烃的含氧衍生物

第十章 烃的含氧衍生物10.1 醇、酚高考考点：醇、酚的性质与结构是高考的重点和热点，在有机合成与推断中处于中心枢纽位置。

一．烃的含氧衍生物1. 定义：从结构上说，可以看作是烃分子里的氢原子被含氧原子的原子团取代而衍生二．乙醇1.分子结构：结构式：电子式：分子式：C 2H 6O 结构简式：CH 3CH 2OH 官能团：-OH(羟基)2.物性：无色透明有特殊香味的液体，ρ（CH 3CH 2OH ）＞ρ（H 2O ）易挥发，沸点78.5℃ 熔点：-117.3℃ 能与水以任意比互溶，能溶解多种有机物和无机物，工业酒精含乙醇96%，用工业酒精与生石灰混合蒸馏可制取无水酒精 3.化学性质：（1）与活泼金属反应2CH 3CH 2OH+2Na 3CH 2ONa+H 2↑ （2）氧化反应： CH 3CH 2OH+O 2 2+3H 2O 2CH 3CH 2OH+O 2 3CHO+2H 2O乙醇可以使酸性KMnO 4溶液褪色，能与酸性重铬酸钾（K 2Cr 2O 7）溶液反应，被直接氧化成乙酸。

（3）消去反应： ↑+H 2OCH 3CH 2OH（4）取代反应： CH 3CH 2 2Br +H 2O (浓氢溴酸)CH 3CH 2OH+CH 3COOH CH 3COOCH 2CH 3+H 2O2CH 3CH 23CH 2OCH 2CH 3 +H 2O4.工业制法：CH 2=CH 2 CH 3CH 2OH发酵法：淀粉 3CH 2OH+2CO 2 三．醇类1. 2. 分类※ 乙二醇、丙三醇都是无色粘稠、有甜味的液体，易溶于水和乙醇3. 物理性质：饱和一元醇（C n H 2n+2O ）随着碳原子数的递增沸点逐渐升高4. 化学性质：与乙醇相似能与活泼金属反应、氢卤酸反应、能发生氧化反应和消去反应。

※ 催化氧化：-OH 在端上氧化成醛、在链中氧化成酮、与-OH 相连的C 上无氢则不能被催化氧化。

消去反应：CH 3-CH=CH-CH 3 +H 2O (查依采夫规则)10.1‘酚一．苯酚（石炭酸）1.分子结构分子式：C6H6O 结构简式：或C6H5OH2.物理性质：纯净的苯酚是无色的晶体，但放置时间较长的苯酚往往是粉红色，这是由于部分苯酚被空气中氧气氧化所致。

第六章烃的含氧衍生物第一节乙醇苯酚1.烃分子中的氢原子被含有氧原子的原子团所取代，衍生出的一系列新的化合物，称为烃的含氧衍生物。

2.乙醇俗称酒精，是一种无色、有特殊香味的液体，能与水以任意比例互溶；易挥发。

乙醇能溶解多种物质，如医疗用的碘酒就是碘的酒精溶液。

乙醇是重要的有机合成原料，大量用于燃料、制造饮料和香料。

例如，用乙醇可制备乙醛、乙酸、乙醚、农药、纤维、塑料、合成橡胶等多种产品。

医疗上用的消毒酒精是含70%～75%（体积分数）乙醇的溶液。

3. 乙醇可看作是乙烷分子中的1个氢原子被羟基（—OH）取代后的生成物，—OH是它的官能团。

4.乙醇分子中的O—H键和C—O键都属于极性键，比较活泼。

因此，乙醇发生的化学反应主要有两种：一种是羟基上氢原子的反应，另一种是羟基被取代或脱去的反应。

5.乙醇与金属钠的反应较水与钠的反应要缓和得多6.乙醇是一种常用的燃料，在空气中燃烧生成二氧化碳和水，并放出大量的热。

7.有机化合物在适当的条件下，从分子中脱去1个小分子（如水、卤化氢等），而生成不饱和（含双键或三键）化合物的反应，叫做消去反应。

8.在同样的催化剂作用下共热到140℃时，乙醇还可发生分子间脱水生成乙醚。

9.苯酚俗名石炭酸。

纯净的苯酚是无色晶体，易受空气中氧的氧化而带有不同程度的黄色或红色。

苯酚有腐蚀性，与皮肤接触能引起灼伤，如果不慎溅到皮肤上，应立即用酒精洗涤。

纯净的苯酚可制成洗涤剂和软膏，有杀菌和止痛作用。

药皂中通常也掺入少量的苯酚。

10苯酚是苯分子里的1个氢原子被羟基取代后的生成物，－OH是它的官能团11.由于苯酚中的羟基与苯环直接相连，苯环与羟基之间的相互作用，使酚羟基在性质上与醇羟基有显著差异12.苯酚的酸性苯酚水溶液由浑浊变澄清，通入二氧化碳后又变浑浊。

说明苯酚的酸性比碳酸弱13.苯酚的取代反应此反应很灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量分析14.苯酚的氧化反应15.苯酚与FeCl3溶液作用显紫色，这一反应非常灵敏，常用于检验苯酚的存在。

烃的含氧衍生物考点探析烃是一类化合物，其分子中只含有碳和氢两种元素。

烃的含氧衍生物是指在烃分子中，氧原子已经取代了其中一个或多个碳原子所形成的化合物。

这类化合物广泛存在于生活和工业中，具有重要的应用价值和学术研究意义。

本文旨在对烃的含氧衍生物的考点进行探析，帮助读者更好地理解和掌握这类化合物。

考点一：含氧衍生物的命名和结构含氧衍生物的命名在有机化学中非常重要，是通向有机合成和有机反应机理研究的基石。

其中的一些核心概念包括：醛、酮、羧酸、酯等。

这些化合物的命名和结构有一定规律可循，例如：•醛：前缀为“-al”，末尾为碳原子编号。

例如甲醛(CH0)可以写作“methanal”。

•酮：前缀为“-one”，末尾为碳原子编号。

例如丙酮(CH3COCH3)可以写作“propanone”。

•羧酸：前缀为“-oic acid”，末尾为碳原子编号。

例如乙酸(C2H5COOH)可以写作“ethanoic acid”。

•酯：前缀为“-yl”和“-oate”，末尾为碳原子编号。

例如甲基乙酸甲酯(CH3COOCH3)可以写作“methyl ethanoate”。

这些命名规则在有机化学中被广泛应用，因此对于有机化学学生来说，熟练掌握这些规则是非常重要的。

考点二：含氧衍生物的性质含氧衍生物的性质主要与它们的结构有关，例如：•醇的氢键性质：醇中氢原子（-OH）具有形成氢键的能力，因此醇的氢键强度比较大。

•酮的惰性：酮分子不含具有活性的-OH基团，因此其相对于醛而言，惰性较强。

•羧酸的强酸性：羧酸分子中的-COOH基团可以释放出H+，具有很强的酸性。

•酯的胺基作用：酯的分子中含有-OCO-连接，可以发生胺基作用，使其分子内部产生氢键。

这些性质对于学生理解含氧衍生物的结构和化学反应机理十分重要。

考点三：含氧衍生物的化学反应含氧衍生物的化学反应种类繁多，其中一些重要反应包括：•羧酸的脱水：羧酸分子中的-COOH基团可以脱水，形成酰亚胺；反之，酰亚胺可以加水生成羧酸。

苯苯（Benzene, C6H6）在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。

苯可燃，有毒。

它难溶于水，易溶于有机溶剂。

含有一个或几个苯环的有机物叫芳香烃，苯是最简单的芳香烃。

化学性质：苯参加的化学反应大致有3种：一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应；一种是发生在C=C双键上的加成反应；一种是苯环的断裂。

取代反应：苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代，生成相应的衍生物。

由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同，可以生成不同数量和结构的同分异构体。

卤代反应：苯的卤代反应的通式可以写成：PhH+X2——→PhX+HX以溴为例，将液溴与苯混合，溴溶于苯中，形成红褐色液体，不发生反应，当加入铁屑后，在生成的三溴化铁的催化作用下，溴与苯发生反应，混合物呈微沸状，反应放热有红棕色的溴蒸汽产生，冷凝后的气体遇空气出现白雾（HBr）。

催化历程：FeBr3+Br-——→FeBr4-PhH+Br+FeBr4-——→PhBr+FeBr3+HBr 反应后的混合物倒入冷水中，有红褐色油状液团（溶有溴）沉于水底，用稀碱液洗涤后得无色液体溴苯硝化反应：苯和硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下可生成硝基苯PhH+HO-NO2-----H2SO4（浓）△---→PhNO2+H2O 硝化反应是一个强烈的放热反应，很容易生成一取代物，但是进一步反应速度较慢。

其中，浓硫酸做催化剂，加热至50~60摄氏度时反应，若加热至70~80摄氏度时苯将与硫酸发生磺化反应磺化反应：用浓硫酸或者发烟硫酸在较高（70~80摄氏度）温度下可以将苯磺化成苯磺酸。

PhH+HO-SO3H------△→PhSO3H+H2O傅-克反应：在AlCl3催化下，苯也可以和醇、烯烃和卤代烃反应，苯环上的氢原子被烷基取代生成烷基苯。

这种反应称为烷基化反应，又称为傅-克烷基化反应。

例如与乙烯烷基化生成乙苯PhH+CH2=CH2—AlCl3→Ph-CH2CH加成反应：主条目：加成反应苯环虽然很稳定，但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应。

烃的含氧衍生物(高考有机化学高频考点)烃的含氧衍生物是有机化学中最大的一类有机化合物，根据它的结构特征，即官能团的种类的不同，可将其分为各种类别。

在有机化学基础的选修中，我们将主要学习其中的“醇、酚”、“醛”、“羧酸、酯”等各类有机物中的典型物质（即乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯等物质）的性质，并以此推广到各类官能团（醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基等）的性质特征，了解含有各类官能团的不同物质的性质。

并以各类物质（或官能团）发生的基本反应（取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应等）为依据，了解有机物的合成方法和合成途径的选择，特别是逆合成分析法（即目标分析法）的应用。

本章学习的醛类的银镜反应和酯类的水解反应等是后续学习的基础，第四章中葡萄糖和麦芽糖的银镜反应、油脂的水解等，都是本章有关内容的拓展和应用。

【要点汇总】一、烃的衍生物性质对比1．脂肪醇、芳香醇、酚的比较2．苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质比较3．醛、羰酸、酯（油脂）的综合比较4．烃的羟基衍生物性质比较5．烃的羰基衍生物性质比较6．酯化反应与中和反应的比较7.烃的衍生物的比较二、有机反应的主要类型三、烃及其重要衍生物之间的相互转化关系【知识精要】醇一、乙醇(C 2H 5OH) 1. 结构：含有－OH 官能团，可断裂的键有①、②、③.2. 性质(1)与活泼金属Na 、K 、Mg 反应(①号键断裂) 2CH 3CH 2OH+2Na →2CH 3CH 2ONa+H 2↑此反应比Na 与水反应要缓和得多，说明乙醇羟基上的氢很难电离、乙醇属于非电解质. (2)分子间脱水(①②号键断裂)C 2H 5OH+HOC 2H 5℃浓140SO H 42−−−→−C 2H 5－O －C 2H 5+H 2O 此反应是烃基取代生成乙醚.(3)取代反应(②号键断裂)C 2H 5OH+HBr －CH 3CH 2Br+H 2O通常用NaBr 和H 2SO 4的混合物来代替HBr (4)消去反应(②、③号键同时断裂)醇可以分子内脱水生成烯烃，属于消去反应，其反应机理同卤代烃相似． (5)氧化反应醇除可以燃烧外，还能够发生催化氧化，其实质是醇分子中与羟基直接相连的碳原子上的一个氢原子被氧化为一个新的基团(羟基)，形成不稳定化合物，然后分子内两个羟基间再脱去一个分子水，生成新物质．二、醇类1．醇类分子结构特点是分子里羟基与链烃基(以及环烷烃基)直接相连，官能团是羟基． 根据烃基里碳原子不同的连接方式，可分为脂肪醇(如乙醇)、脂环醇(如环己醇)、芳香醇(如苯甲醇)；根据醇分子里羟基数目不同，可分为一元醇(如甲醇)、二元醇(如乙二醇)、多元醇(如丙三醇)．饱和一元醇催化氧化规律：RCH 2OH 型的醇被氧化成醛，型的醇被氧化成酮，型的醇难于被催化氧化，结构的醇能发生消去反应.2．醇的通性醇能与活泼金属发生置换反应生成氢气和醇钠(不属于盐，且不与水共存)；能与HX发生取代反应生成卤代烃；能与浓H2SO4共热发生脱水反应.【难点突破】一、醇的有关反应规律1.消去反应消去H2O形成双键，满足的条件：(1)连有－OH的碳原子周围要有碳原子．(2)与连有－OH的碳原子相邻的碳上要有氢原子，如CH3OH、(CH3)3CCH2OH都不能发生消去反应．2．脱氢氧化脱氢形成()双键．满足的条件：连有羟基—OH的碳原子必须有氢原子，否则该醇不能被氧化．如型不能发生脱氢氧化，但能燃烧.二、乙醇发生化学反应时化学键的断裂与性质如果将乙醇分子中的化学键进行标号如下图所示．那么乙醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下表所示：反应断裂的价键化学方程式与活泼金属反应(1)2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑催化氧化反应(1)(3)CuO+CH3CH2OH−→−∆CH3CHO+Cu+H2O与氢卤酸反应(2)CH3CH2OH+HBr−→−∆CH3CH2Br+H2O分子间脱水反应(1)(2)2CH3CH2OH℃浓140SOH42−−−→−CH3CH2OCH2CH3+H2O分子内脱水反应(2)(5)酯化反应(1)2CH3CH3COOCH2CH3+H2O【知识精要】酚一、苯酚的结构，性质和用途1．结构；化学式C6H6O，结构式羟基与苯环直接相连，分子中羟基与苯环互相影响，因而酚羟基与醇羟基的性质既相似又有区别．2．物理性质：无色晶体(易被空气氧化呈粉红色)，常温时微溶于水，70℃时能与水互溶，苯酚有毒，对皮肤有腐蚀性．3．化学性质：①羟基上的反应．含有羟基的化合物，因所连的基团不同，分子里原子或原子团之间的相互影响也不同．乙醇、苯酚分子都含一个羟基．乙醇中羟基氢原子较活泼，可被Na等取代；而苯酚中羟基受苯基的影响比乙醇中乙基对羟基影响大，所以苯酚中羟基能电离出少量H+，致使苯酚溶液显弱酸性，可以溶于碱液中，而乙醇只显中性.2+2Na→+H2↑酚羟基可发生电离，显弱酸性，故称石炭酸酸性强弱顺序为：醋酸>碳酸>苯酚，苯酚不能使石蕊等指示剂变色；苯酚钠的水溶液里通入CO2，能制得苯酚，同时生成NaHCO3，而苯酚与Na2CO3反应只能生成NaHCO3，不放出CO2．+NaOH→+H2O+H2O+CO2→+NaHCO3注意：不管CO2是否过量都生成NaHCO3．不生成Na2CO3．②取代反应(鉴定酚类反应)苯酚中苯基也受羟基影响，使苯基上的取代反应较易进行，现从反应物、反应条件、反应类型、实验现象等几方面对苯与苯酚的有关反应作一比较．反应物反应条件反应类型现象及生成物苯液溴催化剂(Fe)取代生成不溶于水的无色液体——溴苯苯酚溴水不用催化剂无须加热取代生成白色沉淀(溴水褪色)——三溴苯酚+3Br2→+3HBr(2、4、6定位基取代)苯酚与溴水的反应很灵敏，常用于苯酚的定性和定量测定．但是不能认为能使溴水褪色产生白色沉淀的物质就是苯酚．因为可能有其他的干扰．所以必须配以FeCl3溶液的检验．③显色反应(鉴定酚类反应)酚类物质遇Fe3+，溶液呈特征颜色，苯酚溶液中滴入FeCl3溶液，溶液呈紫色．4．用途：合成染料、药剂、制炸药，用于作防腐消毒剂等．二、酚与芳香醇酚是苯环碳直接连接羟基(－OH)的化合物．当－OH连接在苯环取代基上的化合物，是芳香醇．如：化学式为C7H8O的芳香族化合物可能是醇类：苯甲醇酚类：三、苯酚的分离与提纯分离苯与苯酚的操作步骤：(1)加入NaOH溶液适量，振荡，静置，分液取上层为苯．(2)取下层液体，通足量CO2．(3)静置，分液取下层即为苯酚．(斗)实验时，不慎苯酚沾在皮肤上，立即用酒精洗涤．【难点突破】苯、甲苯和苯酚的比较类别 苯 甲苯 苯酚结构简式氧化反应 不被KMnO 4酸性溶液氧化可被KMnO 4酸性溶液氧化 常温下在空气中被氧化，呈粉红色 取 代 反 应 溴的状态 液溴液溴 浓溴水条件 催化剂催化剂 无催化剂产物甲苯的邻、间、对三种一溴代物特点 苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行 原因 酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得活泼，易被取代 与H 2 的加 成反 应条 件 催化剂、加热 催化剂、 加热催化剂、加热结 论 都含苯环，故都可发生加成反应【知识精要】醛一，乙醛的结构、性质1．结构：化学式C 2H 4O ，结构简式官能团－CHO(醛基)．2．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． (1)加成反应(醛基上的C=O 键断裂)CH 3CHO+H 2∆−→−NiCH 3CH 2OH(还原反应) (2)氧化反应(醛基上的C--H 键断裂)燃烧：2CH 3CHO+5O 2−−→−点燃4O 2+4H 2O催化氧化：2CH 3CHO+O 2∆−−→−催化剂2CH 3COOH 银镜反应：CH 3CHO+2[Ag(NH 3)2]OH −−→−水浴CH 3COONH 4+3NH 3+2Ag ↓+H 2O与新制Cu(OH)2反应：CH 3CHO+2Cu(OH)2−→−∆CH 3COOH+Cu 2O ↓+2H 2O二、醛类 1．甲醛()甲醛结构相当于含2个醛基．(1)具有醛类通性：氧化性和还原性，(2)具有一定的特性；1 molHCHO 可与4mol [Ag(NH 3)2]OH 反应生成4mol Ag.2．醛类 饱和一元醛的通式C n H 2n O(n ≥1)，随着相对分子质量增大而熔沸点渐高，化学性质主要为强还原性，可与弱氧化剂如银氨溶液、新制Cu(OH)2溶液反应生成羧酸，其氧化性一般仅限与氢气加成生成醇. 三、有机氧化、还原反应的概念 有机反应中：加氢、去氧为还原反应 加氧、去氢为氧化反应 如：CH 2==CH 2+H 2−−→−催化剂CH 3CH 3(即422H C －→623H C －)CH 3CHO+H 2∆−−→−催化剂CH 3CH 2OH （即O H C O H C 622421－→）2CH 3CHO+O 2∆−−→−催化剂2CH 3COOH (即2420421O H C O H C →－)同无机化学反应一样，有机物发生氧化反应，碳元素的化合价会升高，发生还原反应，碳元素的化合价会降低．四、乙醛的两个氧化反应实验成功的条件1．银镜反应：①银氨溶液要新制，配制时要先取AgNO 3溶液，后滴加氨水，使生成的AgOH 恰好溶解为止，②水浴加热，碱性环境，试管要洁净，不能搅拌， ③银镜反应可用于醛基的检验、醛基数目的确定． ④试管上银的清洗——稀HNO 3．2．与Cu(OH)2反应：①Cu(OH)2要新制，且NaOH 要稍过量，直接用酒精灯加热至沸腾．②此反应用于醛基的检验和测定．【难点突破】1. 醛的银镜反应以及与新制Cu(OH)2悬浊液的反应的定量关系.(1)一元醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时，量的关系如下：1mol ～2mol Ag1mol～1mol Cu2O(2)甲醛发生氧化反应时，可理解为：−−→−氧化−−→−氧化(H2CO3)所以，甲醛分子中相当于有2个－CHO，当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液作用时，可存在如下量的关系：1mol HCHO～4mol Ag1mol HCHO～4mol Cu(OH)2～2molCu2O2、有机物与Br2和酸性KMnO4溶液反应的比较官能团试剂－C≡C－苯的同系物醇酚醛能否褪色原因能否褪色原因能否褪色原能否褪色原能否褪色原因能否褪色原因Br2的CCl4溶液√加成反应√加成反应××√取代反应√氧化反应酸性KMnO4溶液√氧化反应√氧化反应√氧化反应√氧化反应√氧化反应√氧化反应注：“√”代表能；“×”代表不能。