第4讲 烃的衍生物
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1．了解卤代烃、醇、酚、醛，羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。了解它们的主要性质及应用。
2．了解有机反应的主要类型(如加成反应、取代反应、消去反应等)。
3．结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生影响，了解有机化合物的安全使用。
一、卤代烃 1．溴乙烷
(1)分子结构和物理性质
溴乙烷分子式为______，结构式为____________，结构简式为__________或C2H5Br。纯净的溴乙烷是无色液体，沸点为38.4 ℃，密度比水大。
(2)化学性质
①水解反应(与NaOH的水溶液) 方程式：___________________________________________________________________。 ②消去反应(与NaOH的醇溶液)
方程式：________________________________________________________________。 2．卤代烃
________________________叫卤代烃。 (1)结构特点
卤素原子是卤代烃的官能团。由于氟、氯、溴、碘的非金属性比碳强，所以C—X之间的共用电子对偏向________，形成一个极性较强的共价键，卤素原子易被其他原子或原子团所取代。
(2)物理性质
①溶解性：______水，易溶于大多数有机溶剂。
②状态、密度：CH3Cl常温下为____体；C2H5Br、CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下为____
－
体，且密度____(填“＞”或“＜”)1 g·cm3。
③递变：卤代烃都不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。氯代烃的沸点随烃基增大呈现____的趋势；氯代烃的密度随烃基增大呈现____的趋势。
(3)化学性质
分子中C—X键易断裂、易发生水解反应和消去反应。
即时训练1要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是( )。 A．加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现
B．滴入AgNO3溶液，再加入稀硝酸，观察有无浅黄色沉淀生成
C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
D．加入NaOH溶液共热，然后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成 二、醇的性质与应用
1．乙醇的组成和物理性质
乙醇的分子式为C2H6O，结构简式为__________或__________，其官能团为—OH，名称为____。
乙醇是无色、透明、有特殊香味的液体，密度比水____，易挥发，能跟水以______互溶，能溶解多种无机物和有机物。
2．乙醇的化学性质
结合乙醇的关系图，完成有关反应。
(1)与金属钠反应：________________________。
(2)与氢卤酸发生取代反应(如HBr)：__________________________________________。 (3)与浓硫酸发生消去反应：___________________________________________________。
(4)燃烧反应：____________________________。
(5)催化氧化反应：____________________________。(工业制乙醛) 3．乙醇的用途
乙醇除了用作燃料和造酒原料外，还是重要的溶剂、试剂和化工原料，____的乙醇溶液可用来杀菌、消毒。工业酒精含有对人体有害的____，因此禁止用工业酒精配制饮用酒和调味用的料酒。
4．乙醇的工业制法
发酵法：淀粉→葡萄糖→C2H5OH
乙烯水化法：______________________________。 5．醇类及其通性
(1)醇的定义：______________________________________________________________。 (2)醇的分类：
①根据__________可分为一元醇、二元醇等。 ②根据________________可分为脂肪醇和芳香醇。 ③根据____________可分为饱和醇和不饱和醇。 (3)饱和一元醇的通式为______________________________________________________。
(4)化学性质：饱和一元醇的化学性质与乙醇相似。
能跟活泼金属反应；能跟氢卤酸反应；能发生氧化反应；能发生脱水反应。 6．几种重要的醇
(1)甲醇：最初是由木材干馏得到的，因此又称为____，有酒精味，但有____。人饮用10 mL，就能使眼睛失明，再多则能致死。
(2)丙三醇俗称____，有护肤作用，是利用它具有______。 (3)乙二醇：无色、黏稠、有甜味的液体，它的水溶液凝固点很低，可作为内燃机的______。
甲醇 乙二醇 丙三醇
即时训练2某醇R—CH2—CH2—OH分子中化学键如下所示，则下列说法错误的是( )。
A．发生催化氧化反应时，被破坏的键是①和③ B．发生消去反应时，被破坏的键是②和④ C．发生酯化反应时，被破坏的键是②
