高2008级高考第一轮复习 有机化学 烃的衍生物

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有机化学 烃的衍生物

【复习指导】

本章是中学有机化学的核心内容,高考对本章的考查灵活性强,综合性大,能力要求高。本章高考的主要热点有:官能团决定性质,同分异构体的识别,判断反应类型,有机计算,以新科技、新发明为信息的有机合成推断等。复习好本章的知识规律对提高化学高考成绩具有重要的意义,复习时要抓住——官一—代一——衍变:官能团对各类烃的衍生物的性质起决定作用;各类烃的衍生物重要代表物的结构和性质;各类烃的衍生物之间的衍变关系。如:

在此基础上对有关知识进行归纳、对比、分析.如对比羟基连的烃基不同可能导致类别不同.并且所显示的化学性质也不相同.

物质 结构简式 醇 酚 酸

R—OH

羟基中氢原 子活泼性

增 强

酸性 中性

反应情况(性质) Na NaOH Na2CO3 NaHCO3 能 不能

能 能

不能 能 能

不能 不能 能

比H2CO3弱 能 强于H2CO3 能

再如醇羟基可先被氧化为醛基,再进一步被氧化为羧基.醛基能被还原为羟基,而羧基不能被还原为醛基等. 【复习内容】 一、 烃的衍生物概念

除烃之外的有机化合物。从结构上看,烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而衍变成的物质叫做烃的衍生物。

①因为烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而衍变成的物质叫做烃的衍生物,所以烃的衍生物都不属于烃类;

②烃的衍生物不一定都来源于烃类,只是从结构上看着烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而衍变成的物质,而且由烃制备烃的衍生物也不一定是取代反应,如乙烯与溴反应生成1,2--二溴乙烷是加成反应。

烃的衍生物的种类很多,本章将分别以溴乙烷、乙醇、苯酚、乙醛、乙酸等为代表物,着重介绍卤代烃、醇、酚、醛、羧酸等衍生物的一些性质和用途。 例题1下列有机物中,不属于烃的衍生物的是( )

A.氯仿 B.硝基苯 C.乙酸 D.甲苯

【分析】本题考查烃的衍生物基本概念,对于概念,要加深理解其内涵和外延,并能熟练运

用。烃的衍生物一定含有碳元素,且必含有非氢元素,如Cl、N、S、P等。甲苯属于烃类,不属于烃的衍生物。 【答案】D 二、有机反应类型

“结构—类型—性质”是有机化学重要的三角关系,典型的官能团(结构)发生典型的化学反应(类型),体现有机物典型的化学性质(性质)。可见,反应类型是联系有机物结构和性质的桥梁,它在有机化学学习中的地位非常重要,也是高考考查的热点。

1、重要的有机反应类型 常见的有机反应类型有取代、加成、消去、聚合 (加聚和缩聚)、氧化和还原反应等,掌握有机反应类型要注意:一是概念的从属问题,即有的概念从属另外一个概念,如酯化反应、水解反应均属于取代反应。二是概念的专用性问题,如有机反应中的氧化(或还原)反应特指有机分子中加氧去氢(或加氢去氧)反应,再如一般不将有单质参加和生成的取代反应描述为置换反应。三是概念隐含的机理问题,如醇的消去反应是指消去-OH和β-H且引入碳碳双键(或三键)的反应,而不是指一般的脱水反应(如醇脱水成醚、羧酸脱水成酸酐等)。

有机反应主要类型归纳(本部分学生使用的己印出,可让学生在课堂上用15分左右时间自己记忆)

(1)取代反应---等价替换式

① 定义:有机分子里某一原子或原子团与另一物质里同价态的原子或原子团相互交换位置后生成两种新分子,这种分子结构变化形式称为等价替换式。

②能发生取代反应的物质:烷烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、羧酸、酯和油脂、氨基酸、糖类、蛋白质等等。

③反应类型:卤代、硝化、磺化、醇成醚、酯水解、氨基酸成肽、皂化、多糖水解、肽和蛋白质水解等等。 ④典型反应:

(2)加成反应—开键加合式

① 定义:有机分子中含有碳碳双键,碳氧双键(羰基)或碳碳叁键,当打开其中一个键或两个键后,与其他原子或原子团直接加合生成一种新分子,称为开键加合式。

②能发生加成反应的官能团或物质:C=C、C≡C、C=O、苯环 即烯烃、炔烃、苯及同系物、芳香烃、醛、酮、单糖、油脂及不饱和烃的衍生物等。 注意问题:

酸和酯中的碳氧双键一般不加成;

C=C和C≡C能跟水、卤化氢、氢气、卤素单质等多种试剂反应,但C=O一般只跟氢气、氰化氢等反应。 ③典型反应

(3)消去反应---脱水/卤化氢重键式

① 定义: 从一个有机分子(醇/卤代烃)相邻两碳原子上脱去水/卤代氢分子后,两个C原子均有多余价电子而形成新的共价键(双键或叁键)的反应,称为脱水/卤化氢重键式。 ②能发生消去反应的物质:仅醇、卤代烃。 ③反应类型:醇分子内脱水 卤代烃脱卤化氢

注意问题:④典型反应: CH3CH2OH CH3CH2-CH2Br(4)聚合反应

、等不能发生消去反应。

CH2=CH2+H2O

CH3CH=CH2↑+HBr

加聚反应---开键加合式 缩聚反应——缩水结链式

许多个相邻小分子通过羧基和氨基,或羧基和羟基,或醛基和酚中苯环上的H间的相互作用,彼此间脱去H2O后留下的残基按顺序连接成长链高分子化合物,称为缩水结链式。

定许多含烯键的分子之间相互加成而生义 成长链高分子化合物,属于开键加合

式。

类烯、二烯、含C=C的其他类物质。(有型 些试题中也会涉及到炔烃等) 反乙烯型加聚、丁二烯型加聚、不同单烯应

烃间共聚、单烯烃跟二烯烃共聚 类型

①苯酚与甲醛 ②二元醇与二元酸 ③羟基羧酸 ④氨基酸 ⑤葡萄糖等

酚醛缩合、二元酸跟二元醇的缩聚、氨基酸成肽等

特①是含C=C双键或叁键物质的性质。 有小分子生成,因此高分子化合物的组成与单征 ②生成物只有高分子化合物,因此其组

成与单体相同。 典型反应

体不同。

(1)加聚反应与缩聚反应,虽是合成高分子化合物的两大反应,但区别很大。

(2)加聚反应是由不饱和的单体聚合成高分子的反应,其产物只有—种高分子化合物。 (3)参加缩聚反应的单体一般含有两种或两种以上能相互作用的官能团(两个或两个以上易断裂的共价键)的化合物,产物中除一种高分子化合物外,还生成有小分子。如H2O、

区HCl、NH3等。产物的组成与参加反应的任何一种单体均不相同。

别 (4)从反应机理上看,加聚反应是不饱和分子中的双键或叁键发生的,实质还是加成反

应。所以,双键、叁键是发生加聚反应的内因。缩聚反应是通过单体中的官能团相互作用经缩合生成小分子,同时又聚合成大分子的双线反应。发生缩聚反应的内因是相互能作用的官能团(或较活动的原子)。

(5)发生加聚反应的单体不一定是一种物质,也可以是两种或两种以上。如丁苯橡胶就是由单体1,3-丁二烯和苯乙烯加聚而成,缩聚反应的单体不一定就是两种,也有一种的,如单糖缩聚成多糖、氨基酸缩聚成多肽,也可以是两种以上的。

(5)氧化反应----脱氢重键式/氧原子插入式 ①含义:有机物去H或加O的反应。

醛的氧化是在醛基的C--H键两个原子间插入O;醇分子脱出H和连着羟基的C上的H后,原羟基O和该C有多余价电子而再形成新共价键,称为脱氢重键式/氧原子插入式。 ②类型:有机物燃烧、烯和炔催化氧化、醛的银镜反应、醛氧化成酸等 ①在空气或氧气中燃烧。 ②在催化剂存在时被氧气氧化。 2CH2=CH2+O2 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+O2

