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第39 讲 醛、酮、羧酸及其衍生物
目录
考情分析
网络构建
考点一 醛、酮
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 醛类
知识点2 酮的结构与性质
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查醛、酮的结构与性质
考向2 考查醛基的检验
考点二 羧酸 酯 油脂
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 羧酸
知识点2 酯
知识点3 油脂
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查羧酸的结构及其性质
考向2 考查酯的结构及其性质
考向3 考查油脂的结构及其性质
考点三 胺 酰胺
知识点1 胺
知识点2 酰胺
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查胺的结构及其性质
考向2 考查酰胺的结构及其性质
真题感悟
考点要求
考题统计
考情分析
醛、酮
2023 湖北卷第12 题,3 分
2022 湖北卷第13 题,3 分
2021 重庆卷第9 题,3 分
一、分析近五年高考试题,高考命题在本讲有以下规
律:
1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题
呈现,考查内容主要有以下两个方面:
(1)考查醛、酮、羧酸及其衍生物的结构与性质关系;
(2)考查醛、酮、羧酸及其衍生物的原子共平面、同分
异构体等。
2.从命题思路上看,侧重以陌生有机物的结构简式为情境
载体考查醛、酮、羧酸及其衍生物的重要性质。
二、根据高考命题的特点和规律,复习时要注意以下几
羧酸 酯 油
脂
2023 全国乙卷第8 题,6 分
2022 河北卷第2 题,3 分
2021 全国甲卷10 题,6 分
胺 酰胺
2023 山东卷第7 题,3 分
2022 山东卷第9 题,3 分
1
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个方面:
(1)醛、酮、羧酸及其衍生物的官能团有哪些;
(2)醛、酮、羧酸及其衍生物典型代表物的性质有哪
些,怎样检验;
考点一 醛、酮
知识点1 醛类
1.醛的定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物,简写为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元
醛分子的组成通式为CnH2nO(n≥1)。
2.醛的分类
醛
3.常见的醛——甲醛、乙醛
①甲醛、乙醛的分子组成和结构:
名称
结构式
分子式
结构简式
官能团
2
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甲醛
CH2O
HCHO
乙醛
C2H4O
CH3CHO
②甲醛、乙醛的物理性质:
名称
颜色
常态
气味
溶解性
甲醛
无色
气态
刺激性
易溶于水
乙醛
液态
气味
与水、乙醇等互溶
4.醛的化学性质
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
a.O2:2CH3CHO+O2
2CH3COOH
b.弱氧化剂:
新制Cu(OH)2悬浊液:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH――→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
银氨溶液:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
c.其他强氧化剂:如KMnO4(H+)、溴水,使KMnO4(H+)、溴水褪色。
(2)醛的还原反应(催化加氢)
+H2――→
。
(3)醛与具有极性键共价分子的羰基加成反应:
。
5.特殊的醛——甲醛
①结构特点与化学性质
甲醛的分子式为CH2O,其分子可以看成含两个醛基,如图所示。
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银镜反应的化学方程式为:HCHO+4Ag(NH3)2OH――→(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O。
与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH――→Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O。
②用途及危害
用途:水溶液可用于浸制生物标本,用来生产酚醛树脂。
危害:引起人中毒。
6.醛的应用和对环境、健康产生的影响
①醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。
②35%~ 40%的甲醛水溶液俗称福尔马林;具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
③劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。
④甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。
【易错警示】①醛基只能写成—CHO 或
,不能写成—COH;②醛与新制的Cu(OH)2 悬浊液反应时碱必
须过量且应加热煮沸;③醛类使酸性KMnO4 溶液或溴水褪色,二者均为氧化反应。
知识点2 酮的结构与性质
