2011届高考化学一轮复习课件：选修5 有机化学基础 课时2 官能团与有机化学反应、烃的衍生物

课时2官能团与有机化学反应、烃的衍生物1．结构特点卤素原子是卤代烃的官能团。由于氟、氯、溴、碘的非金属性比碳强，所以C—X之间的共用电子对偏向，形成一个极性较强的共价键，卤素原子易被其他原子或原子团所取代。卤素原子2．物理性质(1)溶解性：水，易溶于大多数有机溶剂。(2)状态、密度：CH3Cl常温下为体；C2H5Br、CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下为液体，且密度1g·cm－3。(3)递变：卤代烃都不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。氯代烃的沸点随烃基增大呈现升高的趋势；氯代烃的密度随烃基增大呈现减小的趋势。不溶于气3．卤代烃的分类(1)根据分子中所含卤素的不同进行分类：氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。(2)根据分子中所含烃基的不同进行分类：饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃。(3)根据分子中所含卤素原子的多少不同进行分类：一卤代烃、多卤代烃。4．化学性质分子式中C—X键易断裂、易发生水解反应和消去反应。(1)水解反应5．氟氯烃(氟利昂)对环境的影响(1)氟氯烃破坏臭氧层的原理a．氟氯烃在平流层中受紫外线照射产生Cl原子。b．Cl原子可引发损耗臭氧的循环反应：Cl＋O3===ClO＋O2ClO＋O===Cl＋O2总的反应式：O3＋O2O2。c．实际上氯原子起了催化作用。(2)臭氧层被破坏的后果臭氧层被破坏，会使更多的紫外线照射到地面，会危害地球上的人类、动物和植物，造成全球性的气温变化。1．概念羟基与或的碳原子相连而形成的化合物。饱和一元醇的通式为。2．分类(1)按羟基数目分：。(2)按烃基不同分：脂肪醇、芳香醇等。链烃基或脂环烃基苯环侧链CnH2n＋1OH(n≥1)一元醇、二元醇、多元醇3．物理性质低级的饱和一元醇为无色中性液体，具有特殊气味和辛辣味道。甲醇、乙醇、丙醇可与水任意比混溶；含4至11个C的醇为油状液体，可以部分地溶于水；含12个C以上的醇为无色无味的蜡状固体，不溶于水。与烷烃类似，随着分子里碳原子数的递增，醇的沸点逐渐升高，密度逐渐增大。4．化学性质(1)和活泼金属钠反应2CH3CH2OH＋2Na→。(2)消去反应CH3CH2OH。2CH3CH2ONa＋H2↑CH2===CH2↑＋H2O(3)取代反应a．卤代反应：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O。b．分子间脱水成醚2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O。c．酯化反应CH3CH2OH＋CH3COOH。CH3COOCH2CH3＋H2O(4)氧化反应a．可燃性：CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O。b．催化氧化2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。c．酸性高锰酸钾溶液：退去。d．酸性重铬酸钾溶液CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。紫色5．常见的醇甲醇：结构简式：CH3OH，工业酒精中含甲醇，饮用含甲醇的酒精易引起中毒。乙二醇：结构简式：，无色黏稠状、有甜味的液体，易溶于水和乙醇。丙三醇：结构简式：，俗称，无色黏稠状液体，能与水和酒精以任意比混溶。甘油1．酚的概念称为酚。2．苯酚的分子式苯酚的分子式为C6H6O，结构简式为或。羟基与苯环直接相连的化合物C6H5OH3.苯酚的物理性质(1)纯净的苯酚是晶体，有气味，易被空气中氧气氧化呈粉红色。(2)苯酚常温下在水中的溶解度，高于65℃时与水互溶，苯酚易溶于酒精。(3)苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上立即用洗涤。无色特殊不大酒精4．苯酚的化学性质(1)苯酚的弱酸性苯酚俗称，其在水溶液中的电离方程式为a．与Na反应：石炭酸b．苯酚浊液中加NaOH溶液变澄清，方程式为：，再通入CO2溶液又变浑浊，方程式为：证明酸性H2CO3强于，苯酚不能使石蕊试液变色。c．，说明结合H＋的能力。(2)取代反应向苯酚溶液中滴加足量浓溴水，现象：，化学方程式：常用于。