2CH3CHO 2CH3CHO+2H2O 2CH3COOH

③有机物被某些非O2的氧化剂氧化

a.能被酸性KMnO4氧化的:烯、炔、二烯、油脂(含C=C)、苯的同系物、酚、醛、葡萄糖等。

b.能被银氨溶液或新制备的Cu(OH)2悬浊液氧化的:醛类、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。

RCHO+2[Ag(NH3)2]OH RCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O RCHO+2Cu(OH)2

△ RCOOH+Cu2O↓+2H2O

注意问题: 醇氧化规律;

醇和烯都能被氧化成醛;

银镜反应、新制氢氧化铜反应中消耗试剂的量; 苯的同系物被KMnO4氧化规律。

CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br CH3CH=CH2+HBr→CH3CHBrCH3

(3)

9、卤代烃在有机合成中的应用

卤代烃是一种重要的有机合成试剂。由于卤代烃发生水解(或取代)反应可以生成醇,发生消去反应可以生成烯烃、炔烃等,继续可合成许多有机物,因此卤代烃在有机合成和有机推断中起着桥梁作用。

卤代烃 水解 醇 R—X 取代 R—OH 加成 消 加 消去 去 成 不饱和烃 水解 酯化 氧化 醛 羧酸 酯 酯化 还原 R—CHO RCOOH 水解 RCOOR’ 氧化

应用最多的是卤代烃先转化为烯烃,烯烃和卤素单质加成生成二元卤代烃,再合成二元醇、二元醛、二元酸等。

例7、CH3—CH=CH—Cl,该有机物能发生①取代反应,②加成反应,③消去反应,④使

溴水褪色,⑤使酸性KMnO4溶液褪色,⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀,⑦聚合反应

A.以上反应均可发生 能发生

【解析】 有机物性质主要由分子内的结构特征所决定.该物质属卤代烯烃,因此能发生双键和卤代烃的反应.但由于氯原子与碳原子是以共价键结合,不是自由移动的Cl,故不可直接与AgNO3溶液反应,只有碱性水解之后酸化才可与AgNO3溶液反应,产生白色沉淀.

【答案】 C

例8、拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如下图:

B.只有⑦不能发生 C.只有⑥不能发生 D.只有②不

下列对该化合物叙述正确的是( )

A.属于芳香烃 B.属于卤代烃

C.在酸性条件下不水解 D.在一定条件下可以发生加成反应

解析:本题是有机物测试的一种常见题型,即给出一种陌生的有机物,要求推断其性质。虽然这种有机物未见过,但该陌生有机物分子中的官能团是在中学化学中学过的,可以根据官能团的性质来推断陌生有机物的性质。 烃只含氢、碳两种元素。该物质中含

、—CN、—Br、—O—等多种官能团,所以

该物质既不是烃,也不属于卤代烃。由于该化合物含有酯的官能团,具有酯的性质,能发生水解反应;其分子中含有—C==C—,所以能发生加成反应。 答案:D

例9、 能发生消去反应,生成物中存在同分异构体的是( )

D.CH3Cl

解析:本题主要考查卤代烃的性质与其结构的关系。重点是卤代烃发生消去反应必须具备的条件,即主链碳原子至少为2个,且与卤素原子相连碳原子的邻近碳原子上必须有氢原子。

消去反应的生成物必为不饱和的化合物。生成产物含有

的消去反应必须具备

两个条件:①主链碳原子至少为2个;②与—X相连的碳原子的相邻主链碳原子上必须具备H原子。A、C两项只有一种,分别为: CH=CHCH3、

。D项没有相邻C原子,不能发生消去反应。B选项存在两种相

邻的C原子结构,生成物有两种,分别为: 答案:B

例10、由2-溴丙烷为原料制取1,2-丙二醇,需要经过的反应为 ( ) A.加成——消去——取代 B.消去——加成——取代 C.消去——取代——加成 D.取代——消去——加成

【分析】通过解答这道题,有利于掌握卤代烃的水解和消去反应性质,有利于利用这些性质解决实际问题。利用卤代烃的两个重要性质:①卤代烃在NaOH的醇溶液中加热发生消去反应,②卤代烃在NaOH的水溶液中发生水解即取代反应解题。即:2-溴丙烷→丙烯→1,2-二溴丙烷→1,2-丙二醇。

例11、卤代烃在NaOH存在的条件下水解,这是一个典型的取代反应,其实质是带负电的原子团(例如OH等阴离子)取代卤代烃中的卤原子。例如:

CH3CH2CH2—Br+OH-(或NaOH)─→CH3CH2CH2OH+Br(或NaBr)

写出下列化学反应的化学方程式:

(1)溴乙烷跟NaHS反应。 (CH3CH2Br + NaHS→CH3CH2HS + NaBr) (2)碘甲烷跟CH3COONa反应。 (CH3I+ CH3COONa→CH3COOCH3+ NaI)

例12、已知:环烯烃与链烯烃性质相似.

从环己烷可制备1,4—环己二醇的二醋酸酯.下面是有关的8步反应(其中所有无机产物、部分反应物及反应条件已略去).

(1)属于取代反应的几步是__________,属于加成反应的几步是__________(填序号),其余几步属于______反应.

(2)化合物C的结构简式是________________________.

(3)第⑥步和第⑧步能否颠倒?________.其理由是____________________. (4)反应④的化学方程式是____________.

解析:这是一道考查有机反应的题,关键是要熟练掌握各类有机反应及其反应条件。 【答案】 (1)①⑥⑦ ③⑤⑧ 消去

【变式题】有以下一系列反应,终产物为草酸:

已知B的相对分子质量比A大79。 (1)请推测用字母代表的化合物的结构式:

C是__________________,F是__________________。 (2)①B→C的反应类型是____________________________。

②C→D的化学方程式是_________________________________。

解析:本题考查的内容涉及溴乙烷的消去反应、加成反应,烷烃的取代反应,烯烃的加成反应,醇醛的催化氧化等,是有机合成中最重要的基本转化关系。在分析解答过程中,一是要抓住有机反应条件的特征,找准解题的突破口;二是要善于分析比较已提供物质的结构,合

理地利用顺推、逆推的思维方式进行推断。

分析本题时首先根据最终产物确定A分子中为两个碳原子,再结合B的相对分子质量比A的大79,推知B为CH3CH2Br。 答案:(1)CH2==CH2

(2)①消去反应

(二)含羟基(-OH)的有机化合物―――醇和酚

羟基(—OH)与链烃基相连叫脂肪醇,代表物是乙醇(CH3CH2OH) 羟基(—OH)与苯环直接相连的化合物叫酚,最简单的酚是苯酚(C6H5—OH) 羟基(—OH)连在苯环上的侧链碳原子的化合物叫芳香醇。如(C6H5—CH2OH) 醇和酚的结构中,官能团相同,但烃基不同.对羟基影响不同,故虽有相同官能团,但性质不同。

烃的羟基衍生物

类别 代表物 官能团 结构特点 主要化 学性质 特性 1、醇:

(1)、醇的概念:醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物. (2)、通式:饱和醇:CnH2n+2Ox

饱和一元醇:CnH2n+2O或CnH2n+1OH

一元醇的分子通式可简写为:R-OH,

脂肪醇 CH3CH2OH —OH —OH与链烃基相连 芳香醇 C6H5—CH2OH —OH —OH与芳香烃基侧链相连 —OH 酚 C6H5—OH —OH与苯环直接相连 (1)弱酸性 (2)取代反应 (3)显色反应 与FeCl3溶液显紫色 (1)与钠反应 (2)取代反应 (3)脱水反应(个别醇不可以) (4)氧化反应 (5)酯化反应 红热铜丝插入醇中有刺激性气味 3、醇的物理性质:

①低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊的气味和辛辣味道。甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇与水以任意比混溶;含4~11个碳的醇为油状液体,可部分溶于水;含12个C以上的醇为无色、无味的蜡状固体。不溶于水。 ② 同系物中的醇随碳原子数增多,熔沸点升高。

③碳链结构相同的醇比烷烃、氯代烷的沸点高。(如:乙醇:78.5‵、氯乙烷:12.27‵、乙烷:-88.6‵。)

原因是醇分子间存在氢键的缘故。 ④醇的相对密度均小于1。

4、代表物——乙醇的结构、性质 (1)乙醇的分子结构

结构简式:CH3CH2OH(CH3-CH2-OH)或C2H5OH(C2H5-OH) (2)物理性质

乙醇是无色透明而有特殊香味的液体,密度比水小,沸点为78.5 ‵,易挥发,乙醇是一种极性分子,分子间可以形成氢键,与水可以任意比混溶,且其溶液浓度愈大,密度愈小。乙醇分子中乙基与有机物会产生较强的相互作用,羟基与无机物也会产生较强的相互作用,因此乙醇是一种能溶解许多有机物和无机物的良好的极性溶剂。 (3)乙醇化学性质与断键位置:

乙醇在发生化学反应时,其分子中有5处化学键可以发生断裂,表现出不同的化学性质。

(1)只断①键时——与活泼金属反应(电离)或酯化反应; 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑(取代反应,也是置换反应.) (此反应比钠与水反应要缓和得多,说明乙醇羟基上的氢原子活泼性小于⑤

水分子中的氢原子,乙醇比水难电离,乙醇是非电解质,水是弱电解质。) (2)只断②键时———与HX反应(取代反应) HBrCH3CH2OH+ 浓硫酸 △ CH3CH2Br+H2O (3)②④同时断——发生分子内脱水反应生成乙烯(消去反应) (4)①②同时断断裂——发生分子间的脱水反应生成乙醚(取代反应) (5)①③同时断裂——发生脱氢反应生成乙醛(催化氧化) (6)全部键都断裂——燃烧 C2H6O+3O2 点燃 2CO2+3H2O (4)、醇的催化氧化发生条件和规律

①、发生条件:醇分子结构中与—OH相连的碳原子上至少要有一个氢原子,即具 的结构。因为醇的催化氧化,其实质是“去氢”。

在有机反应中,氧化反应是指有机物去氢或加氧的反应,上述氧化反应也可通过碳元素的平均价态的变化来理解。 ②、规律:

(1)—OH连在链端点碳原子上的醇,即R—CH2OH结构的醇,被氧化成醛。

(2)与—OH相连碳原子上只有一个氢原子的醇,即 结构的醇,被氧化成酮(

(3)与—OH相连碳原子上没有氢原子的醇,即 结构的醇(R、R′、R″为烃基,可相

同可不同),不能被催化氧化。 ∵ 不能形成 。 (5)、醇消去反应发生的条件

①、醇分子结构:与-OH相连的碳必须有相邻的碳原子,且此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时,才能发生消去反应。

即:

,其中R、R′为烃基,可同,可不同)。

如:

②、反应条件:浓H2SO4,加热 。

都不能发生消去反应。

(6)乙醇的制备

催化剂 (1)乙烯水化法:CH2=CH2+H2O CH3CH2OH

△ (2)发酵法:

淀粉???麦芽糖???葡萄糖

酶酶??2C2H5OH+2CO2 C6H12O6(葡萄糖)???酒化酶Ni?CH3CH2OH (3)乙醛还原法:CH3CHO+H2???C2H5OH+HX (4)卤代烃水解法: C2H5Cl+H2O????(5)某酸乙酯水解法: RCOOR’+H2O→RCOOH+R’OH (6)乙醇钠水解法: C2H5ONa+H2O→C2H5OH+NaOH

NaOH溶液5、其它几种重要的醇 简式 分子式 性质

又称木精,无色透明易挥发有类似酒精气味的可燃液体,沸点在65‵,能跟水、酒精等以任意比互溶。有毒,饮用10ml就能使眼睛失明,再多可使人中毒致死。在酒精中加人甲醇叫做变性酒精,不能饮用。

无色、粘稠、有甜味的液体,易溶于水和乙醇。

无色,粘稠,有甜味的液体,吸湿性强,

与水和酒精互溶。有一些乙醇不具备的性质,如甘油可以溶解氢氧化铜,形成绛蓝色的甘油铜溶液,用以检验甘油。 例如:

CH4O 甲醇

乙二醇

C2H602

丙三醇

结构CH3-OH

C3H803

主要化工原料 用途

用于作抗冻剂,是制造涤纶的重要原料。

工业上可用于制炸药

可滋润皮肤 作防冻剂

例13、科学家正在研究开发新的能源。“绿色能源”目前是研究的新能源之一,高粱、玉米等绿色植物的种子经发酵、蒸馏就可以得到一种“绿色能源”。这种物质是 ( )

A.氢气

B.甲烷 C.酒精

D.木炭

例14、下列有关乙醇的物理性质的应用中不正确的是 ( )

A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去

B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中草药的有效成分 C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒 D.由于乙醇容易挥发,所以才有俗语“酒好不怕巷子深”的说法 例15、关于乙醇结构方面的说法中正确的是 ( )

A.乙醇结构中有-OH,所以乙醇溶解于水,可以电离出OH而显碱性 B.乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯,所以乙醇显碱性 C.乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇显酸性

D.乙醇与钠反应非常平缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼 例16、已知CH2

CH—CH3水化时,水分子中氢原子主要加在含氢较多的不饱和碳原子

上,则丙烯水化的产物主要是____________,产物再催化氧化得____________。(均填相应产物结构简式)

例17、下列醇类能发生消去反应的是 ( BDE ),发生消去反应能得到两种烯烃的是( D ), 发生消去反应能得到三种烯烃的是( E )

A.甲醇 B.2-丙醇 C.2,2-二甲基-1-丙醇 D.2-丁醇 E.2,3-二甲基-3-戊醇

例18、分子式为C5H12O的醇,能被氧化成醛的同分异构体有( D ),能被氧化成酮的同分异构体有( C ),不能被氧化的同分异构体有( A )。

A.1个 B.2个 C.3个 D.4个

【提示】①C5H12O→C4H9CH2OH→C4H9CHO→C4H9-有四种同分异构体→4种;

②C―CH(OH)―C3(2种)、C2―CH(OH)―C2(1种)

C C―C―OH

C2

例19、.现有一瓶乙二醇和丙三醇的混和物,已知它们的性质如下表,据此,将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是( D )

物质 分子式 熔点‵ 沸点‵ -11.5 17.9 198 290 密度(g/cm3) 1.11 1.26 (C)分液法

溶解性 易溶于水和乙醇 能跟水、酒精以任意比互溶 (D)分馏法

乙二醇 C2H6O2 丙三醇 C3H8O3 (A)萃取法

(B)结晶法

例20、2001年6月21日,河南的郑州、洛阳及南阳市率先使部分汽车采用封闭运行方式,试用新的汽车燃料——车用乙醇汽油。乙醇,俗名酒精,它是以玉米、小麦、薯类等为原料经发酵、蒸馏而制成的。乙醇进一步脱水,再加上适量汽油后形成变性燃料乙醇。而车用乙醇汽油就是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的车用燃料。结合有关知识,回答以下问题:

(1)乙醇的结构简式为___C2H5OH __。汽油是由石油分馏所得的低沸点烷烃,其分子中的碳原子数一般在C5~C11范围内,如戊烷,其分子式为_____C5H12___,结构简式及其同分异构

体分别为___ CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 __、____、__________。

