能消耗4molNaOH，故B錯誤；C項，雙香豆素中含有羥基，能發(fā)生氧化，含有碳碳雙鍵，能發(fā)生還原和聚合反應，故C正確；D項，根據(jù)合成路線可知，反應物HCHO中的氧原子沒有進入產物雙香豆素中，該合成路線的原子利用率不是100％，故D錯誤；故選C。2.我國科學家研發(fā)的催化劑@，實現(xiàn)了含炔化合物與二氧化碳的酯化。(a)HCC-CH2OH+CO2(b)HCC-CH2NH2+CO2下列說法錯誤的是()A．M環(huán)上的一氯代物有3種 B．M、N都能使溴水褪色C．1molM最多消耗40gNaOH D．N的分子式為C4H5O2N【答案】C【解析】A項，根據(jù)M的結構簡式可知，M環(huán)上有3種不同化學環(huán)境的氫，其一氯代物有3種，A正確；B項，M、N都含有碳碳雙鍵，能使溴水褪色，B正確；C項，M分子中可相當于看成二個酯基，1molM最多消耗2molNaOH，80g，C錯誤；D項，根據(jù)結構簡式可知，N的分子式為C4H5O2N，D正確；故選C。3.梓醇(結構簡式如下)具有抗癌、降血糖及抗肝炎病毒等功效，其主要存在于地黃等植物中，《本草綱目》記載“今人惟以懷慶地黃為上”。下列關于梓醇的說法中錯誤的是()A．分子式為C15H20O10B．所有碳原子不可能同時共面C．能發(fā)生酯化反應和加成聚合反應D．存在多種屬于芳香族化合物的同分異構體【答案】A【解析】A項，鍵線式中拐點和端點均為碳原子，然后根據(jù)C的四價結構補充H原子的數(shù)量，該物質的化學式為C15H22O10，A項錯誤；B項，該結構中除了C=C外其余C連接的原子均為四面體結構，所有碳原子不可能共面，B項正確；C項，分子中含有很多-OH可以與酸發(fā)生酯化反應，而C=C可以發(fā)生加聚反應，C項正確；D項，該分子中含有4個環(huán)和一個C=C共5個不飽和度，該分子存在含苯環(huán)(苯環(huán)的不飽和度為4)的同分異構體，D項正確；故選A。4.一種實現(xiàn)二氧化碳固定及再利用的反應如下：下列敘述正確的是()A．化合物1分子中的所有原子共平面 B．化合物1與乙醇互為同系物C．化合物2分子中含有羥基和酯基 D．化合物2可以發(fā)生開環(huán)聚合反應【答案】D【解析】A項，化合物1分子中還有亞甲基結構，其中心碳原子采用sp3雜化方式，所以所有原子不可能共平面，A錯誤；B項，結構相似，分子上相差n個CH2的有機物互為同系物，上述化合物1為環(huán)氧乙烷，屬于醚類，乙醇屬于醇類，與乙醇結構不相似，不是同系物，B錯誤；C項，根據(jù)上述化合物2的分子結構可知，分子中含酯基，不含羥基，C錯誤；D項，化合物2分子可發(fā)生開環(huán)聚合形成高分子化合物，D正確；故選D。5.有機物X和Y在一定條件下可制得環(huán)氧樹脂粘合劑Z，其結構：X為，Y為，Z為，下列說法正確的是()A．X核磁共振氫譜有3個吸收峰B．生成的同時生成C．X、Y反應生成Z的過程既有取代反應，也有聚合反應D．相同條件下，苯酚和Y反應生成結構與Z相似的高分子【答案】C【解析】A項，由結構簡式可知，X分子中含有4類氫原子，核磁共振氫譜有4個吸收峰，故A錯誤；B項，由原子個數(shù)守恒可知，X與Y反應生成1molZ的同時生成(n+2)mol氯化氫，故B錯誤；C項，由結構簡式可知，X與Y反應生成Z的過程為X與Y發(fā)生縮聚反應生成，與Y發(fā)生取代反應生成Z，則生成Z的過程中既有取代反應，也有聚合反應，故C正確；D項，苯酚分子中只含有1個羥基，和Y只能發(fā)生取代反應或環(huán)加成反應，不能發(fā)生縮聚反應，所以不能生成結構與Z相似的高分子，故D錯誤；故選C。6.有機合成中成環(huán)及環(huán)的元素