(3)显色反应苯酚溶液中滴入几滴FeCl3溶液，溶液呈紫色，本反应用于苯酚的检验。有白色沉淀生成苯酚的定性检验和定量测定(4)加成反应(5)氧化反应a．可以燃烧；b.能被酸性高锰酸钾溶液等氧化；c.空气中易被氧化。5．苯酚的用途重要的化工原料，制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。1．醛是由与相连而构成的化合物，简写为，是最简单的醛。饱和一元醛的通式为。2．醛的性质随着相对分子质量的增大，醛的熔、沸点逐渐升高。化学通性主要为强还原性，可与弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应生成羧酸，其氧化性一般仅限于与氢加成生成醇。醛基比较活泼，也能发生加成和缩聚反应。烃基醛基RCHO甲醛CnH2nO(n≥1)3．乙醛的结构、性质(1)结构：分子式，结构简式，官能团为醛基(—CHO)。(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、氯仿等有机溶剂。(3)化学性质A．加成反应：醛基中的羰基()可与H2、HCN等加成，但不与Br2加成。CH3CHO＋H2CH3CH2OHC2H4OCH3—CHOB．氧化反应a．燃烧：2CH3CHO＋5O2b．催化氧化：2CH3CHO＋O2c．被弱氧化剂氧化CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH(银镜反应)CH3CHO＋2Cu(OH)2(生成砖红色沉淀)4CO2＋4H2O2CH3COOHCH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2OCH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O(4)工业制法a．乙炔水化法：CH≡CH＋H2Ob．乙烯氧化法：2CH2===CH2＋O22CH3CHOc．乙醇氧化法：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2OCH3CHO4.甲醛(1)结构式：，分子中相当于含2个醛基。(2)甲醛为无色、有刺激性气味的气体，易溶于水，它的水溶液具有杀菌、防腐性能。(3)化学性质a．具有醛类通性：氧化性和还原性。b．具有一定的特性：1molHCHO可与4mol[Ag(NH3)2]OH反应，生成4molAg。5．酮类饱和一元酮的通式为，酮类没有还原性，不与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应，故此反应可用于鉴别醛和酮。CnH2nO(n≥3)【例1】下列醇类能发生消去反应的是()①甲醇②1丙醇③1丁醇④2丁醇⑤2,2二甲基1丙醇⑥2戊醇⑦环己醇A．①⑤B．②③④⑥⑦C．②③④⑥D．②③④解析：解答本题需要从最基本的CH3CH2OH的消去反应分析入手，根据产物结构，逆推出消去反应的方式，抓住消去反应的实质(羟基相连碳的相邻碳上的氢原子与羟基一同脱去，生成不饱和有机物和小分子H2O)，从而得出能发生消去反应的条件。据此条件，可知①⑤不能消去，余下的醇类均能消去，如答案：B1．醇催化氧化规律伯醇被氧化为醛：2RCH2OH＋O22RCHO＋2H2O仲醇被氧化为酮：叔醇难以被氧化。2．醇的消去反应规律(1)只有连羟基的碳原子有相邻的碳且其相邻碳原子上必须连有氢原子时，才能发生消去反应。(2)连羟基的碳原子上的相邻碳上无H时，则不能发生消去反应，如CH3OH、、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应。(3)有的醇脱水反应的产物不只一种，如：1．下列物质能发生消去反应，但不能发生催化氧化(去氢氧化)反应的是()A．B．(CH3)2CHOHC．CH3CH2C(CH3)2CH2OHD．CH3CH2C(CH3)2OH解析：四种物质均属于醇，发生消去反应的条件：连接羟基的碳原子的相邻碳原子上必须有H原子，可知A、C不能发生消去反应，排除；醇进行去氢氧化的条件是：连接羟基的碳原子上必须有H原子，故D项不能发生去氢氧化。答案：D2．下列有机物其中能被氧化成醛的有______________，不能被催化氧化的有________，可发生消去反应的有____________。解析：醇若要能发生催化氧化，分子中与—OH直接相连的碳原子上必须连有氢原子，且当—OH连在末端时被氧化成醛，当—OH连在碳链中间时，被催化氧化成酮。