烃的衍生物

烃的衍生物主讲：黄冈中学高级教师傅全安一、复习策略(一)复习要点阐述1、烃和烃的衍生物相互关系表2、人类重要的营养物质3、有机化学反应的基本反应类型(1)取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。①②卤代：＋Cl2＋HCl③硝化：＋HO—NO2＋H2O④磺化：＋HO—SO3H＋H2O⑤酯化：⑥水解：⑦脱水：(2)加成反应：有机物分子中双键(或叁键)两端碳原子与其它原子或原子团结合生成新的化合物的反应。①加H2：②加H-x：③加H2O：(3)消去反应：在一定条件下，有机物分子中脱去1个小分子如H2O、HX、NH3等生成不饱和(含或键)化合物的反应。(4)加成聚合反应：不饱和单体聚合生成高分子化合物的反应。(5)缩合聚合反应：从相同的单体或不同单体间脱去一个小分子(如H2O、HX、NH3)而生成高分子化合物的反应。(6)氧化反应：有机物得氧脱氢叫氧化反应。(7)还原反应：有机物脱氧得氢叫还原反应。(8)酯化反应：酸和醇起作用生成酯和水的反应。(9)水解反应：化合物和水反应生成两种或多种化合物的反应。4、成环反应(1)二元醇脱水成环①分子内脱水成环②分子间脱水成环(2)羟基酸脱水成环(3)二元羧酸与二元醇酯化成环(4)α—氨基酸脱水成环(5)羧酸脱水成环(6)氢键成环(7)乙炔三聚成环(8)HCHO、CH3CHO三聚成环(9)氨基酸的成环反应①分子间脱水成环：②分子内脱水成环：③缩聚成大环：(二)要点复习的策略及技巧1、溴乙烷卤代烃(1)溴乙烷的性质①物理性质：无色液体，沸点38.4℃，密度比水大。②化学性质：由于官能团(—Br)的作用，溴乙烷的化学性质比乙烷活泼，能发生如下化学反应。a．水解反应：利用NaOH中和反应生成的HBr，可促进水解平衡向正反应方向移动。卤代烃水解反应的条件：NaOH的水溶液由于可发生反应：HBr＋NaOH=NaBr＋H2O，故C2H5Br的水解反应也可写成：C2H5Br＋NaOH→C2H5OH＋NaBr。b．消去反应卤代烃消去反应的条件：与强碱的醇溶液共热。反应实质：从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个HBr分子。消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HBr等)，而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应。(2)卤代烃的分类①卤代烃：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的生成物②分类练1、国家食品卫生标准规定，酱油中3—氯丙醇不得超过1ppm(百万分之一)。则与氯丙醇(化学式为C3H7OCl)同类的同分异构体共有()A．3种B．4种C．5种D．6种解析：3—氯丙醇可视作丙烷的衍生物，在丙烷分子的3个碳原子中，1、3位碳原子位置是等同的，2位碳原子与1、3位碳原子不同，据此可写出碳架：。答案：C2、乙醇醇类(1)乙醇的分子结构乙醇可看作是乙烷分子中的一个H原子被—OH取代后的产物：分子中H—O、C—O键均易断裂。(2)乙醇的物理性质俗称：酒精；色：无色；味：特殊香味；态：液体；密度：比水小(0.8g·cm－3)；沸点：78℃，低—易挥发；溶解性：重要的有机、无机物溶剂，跟水任意比互溶。无水酒精。含量99.5%以上的酒精。制备无水C2H5OH的方法是：用工业酒精跟新制生石灰混合，加热蒸馏制得。检验酒精中是否含水可用无水CuSO4检验。(3)化学性质①跟活泼金属的反应——乙醇分子中氢氧键断裂：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑a．该反应较水与金属钠的反应缓慢：水可电离出H＋，CH3CH2OH为非电解质。CH3CH2ONa是一种强碱。b．活泼的金属包括Na、K、Mg、Al等，也能够把乙醇的羟基里的氢置换出来，如：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑。c．利用此反应可测定有机物分子中的羟基(或活泼氢原子)的数目。②乙醇的脱水反应a．分子内脱水b．