D．与HX发生取代反应时，被破坏的键是② E．该醇燃烧时，破坏的键是①②③④⑤ 三、酚的性质和应用 1．酚的概念
____________________称为酚。 2．苯酚的分子式
苯酚的分子式为______，结构简式为________或________。 3．苯酚的物理性质
(1)纯净的苯酚是____晶体，有____气味，易被空气氧化呈______。
(2)苯酚常温下在水中的溶解度____，高于____时与水____，____溶于酒精。
(3)苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用____洗涤。 4．苯酚的化学性质 (1)苯酚的弱酸性
苯酚俗称______，其在水溶液中的电离方程式为________________________________。 ①与Na反应：_______________________________________________________。 ②苯酚浊液中加NaOH溶液变____，方程式为_____________________________________
________________________________________，再通入CO2溶液又变浑浊，方程式为__________________________________________________，证明酸性_____________________
____________________________，苯酚____使石蕊溶液变色。
③NaHCO3，说明结合H的能力______________________。
(2)取代反应
向苯酚溶液中滴加足量浓溴水，现象：______________，化学方程式：_________________ ________________________________________________________________________， 常用于______________________。 (3)显色反应
苯酚溶液中滴入几滴FeCl3溶液，溶液呈____，本反应用于____的检验。 (4)加成反应
＋
(5)氧化反应
①可以燃烧；②能被酸性高锰酸钾溶液等氧化；③空气中易被氧化。 5．苯酚的用途
重要的化工原料，制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。
即时训练3随着我国房地产业的火热，装修市场也迎来巨大商机。立邦、多乐士等品牌
漆是装修住房常用的材料，其中漆酚()是我国特产漆的主要成分。
漆酚不应具有的化学性质是( )。
A．可以跟FeCl3溶液发生显色反应 B．可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．可以跟Na2CO3溶液反应放出CO2 D．可以跟溴水发生取代反应和加成反应
特别提示：由于苯酚分子中苯环和羟基的相互影响，使得羟基的活性增强，在水溶液中
能电离出H＋而表现弱酸性(不能使酸碱指示剂变色)，因此称为石炭酸，苯酚的酸性非常弱，比碳酸的酸性还弱；苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；同时苯环上的氢原子的活性也增强，比苯更易发生取代反应，比如与浓溴水发生反应生成三溴苯酚白色沉淀、与硝酸反应生成三硝基苯酚，此外苯酚遇到FeCl3溶液显紫色。
四、醛的性质和应用 1．醛
是由____与____相连而构成的化合物，简写为____，____是最简单的醛。饱和一元醛的通式为______________________。
2．醛的性质
随着相对分子质量的增大，醛的熔、沸点逐渐升高。化学通性主要为强______，可与弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应生成羧酸，其氧化性一般仅限于与氢加成生成醇。醛基比较活泼，也能发生加成和缩聚反应。
3．乙醛的结构、性质
(1)结构：分子式________，结构简式__________，官能团为醛基(—CHO)。
(2)物理性质：乙醛是一种无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，易挥发，易燃烧，易溶于水及乙醇、乙醚、氯仿等溶剂。
(3)化学性质
①加成反应：醛基可与H2、HCN等加成，但不与Br2加成。
CH3CHO＋H2――→CH3CH2OH △②氧化反应
a．燃烧：2CH3CHO＋5O2――→____________ b．催化氧化：2CH3CHO＋O2――→________ △c．被弱氧化剂氧化：
CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH――→__________________________(银镜反应) CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH――→Cu2O↓＋CH3COONa＋3H2O (4)工业制法
①乙炔水化法：CHCH＋H2O――→________ ②乙烯氧化法：2CH2===CH2＋O2加压、加热――→2CH3CHO ③乙醇氧化法：2CH3CH2OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O △
4．甲醛
(1)结构式：________，分子中相当于含2个醛基，并且这四个原子在同一平面上。 (2)甲醛为无色、有刺激性气味的气体，易溶于水，它的水溶液具有杀菌、防腐性能。35%～40%的甲醛水溶液俗称福尔马林。
