2020年高中化學新教材同步必修第二冊 第7章 第三節(jié) 第3課時　官能團與有機化合物的分類

第3課時官能團與有機化合物的分類[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解根據(jù)官能團類別進行有機物分類的依據(jù)，了解官能團之間轉(zhuǎn)化和物質(zhì)類別的關(guān)系，培養(yǎng)“宏觀辨識及變化觀念”。2.了解多官能團有機物性質(zhì)分析的基本方法，提高“證據(jù)推理與模型認知”能力。根據(jù)有機物分子中所含官能團不同，常見有機化合物有如下分類，并寫出官能團名稱或結(jié)構(gòu)簡式(1)含有碳碳雙鍵的有機物屬于烯烴(×)提示含有碳碳雙鍵的烴才屬于烯烴，分子中只有碳和氫兩種元素。(2)芳香烴的官能團為苯環(huán)(×)提示芳香烴分子中不含有官能團，苯環(huán)不是官能團。(3)乙醇和乙酸分子中都含有羥基，故它們屬于同一類物質(zhì)(×)提示乙醇分子中所含官能團為羥基，乙酸分子中含有的官能團為羧基，它們不屬于同類。(4)分子中含有的有機物屬于酯類(×)提示羧酸分子中含有也存在結(jié)構(gòu)，但不屬于酯類，酯類分子中含有官能團為。寫出如下轉(zhuǎn)化中反應(yīng)的化學方程式，并分析官能團及有機物類別變化①CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(一定條件))CH3CH2OH，烯烴轉(zhuǎn)化為醇類。②2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，醇類轉(zhuǎn)化為醛類。③2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2CH3COOH，醛類轉(zhuǎn)化為羧酸類。④CH3CH2OH＋CH3COOHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O，羧酸和醇轉(zhuǎn)化為酯。1．下列有機物屬于醇類的是()A． B．C． D．答案B解析的官能團為，屬于羧酸類；分子內(nèi)含2個—OH，屬于醇類；為碳酸，不為醇類；的官能團為醛基(—CHO)，為醛類。2．下列物質(zhì)和乙酸為同系物的是()A． B．CH2CH—COOHC． D．答案A解析同系物是結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物。3．某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如下，下列關(guān)于該有機物的說法中錯誤的是()A．分子式為C14H18O6B．含有羥基、羧基和苯基C．能發(fā)生取代反應(yīng)D．能使溴水褪色答案B解析根據(jù)有機物結(jié)構(gòu)簡式可判斷該有機物分子式為C14H18O6，A項正確；該有機物的結(jié)構(gòu)含羥基、羧基，但不含苯基，B項錯誤；羧基、羥基能發(fā)生取代反應(yīng)，碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng)，碳碳雙鍵能使溴水褪色，C、D項正確。課時對點練A組基礎(chǔ)對點練題組一官能團與有機化合物類別1．下列物質(zhì)類別與所含官能團都正確的是()A．烴類B．羧酸—CHOC．醛類—CHOD．酯類答案D解析A項中物質(zhì)為鹵代烴，官能團為，錯誤；B項中物質(zhì)為羧酸，官能團為—COOH，錯誤；C項中物質(zhì)屬于酯類，官能團為，錯誤；D項中物質(zhì)為甲酸乙酯，官能團為，正確。2．有關(guān)官能團和物質(zhì)類別關(guān)系，下列說法正確的是()A．有機物分子中含有官能團，則該有機物一定為烯烴類B．和分子中都含有(醛基)，則兩者同屬于醛類C．CH3—CH2—Br可以看作CH3CH3的一個氫原子被—Br代替的產(chǎn)物，因此CH3CH2Br屬于烴類D．的官能團為—OH(羥基)，屬于醇類答案D解析有機物分子中含有不一定為烯烴，如CH2=CH—COOH，A錯誤；為酯類，官能團為(酯基)，為羧酸，官能團為(羧基)，都不為醛類，B錯誤；為烴的衍生物，屬于鹵代烴，官能團為CBr，不為烴，C錯誤；名稱為乙二醇，屬于醇類，D正確。3．人類已進入網(wǎng)絡(luò)時代，長時間看顯示屏的人，會感到眼睛疲勞，甚至會對眼睛產(chǎn)生傷害，維生素A常作為保健藥物，緩解視覺疲勞，維生素A的結(jié)構(gòu)簡式為，有關(guān)維生素A的敘述正確的是()A．維生素A含有6種官能團B．維生素A屬于醇類C．1mol維生素A最多可以和3molH2加成D．