选修5第三章烃的含氧衍生物复习

第1页版权所有不得复制年级高二学科化学版本人教实验版内容标题复习烃的衍生物编稿老师童建军【本讲教育信息】一.教学内容：复习烃的衍生物二.复习的重点内容1、烃的衍生物的重要类别和主要化学性质2、烃的衍生物之间的转化关系3、有机反应规律三.复习过程（一）烃的衍生物的重要类别和主要化学性质官能团是决定化合物的化学特性的原子或原子团。只有熟练掌握官能团的特征和性质，才能准确的判断有机物的类别、判断有机物可能发生的反应、推断有机物的结构、设计有机物的合成路线等。1、不同的官能团对有机物的性质有重要影响，其特征性质常用于物质的分离、鉴别和提纯，特征现象常用于鉴别有机物或判断官能团的存在。特征现象可以从产生气体沉淀颜色、溶液颜色变化等方面考虑。如加FeCl3溶液发生显色反应，有机物可能是酚类。能与银氨溶液反应生成银镜，则有机物为含醛基的物质。各类物质特征现象归纳如下表：物质加入物质现象醇NaH2↑Cu/△刺激气味羧酸香味水互溶酚FeCl3紫色浓溴水白↓醛Ag(NH3)2OH银镜Cu(OH)2Cu2O酮Ag(NH3)2OH无银镜羧酸指示剂变色Na2CO3CO2↑Cu(OH)2蓝溶液NaH2↑NaOH，酚酞褪色醇香味酯水（d1）分层强碱香味消失［练习］第2页版权所有不得复制1）如何用化学方法区别乙醇、乙醛、乙酸？分析：各取少量乙醇、乙醛、乙酸于试管中，分别滴入新制的Cu（OH）2溶液，沉淀溶解的是乙酸，将剩余的二只试管分别加热，有红色沉淀的是乙醛，无明显现象的是乙醇。答案：加入Cu（OH）2溶液，加热。2）如何分离乙酸、乙醇、苯酚的混合物？分析：在混合物中加入NaOH溶液蒸馏，乙酸、苯酚分别生成钠盐，只有乙醇可以被蒸馏出来；加入少量水并通入CO2后静置，苯酚可以游离出来，可与醋酸钠溶液分层，分液后可分离。答案：加入NaOH溶液蒸馏后，加入少量水并通入CO2后静置分液。3）已知两个羧基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酐，如：＋H2O某酯类化合物A是广泛使用的塑料增塑剂。A在酸性条件下能够生成B、C、D。（1）CH3COOOH称为过氧乙酸，写出它的一种用途。（2）写出B＋E→CH3COOOH＋H2O的化学方程式。（3）写出F可能的结构简式。（4）写出A的结构简式。（5）1摩尔C分别和足量的金属Na、NaOH反应，消耗Na与NaOH物质的量是。（6）写出D跟氢溴酸（用溴化钠和浓硫酸的混合物）加热反应的化学方程式：。分析：（1）过氧乙酸具有强氧化性，可杀菌消毒是抗“非典”中广泛应用的消毒液。（2）比较C2H4O2和CH3COOOH的组成可知，B被氧化时碳氢原子数都没有发生变化，则氧化剂E为H2O2。（3）由于C的结构简式中含羟基，在浓硫酸作用下受热，发生消去反应（一种情况）或应用信息脱去一水分子（两种情况），即可满足C6H6O6结构。所以，F可能的结构简式有三种。（4）由G的题给信息可知，D为无支链的饱和一元醇CH3CH2CH2CHOH；因酯类化合物A水解生成B、C、D，则由B、C、D脱水可得的结构简式余下的两个问题迎刃而解。此题所给的信息有性质新信息及框图信息，只有在对题给信息充分吸收整理的基础上，迁移、重组知识，进行严密的逻辑推理，才能得出正确答案。答案：（1）杀菌消毒（2）CH3－－OH＋H2O2→CH3－－O－OH＋H2O第3页版权所有不得复制（3）（4）（5）4︰3（6）CH3CH2CH2CH2OH＋HBrCH3CH2CH2CH2Br＋H2O2、烃的衍生物的化学性质取决于官能团。但官能团相同，其有机物的化学性质不一定完全相同。如苯酚和乙醇官能团同为羟基，化学性质却不完全相同：苯酚显酸性，能与溴水发生取代反应，与Fe3＋发生显色反应；而乙醇没有酸性，只与氢卤酸发生取代反应，还能发生消去反应、酯化反应等。还如：（1）链烃基对其他官能团的影响可以归纳为：①酸性HCOOH＞CH3COOH＞CH3CH2COOH②甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。