人教版高中化学选修5第三章知识点

人教版高中化学选修5第三章知识点（附练习）

烃的含氧衍生物

核心内容：

1. 认识醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系。

2. 能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。

3. 根据有机化合物组成和结构的特点，认识加成、取代和消去反应。

4. 结合生产、生活实际了解烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。

一、 醇和酚

1. 醇

1) 定义：醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物。根据醇分子中含有羟基的数目，可分为一元醇、二元醇和多元醇。饱和一元醇的通式为：C n H 2n+1OH 或C n H 2n+2O ，简写为R -OH 。C 原子数相同的饱和一元醇和饱和一元醚互为同分异构体。 2) 命名：

a) 选主链：含有与羟基相连的碳原子的最长链作为主链，根据主链碳原子数称为某醇；（羟基不是链端，只是充当取代基，与醛、羧酸的命名不同，后面会介绍） b) 编号定位：从距离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号定位。

c) 命名：羟基的位置用阿拉伯数字表示，羟基的个数用“一、二、三”表示。如2-丙醇：

3) 重要的一元醇有甲醇、乙醇等，重要的二元醇和多元醇有乙二醇、丙三醇等。 a) 饱和一元醇同系物的物理性质递变规律：

i.熔沸点随C 原子数增大而升高，密度逐渐增大，与烷烃变化规律相似。

ii. 相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃，原因在于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在着氢键。

iii. 甲醇、乙醇和丙醇均可与水以任意比例互溶，因为它们与水形成了氢键。 b) 饱和二元醇和多元醇：

乙二醇的结构简式为： 丙三醇的结构简式为：

乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠、有甜味的液体，易溶于水和乙醇，是重要的化工原料。

CH 2—OH CH 2—OH

CH 2—OH

CH —OH CH —OH

H 3C —CH —CH 3

OH

乙二醇可用作汽车防冻液，丙三醇有强烈吸湿性，可用于配制化妆品。

乙二醇的沸点高于乙醇，1,2,3-丙三醇的沸点高于1-丙醇，原因在于羟基数目增多，使分子间氢键增多增强。

4)甲醇：又称木精，有毒，饮用10mL能使眼睛失明，再多可使人中毒致死，在酒精中加入甲醇叫做变性酒精，不能饮用。

5)乙醇

a)分子结构

分子式：C2H6O，结构式：，结构简式：CH3CH2OH或C2H5OH，电子式：，官能团：-OH。

b)物理性质

乙醇的俗名为酒精，是一种无色透明、有特殊香味的液体，可用作饮料、香精和添加剂等，密度比水小，沸点较低，为78℃，易挥发，能以任意比例与水互溶，形成恒沸点混合物，所以不能直接蒸馏得到无水乙醇，而应该先加入新制生石灰吸收水分，再蒸馏得到无水乙醇。乙醇是一种重要的有机溶剂，能够溶解多种无机物和有机物，实验室中可用乙醇洗涤在试管壁的苯酚和单质碘，医疗上常用75%的酒精作消毒剂。

c)化学性质——主要由羟基决定，乙醇碳氧键和氢氧键有较强的极性，在反应中容易断裂。

i.与Na等活泼金属反应：2Na+2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa+H2↑,该反应没有水与钠的反应剧烈，因为乙基对羟基的影响使乙醇羟基中的碳氧键极性降低，使乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。可根据气体的量求出醇中羟基的个数。

