師殿峰

“烴的含氧衍生物”一章(《化學 選修5 有機化學基礎》第三章)蘊含著豐富的知識規(guī)律，為幫助同學們學習掌握有關知識規(guī)律，現(xiàn)將其分析歸納如下。

一、有關醇的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）飽和一元脂肪醇的通式為CnH2n+1OH，簡寫為R－OH；其分子式的通式為CnH2n+2O。

（2）含相同碳原子數(shù)的飽和一元脂肪醇與飽和一元脂肪醚互為同分異構體。如CH3CH2OH(乙醇)與CH3OCH3(甲醚)互為同分異構體。

（3）醇的相對分子質量為偶數(shù)。

2.物理性質規(guī)律

（1）狀態(tài)和溶解性：低級的飽和一元脂肪醇為無色中性液體，甲醇、乙醇、丙醇與水以任意比混溶；含4個～11個C的醇為油狀液體，可以部分地溶于水；含12個C以上的醇為無色、無味的蠟狀固體，不溶于水。

（2）沸點：由于醇分子間存在著氫鍵，使醇的沸點比相應烴的沸點高，且醇的沸點一般隨著分子里碳原子數(shù)的遞增而升高。含相同碳原子數(shù)的飽和一元脂肪醇，直鏈醇的沸點比含支鏈醇的沸點高。

（3）熔點：醇的熔點比相應烴的熔點高，且直鏈醇的熔點一般隨著分子里碳原子數(shù)的遞增而升高。

3.化學性質規(guī)律

（1）醇與活潑金屬的反應規(guī)律：醇與活潑金屬(如K、Na、Mg、Al等)能夠發(fā)生置換反應生成醇鈉和H2。1 mol一元醇(如CH3CH2OH)與足量的活潑金屬反應生成1/2 mol H2，1 mol二元醇(如HOCH2CH2OH)與足量的活潑金屬反應生成1 mol H2，1mol三元醇(如HOCH2CHOHCH2OH)與足量的活潑金屬反應生成3/2 mol H2。即1 mol n元醇與足量的活潑金屬反應生成n/2 mol H2。

（2）醇與氫鹵酸的反應規(guī)律：醇與氫鹵酸(HX)能夠發(fā)生取代反應生成鹵代烴和水。一元醇(如CH3CH2OH)與氫鹵酸發(fā)生取代反應生成一鹵代烴；二元醇(如HOCH2CH2OH)與氫鹵酸發(fā)生取代反應可生成二鹵代烴，多元醇(如HOCH2CHOHCH2OH)與氫鹵酸發(fā)生取代反應可生成多鹵代烴。

（3）醇的燃燒反應規(guī)律：醇能夠在空氣里完全燃燒生成CO2和水，且1 mol飽和一元脂肪醇CnH2n+2O完全燃燒需要消耗3n/2 mol O2，同時生成n mol CO2和(n+1)mol H2O。

（4）醇的催化氧化反應規(guī)律：連有羥基的碳原子上含有兩個或三個氫原子的醇(如CH3CH2OH或CH3OH)，發(fā)生催化氧化反應生成醛；連有羥基的碳原子上含有一個氫原子的醇(如CH3CHOHCH3)，發(fā)生催化氧化反應生成酮；連有羥基的碳原子上沒有氫原子的醇［如(CH3)3COH］，不能發(fā)生催化氧化反應。

（5）醇的消去反應規(guī)律：

①在一定條件下，一元醇(如CH3CH2OH)發(fā)生分子內(nèi)脫水反應生成烯烴；二元醇(如CH3CHOHCHOHCH3)發(fā)生分子內(nèi)脫水反應可生成炔烴或二烯烴。

②與連有羥基碳原子相鄰的兩個或三個碳原子上均含有氫原子的醇，可能有兩種或三種消去方式，可能生成兩種或三種烯烴。

③含有一個碳原子的醇(CH3OH)和與連有羥基碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子的醇［如(CH3)3CCH2OH］不能發(fā)生消去反應。

（6）醇分子間的脫水反應規(guī)律：在一定條件下，兩分子醇之間脫去一分子水生成醚，且兩分子一元醇脫去一分子水生成一元醚；醇分子間的脫水反應屬于取代反應。

二、有關酚的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）苯酚及其同系物(即烷基苯酚)分子式的通式為CnH2n-6O。