1.酮的结构
①羰基与两个烃基相连的化合物,酮的结构简式可表示为
;官能团:
,名称为酮羰基
或羰基。
②饱和一元酮的组成通式为CnH2nO(n≥3),与同碳原子数的饱和一元醛、烯醇、烯醚等互为同分异构体。
2.酮的化学性质
①不能发生银镜反应,不能被新制Cu(OH)2氧化。
②能发生加成反应
3.丙酮
丙酮是最简单的酮,是无色透明的液体,沸点56.2℃,易挥发,可与水、乙醇等互溶,是重要的有机溶剂
和化工原料。
考向1 考查醛、酮的结构与性质
例1.(2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)在无水环境中,醛或酮可在
的催化下与醇发生
反应,其机理如下图所示。下列说法错误的是
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A.加入干燥剂或增加
的浓度,可提高醛或酮的平衡转化率
B.甲醛和聚乙烯醇(
)发生上述反应时,产物中可含有六元环结构
C.总反应的化学方程式为
+2ROH
+H2O
D.在有机合成中,将醛转化为缩醛可保护醛基,缩醛再与水反应可恢复醛基
【变式训练】(2023·江苏徐州·统考三模)有机化合物Z 是一种重要化工中间体,可由如下反应制得。
下列有关说法正确的是
A.该反应涉及加成反应、消去反应
B.Y 分子中
和
杂化的碳原子数目比为1∶2
C.X、Y 均可与新制
悬浊液反应
D.1mol X 与氢气反应最多消耗氢气3mol
考向2 考查醛基的检验
例2.(2023·上海崇明·统考二模)布洛芬是常见解热镇痛药,合成该药物的部分线路如图示:
下列说法不正确的是
A.可用新制的氢氧化铜浊液鉴别I 和II
B.布洛芬的分子式为C13H18O2
C.mol 布洛芬最多可与
mol H2加成反应
D.布洛芬能发生取代、氧化等反应
【变式训练】(2023·上海宝山·统考一模)丙烯醛(
)是化工中很重要的合成中间体,广泛
用于树脂生产和有机合成,下列试剂能用于检验丙烯醛中的“
”的是
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A.
B.
C.
D.
考点二 羧酸 酯 油脂
知识点1 羧酸
1.概念:由烃基或氢原子与羧基相连而构成的有机化合物,官能团为—COOH。
2.羧酸的分类
羧酸
3.几种重要的羧酸
物质及名称
结构
类别
性质特点或用途
甲酸(蚁酸)
饱和一元脂肪酸
酸性,还原性(醛基)
乙二酸(草酸)
二元羧酸
酸性,还原性(+3 价碳)
苯甲酸(安息香酸)
芳香酸
它的钠盐常作防腐剂
高级脂肪酸
RCOOH(R 为碳原子
数较多的烃基)
饱和高级脂肪酸常温呈固态;
油酸:C17H33COOH 不饱和高级脂肪酸常温
呈液态
4.羧酸的化学性质
①弱酸性:RCOOH
RCOO-+H+
②酯化反应(取代反应)
5.羧酸的代表物——乙酸
(1)分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(2)物理性质
俗名
颜色
状态
溶解性
气味
醋酸
无色
通常为液体,温度低于16.6 ℃时
易溶于水
刺激性
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凝结成类似冰一样的晶体
(3)化学性质
乙酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
a.酸性:乙酸是一种常见的有机酸,具有酸的通性,其酸性强于碳酸,但仍属于弱酸,电离方程式为
CH3COOH
CH3COO-+H+。
乙酸表现酸性的主要现象及化学方程式如下:
b.取代反应:
①与醇酯化:CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
②与NH3反应生成酰胺:CH3COOH+NH3
+H2O
③α-H 取代:CH3COOH+Cl2
CH2ClCOOH+HCl
c.还原反应:CH3COOH
CH3CH2OH
(4)用途
乙酸是食醋的有效成分(普通食醋中含有质量分数为3%~5%的乙酸),在食品工业中乙酸常用作酸度调节
剂。另外,乙酸稀溶液常用作除垢剂,用来除去容器内壁的碳酸钙等污垢。
知识点2 酯
1.概念: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
(酯基)。
2.酯的物理性质
3.酯的化学性质
以
为例,写出酯发生反应的化学方程式:
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①酸性水解:
。
②碱性水解:
。
无机酸只起催化作用,碱除起催化作用外,还能中和水解生成的酸,使水解程度增大。
【易错警示】对酯的水解反应的理解: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,酯的水解平衡右移,水解程度增大。
4.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。
5.酯化反应的五种常见类型总结
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如CH3COOH+HOC2H5
CH3COOC2H5+H2O
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如2CH3COOH+
+2H2O
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
+2CH3CH2OH
+2H2O
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应:此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