ii. 消去反应：乙醇在浓硫酸的作用下加热到170℃时能够生成乙烯，化学反应方程式为

，实质是

脱去一个水分子，属于消去反

应。

若羟基碳没有相邻的碳原子或相邻碳原子上没有H ，则不能发生消去反应。 iii. 取代反应： a) 酯化反应

b) 乙醇与氢卤酸混合加热发生取代反应，生成卤代乙烷，如乙醇能与浓氢溴酸混合加热发生取代反应，生成溴乙烷，化学反应方程式为

CH 3CH 2OH+HBr → C 2H 5-Br+H 2O ，反应中乙醇分子里的碳氧键断裂，溴原子取代了羟基而生成溴乙烷，这是制备卤代烃的一种方法。

若加热条件控制在140℃，发生取代反应的化学方程式为 C 2H 5—OH+HO—C 2H 5 → C 2H 5—O—C 2H 5+H 2O 。

iv. 氧化反应（在有机化学中，通常把有机物分子中失去H 原子或得到O 原子的反应叫做氧化反应，得到H 原子或失去O 原子的反应叫做还原反应。）

a) 乙醇燃烧：乙醇在空气中点燃后易燃烧，发出淡蓝色火焰，同时放出大量的热，完全燃烧生成二氧化碳和水，化学反应方程式为CH 3CH 2OH+3O 2 → 2CO 2+3H 2O.

b) 乙醇催化氧化：在铜或银的催化条件下，乙醇能与O 2反应，生成乙醛，反应方程式为2CH 3CH 2OH+O 2 → 2CH 3CHO+2H 2O ，反应现象：将弯成螺旋状的粗铜丝先在空气中灼热，然后立即插入乙醇中，观察到的现象是铜由红色变为黑色，再由黑色变为亮红色，并产生刺激性气味，Cu 的质量不变。

该反应的实质是羟基C 上的一个H 与—OH 上的H 一起失去，产物可能是醛或铜：https://https://www.360docs.net/doc/ec7676168.html,/view/b44dc90ad4bbfd0a79563c1ec5da50e2534dd105 规律：

—OH 所连的C 上有两个H 的醇叫做伯醇，氧化产物为醛，—OH 所连的C 上有一个H 的醇叫做仲醇，氧化产物为酮，—OH 所连的C 上没有H 的醇叫做叔醇，不能被催化氧化。 c) 乙醇被强氧化剂氧化：乙醇能被酸性高锰酸钾或酸性重铬酸钾溶液氧化，氧化过程分两个阶段，首先被氧化成乙醛，然后进一步被氧化成乙酸。

△

△ 浓硫酸 △

△

Cu 或Ag

练习巩固：

1、我国已逐步全面实施向车用汽油中添加乙醇，下列有关说法正确的是( )

A．乙醇是人类新发现的一种化石能源

B．乙醇燃烧会使环境污染加剧，引起酸雨

C．乙醇既能被强氧化剂(如酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液)氧化，也能与O2在Cu、Ag催化下氧化

D．乙醇与浓硫酸共热到170 ℃发生的反应属于取代反应

2、下列物质既能发生消去反应，又能氧化成醛的是（）

3、分子式为C5H12O的所有醇中，被氧化后可产生饱和一元醛最多有（）

A．2种B．3种C．4种D．5种

4、有四种无色液体。只用一种试剂就能把它们鉴别开，这种试剂是（）

A．溴水B．NaOH溶液C．Na2SO4溶液D．KMnO4溶液

5、有下列几种醇

(1)其中能被氧化生成醛的是______(填编号，下同)，其中能被催化氧化，但不是生成醛的是

________，其中不能被催化氧化的是________。

(2)与浓H2SO4共热发生消去反应只生成一种烯烃的是_______，能生成三种烯烃的是________，不能发生消去反应的是______。

2.酚（以苯酚为例）

1)定义：羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。酚与芳香醇属于不同类别的有机物，不属于同系物。

2)分子结构——分子式：C6H6O，结构简式：C6H5OH或。

3)物理性质：

不能过滤

除去苯酚

4)化学性质——苯酚分子中的羟基与苯环相互影响，结果使苯环和羟基都变活泼（分别与醇和苯比较）

a)苯酚的酸性：由于苯环对酚羟基的影响，导致酚羟基比醇羟基活泼，因此苯酚在水中能发生微弱的电离：C6H5OH+H2O?C6H5O-+H3O+，使苯酚显弱酸性，俗称石炭酸，能够与活泼金属或碱反应，但是酸性很弱，不是有机酸，不能使酸碱指示剂变色。