（2）酚的相對分子質量為偶數(shù)。

（3）碳原子數(shù)相同、且分子式符合CnH2n-6O通式的酚與芳香醇及芳香醚互為同分異構體。如OHCH3、CH2OH與OCH3互為同分異構體。

2.化學性質規(guī)律

（1）酚具有弱酸性，能與NaOH溶液反應。且1 mol一元酚能夠與1 mol NaOH反應，1 mol二元酚能夠與2 mol NaOH反應，即1 mol n元酚能夠與n mol NaOH反應。

（2）酚能與溴水發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(發(fā)生在連有酚羥基碳原子的鄰、對位碳原子上)。

（3）酚能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。

三、有關醛的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）飽和一元脂肪醛分子式的通式為CnH2nO。

（2）醛的相對分子質量為偶數(shù)。

（3）含相同碳原子數(shù)的飽和一元脂肪醛與飽和一元脂肪酮及一元單烯醇互為同分異構體。如CH3CH2CHO(丙醛)與CH3COCH3(丙酮)及CH2＝CHCH2OH(丙烯醇)互為同分異構體。

（4）醛的同分異構體由醛分子中烴基的碳鏈異構所致，即醛的同分異構體數(shù)目由醛分子中烴基的異構體數(shù)目決定。如丁醛C4H8O(C3H7-CHO)屬于醛類的同分異構體有2種，原因是C3H7-有2種異構體；又如戊醛C5H10O(C4H9-CHO)屬于醛類的同分異構體有4種，原因是C4H9-有4種異構體。

2.物理性質規(guī)律

（1）狀態(tài)：在常溫下，甲醛為氣態(tài)，含碳原子數(shù)較少的一元醛一般為液態(tài)，含碳原子數(shù)較多的一元醛一般為固態(tài)。

（2）溶解性：甲醛、乙醛易溶于水，其他一元醛在水中的溶解度一般隨著相對分子質量的增大而減?。淮蠖鄶?shù)醛一般微溶于水或難溶于水，但易溶于一般的有機溶劑。

（3）沸點：醛的沸點比相對分子質量相當?shù)臒N和醚的稍高，但比相應的醇的沸點低。不帶支鏈的飽和一元脂肪醛的沸點一般隨著分子中碳原子數(shù)的增加而升高。

3.化學性質規(guī)律

（1）醛的加成反應規(guī)律：醛與H2加成所得到的醇所連羥基碳原子上含有2個氫原子(這樣的醇叫做伯醇)，且一元醛(RCHO)與H2發(fā)生加成反應生成一元醇(RCH2OH)。

注意：HCHO與H2加成所得到的醇(CH3OH)所連羥基碳原子上含有3個氫原子。

（2）醛的燃燒反應規(guī)律：醛在空氣中能夠完全燃燒生成CO2和水，且1 mol飽和一元脂肪醛CnH2nO完全燃燒生成n mol CO2和n mol H2O，即飽和一元脂肪醛完全燃燒生成CO2和H2O的物質的量相等。

（3）醛的催化氧化反應規(guī)律：在一定條件下，醛能發(fā)生催化氧化反應生成羧酸，且一元醛(RCHO)發(fā)生催化氧化反應生成一元羧酸(RCOOH)。

（4）醛的銀鏡反應規(guī)律：醛及含有醛基的有機物(如HCOOH、HCOONa、HCOOR、葡萄糖、麥芽糖等)均可發(fā)生銀鏡反應。此反應可以用來檢驗醛基的存在。且1 mol一元醛(甲醛除外)與足量的銀氨溶液反應可生成2 mol Ag。

（5）醛與新制Cu(OH)2的反應規(guī)律：醛及含有醛基的有機物(如HCOOH、HCOONa、HCOOR、葡萄糖、麥芽糖等)均可被新制Cu(OH)2氧化，生成Cu2O紅色沉淀。此反應也可以用來檢驗醛基的存在。且1 mol一元醛(甲醛除外)與足量的新制Cu(OH)2反應可生成1 mol Cu2O。

（6）甲醛的氧化反應規(guī)律：1 mol甲醛與足量的銀氨溶液反應可生成4 mol Ag；1 mol甲醛與足量的新制Cu(OH)2反應可生成2 mol Cu2O。