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知识点3 油脂
1.油脂的组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O 三种元素组成,其结构可表示为
2.油脂的分类
3.油脂的物理性质
性质
特点
密度
密度比水小
溶解性
难溶于水,易溶于有机溶剂
状态
含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈液态;
含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈固态
熔、沸点
天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点
4.油脂的化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
烃基上含有碳碳双键,能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
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经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。
②酸性水解
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
3C17H35COOH。
③碱性水解(皂化反应)
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
3C17H35COONa;
碱性条件下水解程度比酸性条件下水解程度大。
【易错警示】(1)油脂属于酯类,但酯类物质不一定是油脂,油脂一定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不
能写成“油酯”。油脂虽然相对分子质量较大,但不属于高分子化合物。
(2)液态的油脂烃基中含有不饱和键,能使溴水褪色。
(3)天然油脂一般都是混合物。
5.油脂的用途
①为人体提供能量,调节人体的生理活动。
②工业生产高级脂肪酸和甘油。
③制肥皂、油漆等。
考向1 考查羧酸的结构及其性质
例1.(2023·安徽六安·六安一中校考模拟预测)异黄酮类化合物是药用植物的有效成分。一种异黄酮Z 的
部分合成路线如下:
下列有关化合物X、Y 和Z 的说法正确的是
A.X 分子中碳原子杂化类型均为sp2
B.Y 在水中的溶解性比Z 好
C.Z 与C2H5
l8OH 发生酯化反应,示踪原子
18O 在产物水中
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D.等物质的量的X、Y、Z,完全反应消耗NaOH 的物质的量之比为1∶2∶1
【变式训练】(2023·浙江绍兴·统考模拟预测)有机物A 的结构如图,下列说法正确的是
A.一定条件下,该有机物能与乙二醇生成聚酯
B.分子中所有碳原子可能共平面
C.1mol 该物质与足量氢气反应,最多可消耗5mol
D.1mol 该物质与足量NaOH 溶液反应,最多可消耗3mol NaOH
考向2 考查酯的结构及其性质
例2.(2023·福建宁德·统考一模)蟾蜍是捕食害虫的田园卫士,还能向人类提供治病良药。蟾蜍的药用成
分之一华蟾毒精醇的结构如图。下列说法正确的是
A.该物质属于芳香族化合物
B.该物质可发生加成反应、取代反应、氧化反应
C.1mol 该物质能消耗4molNaOH
D.该物质可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,且原理相同
【变式训练】(2023·湖南长沙·湖南师大附中校考模拟预测)抗癌药多烯紫杉醇中间体的结构简式如图所
示。下列关于该化合物的说法错误的是
A.分子式为
,分子中含有两种含氧官能团
B.分子中可能在同一平面上的碳原子最多为7 个
C.Na 和NaOH 溶液都能与该化合物反应
D.该有机物可在铜、加热条件下发生催化氧化反应
考向3 考查油脂的结构及其性质
例3.(2023·上海·统考模拟预测)巧克力中含有一种由硬脂酸(
)和甘油(
)酯化而成的脂肪
(硬脂酸甘油酯),因此具有润滑的口感,会在嘴里融化。硬脂酸甘油酯结构式如图所示,下列属于硬脂酸
甘油酯的性质的是
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A.熔点很高
B.难水解
C.分子中含有碳碳双键
D.缓慢氧化生成
和
【变式训练】(2023·安徽·校联考三模)近期,北京化工大学与清华大学联合课题组研究了一种电催化策
略,可将甘油三酯转化为LA.甘油三酯电催化升级过程示意图如下:
下列叙述错误的是
A.甘油三酯转化为GLY 是高分子转化为小分子的过程
B.地沟油、废弃的植物油可作为该催化升级过程的原料
C.GLY 在电催化过程中有氧化反应发生,LA 为其阳极产物。
D.LA 在一定条件下可用于生产能生物降解的聚合物
考点三 胺 酰胺
知识点1 胺
1.胺的结构
(1)定义:烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺,胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所
替代得到的化合物。
(2)通式:R—NH2,官能团的名称为氨基
如:甲胺的结构简式为CH3—NH2,苯胺的结构简式为
NH2。
(3)分类:根据取代烃基数目不同,胺有三种结构通式,分别为伯胺、仲胺、叔胺。
2.胺的物理性质
(1)状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固