苯酚与Na的反应：

苯酚与NaOH的反应：，该反应常用于苯酚的分离和提纯。

苯酚的酸性比碳酸弱，因此往苯酚钠中通入CO2气体的反应的方程式为

不过不管CO2气体是否过量，产物中的盐只能是碳酸氢钠，不能生成碳酸钠。

b)取代反应（与苯类似）：

由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。

苯酚与浓溴水反应，苯环上羟基的邻、对位的氢原子很容易被溴原子取代（间位一般不能发生取代反应），产生白色沉淀，化学方程式为：

该反应很灵敏，可以用于苯酚的定性检验和定量测定。但是在实验中，苯酚取少量，滴加的溴水要过量，因为生成的三溴苯酚易溶于苯酚，使沉淀溶解，不容易观察实验现象。另外，该反应并不能证明苯酚的存在，因为苯胺与浓溴水也有白色沉淀生成，要证明苯酚的存在必须利用显色反应（见下一点）

c)显色反应：苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。但不是所有的

酚遇到FeCl3溶液都显紫色，比如对甲苯酚遇到FeCl3溶液显蓝色。

d)氧化反应：苯酚在空气中被氧气逐渐氧化成苯醌而显粉红色，这体现了苯酚的强还原性，所以苯酚也能与酸性高锰酸钾等发生反应。

练习巩固：

1、去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )。

A．每个去甲肾上腺素分子中含有3个酚羟基

B．去甲肾上腺素遇FeCl3溶液不显色

C．1 mol去甲肾上腺素最多能与2 mol Br2发生取代反应

D．去甲肾上腺素既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应

2、下列有关苯酚的叙述不正确的是（）

A.苯酚是一种弱酸，能与NaOH溶液反应

B.在苯酚钠溶液中加入盐酸可得到苯酚

C.苯酚钠溶液不能使酚酞溶液变红

D.苯酚有毒，但药皂中掺有少量苯酚

3、苯酚和苯甲醇的共同化学性质为（）

A.酸性

B.与Na反应放出氢气

C.遇到FeCl3溶液显紫色

D.与NaOH溶液反应

4、苯在催化剂存在下与液溴反应，而苯酚与溴水反应不用加热也不需要催化剂，原因是（）

A.苯环与羟基相互影响，但苯环上的H原子活泼性不变

B. 苯环与羟基相互影响，使羟基上的H原子更加活泼

C.羟基影响了苯环，使苯环上的氢原子变得更加活泼

D.苯环影响羟基，使羟基变活泼

小结：

脂肪醇、芳香醇、酚的比较

苯、甲苯、苯酚的比较

二、醛

1.定义：醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，可表示为R—CHO。官能团为—CHO，饱和一元醛的通式为C n H2n O(n≥1)。

2.常见的醛：甲醛、乙醛。

1)甲醛：最简单的醛，分子式为CH2O，结构式为，可认为有两个醛基，结构简式为HCHO，为无色有刺激性气味的气体，易溶于水，是一种重要的有机合成原料，它的水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能。

2)乙醛：

a)分子结构：分子式：C2H4O，结构式：，简写为CH3CHO，官能团为醛基。

b)物理性质：无色有刺激性气味的液体，密度比水小，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇、乙醚、氯仿互溶。

c)化学性质——醛基对主要化学性质起决定作用。

i.氧化反应（体现还原性）

(一)银镜反应：向2%AgNO3溶液中逐滴加入2%稀氨水（不能颠倒顺序），产生沉淀恰好溶解，得到的溶液叫做银氨溶液，其中溶质为Ag(NH3)2OH，把乙醛和银氨溶液在水浴中温热，一会儿，试管内壁附着一层光亮的银镜。该反应可用来检验醛基的存在，工业上常用含有醛基的葡萄糖还原银氨溶液，把银均匀镀在玻璃上制备镜子或保温瓶胆。