四、有關羧酸的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）飽和一元脂肪酸分子式的通式為CnH2nO2。

（2）羧酸的相對分子質量為偶數(shù)。

（3）含相同碳原子數(shù)的飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪酸跟飽和一元脂肪醇形成的酯互為同分異構體。如CH3CH2COOH與CH3COOCH3(HCOOCH2CH3)互為同分異構體。

（4）羧酸的同分異構體由羧酸分子中烴基的碳鏈異構所致，即羧酸的同分異構體數(shù)目由羧酸分子中烴基的異構體數(shù)目決定。如丁酸C4H8O2(C3H7-COOH)屬于羧酸類的同分異構體有2種，原因是C3H7-有2種異構體；又如戊酸C5H10O2(C4H9-COOH)屬于羧酸類的同分異構體有4種，原因是C4H9-有4種異構體。

2.物理性質規(guī)律

（1）溶解性：含碳原子數(shù)較少的脂肪酸一般易溶于水，含碳原子數(shù)較多的脂肪酸(叫做高級脂肪酸)一般難溶于水。

（2）狀態(tài)：飽和高級脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、軟脂酸C15H31COOH)常溫下呈固態(tài)，不飽和高級脂肪酸(如油酸C17H33COOH)常溫下呈液態(tài)。

3.化學性質規(guī)律

（1）羧酸的酸性規(guī)律：①羧酸一般具有酸性，其原因是羧酸在水溶液中能夠電離出H+(RCOOHRCOO-+H+)，羧酸一般為弱酸。對于一元脂肪酸，一般隨著分子中碳原子數(shù)目的增加酸性減弱。②1 mol一元羧酸能夠與1 mol NaOH反應，1 mol二元羧酸能夠與2 mol NaOH反應， 即1 mol n元羧酸能夠與n mol NaOH反應。③1 mol一元羧酸能夠與1 mol Na反應，生成1/2 mol H2；1 mol二元羧酸能夠與2 mol Na反應，生成1 mol H2；即1 mol n元羧酸能夠與n mol Na反應，生成n/2mol H2。

（2）羧酸的酯化反應有關量的變化規(guī)律：

①1 mol一元羧酸能夠與1 mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成1 mol酯基；1 mol二元羧酸能夠與2 mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成2 mol酯基；即1 mol n元羧酸能夠與n mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成n mol酯基。

②羧酸與醇發(fā)生酯化反應時，每生成1 mol酯基(COO)，必生成1 mol H2O。

③當一元羧酸與一元醇發(fā)生酯化反應時，酸、醇、酯三者之間的關系為：

a.質量：m(酯)= m(酸)+m(醇)-m(水)

b.碳原子數(shù)：N酯(C)=N酸(C)+N醇(C)

c.氫原子數(shù)：N酯(H)=N酸(H)+N醇(H)-2

④當一元羧酸與乙醇發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應一元羧酸的相對分子質量大28。同理，當n元羧酸與乙醇完全發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應n元羧酸的相對分子質量大28n。

⑤當乙酸與一元醇發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應一元醇的相對分子質量大42。同理，當乙酸與n元醇完全發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應n元醇的相對分子質量大42n。

五、有關酯的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）由飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪醇形成的酯分子式的通式為CnH2nO2。

（2）酯(由羧酸與醇形成的酯)的相對分子質量為偶數(shù)。

（3）含相同碳原子數(shù)的由飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪醇形成的酯跟飽和一元脂肪酸互為同分異構體，例如，HCOOCH3與CH3COOH互為同分異構體，CH3COOCH3(HCOOCH2CH3)與CH3CH2COOH互為同分異構體。

2.物理性質規(guī)律

低級酯是有芳香氣味的液體，酯的密度一般小于水，且難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。

3.酯的水解反應有關量的變化規(guī)律

（1）除酚酯外，1 mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗1 mol NaOH；2 mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2 mol NaOH；即n mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗n mol NaOH。

（2）1 mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2 mol NaOH；2 mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗4 mol NaOH；即n mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2n mol NaOH。

（3）一元脂肪酸與一元脂肪醇生成的酯發(fā)生水解反應時，酯、羧酸、醇三者之間的關系為：

①質量：m(酯)+m(水)= m(酸)+m(醇)

②碳原子數(shù)：N酯(C)=N酸(C)+N醇(C)