体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。
(2)溶解性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性,随着碳原子数的增加,胺的水溶性逐渐下降。
3.胺的化学性质:胺类化合物具有碱性
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(1)电离方程式:RNH2+H2O
RNH+OH-
(2)与酸反应:RNH2+HCl
RNH3Cl;RNH3Cl+NaOH
RNH2+NaCl+H2O
NH2 +HCl
NH3Cl
苯胺
苯胺盐酸盐
4.用途:胺的用途很广,是重要的化工原料。例如,甲胺和苯胺都是合成医药、农药和染料等的重要原料。
知识点2 酰胺
1.酰胺的结构
(1)定义:羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。
(2)通式:
、
、
,其中酰胺基是酰胺的官能团,R1、R2可以相
同,也可以不同,R
C
O
叫做酰基,
C
O
NH2叫做酰胺基。
2.几种常见酰胺及其名称
结构简式
C
O
NH2
CH3
C
O
NH2
C
O
N(CH3)2
H
C
O
N
CH2CH3
CH3
名称
乙酰胺
苯甲酰胺
N,N二甲基甲酰胺
N-甲基-N-乙基苯甲酰胺
结构简式
C
O
CH3
NH
CH3
C
O
NH
CH3
C
O
CH3
N
CH3
CH3
CH3
C
O
N
CH3
名称
N-甲基乙酰胺
N-甲基苯甲酰胺
N,N-二甲基乙酰胺
N,N二甲基苯甲酰胺
3.酰胺(R
C
O
NH2)的化学性质——水解反应:酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如
果水解时加入碱,生成的酸就会变成盐,同时有氨气逸出。
(1)酸性(HCl 溶液):RCONH2+H2O+HCl⃗Δ RCOOH+NH4Cl
(2)碱性(NaOH 溶液):RCONH2+NaOH⃗Δ RCOONa+NH3↑
4.应用
酰胺常被用作溶剂和化工原料。例如,N,N二甲基甲酰胺是良好的溶剂,可以溶解很多有机化合物和无
机化合物,是生产多种化学纤维的溶剂,也用于合成农药、医药等。
考向1 考查胺的结构及其性质
例1.(2023·福建泉州·统考一模)拉贝洛尔(W)是一种甲型肾上腺受体阻断剂,常用于治疗高血压,可通
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过以下反应合成:
以下说法正确的是
A.X 分子式为
B.Y 能发生水解反应和消去反应
C.W 分子中所有碳原子可能共平面
D.W 可与HCl 反应生成盐酸盐
【变式训练】(2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测)下图为合成药物
工艺过程中的某一步转化关系
(反应条件已省略)。
下列说法正确的是
A.上述反应为取代反应,生成物有化合物丙和乙酸
B.化合物甲分子中含有4 个手性碳原子
C.化合物甲和化合物丙均含有的官能团为氨基、酰胺基和酚基
D.丙在一定条件下可以分别与氢氧化钠水溶液、盐酸以及氢气发生反应
考向2 考查酰胺的结构及其性质
例2.(2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测)对乙酰氨基酚是感冒冲剂的有效成分,其结构简式如
图所示。下列有关说法正确的是
A.难溶于热水,能发生消去反应
B.在人体内能发生水解反应
C.分子中所有原子可能共平面
D.不能与FeCl3溶液发生显色反应
【变式训练】(2023·天津·校联考模拟预测)某神经类药物的结构如图所示。下列说法不正确的是
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A.分子中碳原子的杂化方式有
和
两种
B.结构中
是酰胺基,可以水解
C.1mol 该物质与足量
反应,最多消耗8mol
D.该物质与NaOH 溶液共热,碳氯键可以发生取代反应
1.(2023·全国·统考高考真题)藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法
错误的是
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2 种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
2.(2021·湖北·统考高考真题)氢化可的松乙酸酯是一种糖皮质激素,具有抗炎、抗病毒作用,其结构简
式如图所示。有关该化合物叙述正确的是
A.分子式为C23H33O6
B.能使溴水褪色
C.不能发生水解反应
D.不能发生消去反应
3.(2022·湖北·统考高考真题)同位素示踪是研究反应机理的重要手段之一、已知醛与H2O 在酸催化下存
在如下平衡:
。据此推测,对羟基苯甲醛与10 倍量的D2
18O 在少量酸催化下反
应,达到平衡后,下列化合物中含量最高的是
A.
B.
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C.
D.
4.(2023·北京·统考高考真题)下列过程与水解反应无关的是
A.热的纯碱溶液去除油脂
B.重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C.蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D.向沸水中滴入饱和
溶液制备
胶体
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