維生素A能被酸性KMnO4溶液氧化，但不能和氧氣發(fā)生催化氧化答案B解析據(jù)維生素A的結(jié)構(gòu)簡式，可知分子中含有和—OH兩種官能團，A錯誤；維生素A可看作不飽和鏈烴中一個氫原子被—OH取代后的產(chǎn)物，因此屬于醇類，B正確；1mol維生素A含有5mol，因此需要5molH2加成，C錯誤；維生素A既可以被酸性KMnO4溶液氧化又可以在Cu為催化劑作用下被氧氣氧化，D錯誤。題組二多官能團轉(zhuǎn)化及性質(zhì)探究4．蘋果酸(結(jié)構(gòu)簡式為)易溶于水，常用來作汽水、糖果的添加劑。下列有關(guān)說法中，正確的是()A．蘋果酸屬于烴B．蘋果酸中有3種官能團C．蘋果酸的分子式是C3H6O5D．蘋果酸能使紫色石蕊溶液變紅答案D解析蘋果酸分子中含有C、H、O三種元素，屬于烴的衍生物，不屬于烴，A錯誤；蘋果酸分子中含有羧基和羥基兩種官能團，B錯誤；根據(jù)蘋果酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，蘋果酸的分子式是C4H6O5，C錯誤；蘋果酸分子中含有羧基，羧基具有酸的通性，能使紫色石蕊溶液變紅，D正確。5．(2019·天津一中高一期中)某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列物質(zhì)中不能與其反應(yīng)的是()A．乙酸 B．乙醇C．碳酸鈉溶液 D．溴水答案D解析分子中含有羥基，能與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，A錯誤；含有羧基，能與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，B錯誤；含有羧基，能與碳酸鈉溶液反應(yīng)放出二氧化碳，C錯誤；該有機物不能與溴水反應(yīng)，D正確。6．(2018·哈爾濱六中月考)某有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。有關(guān)該化合物的敘述不正確的是()A．該有機物的分子式為C11H12O2B．1mol該物質(zhì)最多能與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)C．該有機物在一定條件下，可以發(fā)生取代、氧化、酯化反應(yīng)D．該有機物與鈉反應(yīng)不如水與鈉反應(yīng)劇烈答案D解析A項，根據(jù)有機物的結(jié)構(gòu)簡式可知該有機物的分子式為C11H12O2，不符合題意；B項，分子中含有苯環(huán)和碳碳雙鍵，1mol該物質(zhì)最多能與4molH2發(fā)生加成反應(yīng)，不符合題意；C項，該有機物含有苯環(huán)、碳碳雙鍵和羧基，在一定條件下，可以發(fā)生取代、氧化、酯化反應(yīng)，不符合題意；D項，羧基與鈉反應(yīng)比水與鈉反應(yīng)劇烈，符合題意。7．山梨酸是一種常用的食品防腐劑，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3—CH=CH—CH=CH—COOH。下列關(guān)于山梨酸性質(zhì)的敘述中，不正確的是()A．可與鈉反應(yīng)B．可與碳酸鈉溶液反應(yīng)C．可與溴的四氯化碳溶液發(fā)生取代反應(yīng)D．可生成高分子化合物答案C解析分子中含—COOH，與Na反應(yīng)生成氫氣，與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，A、B正確；分子中含碳碳雙鍵，與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)，C錯誤；分子中含碳碳雙鍵，可發(fā)生加聚反應(yīng)生成高分子化合物，D正確。8．(2019·開封高一檢測)分子式為C3H6O3的有機化合物M分子中含一個甲基，具有如下性質(zhì)：①M＋Na→迅速產(chǎn)生氣泡；②M＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))有香味的物質(zhì)。②M＋CH3COOHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))有香味的物質(zhì)。(1)根據(jù)上述信息，對該化合物可作出的判斷是______(填字母)。A．M分子中即含有羥基又含有羧基B．有機化合物M為丙醇C．有機化合物M為丙酸D．有機化合物M可以和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳氣體(2)M與金屬鈉反應(yīng)的化學方程式為_____________________________________。