（2）苯基对其他基团的影响可以归纳为：①水、醇、苯酚提供氢离子的能力R-OH﹤H-OH﹤C6H5-OH②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。（3）羟基对其他官能团的影响可以归纳为：①羟基对C-H的影响——使和羟基相邻的C-H更为活泼②羟基对苯环的影响——使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代，受—OH的影响，苯酚中苯环上的取代变得更容易了③羟基对羰基的影响——使羰基难以加成：羧基中的羰基由于受到相邻的羟基的影响，难以和氢气发生加成反应等等。［练习］4）A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液，而B能溶于NaOH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。分析：要判断有机物的结构简式，关键是确定官能团。决定有机物性质的主要是官能团，在性质分析判断时，只要抓住官能团这个主要因素，问题也就迎刃而解。从分子式C7H8O看，只能知道A和B不是饱和化合物，但结合具体性质联系起来综合考虑就可以分三步推断出A和B。由于A和B都能与金属钠反应放出氢气，且这两种物质中每个分子都只含一个氧原子，所以它们的结构中有羟基，即它们为醇和酚。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，其中对一甲苯酚的溴代物含有两种结构。答案：A是苯甲醇：B是对甲基苯酚：5）维生素K是有机物A的衍生物，A的结构简式如图：第4页版权所有不得复制A的分子式是。A的不含甲基的同分异构体B属于萘的衍生物，该有机物的结构简式是（两种官能团和一种官能团各写一个）______________________。分析：有机物A左边苯环不饱和度为4,右边一个环和三个双键,不饱和度也是4,所以A的不饱和度为8,数出碳原子数为11，则氢原子数为11×2+2-2×8=8,数出氧原子数为2,所以A的分子式为C11H8O2。利用分子式和基团组成相减：C11H8O2－萘基(-C10H7)→CO2H，-CO2H可能是一个-COOH或HCOO—或一个-CHO和一个-OH。3、不同的官能团性质上也可能具有相似性。如：（2）能使酸性KMnO4溶液褪色的物质有：烯、二烯、炔、苯的同系物、醛。（3）能使溴水褪色的物质有：烯、二烯、炔。（4）能发生银镜反应的物质有：醛、甲酸、甲酸某酯。（5）能与新制Cu（OH）2反应的物质有：醛、甲酸、甲酸某酯、酸。（6）能与水在一定条件下反应的物质有：烯、炔、卤代烃、醇钠、酚钠、酯、CaC2等。（7）能与Na发生反应产生H2的有机物含有“－OH”或“－COOH”。（8）能与Na2CO3溶液反应产生CO2的有机物含有“－COOH”。［练习］6）分子式为C8H10O的化合物A具有如下性质：①A＋Na→慢慢产生气泡；②A＋RCOOH有香味的产物；④其催化脱氢产物不能发生银镜反应；⑤脱水反应的产物，经聚合反应可制得一种塑料制品（“目前主要的白色污染”源之一）。试回答：（1）根据上述信息，对该化合物的结构可作出的判断是_____（填选项）。A.苯环上直接连有羟基B.肯定有醇羟基C.苯环侧链末端有甲基D.肯定是芳香烃（2）化合物A结构简式：_______________。（3）A和金属钠反应的化学方程式_______________。分析：性质①说明化合物A有羟基。性质②说明A有醇羟基。性质③说明A有苯环的结构并且苯环上只有一个侧链。性质④说明A脱氢（即发生氧化反应）生成的羰基不在链端，不是醛，所以A中羟基在碳链中间，链端有甲基。性质⑤说明A的脱水产物（即消去反应产物）是不饱和的，可以聚合生成高分子化合物。结合A的分式C8H10O对化合物A的结构可作出的判断是B、C项。答案：（1）BC4、凡具有复合官能团的复杂有机物，则需根据各官能团所具有的性质来推测这种化合物的性质。