化學(xué)教學(xué)官能團(tuán)知識(shí)點(diǎn)歸納與練習(xí)在有機(jī)化學(xué)的廣闊天地中，官能團(tuán)猶如一把把神奇的鑰匙，決定著有機(jī)化合物的“性格”與“行為”。它們是分子中最具活力的部分，賦予了化合物特定的化學(xué)性質(zhì)和物理特性，也是我們認(rèn)識(shí)、鑒別和合成有機(jī)化合物的重要依據(jù)。掌握官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，是學(xué)好有機(jī)化學(xué)的基石。本文旨在系統(tǒng)歸納常見官能團(tuán)的核心知識(shí)點(diǎn)，并輔以針對(duì)性練習(xí)，幫助同學(xué)們深化理解，提升應(yīng)用能力。一、常見官能團(tuán)知識(shí)點(diǎn)歸納（一）碳碳雙鍵(C=C)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵組成，鍵能較單鍵低，電子云密度高，易發(fā)生加成反應(yīng)。*通式：烯烴(C?H??)，二烯烴等。*主要化學(xué)性質(zhì)：*加成反應(yīng)：這是雙鍵最典型的反應(yīng)。能與氫氣（催化加氫）、鹵素單質(zhì)（如溴水，可用于鑒別）、鹵化氫、水等發(fā)生加成。例如，乙烯與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，溶液紅棕色褪去。*氧化反應(yīng)：易被強(qiáng)氧化劑氧化，如酸性高錳酸鉀溶液。烯烴通入酸性高錳酸鉀溶液中，溶液紫紅色褪去（若雙鍵碳原子上有氫，氧化產(chǎn)物可能為羧酸或酮）。*加聚反應(yīng)：在一定條件下，烯烴分子間可通過加成反應(yīng)形成高分子化合物，如乙烯加聚生成聚乙烯。（二）碳碳三鍵(C≡C)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成，鍵長比雙鍵更短，鍵能更高，但化學(xué)性質(zhì)比雙鍵更為活潑。*通式：炔烴(C?H????)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*加成反應(yīng)：與碳碳雙鍵類似，但可分步加成。例如，乙炔與溴水反應(yīng)，可先生成二溴乙烯，繼續(xù)反應(yīng)生成四溴乙烷。*氧化反應(yīng)：也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，且氧化程度較烯烴更深。*端基炔的酸性：連接在三鍵碳原子上的氫原子（炔氫）具有微弱酸性，可與強(qiáng)堿（如氨基鈉）反應(yīng)生成炔化物。（三）鹵素原子(-X,X=F,Cl,Br,I)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鹵素原子電負(fù)性大，吸引電子能力強(qiáng)，使得C-X鍵具有極性，易發(fā)生斷裂。*通式：鹵代烴(R-X)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*取代反應(yīng)（水解反應(yīng)）：在堿性條件下（如氫氧化鈉水溶液），鹵素原子被羥基(-OH)取代生成醇。*消去反應(yīng)：在強(qiáng)堿的醇溶液中加熱，鹵代烴分子內(nèi)脫去一分子鹵化氫，生成烯烴或炔烴。（注：與鹵素原子相連的碳原子的鄰位碳原子上必須有氫原子才能發(fā)生消去反應(yīng)）。（四）羥基(-OH)羥基是一個(gè)非常重要的官能團(tuán)，但其性質(zhì)因所連接的烴基不同而有顯著差異。1.醇羥基(-OH連接在脂肪烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上)*通式：醇(R-OH)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*與活潑金屬（如鈉）反應(yīng)：生成醇鈉和氫氣。反應(yīng)比水與鈉的反應(yīng)平緩。*取代反應(yīng)：與氫鹵酸(HX)反應(yīng)生成鹵代烴；在濃硫酸催化下，分子間脫水生成醚；與羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)。*消去反應(yīng)：在濃硫酸等催化劑作用下，加熱時(shí)發(fā)生分子內(nèi)脫水生成烯烴。（注：與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上必須有氫原子才能發(fā)生消去反應(yīng)）。