(二)与新制Cu(OH)2反应：向10%NaOH溶液中滴入少量2%CuSO4溶液（提供碱性环境），制备Cu(OH)2悬浊液，将乙醛和Cu(OH)2悬浊液混合在酒精灯上加热至沸腾，片刻后蓝色沉淀消失，试管中有砖红色沉淀生成。该反应常用于实验室检验醛基的存在，医疗上用于检验尿糖。(三)催化氧化：一定温度和催化剂条件下，乙醛可被O2氧化成乙酸。工业上可利用该反应制备少量乙酸。

(四)燃烧反应：乙醛完全燃烧生成二氧化碳和水。

ii.加成反应（体现氧化性）：乙醛分子中的碳氧双键能够和氢气在加热、催化剂的条件下加成，生成伯醇。该反应比烯烃较难进行，所以丙烯醛与氢气以1:1的量发生加成反应主要生成丙醛。该反应不能与溴水发生加成反应。

练习巩固：

1、有机物A是一种重要的化工原料，其结构简式为

下列检验 A中官能团的试剂和顺序正确的是( )

A．先加KMnO4酸性溶液，再加银氨溶液，微热

B．先加溴水，再加KMnO4酸性溶液

C．先加银氨溶液，微热，再加溴水

D．先加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液，微热，酸化后再加溴水

2、下列不能使酸性高锰酸钾褪色的是（）

A.对二甲苯

B.烧碱

C.福尔马林

D.硝基苯

3、下列反应不属于加成反应的是（）

A.乙醛与氢气反应

B.丙烯与氯气加热至500℃反应

C.乙烯和溴水反应

D.乙烯生成聚乙烯的反应

三、羧酸和酯

1.羧酸（以乙酸为例）

a)定义：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物，可表示为R—COOH，官能团为—COOH，饱和一元羧酸的分子通式为C n H2n O2(n≥1)。

b)分类：

c)分子结构：

分子式：C2H4O2，结构简式为CH3COOH，结构式为，官能团为羧基。

d)物理性质：

乙酸是一种无色具有强烈刺激性气味的液体，熔点16.6℃，当温度低于16.6℃时，会凝结

成冰一样的晶体，因此无水乙酸又称冰醋酸，乙酸易溶于水和乙醇。

e)化学性质：主要有羧基决定

i.酸性：乙酸是一种弱有机酸，具有酸的通性。电离方程式为CH3COOH?CH3COO-+H+

ii.酯化反应：酸脱羟基，醇脱氢。注意，有羟基又有羧基的有机物发生酯化反应有可能是分子间也有可能是分子内。主要看题目说的是几元酯。

2.酯

a)定义：羧酸分子羧基中的—OH被—OR取代后的产物。可简写为RCOOR’官能团为

b)物理性质：

c)化学性质：

酯的水解反应为取代反应。在酸性条件下为可逆反应；在碱性条件下，能中和产生的羧酸，

反应能完全进行。

特别注意：

甲酸酯与酚酯

(1)甲酸酯(HCOOR)具有醛基、酯基的双重性质；

(2)酚酯

具有酯基、酚羟基的双重性质，1 mol酚酯基能消耗2 molNaOH

d)酯在生产、生活中的应用

①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。

②酯还是重要的化工原料。

e)乙酸乙酯的制备

(1)实验原理：

(2)实验装置：

(3)反应条件以及意义：

①加热，主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集，使平衡向正反应方向移动，提高乙醇、乙酸的转化率。

②以浓硫酸作催化剂，提高反应速率。

③以浓硫酸作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。

④可适当增加乙醇的量，并有冷凝回流装置，可提高产率。

(4)注意事项：

①加入试剂的顺序为C2H5OH―→浓H2SO4―→CH3COOH。

②用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯，一方面消耗蒸发出来的乙酸、溶解蒸发出来的乙醇；另一方面降低乙酸乙酯的溶解度，有利于酯的分离。