(2)乙醇可由含淀粉〔(C6H10O5)n〕的农产品如玉米、小麦、薯类等经发酵、蒸馏而得。请写出由淀粉制乙醇的化学方程式:

①淀粉+水?催化剂????葡萄糖(C6H12O6) (C6H10O5)n+nH2O?催化剂????nC6H12O6

②葡萄糖?催化剂????乙醇 C6H12O6 催化剂????? 2C2H5OH + 2CO2 ↑ (3)淀粉可由绿色植物经光合作用等一系列生物化学反应得到,即水和二氧化碳经光合作用生成葡萄糖,由葡萄糖再生成淀粉。进行光合作用的场所是___叶绿体___,发生光合作

????用生成葡萄糖的化学方程式是___6CO2+6H2O C6H12O6+6O2_____。

光叶绿体(4)乙醇充分燃烧的产物为____CO2 ____和___ H2O_____。

(5)车用乙醇汽油称为环保燃料,其原因是_能有效降低汽车尾气带来的严重大 气污染,改善环境质量_。

例21、取3.40 g只含羟基、不含其他官能团的液态饱和多元醇,置于5.00 L氧气中,经点燃,醇完全燃烧,反应后经过浓硫酸,质量增重2.7g,将气体经足量CaO吸收,体积又减少了2.80L(所有体积均在标准状况下测定) (1)该醇中C、H、O的原子个数之比为5:12:4。

(2)由以上比值 能_ (填“能”或“不能”)确定该醇的分子式,其原因:因为该最简式中氢原子个数已饱和,所以最简式即为分子式C5H12O4。

(3)如果将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子,所得到的卤代物都只有一种,试写出该饱和多元醇的结构简式。[C(CH2OH)4]

例22、已知存在下列转化

试回答:

(1)写出1-丁醇在Ag的作用下与氧气反应的方程式:_____________________.

2CH3CH2CH2CH2OH +O2

2CH3CH2CH2CHO +H2O

(2)写出CH2Cl2在165‵及加压时发生完全水解的化学方程式________________. (3)判断并写出将2-甲基-2-丙醇加入到酸性KMnO4溶液中的现象:____________.

(2)由题意:

则CH2Cl2的水解反应为

根据题给信息:

总反应方程式为:

答案:波纹线上所示. 2、酚

(1)、酚的概念:苯环与羟基直接相连的化合物。 ①结构特点:含苯环且与羟基直接相连; ②通式:CnH2n-6O或CnH2n-7OH(n≥6); ③

(2)代表物:苯酚(最简单的酚) 【1】组成与结构

注意 苯酚分子里至少有12个原子位于同一平面内。

【2】苯酚的物理性质:

无色晶体,有特殊气味,熔点:43‵,遇空气部分氧化而变成粉红色;常温下能溶于水,温度高于65℃时,与水互溶;易溶酒精,有毒。41-65‵时,苯酚与水的浊液静置后分层。皮肤上不慎沾上苯酚,要立即用酒精洗涤,而不是用水,以免受到苯酚的腐蚀。 【3】酚的化学性质:

由于苯酚分子里羟基与苯环直接相连,二者彼此相互影响,使其具有一些特殊的化学性质。 由于受苯环影响,苯酚分子中的C-O弱酸性 代反应,但苯酚分子结构中的—OH(羟基)的H—O键是极性键,同时又受与之直接相连的苯环的作用,使H—O键极性增强,可以发生微弱的电离生成H+离子,具有很弱的酸性。 ①弱于碳酸称石炭酸,不使酸碱指标剂变红。 ② ③

注意:不管C02是否过量都生成NaHC03,不会生成Na2C03

键难以断裂,不能与HX发生羟基的取

{} 加成反应 氧化反应 (1)在空气中缓慢氧化呈粉红色。 (2)能使KMnO4溶液褪色。

显色反应 苯酚的结构中,由于苯环因受-OH基使苯环上与羟基处在邻位和对 的影响,位上的氢原子活性增强,即氢原子变得活泼,更容易被取代.间位不反应,如 缩聚反应

果邻对位的某个位置没有H,则此位置 不能引进溴原子。 取代反应 (定位定量)

(强调: 书写时三个溴原子在羟基的邻、对位。)

结论:酚羟基有酸性,不易发生取代反应;醇羟基呈中性,易发生取代反应。都能与活泼金属发生置换反应。

苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质比较

【问题】苯酚常温下是固体,其熔点为43‵,将CO2通入苯酚钠溶液中,有苯酚生成,但

生成的苯酚是油状液体,而不是固体,这是为什么?

其原因是由苯酚与水的互相溶解造成的.苯酚的熔点较低。含水的苯酚熔点更低,在常温下就呈液态。所以实验中得到的浑浊液,实际上是苯酚水溶液和液态苯酚的混合液,因为不能完全互溶,所以呈浑浊状态,而不是析出的晶体。 【知识点应用】

例23、关于苯酚的说法中错误的是( AD ) A.纯净的苯酚是粉红色的晶体 B.有特殊气味

C.易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,不易溶于冷水

D.苯酚没有毒,其稀溶液可用作防腐剂和消毒剂,沾到皮肤上可用浓氢氧化钠溶液洗涤

E.苯酚在水中的溶解度随温度的升高而增大 F.苯酚水溶液呈弱酸性,能与碱反应

例24、“人文奥运”的一个重要体现是:坚决反对运动员服用兴奋剂。某种兴奋剂的结构简式如下所示,有关该物质的说法正确的是( ) A.遇FeCl3溶液显紫色,因为该物质与苯酚属于同系物

B.滴入KMnO4(H+)溶液,观察紫色褪去,能证明结构中存在碳碳双键 C.1 mol该物质分别与浓溴水和H2反应时最多消耗Br2和H2分别为6 mol、7 mol

D.该分子中的碳原子有可能共平面有17个 E、1 mol该物质完全燃烧消耗氧气的量为24.5 mol

解析:本题主要复习酚类物质的性质。熟练掌握各官能团及物质的主要化学性质是解此类题目的关键。显色反应是鉴别酚类物质的常用方法。

观察有机物的结构:分子中含有C=C键、酚羟基两种官能团,该有机物就具有这两种官能团性质。酚羟基易被氧化,可以电离使溶液呈酸性(苯环对羟基的影响),所以B不正确;酚羟基的存在可以使FeCl3溶液显色,A中遇FeCl3溶液显紫色正确,但和苯酚不是同系物,所以A错;使苯环上邻对位上的氢变得更加活泼易取代,和溴水反应苯环上可以取代3 mol,C=C加成1 mol共4 mol,1 mol该物质中含有两个苯环,一个C=C键,因而与H2反应时最多消耗H2为7 mol,所以C错误;苯环的碳及所连的六个碳原子共12个碳原子共平面,C=C及所连的四个碳原子共六个碳原子共平面,所以D正确。 答案:D E

例25、天然维生素P(结构如图)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂.关于维生素P的叙述错误的是( )

A.可以和溴水反应 B.可用有机溶剂萃取

C.分子中有三个苯环 D.1 mol维生素P可以和4 mol NaOH反应

解析:Vp分子中有3个环状结构,但其中1个不是苯环,苯环共2个,C错误.2个苯环上有4个—OH,可被4个NaOH中和,D正确;—OH邻、对位上的H原子可被Br原子取代,同时非苯环的六元环中有1个C答案:C

例26、 甲苯中混有少量苯酚,除去苯酚的操作正确的是 A.加FeCl3溶液 B.加水分液 C.加溴水过滤 D.加NaOH溶液,分液

选题目的:a.复习巩固苯酚的化学性质;b.考查物质的分离、提纯操作。适于中下等学生。

思路分析:应利用甲苯和苯酚的性质不同进行除杂。苯酚能和FeCl3溶液反应,但生成物不是沉淀,故无法过滤除去;苯酚与溴水反应生成三溴苯酚,但三溴苯酚能溶于甲苯,因此也不会产生沉淀,无法过滤除去;常温下,苯酚在甲苯中的溶解度要比在水中的大得多,因此用加水分液法也是行不通的,因此只能选D,因为苯酚与NaOH溶液反应后生成的苯酚钠是离子化合物,易溶于水而不溶于甲苯,从而可用分液法除去。 解答:D

启示:有机物除杂时经常要用到物理性质,要特别注意有机物的溶解性问题,一般共价化合物易溶于有机溶剂中,而离子化合物易溶于水中,本题极易多选C。

C双键,可与Br2加成,因而能使Br2(H2O)

褪色,A正确.维生素易溶于有机溶剂,由此可用有机溶剂萃取,B正确.