醇若要能发生消去反应，分子中与—OH直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子。答案：ABDEBCDE【例2】某有机化合物结构简式为，它可以发生的反应类型有()①取代②加成③消去④酯化⑤水解⑥中和A．①③④⑥B．②⑤⑥C．①②③④⑥D．全部解析：分子结构中含有苯环，可以发生加成反应、取代反应；分子结构中含有羟基，可以发生取代反应、消去反应和酯化反应；分子结构中有羧基，也可发生中和反应。答案：C1．羧酸分子中由羧基与烃基相连的有机物。(1)通式：R—COOH、饱和一元羧酸通式为CnH2nO2(n≥1)(2)羧酸的分类(3)性质：羧酸分子结构中都有羧基官能团，因此都有酸性，都能发生酯化反应。2．常见羧酸的结构和性质(1)甲酸(俗名蚁酸)甲酸既具有酸的一般性质，又具有醛的性质。2HCOOH＋CaCO3→(HCOO)2Ca＋H2O＋CO2↑甲酸被氧化成H2CO3。在碱性条件下，甲酸可发生银镜反应，可跟新制Cu(OH)2悬浊液作用析出Cu2O砖红色沉淀，可使酸性KMnO4溶液和溴水退色(氧化反应)。(2)常见高级脂肪酸(3)苯甲酸(又名安息香酸)(4)乙二酸(又名草酸)：HOOC—COOH，由于直接相连的两个羧基的相互影响，使其酸性强于甲酸和其他二元酸，且具有较强还原性，可使KMnO4退色；常用作漂白剂、除锈剂，除墨水痕迹等。3.酯的结构和性质(1)结构羧酸酯的官能团“”，通式，饱和一元羧酸与饱和一元醇所生成酯的通式CnH2nO2(n≥2)。(2)性质①物理性质：一般酯的密度比水小，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，低级酯是具有果香气味的液体。②化学性质：水解反应：4．油脂的化学性质(1)油脂的氢化(硬化、还原)通过该反应制得的油脂叫人造脂肪，又叫硬化油。硬化油性质稳定、不易变质，可制肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等。(2)油脂的水解油脂在适当条件下(如有酸、碱或高温水蒸气存在)可发生水解反应，生成甘油和相应的高级脂肪酸(或盐)。工业上根据这一原理，可用油脂为原料在酸性条件下水解来制取高级脂肪酸和甘油。5．肥皂和合成洗涤剂(1)盐析在已形成的溶液中，加入适量的某些盐，使原来溶质的溶解度降低，从而使它析出的过程叫盐析。盐析是可逆的。(2)肥皂的制取(3)去污原理肥皂和合成洗涤剂的去污原理相同。它们的结构中都有极性的亲水基和非极性的憎水基(亲油基)，洗涤时，经摩擦或振荡，油污便从衣服上分离下来。3．已知：C6H5ONa＋CO2＋H2O―→C6H5OH＋NaHCO3，某有机物的结构简式为：。Na、NaOH、NaHCO3分别与等物质的量的该物质恰好反应时，则Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为()A．3∶3∶2B．3∶2∶1C．1∶1∶1D．3∶2∶2解析：与Na反应的有酚羟基、醇羟基、—COOH，与NaOH反应的有酚羟基、—COOH；与NaHCO3反应的有—COOH。答案：B4．乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中，受反应条件的影响，可发生两类不同的反应类型：1,4二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下列合成路线制得：其中的A可能是()A．乙烯B．乙醇C．乙二醇D．乙酸解析：根据题示信息，可以得出1,4二氧六环是由乙二醇通过分子间脱水反应的方式合成的，结合官能团在各反应条件下变化的特点，各物质的结构可借助于逆向思维的方式得以推知：答案：A【例3】向淀粉中加入少量稀H2SO4，并加热使之发生水解。为测定淀粉是否水解完全，需下列试剂中的：①NaOH溶液②银氨溶液③新制Cu(OH)2悬浊液④碘水⑤BaCl2溶液A．①⑤B．②④C．①③④D．②③④解析：欲测定淀粉是否水解完全，需先中和掉水解液中的催化剂稀H2SO4，可加①NaOH溶液。然后检验水解液中是否存在葡萄糖，可加②银氨溶液或③新制Cu(OH)2悬浊液]；并检验水解液中是否存在淀粉，可加④碘水。合适的组合是①②④或①③④。答案：C1．葡萄糖(C6H12O6)(1)结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。(2)化学性质(完成有关化学方程式)①含醛基(既能被氧化，又能被还原)a．银镜反应CH2OH(CHOH)4CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag