“烃的衍生物”考点探析

丁丽丽

烃的衍生物包括卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等，是有机化学的重要组成部分, 也是每年高考必考的内容之一，更是历年高考中有机化学知识考查的重点和热点．试题命制形式有选择题,也有综合填空题．烃的衍生物考点多,试题难度大,区分度高．本文针对新课标下高考对该部分考点的考查作分类解读．

1 卤代烃化学性质的应用

【考点分析】卤代烃是一类重要的烃的衍生物,它是联系烃和烃的衍生物的桥梁,卤代烃在有机合成中起到“承上启下”的作用,在药物、新材料等的合成中常作为反应原料或中间体,是高考考查的核心内容．

例1以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图1所示,则下列说法正确的是( ).

图1

B. ①②的反应类型分别是取代和消去

C. 反应②③的条件分别是浓硫酸加热、光照

,

可知反应①为光照条件下的取代反应,反应②为在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去反应,反应③为加成反应,反应④为在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去反应,选项B正确;反应②为卤代烃的消去反应,需要的反应试剂和反应条件为氢氧化钠醇溶液、加热,反应③为烯烃的加成反应,条件为常温,选项C错误;N为环戊烯,含碳碳双键,环戊二烯也含碳碳双键,二者均能使高锰酸钾褪色,则酸性KMnO4溶液褪色不能证明环戊烷已完全转化成环戊二烯,选项D错误.答案为B．

点评 卤代烃在不同条件下能发生水解反应和消去反应,可引入醇羟基(—OH)和碳碳双键．因此可以实现多种官能团之间的相互转化,在有机合成中起到桥梁和纽带的作用．

2 醇和酚的官能团相同却性质各异

【考点分析】醇、酚含有相同官能团(—OH),但由于与—OH直接相连的烃基不同,而具有不同的性质,它们是两类重要的有机物．高考中涉及这一知识点的试题难度都不大,多以选择题、填空题的形式出现．

例2已知伞形酮可用雷琐苯乙酮和苹果酸在一定条件下反应制得，如图2所示.

图2

下列说法中正确的是( ).

A. 一分子反应物雷琐苯乙酮含有3个碳碳双键

B. 苹果酸的一种缩聚产物是

C. 1 mol伞形酮与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH

D. 反应中涉及的3种有机物都能与FeCl3溶液发生显色反应

【点睛】选项C是易错点,注意掌握有机物分子中能与氢氧化钠反应的官能团,尤其需要注意酯基水解或卤代烃水解后是否还产生酚羟基．

点评 学习有机物时需要记住的关键点是“结构决定性质”. 1)醇含有醇羟基,具有如下化学性质:a) 与Na反应;b) 与HX反应;c) 脱水反应(170℃分子内脱水→烯烃、140℃分子间脱水→醚);d) 氧化反应→醛(或酮);e) 酯化反应;f) 可燃．2) 酚含有酚羟基,具有如下化学性质:a) 弱酸性;b) 取代反应[浓溴水→三溴苯酚(白色沉淀)];c) 与FeCl3溶液反应显紫色;d) 氧化反应→苯醌(粉色);e) 合成酚醛树脂．

3 醛和酮类物质的性质判断

【考点分析】醛类化合物中因含有醛基而表现出特有的性质,既能被氧化又能被还原．高考试题中常考查含有碳碳双键的醛类物质的官能团的鉴别方法．高考中涉及这一知识点的试题具有一定难度,考查学生的综合能力．

例3香豆素-3-羧酸是日用化学工业中重要香料之一,它可以通过水杨醛经多步反应合成，如图3所示.

图3

下列说法正确的是( ).

A. 1 mol水杨醛最多能与4 mol H2发生加成反应

B. 可用酸性高锰酸钾溶液检验中间体M中是否混有水杨醛

C. 中间体M、香豆素-3-羧酸互为同系物

D. 1 mol香豆素-3-羧酸最多能与2 mol NaOH发生反应

解析 水杨醛分子中苯环、羰基可与氢气发生加成反应,则1 mol水杨醛最多能与4 mol H2发生加成反应,选项A正确;M中含碳碳双键,水杨醛含酚羟基、—CHO,均能使高锰酸钾溶液褪色,故不能用其检验M中是否含有水杨醛,选项B错误;中间体M与香豆素-3-羧酸中含有的官能团种类和数目都不同,二者不是同系物,选项C错误;香豆素-3-羧酸分子中含有1个羧基和1个酯基,酯基水解产生1个羧基和1个酚羟基．则1 mol香豆素-3-羧酸最多能与3 mol NaOH反应,选项D错误.答案为A．

点评 要正确解决有关醛类物质的试题:1)必须明确醛基的结构特点;2)必须明确醛和酮的结构与性质的差异;3)必须掌握醛基特有的性质,由于醛基很活泼,故醛可以发生多种化学反应,是醇转化为羧酸的桥梁,要掌握醇、醛、羧酸之间的相互转化关系;4)必须掌握碳氧双键、碳碳双键发生加成反应时的异同点．

4 羧酸和酯类物质的性质推断

【考点分析】羧酸和酯是重要的有机化合物,与生命活动密切相关．高考试题中常以综合应用题出现，着力考查考生对其结构和性质应用能力的掌握情况．

例4某有机物的键线式结构如图4所示,下列关于该有机物的描述不正确的是( ).