*氧化反應(yīng)：伯醇可被氧化為醛，進(jìn)一步氧化為羧酸；仲醇可被氧化為酮；叔醇一般難被氧化。常用氧化劑有酸性高錳酸鉀溶液、酸性重鉻酸鉀溶液等。2.酚羥基(-OH直接連接在苯環(huán)上)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：羥基氧原子的p軌道與苯環(huán)的大π鍵形成p-π共軛，使得酚羥基的性質(zhì)與醇羥基有明顯不同。*通式：酚(Ar-OH，Ar表示芳香烴基)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*弱酸性：酚羥基具有弱酸性，能與強(qiáng)堿（如氫氧化鈉）反應(yīng)生成酚鈉，但酸性比碳酸弱，故酚鈉溶液中通入二氧化碳會(huì)析出酚。*取代反應(yīng)：苯環(huán)上的氫原子易被取代，如與濃溴水反應(yīng)生成三溴苯酚白色沉淀（此反應(yīng)常用于苯酚的定性檢驗(yàn)和定量測(cè)定）。*顯色反應(yīng)：苯酚與三氯化鐵溶液作用顯紫色（這是酚類化合物的特征反應(yīng)）。*氧化反應(yīng)：酚類化合物易被氧化，露置在空氣中易被氧化而變色。（五）醚鍵(C-O-C)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由兩個(gè)烴基通過一個(gè)氧原子連接而成。*通式：醚(R-O-R'，R和R'可以相同也可以不同)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*醚鍵相對(duì)穩(wěn)定，在一般條件下不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。*但在強(qiáng)酸條件下，醚可發(fā)生斷裂，如與濃氫碘酸共熱，醚鍵斷裂生成碘代烷和醇（或酚）。（六）醛基(-CHO)與酮羰基(C=O)醛基和酮羰基都含有羰基(C=O)，因此它們有一些相似的化學(xué)性質(zhì)，但也因結(jié)構(gòu)不同而存在差異。1.醛基(-CHO)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：羰基碳原子一端連接氫原子，另一端連接烴基（或氫原子，如甲醛）。*通式：醛(R-CHO)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*還原性：醛基非?；顫姡妆谎趸?。能與銀氨溶液發(fā)生“銀鏡反應(yīng)”，生成羧酸銨、銀和水；能與新制的氫氧化銅懸濁液在加熱條件下反應(yīng)，生成磚紅色氧化亞銅沉淀（這兩個(gè)反應(yīng)是醛基的特征反應(yīng)，常用于醛的鑒別）。也能被酸性高錳酸鉀溶液、溴水等強(qiáng)氧化劑氧化為羧基(-COOH)。*加成反應(yīng)：羰基可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)（還原反應(yīng)），生成相應(yīng)的醇。2.酮羰基(C=O)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：羰基碳原子兩端均連接烴基。*通式：酮(R-CO-R')。*主要化學(xué)性質(zhì)：*加成反應(yīng)：與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)（還原反應(yīng)），生成相應(yīng)的仲醇。*氧化反應(yīng)：酮羰基相對(duì)穩(wěn)定，不易被弱氧化劑（如銀氨溶液、新制氫氧化銅）氧化，但可被強(qiáng)氧化劑在劇烈條件下氧化，碳鏈斷裂。（七）羧基(-COOH)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由羰基和羥基直接相連而成，兩者相互影響，使羧基具有獨(dú)特的性質(zhì)。*通式：羧酸(R-COOH)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*酸性：羧基具有酸性，其酸性比酚強(qiáng)，能與活潑金屬、堿、碳酸鹽、碳酸氫鹽等反應(yīng)。*酯化反應(yīng)：在濃硫酸催化并加熱的條件下，羧酸能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成酯和水。酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)。*脫羧反應(yīng)：某些羧酸在特定條件下可脫去羧基生成二氧化碳和相應(yīng)的烴。（八）酯基(-COO-)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)失水而形成。*通式：酯(R-COO-R')。*主要化學(xué)性質(zhì)：*水解反應(yīng)：酯在酸或堿的催化下均可發(fā)生水解反應(yīng)。在酸性條件下水解生成羧酸和醇（可逆反應(yīng)）；在堿性條件下水解（又稱皂化反應(yīng)）生成羧酸鹽和醇，反應(yīng)趨于完全。（九）氨基(-NH?)*結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氮原子有一對(duì)孤對(duì)電子，具有堿性和親核性。*通式：胺(R-NH?或Ar-NH?)。*主要化學(xué)性質(zhì)：*堿性：氨基能接受質(zhì)子，顯堿性，能與酸反應(yīng)生成鹽。*取代反應(yīng)：氨基上的氫原子可被其他原子或原子團(tuán)取代。二、官能團(tuán)的識(shí)別與推斷在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中，準(zhǔn)確識(shí)別有機(jī)物分子中所含的官能團(tuán)，并根據(jù)其性質(zhì)推斷未知物的結(jié)構(gòu)，是一項(xiàng)核心技能。1.從結(jié)構(gòu)簡式識(shí)別：熟悉各官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡式是前提。例如，看到“-OH”要判斷是醇羥基還是酚羥基；看到“-COO-”要想到酯基或羧基（羧基是“-COOH”）。2.從化學(xué)性質(zhì)推斷：*能使溴水褪色的可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵或酚羥基（產(chǎn)生白色沉淀）。*能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的可能含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基（醇或酚）、醛基等。*能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀的一定含有醛基。*能與Na反應(yīng)放出氫氣的可能含有羥基（醇或酚）或羧基。*能與Na?CO?或NaHCO?溶液反應(yīng)放出CO?的一定含有羧基。*能發(fā)生水解反應(yīng)的可能含有鹵原子、酯基、肽鍵等。三、練習(xí)與解析（一）選擇題1.下列有機(jī)物中，既能發(fā)生加成反應(yīng)，又能發(fā)生酯化反應(yīng)，還能被新制氫氧化銅懸濁液氧化的是（）A.CH?=CH-CHOB.CH?CH?COOHC.CH?=CH-COOCH?D.CH?CH(OH)CH?解析：本題考查多官能團(tuán)化合物的性質(zhì)。A選項(xiàng)含有碳碳雙鍵（可加成）、醛基（可被新制氫氧化銅氧化），但不含羥基或羧基，不能發(fā)生酯化反應(yīng)。B選項(xiàng)含有羧基（可酯化），但不能發(fā)生加成反應(yīng)（羧基中的碳氧雙鍵一般不加成），也不含醛基。C選項(xiàng)含有碳碳雙鍵（可加成）、酯基（可水解），但不能酯化，也不含醛基。D選項(xiàng)含有羥基（可酯化），但不能發(fā)生加成反應(yīng)（無碳碳雙鍵等），也不含醛基。（本題無正確選項(xiàng)，若將A選項(xiàng)改為CH?=CH-CH?OH或CH?=CH-COOH則另當(dāng)別論，此處原題可能存在疏漏，旨在強(qiáng)調(diào)分析方法）2.某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為HO-CH?-CH=CH-COOH，下列關(guān)于該有機(jī)物的說法不正確的是（）A.能使溴水褪色B.能發(fā)生酯化反應(yīng)C.能發(fā)生消去反應(yīng)D.能與NaHCO?溶液反應(yīng)解析：該有機(jī)物含有的官能團(tuán)有羥基、碳碳雙鍵、羧基。A項(xiàng)，碳碳雙鍵能與溴水加成而使其褪色，正確；B項(xiàng)，羥基和羧基均可發(fā)生酯化反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，羥基所連碳原子的鄰位碳原子上有氫原子，理論上可發(fā)生消去反應(yīng)，但需注意反應(yīng)條件及結(jié)構(gòu)的具體情況，此處結(jié)構(gòu)滿足消去條件，故“不正確”的說法不針對(duì)此項(xiàng)；D項(xiàng)，羧基能與NaHCO?溶液反應(yīng)生成CO?，正確。若題目設(shè)定為“不正確”，則可能需要更細(xì)致分析，例如羥基消去的可行性，但通常此結(jié)構(gòu)可消去。此處按常規(guī)分析，答案應(yīng)為C（若題目無誤）。（二）填空題寫出下列有機(jī)物中所含有的官能團(tuán)名稱：1.CH?CH?CH?OH：_________________2.CH?=CHCOOH：_________________、_________________3.：_________________（假設(shè)為苯酚）4.CH?COOCH?CH?：_________________答案：1.羥基；2.碳碳雙鍵、羧基；3.酚羥基；4.酯基。（三）推斷題某有機(jī)物A能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣，在一定條件下能發(fā)生氧化反應(yīng)生成B。B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，若將B氧化可得到C。C能與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。A、B、C的相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系為：M(A)+M(C)=M(B)+18。試推斷A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式（A為鏈狀結(jié)構(gòu)，且分子中只含一個(gè)官能團(tuán)）。解析：*A能與Na反應(yīng)放出H?，可能含-OH或-COOH。但A能氧化生成B，B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)（含-CHO），故A不可能為羧酸（羧酸氧化難以得到醛），因此A含-OH，為醇。*B為醛（含-CHO），B氧化得到C，則C為羧酸（含-COOH）。*設(shè)A的結(jié)構(gòu)為R-CH?OH（因?yàn)檠趸扇?，A應(yīng)為伯醇），則B為R-CHO，C為R-COOH。*它們的相對(duì)分子質(zhì)量：M(A)=R+32(C?H?O)，M(B)=R+28(C?H?O)，M(C)=R+44(C?H?O?)。*根據(jù)M(A)+M(C)=M(B)+18，代入得：(R+32)+(R+44)=(R+28)+18→R+76=46→R=-30？顯然不合理。*重新考慮，A為甲醇(CH?OH)時(shí)，B為甲醛(HCHO)，C為甲酸(HCOOH)。M(A)=32，M(B)=30，M(C)=46。M(A)+M(C)=32+46=78；M(B)+18=30+18=48，78≠48。不滿足。*若A為乙醇(CH?CH?OH)，B為乙醛(CH?CHO)，C為乙酸(CH?COOH)。M(A)=46，M(B)=44，M(C)=60。M(A)+M(C)=46+60=106；M(B)+18=44+18=62，106≠62。*題目中給出M(A)+M(C)=M(B)+18，即M(A)-M(B)+M(C)=18。對(duì)于伯醇氧化：A→B（失2H，M(A)-M(B)=2），則2+M(C)=18→M(C)=16，不可能。*若A為甲醇，B為甲醛，C為碳酸？但甲醛氧化通常得到甲酸。且碳酸M=62。M(A)+M(C)=32+62=94，M(B)+18=30+18=48，不符。*可能題目中的質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為M(A)+M(C)=M(B)+36（水的兩倍）？或者原假設(shè)A為二元醇？若A為乙二醇(HOCH?CH?OH)，氧化可得乙二醛(OHCCHO)，再氧化得乙二酸(HOOCCOOH)。M(A)=62，M(B)=58，M(C)=90。62+90=58+94，也不吻合。*回到題目“M(A)+M(C)=M(B)+18”，18為H?O的分子量。假設(shè)A與C發(fā)生反應(yīng)生成B和H?O？如醇與羧酸酯化生成酯和水。A是醇，C是羧酸，B是酯？但B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則B應(yīng)為甲酸酯。設(shè)B為HCOOR（甲