例27、 漆酚是生漆的主要成分,黄色,能溶于有机溶剂中。生漆涂在

物体表面,能在空气中干燥转变为黑色漆膜,它不具有的化学性质为( )

A.可以燃烧,当氧气充分时,产物为CO2和H2O B.与FeCl3溶液发生显色反应 C.能发生取代反应和加成反应 D.不能被酸性KMnO4溶液氧化 解析 结构决定性质。从漆酚的结构式看,它具有苯酚和二烯烃或炔烃(—C15H27)的性质。作为含氧衍生物,可以燃烧生成CO2和H2O;作为酚,与FeCl3溶液发生显色反应;作为苯酚和不饱和烃,能发生加成和取代反应,也能被酸性KMnO4溶液氧化,只有D不对。

答案:D

例28、扑热息痛是一种优良的解热镇痛药,其结构简式为 说法正确的是( )

A.它不与烧碱溶液反应 B.它能与浓溴水发生取代反应 C.它不能被氧化 D.遇FeCl3溶液发生显色反应 例29、下列物质中,既能使溴水褪色,又能产生沉淀的是

A.丁烯 B.乙醇 C.苯酚 D.氢硫酸

,下列

例30、白藜芦醇 广泛存在于食物(例如桑葚、花生尤其是

葡萄)中,它可能具有抗癌性。能够跟1mol该化合物起反应的Br2或H2的最大用量分别是( )

A.1mol ,1mol B.3.5mol ,7mol C.3.5mol ,6mol D.6mol ,7mol 例31、下列物质久置于空气中,颜色发生变化的是 ( )

A.Na2S03 B.苯酚 C.Na202

D.CaO

解析 这四种物质在空气中都易变质。

2Na2S03十O2=2Na2SO4 CaO十H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

2Na2O2(黄色)十2H2O=4NaOH(白色)十O2↑ 2Na2O2(黄色)十CO2=2 Na2CO3(白色)+O2↑

苯酚在空气中被氧化成粉红色物质。 答案 B、C

例32、请写出六种你学过的有机化合物的结构简式,这些化合物燃烧后产生的CO2和H2O(g)的体积比符合如下比值(各写3种):

(1)V(CO2)∶V〔H2O(g)〕=2的有___________、___________、___________. (2) V (CO2)∶V〔H2O(g)〕=0.5的有___________、___________、___________. 解析:(1)(插O法)因为燃烧产物V(CO2)∶V〔H2O(g)〕=2,所以该有机物中:n(C)∶n(H)=1∶1.该有机物若为烃,则CH≡CH、的耗O2量,并不改变其他产物的体积比.如:

是大家熟知的.由于O原

子在有机物中显二价,所以可将O原子插在以单键相连的两原子之间,只改变有机物燃烧

由于不饱和C原子上连羟基不稳定,所以舍去前者.

(2)(插O法/减H增H法)由于燃烧产物V(CO2)∶V〔H2O(g)〕=0.5,所以该有机物中n(C)∶n(H)=1∶4.该有机物若为烃,则CH4符合题意.在CH4分子中插O:

由于1个C原子上连接2个羟基不稳定,故将后者舍去,前者为甲醇(CH3OH),符合题意.

n(C)∶n(H)=1∶4,分子内H的含量很高,再引入其他烃基,显然只能降低含H量,不符合题意,如何才能找出第三种物质?通常采用减氢增氧法(也叫取代法).先用1个O原子取代2个H原子:

这样所得物质中H原子更少.然后再采用增氢法,即在所得分子中以单键相连的两原子间插入某些含H不含C的二价原子团,通常是—NH—:

这样增加了含H量,但不增加含C量,分子中C、H原子个数比仍为1∶4,所得物质为尿素,当然符合题意.

[变式题].某有机物完全燃烧,产物通过浓H2SO4,浓H2SO4增重13.5 g,然后再通过碱石灰,气体体积缩小了11.2 L(标准状况).试写出符合上列燃烧关系的四种不同类有机物的结构简式:___________、___________、___________、___________.

11.2L13.5g?2∶?118.0g?mol?1=提示(插O法):该有机物中: N(C)∶N(H)=22.4L?mol1∶3

该有机物若为烃,则乙烷符合题意,在CH3—CH3分子中插O:

所得物质都符合题意.

例33、 A和B两种物质的化学式都是C7H8O,它们都能跟金属钠反应放出H2。A不溶于氢氧化钠溶液,而B能溶于氢氧化钠溶液,B能使适量溴水褪色,并产生白色沉淀,A不能。B的一溴代物有两种结构,写出A和B的结构简式和名称。

选题目的:a.复习醇和酚的化学性质;b.考查推理能力;c.体会酚的同分异构体的写法及命名。本题适合于中等学生。

思路分析:从化学式C7H8O看,只能知道A和B是不饱和化合物,但结合具体性质联系起来综合考虑就可以推出A和B。

由于A和B都能与金属钠反应放给出氢气,且这两种物质中每个分子都只含有一个氧原子,所以它们的结构中有一个羟基,即它们为醇或酚。

A不溶于NaOH溶液,说明A为醇,A不能使溴水褪色,则A中一定含有苯环。推测A只能是一种芳香醇——苯甲醇。

B能使适量溴水褪色,并生成白色沉淀,进一步证明它是酚类——甲基苯酚,但甲基苯酚有邻、间、对三种同分异构体,其中对甲基苯酚的一溴代物含有两种结构。

解答:A是苯甲醇: ,B是对甲基苯酚:

例34、含苯酚的工业废水处理的流程图如下所示:

(1)上述流程里,设备Ⅰ中进行的是__________操作(填操作名称),实验室里这一步操作可以用__________进行(填仪器名称)

(2)由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是_________,由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质是______。 (3)在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为_________________________________。 (4)在设备Ⅳ中,物质B的水溶液和CaO反应后,产物是NaOH、H2O和________,通过___________操作(填操作名称)可使产物相互分离。

(5)图中,能循环使用的物质是C6H6、CaO、_______、_________。

例35、(2004北京高考理综,26)(1)化合物A(C4H10O)是一种有机溶剂。A可以发生以下变化:

①A分子中的官能团名称是_____________________;

②A只有一种一氯取代物B,写出由A转化为B的化学方程式:_____________________; ③A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化,且F的一氯取代物有三种,F的结构简式是_____________________。

(2)化合物“HQ”(C6H6O2)可用作显影剂,“HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”还能发生的反应是(选填序号)_____________。 ①加成反应 ②氧化反应 ③加聚反应 ④水解反应

“HQ”的一硝基取代物只有一种。“HQ”的结构简式是___________________________。 (3)A与“HQ”在一定条件下相互作用形成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到分子式为C10H12O2Na2的化合物。

“TBHQ”的结构简式是_______ 。

解析:(1)①仅含有一个O原子的官能团可能是羟基或醛基,根据A能够和浓H2SO4反应,可知其中含有的是羟基。

②A的分子式C4H10O符合饱和一元醇通式:CnH2n+2O,其可能的结构有四种: CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)OH、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3C—OH。 光照氯代时,Cl原子取代烃基上的H原子,上述四种结构对应一氯代物可能的结构分别是:4种、4种、3种、1种。所以B的结构是(CH3)3C—OH,发生的反应可以表示成:

+HCl

③根据上面的推断,F的结构简式是:

(2)HQ能和FeCl3溶液发生显色反应,说明它含有酚羟基;结合分子式可进一步断定,HQ分子里含有2个酚羟基。它还能与H2等发生加成反应,能被KMnO4等氧化剂氧化。HQ

可能的结构有三种:

它们的一硝基取代产物分别有:1种、2种、3种。所以HQ的正确结构为:

(3)TBHQ能与NaOH溶液反应得到分子式为C10H12O2Na2的化合物,说明分子中有2个酚羟基,因为醇羟基不能和NaOH反应,同时可以确定TBHQ的分子式为C10H14O2,可知TBHQ是由1分子HQ和1分子A反应得到的。反应关系如下:

??C10H14O2+H2O(属于取代反应) C6H6O2+C4H10O?根据HQ的一硝基取代产物只有一种,可以确定TBHQ的正确结构为: HOOHC(CH3)3。 答案:(1)①羟基

②+HCl

讲评:本题已知有机物的分子式,推断其结构。在分析解答过程中,要引导学生掌握有机物的结构与典型性质之间的关系,能够根据有机物分子组成通式或典型特征反应,判定该有机物的类别,确定其结构中含有的官能团,从不同的角度对有机物进行推断。

例36、(2005上海).苯酚是重要的化式原料,通过下列流程可合成阿司匹林、香料和一些高分子化合物。已知:

(1)写出C的结构简式 。 (2)写出反应②的化学方程式 。 (3)写出G的结构简式 。 (4)写出反应⑧的化学方程式 。 (5)写出反应类型:④ ⑦ 。 (6)下列可检验阿司匹林样品中混有水杨酸的试剂是 。 (a) 三氯化铁溶液 (b) 碳酸氢钠溶液 (c) 石蕊试液 答案:(1)

(2)

(3)(4)(6)a (三)醛

(5)加成反应、消去反应

醛是有机化合物中一类重要的烃的衍生物,在中学化学所介绍的含氧衍生物中,醛是相互转变的中心环节,学习过程中一定要抓住这一中心环节,可以把醇、醛、酸三者的衍变关系归纳为:

,该衍变关系在有机物的推断中往往是推断的突

破口,在有机合成中是一重要的衍变关系,应加以重视。 1、醛类的结构

醛:分子是由烃基跟醛基相连而构成的化合物。通式为R—CHO。

饱和一元醛:分子里由饱和烷基和一个醛基相连而构成的化合物。乙醛的同系物叫饱和一元醛。

通式为CnH2nO或CnH2n+1CHO(n≥0)。

分子组成最简单的醛为甲醛(HCHO),其分子中可看作有两个醛基。

注意:含有醛基的物质就有醛类物质的性质,但含有醛基的物质不一定就叫醛,如葡萄糖

()含有醛基。

2、代表物——乙醛的结构和性质 (1)结构:分子式:C2H4O

通常简写为CH3CHO。

(2)物理性质:乙醛为无色有刺激性气味易挥发的液体,密度比水小,能与水、乙醇、氯仿等互溶。

(说明:乙醛能跟水互溶的原因是乙醛分子能跟水分子形成氢键。)

(3)化学性质

醛类的化学性质主要由醛基(—CHO)决定。

醛基中有一个C==O双键和C—H键,都有极性,都有可能断裂。

醛基上的碳氧双键(C==O)可以与H2发生加成还原成醇,醛基上的碳氢键较活 泼,易被氧化成羧酸(催化氧化、银氨溶液氧化或新制氢氧化铜氧化)。

具体可发生: ①和H2加成被还原为醇:

强调:C=O双键的加成不如C=C容易,通常情况下C=O双键与溴水、水、HX等很难加成 ②氧化反应:

a.燃烧:2CH3CHO+5O2 点燃 4CO2+4H2O

b.催化氧化成羧酸:2CH3CHO+O2c.被弱氧化剂氧化: Ⅰ.银镜反应:

本实验过程涉及的反应方程式:

催化剂 △ 2CH3COOH(乙酸)

AgNO3+NH3·H2O====AgOH↓+NH4NO3

+AgOH+2NH3·H2O====[Ag(NH3)2]OH+2H2O ([Ag(NH3)2]OH====[Ag(NH3)2]+ OH-)

CH3CHO+2Ag(NH3)2OH????? H2O+2Ag↓+3NH3+CH3COONH4。

说明:本实验成功的关键:①试管要光滑洁净;②银氨溶液的配制、乙醛的用量要符合实验说明(实验6—7)中的规定;③混合溶液的温度不能太高,受热要均匀。以温水浴加热为宜;④在加热过程中,试管不能振荡。否则无银镜,将生成黑色疏松的银沉淀。⑤银氨溶液必须现用现配,配制银氨溶液时,氨水不能过量(防止生成易爆物质)。

量的关系:—CHO ~ 2 Ag

1mol 2mol

Ⅱ.和Cu(OH)2反应:

实验6—8 本实验过程涉及的反应方程式: CuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4

说明:①量的关系:

—CHO ~ Cu(OH)2 ~ Cu2O 1mol 2mol 1mol

②实验中所用的Cu(OH)2必须是新制成的,而且制备中须NaOH过量。因为本实验需在碱性条件下进行。

③医疗上利用本实验原理检测尿糖。 d.使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。 (4)制法

或Ag (1)乙醇催化氧化法:2CH3CH2OH+O2 Cu 2CH3CHO+2H2O

△ (2)乙烯直接氧化法:2CH2==CH2+O2 (3)乙炔水化法 : CH≡CH+H2O3、特殊醛——甲醛 (1)分子结构

水浴加热 催化剂 △ 2CH3CHO

催化剂 CH3CHO

分子式:CH2O 结构式:共平面的。

(2)物理性质和用途

结构简式:HCHO 甲醛分子中的4个原子是

甲醛是蚂蚁体内分泌出的一种物质,所以又叫蚁醛。是一种无色具有强烈刺激性气味、有毒的气体,易溶于水。质量分数为35%~40%的甲醛水溶液叫福尔马林,具有杀菌和防腐能力。

甲醛具有强烈的致癌作用和促癌作用,低浓度时会发生气喘、刺激眼睛流泪,高浓度时引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷甚至死亡,我国室内空气甲醛浓度的最大允许值为0.08mg/m3,而美国、英国等则不允许有。

烃的含氧衍生物中,常温下甲醛是惟一的气态物质。 (3)化学性质

甲醛中有醛基,它也应具有醛类的所有化学性质。

甲醛的结构: 可看成是含有两个醛基。

结构特点为羰基两侧是对称的氢原子,与其它醛类物质不同。

OHCH[O]OHOCOH(H2CO3)CO2+H2O

a.具有醛类的所有化学性质

b.缩聚反应

C、加聚反应:有关量的关系:

OHCHOHCH足量银氨溶液4Ag (需要反应4molAgNO3) 2Cu2O (需要反应4molCu(OH)) 2

聚甲醛,人造象牙,塑钢。

足量Cu(OH)2悬浊液

例37、 (CH3)2CHCH2OH是某有机物加氢还原的产物,原有机物可能是( )

选题目的:a.复习巩固C=C双键、C=O双键和 中下等学生。

叁键的性质;b.考查观察能力。适于

思路分析:首先应明确题干中的物质其结构简式还可以写成C=C双键、叁键 解答:A、D

,又因为

、C=O双键均可以与H2加成,仔细观察四个选项不难发现正确答案。

启示:解答有机习题要防止思维定势的负面影响,如本题很容易发生漏选的情况。 例38、某3g醛和足量的银氨溶液反应,结果析出43.2gAg,则该醛为 A.甲醛 B.乙醛 C.丙醛 D.丁醛

选题目的:a.复习银镜反应中的定量关系;b.注意甲醛的特殊性。适合于中等学生。 思路分析:1mol一元醛通常可以还原得到2molAg,现得到0.4molAg,故醛为0.2mol,该醛的摩尔质量为3g/0.2mol = 15g/mol,此题似乎无解,但1mol甲醛可以得到4molAg,即3g甲醛可得到43.2g(0.4mol)Ag,符合题意。 解答:A

启示:在烃的衍生物中,有许多特殊的反应,它们的特殊的性质往往会成为命题的素材,需引起我们的注意,类似的物质还有HCOOH、甲酸酯等。

例39、向乙醛溶液中滴入酸性KMnO4溶液,可观察到的现象是 溶液的紫色褪去 。

现已知柠檬醛的结构简式为:

(1)检验分子中醛基的方法是___加入银氨溶液,水浴加热,有银镜生成,可证明有醛基(或加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,有红色沉淀生成,也可证明有醛基) ;

检验C=C的方法是_____加入溴水,溴水(或酸性高锰酸钾溶液)褪色,证明有

C=C。 _。

(2)实际操作中,哪一个官能团应先检验? 先检验—CHO(此时C=C不会被弱氧化剂氧化)才能继续检验C=C ;若要检验出其中的碳碳双键,其方法是 先加足量的银氨溶液水浴加热,把所有的醛基氧化掉,然后再加入少量酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液的紫色褪去,证明有碳碳双键存在 。

选题目的: a. 复习C=C和—CHO的性质;b. 考查思维的灵活性。适于中上等学生。 思路分析: 检验醛基用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液,检验C=C用溴水或酸性高锰酸钾溶液,但当一种有机物中同时含有这两种官能团时,必须要考虑检验的先后顺序,若先检

验C=C,则—CHO也同时会被氧化,无法再检验—CHO,只有先检验—CHO(此时C=C不会被弱氧化剂氧化)才能继续检验C=C。

启示:牢固掌握各官能团的性质固然是必要的,但更要注意对知识的灵活运用,否则就会顾此失彼。如本题中检验完醛基后,必须要加酸调pH至中性,因为—CHO被氧化后溶液呈较强的碱性,若直接加溴水,Br2与OH-反应也会导致溴水褪色而无法检验是否有C=C。 例40、某学生做乙醛还原性的实验,取1 mol·L

-1

-1

的CuSO4溶液2 mL 和0.4 mol·L

NaOH溶液4 mL,在一个试管内混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸,无红色沉淀,实验失败的原因是( )

A.NaOH不够量

B.CuSO4不够量

C.乙醛溶液太少

D.加热时间不够

解析:由于CH3CHO和新制Cu(OH)2的反应必须在碱性条件下进行(即用CuSO4和NaOH反应制备Cu(OH)2时须NaOH过量),所以本实验失败的原因是NaOH不足。 答案:A

例41、在实验室里不宜长期放置,应在使用时配制的溶液是( )

①酚酞试剂 ②银氨溶液 ③Na2CO3溶液 ④Cu(OH)2悬浊液 ⑤酸化的FeCl3溶液 ⑥硫化氢水溶液 A.只有②④

B.除①之外

C.只有②④⑥

D.全部

解析:①③⑤在空气中可以稳定存在,因此均可长期存放。②银氨溶液必须随配随用,不可久置,否则会生成易爆炸的物质。④氢氧化铜悬浊液在空气中久置,会变为碱式碳酸铜。⑥H2S水溶液在空气中放置,易被空气中的氧气氧化为S和H2O。 答案:C

例42、阅读下列短文:在含羰基

的化合物中,羰基碳原子与两个烃基直接相连时,

叫做酮,当两个烃基都是脂肪烃基时,叫做脂肪酮,如甲基酮 (CH3 )RC=O;都是芳香烃基时,叫芳香酮;两个烃基是相互连接的闭合环状结构时,叫环酮,如环己酮(

)。

像醛一样,酮也是一类化学性质活泼的化合物,如羰基也能进行加成反应,加成时试剂的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳,而试剂中带正电的部分加到羰基带负电的氧上,这类加成反应叫亲核加成,但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差,不能被弱氧化剂氧化,许多酮都是重要的化工原料和优良溶剂,一些脂环酮还是名贵香料。试回答:

(1)写出甲基酮与氢氰酸(HCN)反应的化学方程式__________________________ (2)下列化合物不能和银氨溶液反应的是

A.HCHO B. C. D.

(3)有一种名贵香料——灵猫香酮 是属于

A.脂肪酮 B.脂环酮 C.芳香酮

(4)樟脑也是一种重要的酮 ,它不仅是一种常用杀虫剂,而且是香料、

医药工业的重要原料,它的分子式是__________。

(5)写出樟脑的一种无甲基、含环烷烃基、能发生银镜反应的同分异构体______。

2.(1)

(2)C (3)B (4)C10H16O (5)

(四)、羧酸

1.羧酸的概念及通式:

分子由烃基跟羧基直接相连而构成的化合物叫羧酸。通式为:R—COOH。 官能团:羧基 2.羧酸的分类: 羧 酸 3.羧酸通式与同分异构 (1)饱和一元羧酸通式:

根据分子里烃基分类 根据分子里羧 基数目可分为: 一元羧酸(R-COOH):如:HCOOH、CH3COOH、、C6H5COOH(苯甲酸) 二元羧酸:HOOC—COOH(乙二酸)

由 脂 肪 烃 基 和 羧 基 构 成

或—COOH

饱和羧酸 CH3COOH

脂肪酸 由烃基含碳 原子多少 硬脂酸 C17H35COOH 高级脂肪酸 软脂酸 C15H31COOH 油酸 C17H33COOH COOH 由苯环和羧基构成 芳香酸 苯甲酸: —低级脂肪酸

不饱和羧酸CH2 =CHCOOH

乙酸的同系物叫饱和一元羧酸,其通式:CnH2nO2(n≥1)或者CnH2n+1COOH(n≥0) (2)同分异构:通式为CnH2nO2可代表饱和一元脂肪酸与酯、羟基醛。 4.化学性质

羧基(—COOH)是由羰基( )和羟基(—OH)组成,但这两个基团相互影响,结果不再是两个单独的官能团,而成为一个新的整体。羧基中一个碳原子和两个氧原子的结合相对于氧原子和氢原子的结合较牢固,其中的氢原子可以电离为氢离子,从而使含羧基的物质具有酸性。

基本形式:酸+醇?酯+H2O(酸:包括有机酸与无机含氧酸

ORCOH+HOR'ORCOR'+H2O浓硫酸

CH2CH2OHCHOHOH+3HONO2浓H2SO4CH2CH2ONO2CHONO2ONO2+3H2O硝化甘油(三硝酸甘油酯)CH3CH2OH+HOSO3HCH3CH2 ——可制炸药

OSO3H+H2O硫酸氢乙酯

OOH+HOCCH3乙酸酐

OOCCH3+H2O

这个反应就不属于酯化反应,因为苯酚不属于醇。 5、几种重要羧酸:

(1)最简单的饱和一元羧酸甲酸:分子式:CH2O2 结构式:

结构简式:HCOOH

O甲酸(又叫蚁酸),由于分子中既含有羧基

OHCOHOHCCOH,又含有醛基

,即

,因而甲酸在反应中将表现出羧酸和醛性质的综合。

化学性质:兼有羧酸和醛类的性质 ①HCOOH+C2H5OH

浓硫酸 △ HCOOC2H5+H2O

△ ②HCOOH+2Ag(NH3)2OH (NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3↑+H2O

(2)乙酸:分子式:C2H4O2;

结构简式: 或CH3COOH

乙酸分子的比例模型:

乙酸又叫醋酸,乙酸分子为极性分子,且分子间可形成氢键,所以乙酸的熔沸点较高,溶点16.6‵,沸点117.9‵。在室温较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的无色冰状晶体,俗称冰醋酸。有刺激性气味。易溶于有机溶剂,可与水以任意比互溶。 化学性质:

(1) 弱酸性——酸的通性

CH3COOH在水溶液里部分电离产生H+ CH3COOH①使酸碱指示剂变色

乙酸

②和活动性顺序表中H前金属发生置换反应生成H2。

Zn+2CH3COOH=(CH3COO)2Zn +H2↑

③与碱发生中和反应:Cu(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Cu+2H2O ④与碱性氧化物反应:CuO+2CH3COOH=(CH3COO)2Cu + H2O ⑤与某些盐反应:CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2↑+ H2O

(2)酯化反应(酸脱羟基醇脱氢)

紫色石蕊 红 无色酚酞 不变色 甲基橙 黄 CH3COO+H 从而使乙酸具有酸的通性

-+

OCH3COH+H18OC2H5浓H2SO4OCH3C18OC2H5+H2O

研究有机反应的历程通常采用:示踪原子法。酯化反应属于取代反应的范畴。 (3)脱羧反应:R-CH2-COONa+NaOH CaO R-CH3+Na2CO3

(4)能与氨基-NH2脱水形成肽键 乙酸的制取:

①通过上述方法制得乙醛。

O —C—NH-

2CH3CHO+O2催化剂2CH3COOH△②丁烷直接氧化法:

2CH3CH2CH2CH3+5O2催化剂4CH3COOH+2H2O△(3)乙二酸(草酸)

(1) 分子式 结构式 结构简式

OO H2C2O4 (2)化性 ①酸的通性: ② 酯化反应:

COOHHOCCOH COOH

OHOOCCOOH+HOCH2CH2OHHOOCC OCH2CH2OH+H2O

乙二酸二乙酯(链状酯)

CH2CH2OHOH+HOOCHOOCCOOCH2COOCH2

乙二酸乙二酯(环酯)(分子间酯化形成“六元环”)

OO+2H2OnHOOCCOOH+nHOCH2CH2OHCC OCH2CH2On+nH2O

聚乙二酸乙二酯(聚酯)(缩聚反应)

CH2CH3CHCH2CH2OH浓H2SO4CH2COOHCH3CHCH2COCH2O+H2O?(分子内酯化形成“六元环”)

请注意理解以上几个反应的发生本质。

③还原性:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4→10CO2↑+K2SO4+2MnSO4+8H2O ④ H2C2O4 (4)其它

硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)等一元脂肪酸,由于烃基含有较多的碳原子,又叫高级脂肪酸。硬脂酸、软脂酸为饱和酸,常为固体,不溶于水。油酸是不饱和酸,常为液体,不溶于水。

苯甲酸:C6H5COOH 芳香酸 CH2=CH—COOH(丙烯酸) (五)、酯

1.概念:醇跟含氧酸起反应生成的有机化合物叫做酯。 2、酯的分类:

根据生成酯的酸不同,酯可分为有机酸酯和无机酸酯,通常所说的是有机酸酯。 (1)有机酸酯又叫羧酸酯:醇酯(CH3COOC2H5)与酚酯(CH3COOC6H5)。

【说明】酚酯的形成一般由酚与羧酸酐酯化生成。 (2)无机酸酯:如硝酸酯(硝化甘油)、磷酸酯(磷酸乙酯)等。

CH2ONO2 CHONO2

OC2H5

O=P OC2H5

OC2H5

浓硫酸 △ CO2 +CO +H2O

CH2ONO2

3、酯的通式:

官能团

的酯叫饱和一元酯,

当R和R′均为饱和烷基时,且只有一个其通式:CnH2nO2(n≥2)

分子式相同的羧酸、酯和羟基醛互为同分异构体。 4、物理性质:

酯类都难溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂,密度一般比水小。低级酯是具有芳香气味的液体。 5、酯的生成:

乙酸乙酯的制取

.实验室用如图所示的装置制取乙酸乙酯。

(1)在大试管中加入冰醋酸,浓硫酸,乙醇的正确顺序是:先加 乙醇 ,后加 乙酸 ,再加 浓H2SO4___,其操作方法是___在一个大试管里注入乙醇3mL,再加入2mL乙酸,再慢慢加入2mL浓硫酸,然后轻轻振荡试管,使之混合均匀。连接好制备乙酸乙酯的装置。用小火加热试管里的混合物。

(2)制取乙酸乙酯的条件是___浓H2SO4,加热__,反应中不用水浴加热的原因是_不易将酯蒸出。

(3)浓硫酸的作用是:①__催化剂___;②___吸水剂__。

(4)装置中用较长导管的作用是__起冷凝回流的作用__,装置中通蒸气的导管要插在饱和 Na2CO3溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止 Na2CO3溶液的 倒吸 。

(5)为防止实验过程中产生暴沸现象,应有采取的正确措施是____ 加入瓷片 __ (6)收集乙酸乙酯时,使用的饱和 Na2CO3溶液的作用是:吸收挥发出的乙酸;溶解挥发出的乙醇;降低乙酸乙酯的溶解性。

(7)实验生成的乙酸乙酯,其密度比水____小______(填“大”或“小”),有_果香__味。 (8)若实验中温度过高,使反应温度达到140‵左右时,副反应的主要有机产物是__乙醚__。(填物质名称)。

(9)酯化反应中的“酸”指的是__有机酸与无机含氧酸__,酯化反应的规律是__酸去羟基,醇去羟基中的氢__。

(10)在酯化反应中常使用过量乙醇其原因是__________________。

(11)在酯化反应中使用的醇为丙三醇时,反应得到的有机物的种类是_ 油脂 ,其

结构简式是_______。

(12)酯化反应中醇与酸的相对分子质量之和与酯的相对分子质量之间的关系是_______________。

(13)乙酸乙酯属于酯和酸的所有同分异结构体一共有____6____种,写出分子只含有一个甲基的结构简式___HCOOCH2CH2CH3_______

6、酯的化学性质: 水解反应

酯的水解反应是酯化反应的逆反应,酯水解时的断键位置如下图:

(酯化时形成的键断裂)

在有酸或碱存在的条件下,酯能发生水解反应,生成相应的醇和酸 酸性条件下酯的水解不完全,书写方程式时要用“完全。

酯化反应与酯水解反应的比较

反应关系 催化剂 催化剂的其他作用 加热方式 反应类型

烃的羰基衍生物比较 物质 乙醛 乙酸 乙酸乙酯

结构简式 CH3CHO CH3COOH CH3COOC2H5 羰基稳定性 易断裂 难断裂 难断裂 与H2加成 能 不能 不能 其他性质 醛基中C—H键易被氧化 羧基中C—O键易断裂 酯链中C—O键易断裂 浓H2SO4 吸水,提高CH3COOH和C2H5OH的转化率 酒精灯火焰加热 酯化反应,取代反应 稀H2SO4或NaOH溶液 NaOH中和酯水解生成的CH3COOH,提高酯的水解率 热水浴加热 水解反应,取代反应 酯化 水解 ”;碱性条件下酯的水解趋于

例44、某有机物的结构简式为: 它在一定条件下可能发生的反应有( )

①加成 ②水解 ③酯化 ④氧化 ⑤中和 ⑥消去

A.②③④ B.①③⑤⑥ C.①③④⑤ D.②③④⑤

【解析】 题给有机物合有醛基、羧基和醇羟基,从给出的6种有机反应出发分析:含醛基,可发生加成、氧化反应;含羧基可发生中和、酯化反应;含醇羟基可发生氧化、酯化反应。由于含醇羟基的碳原子的相邻碳原子上无氢原子,不能发生消去反应,故本题答案为C。 【答案】C

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/1w16.html

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