分子间脱水凡是具有通式R—O—R′的有机物叫醚，例如：CH3OCH3甲醚；CH3—O—CH2CH3甲乙醚；CH3CH2OCH2CH3乙醚；等都属于醚类。相同碳原子的饱和一元醇和醚互为同分异构体，例如C2H5OH和CH3OCH3；③氧化反应：a．燃烧：b．催化氧化：c．一元醇氧化的规律：伯醇氧化成醛：仲醇氧化成酮：d．跟氢卤酸的反应NaBr＋H2SO4=NaHSO4＋HBr，实验室通常用NaBr(s)、75%的浓H2SO4和C2H5OH共热可制得C2H5Br，反应化学方程式为：CH3CH2OH＋NaBr＋H2SO4CH3CH2Br＋NaHSO4＋H2O(3)饱和一元醇的系统命名与同分异构①饱和一元醇的通式：CnH2n＋1OH分子式CnH2n＋2O为饱和一元醇和醚的通式。②饱和一元醇的系统命名法：a．选择羟基(—OH)所在碳原子在内的最长碳链为主链，以支链为取代基。b．主链碳原子的编号从离羟基所在碳原子最近的一端开始，按照主链碳原子数目称为某醇。c．取代基的位置用阿拉伯数字标在取代基名称的前面，羟基位置用阿拉伯数字标在醇名称的前面。(4)饱和一元醇的同分异构练2、写出符合分子式C4H10O的所有同分异构体的结构简式。C4H10O符合饱和一元醇的通式CnH2n＋2O，饱和一元醇既存在碳链异构又存在着羟基的位置异构：相同碳原子的醇和醚互为同分异构体，故醚的同分异构体结构简式有：CH3CH2OCH2CH3CH3OCH2CH2CH3CH3OCH(CH3)2(4)几种重要的醇①甲醇(CH3OH)最初是由木材干馏得到的，所以俗名木精。有毒、服入10mL能使双目失明，致死量为30mL。甲醇除作溶剂后，也是有机合成的原料，工业上由CO和H2制取：。②乙二醇俗称甘醇，用作内燃机冷却水的防冻剂，化工原料(制涤纶)。二元醇分子中两个羟基也具有醇的通性，在反应中两个羟基可以逐步进行反应，例如乙二醇分子中两个羟基上的氢原子逐步被钠取代生成；氧化时可得到一系列氧化程度不同的产物：练3、A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含有一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团；A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。请填空：(1)A的分子式是__________，，其结构简式是__________。(2)写出A与乙酸反应的化学方程式：____________________。(3)写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构简式。①属直链化合物；②与A具有相同的官能团；③每个碳原子上最多只连一个官能团。这些同分异构体的结构简式是__________。解析：求解A的分子式确定A的结构式是解答全题关键。，最简式为C5H12O4，知A分子中的碳原子皆为氢原子所饱和，故其最简式即为分子式。A的分子式既已确定则其余问题均可迎刃而解。答案：3、苯酚酚类(1)苯酚羟基和苯基直接相连的化合物叫苯酚，，而羟基通过侧链与苯环相连的化合物是芳香醇，如。练4、若香族化合物A的分子式为C7H8O，写出符合分子式的所有芳香族化合物的结构简式：__________。在上述化合物中分别滴入稀的FeCl3溶液，则有__________种化合物发生显色反应，若其中一种有机物A苯环上的一元硝基取代物只有两种，则该有机物的结构简式为：__________。答：(2)苯酚的物理性质俗称：石炭酸纯净的苯酚是无色晶体，具有特殊的气味，熔点43℃，在水中溶解度不大，当温度高于65℃与水混溶。易溶于有机溶剂如酒精。毒性：有毒，对皮肤有强烈的腐蚀性。实验时，不慎沾到皮肤上，立即用酒精洗涤。苯酚露置在空气里因部分氧化而通常显粉红色：(3)化学性质由于苯酚分子中苯基()和羟基(—OH)的相互影响，使得羟基中H原子的活性增强，在水溶液中能电离出H＋；由于—OH对苯环的影响使羟基的邻对位氢原子的活性也增强而易被取代。①酸性：苯酚的酸性比碳酸弱。a．苯酚酸性极弱，不能使石蕊试液变红色。酸性的检验方法：在盛有少量苯酚的试管里，加水振荡呈现浑浊，再逐渐加入NaOH溶液，变澄清，再通入CO2澄清溶液又变浑浊。b．