③导管不能插入到饱和Na2CO3溶液中，以防止倒吸回流现象的发生。

④加热时要用小火均匀加热，防止乙醇和乙酸大量挥发、液体剧烈沸腾。

⑤装置中的长导管起导气和冷凝回流作用。

⑥充分振荡试管，然后静置，待液体分层后，分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。

练习巩固：

1.乙酸乙酯在KOH溶液中水解，得到的产物是（）（双选）

A.乙酸钾

B.甲醇

C.乙醇

D.乙酸

2.普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是(双选)( )

A．能与FeCl3溶液发生显色反应

B．能使酸性KMnO4溶液褪色

C．能发生加成、取代、消去反应

D．1 mol 该物质最多可与1 mol NaOH 反应

3.某甲酸溶液中含有甲醛，用下列方法可以证明的是（）

A．加入足量的新制氢氧化铜并加热煮沸，有砖红色的沉淀

B．加入过量的氢氧化钠充分反应后的溶液能发生银镜反应

C．将试液进行酯化反应后的混合液能发生银镜反应

D．加入足量氢氧化钠后，蒸馏出的气体通入新制的氢氧化铜悬浊液加热有砖红色沉淀

4.关于乙酸的下列说法，不正确的是( )

A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体

B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸

C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物

D．乙酸易溶于水和乙醇

5.烹鱼时加入少量食醋和料酒可以使烹制的鱼具有特殊的香味，这种香味来自于（）

A．食盐

B．食醋中的乙酸

C．料酒中的乙醇

D．料酒中的乙醇与食醋中的乙酸反应生成的乙酸乙酯

6.苯甲酸（C6H5COOH）和山梨酸（CH3－CH＝CH－CH=CH－COOH）都是常用的食品防腐剂。下列物质中只能与其中一种酸发生反应的是( )

A．金属钠B．溴水C．氢氧化钠D．乙醇

7.某有机物的结构为

在一定条件下此有机物可能发生的反应有( )

①中和反应②银镜反应③消去反应④酯化反应⑤加成反应⑥水解反应

A．②③B．①②③C．①④⑤⑥D．①③④⑥

8.某有机物A在氢氧化钠存在下加热水解生成B和C，B与盐酸反应得到D，C氧化得E，E继续氧化得D，并测得D能起银镜反应，则A的名称为（）

A．甲酸甲酯B．乙酸乙酯C．甲酸乙酯D．乙酸甲酯

小结：

醛、羰酸、酯（油脂）的综合比较

四、有机合成

a)概念：有机合成是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机物。有机合成的起始原料通常采用四个碳原子以下的单官能团化合物和单取代苯，如乙烯、丙烯、甲苯。

b)过程：有机合成过程通常利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间体，在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体……经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。

c)逆合成分析法：逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法，它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样，是从更上一步的中间体得来的。依次倒退，最后确定最适宜的基础原料和最终合成路线。所确定的合成路线的各步反应的反应条件必须比较温和，并具有较高的产率，所使用的的基础原料和辅助原料应该是低毒、低污染、易得且廉价的。

烃及其重要衍生物之间的相互转化关系

练习巩固：

1、由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子化合物H的示意图如下所示：

请回答下列问题：

(1)写出以下物质的结构简式：

A________，F__________，C__________。

(2)写出以下反应的反应类型：X________，Y________。

(3)写出以下反应的化学方程式：

A→B：_________ _______。

G→H：______________ __。

(4)若环状酯E与NaOH水溶液共热，则发生反应的化学方程式为

___________________________________________________________________。

2、已知

水杨酸酯E为紫外线吸收剂，可用于配制防晒霜。E的一种合成路线如下：

请回答下列问题：

（1）一元醇A中氧的质量分数约为21.6%，则A的分子式为________；结构分析显示A只有一个甲基，A的名称为________。

（2）B 能与新制的Cu(OH)2发生反应，该反应的化学方程式为____________________________。（3）C有________种结构；若一次取样，检验C中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂：______________________。

（4）第③步的反应类型为________；D所含官能团的名称为________。

（5）第④步的反应条件为________________；写出E的结构简式：__________________________。

总结

烃的衍生物的比较

有机反应的主要类型