图4

A. 含有4种官能团

B. 能发生取代、加成、酯化、氧化、还原等反应

C. 1 mol该物质最多可与3 mol H2发生加成反应

D. 该有机物与Na、NaOH、Na2CO3均能反应

点评 要正确解决有关羧酸和酯类物质的试题:1)必须明确羧酸和酯类的结构特点;2)要明确羧酸和酯类的结构与性质的差异;3)要掌握酯化反应的实质,要掌握醇、醛、羧酸之间的相互转化关系．

5 糖类、油脂、蛋白质的性质与用途

【考点分析】高考中通常以重要代表物为例来考查糖类、油脂、蛋白质的概念、结构、组成、主要性质和用途．常以选择题、填空题出现．

例5下列说法不正确的是( ).

A. 棉花、花生油、蛋白质都属于高分子化合物

B. 蔗糖、麦芽糖均为二糖,互为同分异构体

C. 油脂在热NaOH溶液中完全水解后加入饱和食盐水,可观察到液面上有固体析出

D. 分别向含鸡蛋清的溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液和CuSO4溶液,都产生沉淀,但原理不同

解析 棉花、蛋白质都属于高分子化合物,而花生油不属于高分子化合物,选项A说法错误;蔗糖、麦芽糖均为二糖,分子式都是C12H22O11,但分子结构不同,互为同分异构体,选项B说法正确;油脂在热NaOH溶液中完全水解后产生高级脂肪酸盐和甘油,加入饱和食盐水,能够降低高级脂肪酸盐的溶解度,而高级脂肪酸盐的密度比水小,在常温下为固体物质,因此可观察到液面上有固体析出,选项C说法正确;鸡蛋清属于蛋白质,向鸡蛋清的溶液中加入(NH4)2SO4浓溶液,会降低蛋白质的溶解度而结晶析出,发生的是盐析作用;而向鸡蛋清的溶液中加入CuSO4溶液,由于CuSO4是重金属盐,会使蛋白质发生变性而产生沉淀,因此二者出现沉淀的原理不同,选项D说法正确.答案为A．

点评 解答糖类的相关问题时,要从多角度透视糖类的有关概念及性质;正确理解概念,掌握氨基酸的结构,再结合烃的衍生物的相关官能团的性质及转化,学会吸收信息,并能迁移运用,这样才能迅速找到解决问题的方法．

6 重要有机化学实验

【考点分析】高考中有机化学实验的侧重点是有机合成与分离．常以选择题、填空题出现．着力考查有机实验的原理分析、操作步骤探究、产品提纯等．

表1

Ⅰ. 如图5是实验室制备无水AlCl3可能需要的装置.

图5

(1)检查B装置气密性的方法是________．

(2)制备无水AlCl3的装置依次合理的连接顺序为____(填小写字母),其中E装置的作用是______．

(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是________．

图6

Ⅱ.如图6是实验室制备叔丁基苯的装置(夹持装置略).在三颈烧瓶中加入50 mL苯和适量的无水AlCl3,由恒压漏斗滴加氯代叔丁烷10 mL,一定温度下反应一段时间后,将反应后的混合物洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置、过滤,蒸馏得叔丁基苯20 g．

(4)使用恒压漏斗的优点是________;加入无水MgSO4固体的作用是________．

(5)洗涤混合物时所用的试剂有如下3种,正确的顺序是________．(填序号)

① 5%的Na2CO3溶液； ② 稀盐酸； ③ H2O.

(6)本实验中叔丁基苯的产率为________．(保留3位有效数字)

解析 (1)检查B装置气密性的方法是在分液漏斗中注入水后,关闭止水夹,打开分液漏斗的活塞使液体流下,一段时间后液体不能继续流下,说明气密性良好.

(2)制备无水AlCl3,要在装置B中利用浓盐酸与二氧化锰加热条件下反应生成氯气,通过装置D中的饱和食盐水将氯气中的氯化氢除去,用装置C干燥氯气,纯净干燥的氯气进入装置F与铝粉在加热条件下反应生成氯化铝,用碱石灰防止空气中的水蒸气进入，同时吸收未反应的氯气,故装置的连接顺序为defghijc,其中E装置的作用是防止空气中的水蒸气进入,并吸收多余的氯气.

(3)实验时应先加热圆底烧瓶再加热硬质玻璃管,其原因是若先加热硬质玻璃管,Al 先与 O2反应,无法制得纯净 AlCl3.

(4)使用恒压漏斗可以平衡漏斗内外的压强,使液体顺利滴下,在洗涤后所得产物中加入少量无水MgSO4固体,目的是吸收产品中少量的水分,起到干燥的作用.

(5)稀盐酸洗涤可以除去氯化铝杂质,再用5%Na2CO3溶液除去过量的盐酸,最后用水洗涤除去剩余的5% Na2CO3,故答案为②①③.

(6)加入苯的物质的量为

氯代叔丁烷的物质的量为

点评 本题考查化学反应试剂的使用、反应条件的选择、杂质的去除、混合物的分离方法、物质的检验、化学实验操作步骤、化学反应方程式的书写等知识．