上述反应也可用于苯酚的分离与提纯。②苯环上的取代反应a．实验时应加少量苯酚，过量的浓溴水；b．此反应灵敏，用于定性检验和定量测定；c．与溴苯的生成相比较，苯环上取代反应较易。③显色反应：跟FeCl3溶液显紫色。酚类物质遇Fe3＋，溶液呈特征颜色。苯酚溶液中滴入FeCl3溶液，溶液呈紫色。(4)加成反应(5)缩聚反应(6)酚酯酚类化合物也有相对应酯存在，即酚酯，近年来酚酯是高考的热点之一，这是因为高考命题强调由知识立意向能力立意转变。而“酚酯”这一知识点符合依据大纲——苯酚，酯类化合物是大纲规定要掌握的知识点而“酚酯”则是不拘泥于大纲的考点，因此为提高思维能力必须对酚酯的生成结构有一个较系统的了解。(1)酚的成酯反应较困难，只有和酸酐或酰氯反应才能成酯。(2)酚酯的水解4、乙醛醛类(1)结构：分子式C2H4O，结构简式CH3CHO，醛基(—CHO)是乙醛的官能团。(2)物理性质：乙醛是一种无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，易挥发、易燃烧，易溶于水及乙醇、乙醚、氯仿等溶剂。(3)化学性质①加成反应：醛基中的羰基可与H2、HCN等加成，但不与Br2加成。②氧化反应燃烧：催化氧化：被弱氧化剂氧化：以上两个反应均可用于检验醛基。银镜反应实验：练5、实验室做乙醛和银氨溶液发生银镜反应的实验时：(1)为产生光亮的银镜，试管应先用__________溶液煮沸，倒掉煮沸液后再用清水将试管冲洗干净。(2)配制银氨溶液时向盛有__________溶液的试管中逐滴滴加__________溶液，边滴边振荡直到__________为止。有关反应的离子方程式为：①__________，②__________。(3)加热时应用__________加热，产生银镜的化学方程式：__________。(4)实验室配制银氨溶液时若向AgNO3溶液中加入氨水形成银氨溶液时，应防止加入氨水过量，否则容易生成容易爆炸的__________，试剂本身也失去灵敏性。配制好的银氨溶液不可久置，否则会生成__________从溶液中析出，这种沉淀哪怕是用玻璃棒刮擦也会分解发生猛烈的爆炸。解析：欲使银镜反应实验成功必须用NaOH溶液煮沸试管以除去油污以免析出的银难以附着在试管上。在配制银氨溶液时一定要注意在AgNO3溶液中加入1滴NaOH溶液后立即产生褐色沉淀，随后逐滴滴入稀氨水边滴边振荡直至沉淀刚刚消失为止，就得到无色的银氨溶液。答案：(1)NaOH；(2)AgNO3；氨水；先生成的沉淀恰好溶解；①Ag＋＋NH3·H2O=AgOH↓＋②AgOH＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O(3)水浴；CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH→CH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O(4)Ag3N；Ag2NH(4)工业制法(5)甲醛①甲醛的分子结构：，分子中有两个活泼的氢原子。②甲醛的物理性质：常温下为气体，易溶于水，35%至40%甲醛水溶液俗称福尔马林，具有杀菌、防腐能力。③甲醛的化学性质a．具有醛类的通性：能被弱氧化剂所氧化。b．具有一定的特性：甲醛被银氨溶液氧化成HCOOH，分子中仍含一个醛基。因此，1molHCHO与足量Ag(NH3)2OH反应，生成4molAg，HCHO最终的氧化产物为碳酸，碳酸分解产生CO2。c．加聚反应：是人造象牙的主要成分。5、乙酸羧酸(1)CH3COOH的分子结构从乙酸的结构式可以看出，羧基结构中既存在羰基()又存在羟基(—OH)，似应表现出羰基和羟基的性质，但实际上并不如此，羧基是羰基和羟基两者相互影响的统一体，应把它看作一个整体，因此对于羧基的结构必须从羰基和羟基的相互影响来看。根据羧酸的结构，它可以发生如下反应：(2)乙酸的化学性质①具有酸的通性CH3COOHCH3COO－＋H＋(酸性比碳酸强)CaCO3＋2CH3COOH→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2OCu(OH)2＋2CH3COOH→(CH2COO)2Cu＋2H2O②酯化反应(断C—O键羧酸脱