③氫原子數(shù)：

N酯(H)+2=N酸(H)+N醇(H)

(收稿日期：2013-12-21)

（4）羧酸的同分異構體由羧酸分子中烴基的碳鏈異構所致，即羧酸的同分異構體數(shù)目由羧酸分子中烴基的異構體數(shù)目決定。如丁酸C4H8O2(C3H7-COOH)屬于羧酸類的同分異構體有2種，原因是C3H7-有2種異構體；又如戊酸C5H10O2(C4H9-COOH)屬于羧酸類的同分異構體有4種，原因是C4H9-有4種異構體。

2.物理性質規(guī)律

（1）溶解性：含碳原子數(shù)較少的脂肪酸一般易溶于水，含碳原子數(shù)較多的脂肪酸(叫做高級脂肪酸)一般難溶于水。

（2）狀態(tài)：飽和高級脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、軟脂酸C15H31COOH)常溫下呈固態(tài)，不飽和高級脂肪酸(如油酸C17H33COOH)常溫下呈液態(tài)。

3.化學性質規(guī)律

（1）羧酸的酸性規(guī)律：①羧酸一般具有酸性，其原因是羧酸在水溶液中能夠電離出H+(RCOOHRCOO-+H+)，羧酸一般為弱酸。對于一元脂肪酸，一般隨著分子中碳原子數(shù)目的增加酸性減弱。②1 mol一元羧酸能夠與1 mol NaOH反應，1 mol二元羧酸能夠與2 mol NaOH反應， 即1 mol n元羧酸能夠與n mol NaOH反應。③1 mol一元羧酸能夠與1 mol Na反應，生成1/2 mol H2；1 mol二元羧酸能夠與2 mol Na反應，生成1 mol H2；即1 mol n元羧酸能夠與n mol Na反應，生成n/2mol H2。

（2）羧酸的酯化反應有關量的變化規(guī)律：

①1 mol一元羧酸能夠與1 mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成1 mol酯基；1 mol二元羧酸能夠與2 mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成2 mol酯基；即1 mol n元羧酸能夠與n mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成n mol酯基。

②羧酸與醇發(fā)生酯化反應時，每生成1 mol酯基(COO)，必生成1 mol H2O。

③當一元羧酸與一元醇發(fā)生酯化反應時，酸、醇、酯三者之間的關系為：

a.質量：m(酯)= m(酸)+m(醇)-m(水)

b.碳原子數(shù)：N酯(C)=N酸(C)+N醇(C)

c.氫原子數(shù)：N酯(H)=N酸(H)+N醇(H)-2

④當一元羧酸與乙醇發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應一元羧酸的相對分子質量大28。同理，當n元羧酸與乙醇完全發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應n元羧酸的相對分子質量大28n。

⑤當乙酸與一元醇發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應一元醇的相對分子質量大42。同理，當乙酸與n元醇完全發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應n元醇的相對分子質量大42n。

五、有關酯的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）由飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪醇形成的酯分子式的通式為CnH2nO2。

（2）酯(由羧酸與醇形成的酯)的相對分子質量為偶數(shù)。

（3）含相同碳原子數(shù)的由飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪醇形成的酯跟飽和一元脂肪酸互為同分異構體，例如，HCOOCH3與CH3COOH互為同分異構體，CH3COOCH3(HCOOCH2CH3)與CH3CH2COOH互為同分異構體。

2.物理性質規(guī)律

低級酯是有芳香氣味的液體，酯的密度一般小于水，且難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。

3.酯的水解反應有關量的變化規(guī)律

（1）除酚酯外，1 mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗1 mol NaOH；2 mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2 mol NaOH；即n mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗n mol NaOH。

（2）1 mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2 mol NaOH；2 mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗4 mol NaOH；即n mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2n mol NaOH。

（3）一元脂肪酸與一元脂肪醇生成的酯發(fā)生水解反應時，酯、羧酸、醇三者之間的關系為：

①質量：m(酯)+m(水)= m(酸)+m(醇)

②碳原子數(shù)：N酯(C)=N酸(C)+N醇(C)

③氫原子數(shù)：

N酯(H)+2=N酸(H)+N醇(H)

(收稿日期：2013-12-21)