(3)化学性质
①具有醛类通性：氧化性和还原性。
②具有一定的特性：1 mol HCHO可与4 mol Ag(NH3)2OH反应，生成4 mol Ag。 即时训练4某醛的结构简式为： (CH3)2C===CHCH2CH2CHO。
(1)检验分子中醛基的方法是__________________，化学方程式为________________ ________________________________________________________________________。
Cu或AgPbCl2、CuClHgSO4水浴加热水浴加热
催化剂点燃
Ni
(2)检验分子中碳碳双键的方法是________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)实验操作中，哪一个官能团应先检验？ 答：________________________________________________________________________。
五、羧酸的性质和应用
1．乙酸的分子组成和物理性质
乙酸是食醋的主要成分，所以乙酸俗称醋酸，其结构简式为CH3COOH或，所含官能团名称为____。
乙酸是一种具有强烈______气味的____色液体，沸点是117.9 ℃，熔点是16.6 ℃，易溶于水和乙醇，无水乙酸又称______。
2．乙酸的化学性质
(1)弱酸性(断O—H键)，具有酸的通性，可以使紫色石蕊溶液变红，其电离方程式为 ____________________。
与Na2CO3反应的化学方程式为_______________________________________________。 与NaHCO3反应的离子方程式为______________________________________________。 与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成蓝色溶液的化学方程式为_______________________ _______________________。 与活泼金属反应产生H2。 (2)酯化反应
①酸(羧酸或无机含氧酸)跟醇作用，生成酯和水的反应，叫做酯化反应。
②酯化反应的历程是：羧酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合生成水，其余部分相互结合成酯。
③研究有机反应的历程通常采用示踪原子法。 ④酯化反应属于取代反应的范畴。 3．羧酸
(1)饱和一元羧酸的通式为____________________。
(2)重要的羧酸有(写结构简式)______________________________________等。
(3)高级脂肪酸，一般酸性较弱，如：硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)、亚油酸(C17H31COOH)等。
4．酯
酯广泛存在于自然界中，相对分子质量较小的酯具有芳香气味，酯类都难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，密度一般比水小。酯可用作溶剂，并用于制备食品工业的香味添加剂。
在有酸或碱存在的条件下，酯能发生水解反应，生成相应的醇和酸。
酸性条件下酯的水解不完全，碱性条件下酯的水解趋于完全。 5．缩聚反应
(1)有机化合物分子间脱去小分子获得高分子化合物的反应称为缩聚反应。
(2)聚对苯二甲酸乙二酯的合成
即时训练5酸奶中含有乳酸，其结构简式为：。
(1)乳酸跟足量金属钠反应的化学方程式为：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)乳酸跟少量碳酸钠溶液反应的化学方程式为：__________________________________
________________________________________________________________________。 (3)乳酸在浓硫酸存在下，3分子相互反应，生成物为链状，其结构简式可表示为________________________________________________________________________。
(4)乳酸在浓硫酸存在下，2分子相互反应，生成物为环状，其结构简式可表示为________________________________________________________________________。
一、卤代烃
1．溴乙烷的化学性质 反应类型 (1)水解反应 (取代反应) (2)消去反应 反应条件 反应方程式 CH3CH2Br＋NaOH――→ △CH3CH2OH＋NaBr CH3CH2Br＋NaOH――→ △CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O 醇H2ONaOH的水溶液，加热 NaOH的醇溶液，加热 溴乙烷的水解反应、消去反应与溴乙烷结构的关系 由溴乙烷的分子结构：决定了溴乙烷在不同条件下断裂不同的化学键
而表现出不同的化学性质。
a处断键发生取代反应(水解)；a、b处同时断键，发生消去反应。 2．卤代烃的化学性质
(1)与溴乙烷相似，一卤代烃能在NaOH水溶液中加热发生水解反应，生成相应的醇。 (2)大多数一卤代烃也与溴乙烷相似，能在NaOH醇溶液中加热发生消去反应，生成相应的烯烃。但不是所有的卤代烃都能发生消去反应，例如CH3I、(CH3)3CCH2Cl，它们的结构特点是连接卤原子的碳原子没有相邻碳原子或相邻的碳原子上没有氢原子。