(3)化合物M和CH3CH2OH反應(yīng)生成的有香味的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為________________。(4)有機化合物N分子式為C2H4O3，與Na反應(yīng)迅速產(chǎn)生H2，且1molN與足量Na反應(yīng)放出1molH2，則N的結(jié)構(gòu)簡式為________________，M和N的關(guān)系為______(填“同系物”“同分異構(gòu)體”或“同一物質(zhì)”)。答案(1)AD(2)(3)(4)CH2HOCOOH同系物解析(1)根據(jù)M的分子式及M的化學性質(zhì)可推知M為(乳酸)。(2)分子中的—OH和—COOH都可以和Na反應(yīng)生成H2，與H2的物質(zhì)的量之比為1∶1。(3)可以和乙醇反應(yīng)生成。(4)與Na反應(yīng)迅速，則含有—COOH，且產(chǎn)生H2與消耗N的物質(zhì)的量比為1∶1，根據(jù)分子式，則必含—OH，N的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2COOH，M和N分子中都含—OH和—COOH，且分子組成上相差一個CH2原子團，故M和N的關(guān)系為同系物。B組綜合強化練1．(2019·南昌高一檢測)乙酸分子的結(jié)構(gòu)式為，下列反應(yīng)及斷鍵部位正確的是()①乙酸和氫氧化鈉反應(yīng)，是①鍵斷裂②乙酸與乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，是②鍵斷裂③在紅磷存在時，Br2與CH3COOH的反應(yīng)：CH3COOH＋Br2eq\o(→,\s\up7(紅磷))H2CBrCOOH＋HBr，是③鍵斷裂④乙酸變成乙酸酐的反應(yīng)：2CH3COOH→，是①②鍵斷裂A．僅①②③ B．①②③④C．僅②③④ D．僅①③④答案B解析乙酸和NaOH反應(yīng)生成CH3COONa，是①鍵斷裂，①描述正確；在酯化反應(yīng)中，乙酸脫去的是—OH，為②鍵斷裂，②描述正確；與Br2在紅磷作用下反應(yīng)時，Br—取代了乙酸甲基上的氫原子，為③鍵斷裂，③描述正確；生成乙酸酐的反應(yīng)，是一分子中①鍵斷裂，另一分子中②鍵斷裂，④描述正確，故B項正確。2．檸檬中含有大量的檸檬酸，因此被譽為“檸檬酸倉庫”。檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式為，則檸檬酸分別與足量的金屬鈉和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成等量的氣體，則消耗檸檬酸的物質(zhì)的量之比為()A．2∶3B．3∶2C．4∶3D．3∶4答案B解析由檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，1mol檸檬酸分子中含有1mol羥基和3mol羧基，羥基和羧基都能與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)，因此1mol檸檬酸和Na反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為2mol；羧基能與碳酸氫鈉反應(yīng)，而羥基不能和碳酸氫鈉反應(yīng)，1mol檸檬酸和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳的物質(zhì)的量為3mol，要生成等量的氣體，則消耗的檸檬酸的物質(zhì)的量之比為3∶2，故選擇B。3．(2019·安陽高一檢測)分子式為C4H8O2并能與碳酸氫鈉反應(yīng)放出二氧化碳的有機物有(不含立體異構(gòu))()A．2種B．3種C．5種D．6種答案A解析據(jù)信息分子式為C4H8O2的應(yīng)為羧酸，C4H8O2可以看作是C3H8分子中的一個氫原子被羧基(—COOH)取代產(chǎn)生的，—C3H7有2種不同的結(jié)構(gòu)，因此符合該性質(zhì)的羧酸的種類也應(yīng)該是2種，故答案為A。4．(2019·沈陽高一檢測)將含有一個羥基的化合物A10g，與乙酸反應(yīng)生成乙酸某酯11.85g，并回收到未反應(yīng)的A1.3g，則A的相對分子質(zhì)量約為()A．98B．116C．158D．278答案B解析設(shè)該化合物為ROH，其相對分子質(zhì)量為x，實際參加反應(yīng)的A的質(zhì)量為10g－1.3g＝8.7g，則反應(yīng)的化學方程式可表示為ROH＋CH3COOHeq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))CH3COOR＋H2OΔMrx 428.7g11.85g－8.7geq\f(x,42)＝eq\f(8.7g,11.85g－8.7g)，解得：x＝116，故A的相對分子質(zhì)量約為116。5．(2019·宿遷高一檢測)在常壓和120℃條件下，把乙酸汽化為蒸氣，然后和甲烷以任意比例混合，混合氣體的體積為VL。將其完全燃燒，需消耗相同條件下的氧氣的體積是()A．2VLB．2.5VLC．3VLD．無法計算答案A解析CH3COOH可以寫成“CH4·CO2”，所以物質(zhì)的量相同的乙酸與甲烷消耗氧氣的量相同。6．(2019·山東煙臺高一檢測)已知反應(yīng)＋乙eq\o(,\s\up7(濃H2SO4))＋H2O，則下列判斷不正確的是()A．乙物質(zhì)為甲醇B．該反應(yīng)為取代反應(yīng)C．甲和乙都能與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣D．甲、乙、丙都能使溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)而褪色答案D解析根據(jù)反應(yīng)方程式，可知乙為甲醇(CH3OH)，發(fā)生的為酯化反應(yīng)，也為取代反應(yīng)，故A、B項正確；甲中含—COOH，乙(CH3OH)分子中含有—OH，都能和金屬鈉反應(yīng)生成H2，C項正確；甲和丙分子中含有，可以和溴發(fā)生加成反應(yīng)，但乙為CH3OH，不能和溴發(fā)生加成反應(yīng)，故D錯誤。7．已知有機物A、B、C、D在一定條件下有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：請回答下列有關(guān)問題：(1)寫出B的分子式：___________________________________________________________。(2)③的反應(yīng)類型為_____________________________________________________________。(3)兩分子D在濃硫酸存在的條件下加熱可以發(fā)生自身的酯化反應(yīng)生成E或F，且E的相對分子質(zhì)量比F的小，則E和F的結(jié)構(gòu)簡式分別為______________________________、________________________________________________________________________。(4)下列關(guān)于有機物A的說法正確的有________(填字母)。a．含有氫氧根離子，具有堿性b．能發(fā)生加聚反應(yīng)c．能使溴水褪色d．在一定條件下能與冰醋酸反應(yīng)答案(1)C7H14O2(2)氧化反應(yīng)(3)(4)bcd解析(2)反應(yīng)③為醛基變成羧基的反應(yīng)，為氧化反應(yīng)。(3)D分子中含有羥基和羧基，兩分子D可以通過一個羥基和一個羧基的酯化反應(yīng)生成F，也可以通過兩個羥基和兩個羧基同時發(fā)生的酯化反應(yīng)生成E。(4)A分子中含有羥基，能與冰醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)，不含氫氧根離子，不具有堿性，a項錯誤，d項正確；含有碳碳雙鍵，能發(fā)生加聚反應(yīng)，能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)而使之褪色，b、c兩項正確。8．已知A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平，B、D是飲食中兩種常見的有機物，F(xiàn)是一種有香味的物質(zhì)，F(xiàn)中碳原子數(shù)是D的兩倍。現(xiàn)以A為主要原料合成F和高分子化合物E，其合成路線如圖所示。(1)A的結(jié)構(gòu)式為________________，B中決定其性質(zhì)的重要官能團的名稱為________。(2)寫出反應(yīng)的化學方程式并判斷反應(yīng)類型。①_____________________________，反應(yīng)類型：________________。②_______________________，反應(yīng)類型：________________。(3)實驗室怎樣鑒別B和D？_____________________________