（4）羧酸的同分異構體由羧酸分子中烴基的碳鏈異構所致，即羧酸的同分異構體數(shù)目由羧酸分子中烴基的異構體數(shù)目決定。如丁酸C4H8O2(C3H7-COOH)屬于羧酸類的同分異構體有2種，原因是C3H7-有2種異構體；又如戊酸C5H10O2(C4H9-COOH)屬于羧酸類的同分異構體有4種，原因是C4H9-有4種異構體。

2.物理性質規(guī)律

（1）溶解性：含碳原子數(shù)較少的脂肪酸一般易溶于水，含碳原子數(shù)較多的脂肪酸(叫做高級脂肪酸)一般難溶于水。

（2）狀態(tài)：飽和高級脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、軟脂酸C15H31COOH)常溫下呈固態(tài)，不飽和高級脂肪酸(如油酸C17H33COOH)常溫下呈液態(tài)。

3.化學性質規(guī)律

（1）羧酸的酸性規(guī)律：①羧酸一般具有酸性，其原因是羧酸在水溶液中能夠電離出H+(RCOOHRCOO-+H+)，羧酸一般為弱酸。對于一元脂肪酸，一般隨著分子中碳原子數(shù)目的增加酸性減弱。②1 mol一元羧酸能夠與1 mol NaOH反應，1 mol二元羧酸能夠與2 mol NaOH反應， 即1 mol n元羧酸能夠與n mol NaOH反應。③1 mol一元羧酸能夠與1 mol Na反應，生成1/2 mol H2；1 mol二元羧酸能夠與2 mol Na反應，生成1 mol H2；即1 mol n元羧酸能夠與n mol Na反應，生成n/2mol H2。

（2）羧酸的酯化反應有關量的變化規(guī)律：

①1 mol一元羧酸能夠與1 mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成1 mol酯基；1 mol二元羧酸能夠與2 mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成2 mol酯基；即1 mol n元羧酸能夠與n mol一元醇發(fā)生酯化反應，生成n mol酯基。

②羧酸與醇發(fā)生酯化反應時，每生成1 mol酯基(COO)，必生成1 mol H2O。

③當一元羧酸與一元醇發(fā)生酯化反應時，酸、醇、酯三者之間的關系為：

a.質量：m(酯)= m(酸)+m(醇)-m(水)

b.碳原子數(shù)：N酯(C)=N酸(C)+N醇(C)

c.氫原子數(shù)：N酯(H)=N酸(H)+N醇(H)-2

④當一元羧酸與乙醇發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應一元羧酸的相對分子質量大28。同理，當n元羧酸與乙醇完全發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應n元羧酸的相對分子質量大28n。

⑤當乙酸與一元醇發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應一元醇的相對分子質量大42。同理，當乙酸與n元醇完全發(fā)生酯化反應時，生成酯的相對分子質量比相應n元醇的相對分子質量大42n。

五、有關酯的知識規(guī)律

1.結構規(guī)律

（1）由飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪醇形成的酯分子式的通式為CnH2nO2。

（2）酯(由羧酸與醇形成的酯)的相對分子質量為偶數(shù)。

（3）含相同碳原子數(shù)的由飽和一元脂肪酸與飽和一元脂肪醇形成的酯跟飽和一元脂肪酸互為同分異構體，例如，HCOOCH3與CH3COOH互為同分異構體，CH3COOCH3(HCOOCH2CH3)與CH3CH2COOH互為同分異構體。

2.物理性質規(guī)律

低級酯是有芳香氣味的液體，酯的密度一般小于水，且難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。

3.酯的水解反應有關量的變化規(guī)律

（1）除酚酯外，1 mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗1 mol NaOH；2 mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2 mol NaOH；即n mol酯基在NaOH溶液中水解，可消耗n mol NaOH。

（2）1 mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2 mol NaOH；2 mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗4 mol NaOH；即n mol酚酯基在NaOH溶液中水解，可消耗2n mol NaOH。

（3）一元脂肪酸與一元脂肪醇生成的酯發(fā)生水解反應時，酯、羧酸、醇三者之間的關系為：

①質量：m(酯)+m(水)= m(酸)+m(醇)

②碳原子數(shù)：N酯(C)=N酸(C)+N醇(C)

③氫原子數(shù)：

N酯(H)+2=N酸(H)+N醇(H)

(收稿日期：2013-12-21)