【例1】根据下面的反应路线及所给信息填空。
(1)A的结构简式是______，名称是______。
(2)①的反应类型是______，③的反应类型是______。 (3)反应④的化学方____________________________________________________。
方法归纳
卤原子的检验方法
H2O
程式是
(1)实验原理：R—X＋NaOH――→R—OH＋NaX、HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O、AgNO3
△＋NaX===AgX↓＋NaNO3。若卤化银沉淀的颜色为白色，则卤原子为氯；若卤化银沉淀的颜色为浅黄色，则卤原子为溴；若卤化银沉淀的颜色为黄色，则卤原子为碘。
(2)实验步骤：①取少量卤代烃；②加入NaOH溶液；③加热煮沸；④冷却；⑤加入稀硝酸酸化；⑥加入AgNO3溶液。
(3)实验说明：①加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同；②加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响，二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
二、醇的氧化反应和消去反应 1．醇的氧化机理及规律
(1)与羟基(—OH)相连碳原子上有两个氢原子的醇(—OH在碳链末端的醇)被氧化成醛。
2R—CH2OH＋O2――→2R—CHO＋2H2O △
(2)与羟基(—OH)相连碳原子上有一个氢原子的醇(—OH在碳链中间的醇)，被氧化生成酮。
Cu
(3)与羟基(—OH)相连碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化。
不能形成键，不能被氧化成醛或酮。
2．醇的消去反应机理及消去规律 (1)反应机理
脱去的水分子是由羟基与羟基所在的碳原子的邻位碳原子上的氢原子结合而成，碳碳间
形成不饱和键。
(2)消去反应发生的条件和规律
醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子且此相邻的碳原子上还必须有氢原子时，才可发生消去反应而形成不饱和键。表示为：
含有一个碳原子的醇，以及与羟基相连碳原子的相邻碳原子上没有氢原子的醇不能发生
消去反应。如。
【例2】下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是( )。
A．B．
C．
D．
1．分离苯和苯酚的混合物，通常采用的方法是( )。 A．振荡混合物，用分液漏斗分离
B．加入NaOH溶液后振荡，用分液漏斗分离；取下层液体通入CO2，待分层后分液 C．加水振荡后用分液漏斗分离
D．加稀盐酸振荡后，用分液漏斗分离
2．冬青油结构为，它在一定条件下可能发生的反应有( )。 ①加成反应 ②水解反应 ③消去反应 ④取代反应 ⑤与Na2CO3反应生成CO2 ⑥加聚反应
A．①②⑥ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．①②④
3．2氯丙烷制取少量的1,2－丙二醇经过下列哪几步反应( )。 A．加成→消去→取代 B．消去→加成→水解 C．取代→消去→加成 D．消去→加成→消去
4．一定质量的某有机物和足量钠反应，可得Va L气体，等质量的该有机物如果与足量小苏打反应，同温同压得到Vb L气体，若Va＝Vb，则有机物可能是( )。
A．HOCH2COOH
B．HO—CH2CH2—CHO C．HOOC—COOH D．CH3COOH
5．今有化合物甲：、乙：、丙：。 (1)请写出丙中含氧官能团的名称________。
(2)请判断上述哪些化合物互为同分异构体________。
(3)请分别写出鉴别甲、乙、丙三种化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可)。 鉴别甲的方法：_____________________________________________________________； 鉴别乙的方法：_____________________________________________________________； 鉴别丙的方法：______________________________________________________________。
(4)按酸性由强到弱顺序排列甲、乙、丙：________________________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1．(1)C2H5Br
(2)①C2H5Br＋H2O――→C2H5OH＋HBr △
NaOH
醇
CH3CH2Br
②CH3CH2Br＋NaOH――→CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O △2．烃中的氢原子被卤素原子取代的生成物 (1)卤素原子 (2)①不溶于 ②气 液 ＞ ③升高 减小 即时训练1
C 解析：检验卤代烃中卤素时，先让卤代烃发生水解或消去反应，再用稀硝酸中和过量的碱，并使溶液呈酸性，然后用AgNO3溶液检验。
二、1．CH3CH2OH C2H5OH 羟基 小 任意比
2．(1)2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑ (2)C2H5OH＋HBr――→C2H5Br＋H2O (3)CH3CH2OH――→CH2===CH2↑＋H2O (4)C2H5OH＋3O2――→2CO2＋3H2O 170 ℃(5)2CH3CH2OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O △
3．75% 甲醇
4．CH2===CH2＋H2O加热、加压――→CH3CH2OH
5．(1)醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基化合物 (2)①羟基的数目 ②与羟基连接的烃基种类 ③烃基的饱和性 (3)CnH2n＋2O和CnH2n＋1OH(n≥1) 6．(1)木醇 毒 (2)甘油 吸湿性 (3)抗冻剂 即时训练2
C 解析：酯化反应中，醇去羟基中的氢即断①键，故C项错。 三、1．羟基与苯环直接相连的化合物 2．C6H6O C6H5OH 3．(1)无色 特殊 粉红色 (2)不大 65 ℃ 混溶 易 (3)酒精 4．(1)石炭酸 ①2②
澄
清
＋2Na―→2
＋
＋H ＋H2↑
NaOH―→
＋
H2O
＋
△
浓硫酸点燃
Cu
催化剂
＋H2O＋CO2―→ 不能
＋NaHCO3 H2CO3强于
③HCO3＜
－
＜CO23
－
(2)有白色沉淀生成
定性检验和定量测定
(3)紫色 苯酚 (4)3H2 即时训练3
＋3Br2―→↓＋3HBr 苯酚的
C 解析：酚的酸性比碳酸弱，不能与Na2CO3反应产生CO2，故C错。
四、1．烃基 醛基 RCHO 甲醛 CnH2nO(n≥1) 2．还原性
3．(1)C2H4O CH3CHO
(3)②a．4CO2＋4H2O b．2CH3COOH c．CH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O (4)①CH3CHO
4．(1) 即时训练4
答案：(1)加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明分子中存在醛基(其他答案合理也可)
(CH3)2C===CHCH2CH2CHO＋2Ag(NH3)2OH――→2Ag↓＋3NH3＋(CH3)2C===CHCH2CH2COONH4＋H2O(其他答案合理也可)
(2)在加银氨溶液氧化—CHO后，调节pH至中性再加入溴水，看是否褪色 (CH3)2C===CHCH2CH2COOH＋Br2―→(CH3)2CBr—CHBrCH2CH2COOH
(3)由于溴水也能氧化醛基，所以必须先用银氨溶液氧化醛基，又因为氧化后溶液为碱性，溴水能与碱反应，应先加酸酸化后再检验双键
解析：醛基比碳碳双键更易被氧化，能被KMnO4、溴水等氧化，因此，同时含有醛基和碳碳双键的物质要检验碳碳双键需先用银氨溶液或新制氢氧化铜将醛基氧化，再用溴水或酸性KMnO4溶液来检验。
五、1．羧基 刺激性 无 冰醋酸
－＋
2．(1)CH3COOHCH3COO＋H 2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑
－－
＋H2O CH3COOH＋HCO3―→CH3COO＋CO2↑＋H2O 2CH3COOH＋Cu(OH)2―→(CH3COO)2Cu＋2H2O
3．(1)CnH2n＋1COOH(n≥0)
(2)苯甲酸(即时训练5
)、甲酸(HCOOH)、草酸(HOOC—COOH)
水浴加热
答案：(1)＋2Na―→＋H2↑
(2)
(3)
＋Na2CO3―→＋CO2↑＋H2O
(4)
解析：回忆—OH、—COOH所具有的化学性质，结合题中已知的信息推理，便可写出反应的化学方程式和生成物的结构简式。
(1)—OH、—COOH与钠均能发生反应，据此可写出反应的化学方程式。
(2)—COOH与Na2CO3反应放出CO2，而—OH与Na2CO3不反应，据此可写出反应的化学方程式。
(3)3分子乳酸在浓硫酸存在下，一分子中—COOH与另一分子中的—OH酯化，相互作用可生成链状酯。
(4)2分子乳酸在浓硫酸存在下，2分子中的—COOH和—OH酯化，可生成环状交酯。 核心归纳突破
【例1】答案：(1)
(2)取代反应 加成反应
环己烷
(3)
＋2NaOH――→△
醇
＋2NaBr＋2H2O
解析：根据信息环己烷在光照条件下与氯气发生取代反应生成一氯环己烷，一氯环己烷在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成环己烯。
【例2】C 解析：发生消去反应的条件是：与—OH相连的碳原子的邻碳原子上有H原子，上述醇中B没有。发生氧化反应的条件是：与羟基(—OH)相连的碳原子上有H原子，但只有含有2个氢原子的醇 (即含有—CH2OH)才能转化为醛。
演练巩固提升
1．B 解析：苯与苯酚互溶，加入NaOH溶液后，苯酚转化为苯酚钠，与苯分层，通CO2后可再获得苯酚，然后分液。
2．D 解析：苯环能发生加成反应，酯能水解，酚能与溴水发生取代反应，酚的酸性小于碳酸，不能与Na2CO3反应生成CO2。
3．B 解析：――→CH2===CH—CH3――→
—HClCl2
――→
H2O
。
4．A 解析：羧基既能跟钠反应又能跟NaHCO3反应，放出气体，羟基只能跟钠反应放出气体。
5．答案：(1)醛基、羟基 (2)甲、乙、丙
(3)与FeCl3溶液反应显紫色 成
(4)乙＞甲＞丙
与NaHCO3溶液反应放出气泡与银氨溶液共热有银镜生
高考苏教版化学一轮复习精品教案 选修5 第4讲 烃的衍生物