如有机物：浓HSO24第5页版权所有不得复制这个化合物具有三个官能团：酚羟基、羧基、醛基，所以可看作酚类，羧酸类和醛类。其在不同条件下化学性质可分别从各官能团加以讨论。［练习］7）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.②③④B.①③⑤⑥C.①③④⑤D.②③④⑤分析：题给有机物含有醛基、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。（二）烃的衍生物之间的转化关系在学习中不断地将已学的知识进行整合、系统，使零散的知识结构化、网络化，这在有机化学的教学中是非常必要的。让学过的有机化学知识形成知识网以融会贯通合成指定结构简式的产物。通过整合，可以畅通有机合成和结构推导的通道；可以使有机知识与实际生产生活相连接；可以统摄有机化学知识体系，做到仅理解而不须记忆。有机物的性质就是官能团的性质，有机反应一般就是官能团之间的相互转化。如：某醇催化氧化能得到相应的醛，则该醇必为伯醇；若醇催化氧化得不到相应的醛、酮，则必为叔醇。消去反应、生成环酯的反应等都与特定的结构有关。重要常见烃的衍生物之间的转化可以用下式表示：推而广之，可表示为：上述网络简而可以表达为三条链：卤代烃、醇和烯烃的三角链；醇、醛和羧酸的氧化链；醇、羧酸和酯的酯化链。卤代烃、醇、烯烃的“有机三角”不仅可以实现官能团的转换(即有机物类别的转换)，而且可以增加或减少官能团的数目，在有机物的合成与推断中有极其重要的作用。“醛”既第6页版权所有不得复制可以加氢得到醇，也可以加氧得到羧酸，还可以自身加成得羟基醛以增长碳链，因而在有机物的合成与推断中占有特殊地位。基本上所有的推断类试题都是围绕这三条链的某个环节展开设计的。［练习］8）下图表示由烯烃A合成饱和酯G(C6H10O4)的过程，请写出：A、B、C、D、E、F、G的结构简式。分析：从关系图看B至D的过程中有两步氧化，可知B为醇，C为醛，D为羧酸，从而推知A为烯烃，E为卤代烃，F也为醇，G一定为酯；又从G的分子式4个氧原子知分子中含有两个酯基（—COO—），所以G可能由一元羧酸和二元醇反应生成，或由二元羧酸和一元醇反应，或酸和醇都为二元的，所以分子中除酯基外其余的碳平分即为A、B、C、D、E、F的含碳数。答案：A.CH2=CH2B.CH3CH2OHC.CH3CHOD.CH3COOHE.CH2BrCH2BrF.HOCH2—CH2OHG.CH3COOCH2—CH2OOCCH3（三）有机反应规律从有机化学反应的基本类型角度对前面学过的有机化学知识进行归纳总结，不仅可以落实双基，同时也可以提高分析问题和解决问题的能力。1、书写有机反应方程式的要求：（1）有机物用结构简式表示；（2）标明反应必须的条件；（3）不漏写其他生成物；（4）反应物和生成物间的连接用箭头不用完成符号；（5）要配平，遵循质量守恒定律。2、有机反应往往各有特定的条件，反应条件不同产物不同。因此反应的特定条件是正确书写方程式的关键，也是解决推断试题的重要突破口。例如“浓H2SO4，170℃”的条件可能是乙醇消去制乙烯；“烃与溴水反应”，则该烃应为不饱和烃，且反应一定是加成反应，而不会是取代反应。3、有机化学反应归纳总结（1）取代反应：有机物分子中的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。第7页版权所有不得复制2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2（2）加成反应：有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成一种新物质的反应。第8页版权所有不得复制（3）加聚反应：由不饱和的单体聚合生成高分子化合物的反应（聚乙烯）（聚丙烯）（聚丙烯腈）（4）氧化反应：有机物燃烧或得氧失氢的反应。①烃和含碳、氢、氧元素的化合物的燃烧（完全燃烧生成水和二氧化碳，不完全燃烧还会有CO