2021版新高考地区选考化学(人教版)一轮复习教师用书:课题33 烃的衍生物 .doc
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1、课题33烃的衍生物学习任务1卤代烃一、卤代烃1概念:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为RX(其中R表示烃基,XCl、Br、I)。2官能团:碳卤键,其结构式为。二、卤代烃的物理性质1沸点:比同碳原子数的烷烃沸点要高。2溶解性:卤代烃不溶于水,可溶于大多数有机溶剂。3密度:一般一氟代烃、一氯代烃的密度比水的小,其余卤代烃的密度比水的大。三、卤代烃的化学性质1卤代烃的水解反应和消去反应的比较反应类型水解反应(取代反应)消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应本质和通式卤代烃分子中X被水中的OH所取代,生成醇;RCH2XNaOHRCH2OHNaX相邻的两
2、个碳原子间脱去小分子HX;NaOHNaXH2O产物特征引入OH,生成含OH的化合物消去HX,生成含碳碳双键或碳碳三键等不饱和键的化合物(1)所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应。(2)多卤代烃水解可生成多元醇。2消去反应的规律(1)消去反应的概念:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键(如双键或三键)化合物的反应。(2)两类卤代烃不能发生消去反应与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子,如CH3Cl。与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子,如。(3)与卤素原子相连的碳原子有两种或三种邻位碳原子,且邻位碳原子上均带
3、有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:CH2=CHCH2CH3(或CH3CH=CHCH3)NaClH2O。(4) 型卤代烃,发生消去反应可以生成RCCR。例如:BrCH2CH2Br2NaOHCHCH2NaBr2H2O。四、卤代烃中卤素原子的检验1实验原理RXNaOHROHNaXHNO3NaOH=NaNO3H2OAgNO3NaX=AgXNaNO3根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素原子种类(氯、溴、碘)。2实验步骤(1)取少量卤代烃于一试管中;(2)加入NaOH水溶液;(3)加热,反应一段时间;(4)冷却;(5)加入稀硝酸酸化;(6)加入硝酸银溶液,观察现象。3实验
4、说明加入稀硝酸酸化的目的:一是中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。如果不加稀硝酸中和,则AgNO3溶液直接与NaOH溶液反应产生暗褐色的Ag2O沉淀:NaOHAgNO3=NaNO3AgOH,2AgOH=Ag2OH2O。五、卤代烃的获取方法1不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应例如:CH3CHCH2Br2;CH3CHCH2HBr;CHCHHClCH2CHCl。2取代反应如乙烷与Cl2:CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl;苯与液溴:;C2H5OH与浓HBr:C2H5OHHBr(浓)C2H5BrH2O。1判断正误(正确的打“”,错
5、误的打“”)。(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的高。()(2)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热生成乙烯。()(3)在溴乙烷中加入AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀。()(4)取溴乙烷水解液,向其中加入AgNO3溶液,可观察到淡黄色沉淀。()(5)所有卤代烃都能发生水解反应和消去反应。()(6)CH3Cl既能发生水解反应又能发生消去反应。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)2现有下列物质,按要求填空。CH3CH2CH2BrCH3BrCH3CHBrCH2CH3(1)物质的熔、沸点由高到低的顺序是_(填序号,下同)。(2)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是_。(3)物质
6、发生消去反应的条件为_,有机产物为_。(4)由物质制取1,2丙二醇经历的反应类型有_。(5)检验物质中含有溴元素的试剂有_。答案:(1)(2)(3)氢氧化钠的醇溶液、加热CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3(4)消去反应、加成反应、水解反应(5)氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液(1)卤代烃在碱性条件下发生取代反应还是消去反应,主要看反应条件。记忆方法:“无醇成醇,有醇成烯(炔)”。(2)卤代烃与NaOH水溶液反应完后,一定要用稀HNO3中和过量的NaOH后,才能用AgNO3溶液检验卤素离子。 卤代烃证据推理与模型认知1. (2020西安质检)卤代烃RCH2CH2X中的化学键如图所示
7、,则下列说法正确的是()A发生水解反应时,被破坏的键是和B发生消去反应时,被破坏的键是和C发生水解反应时,被破坏的键是D发生消去反应时,被破坏的键是和解析:选C。卤代烃的水解反应是卤素原子被羟基取代生成醇,只断键;卤代烃的消去反应是消去卤素原子和与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上的氢原子,断键。2(2020大连二十四中月考)有两种有机物,下列有关它们的说法中正确的是()A二者的核磁共振氢谱中均只出现两组峰,且峰面积之比为32B二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应C二者在NaOH水溶液中均可发生取代反应DQ的一氯代物只有1种,P的一溴代物有2种解析:选C。Q中两个甲基上有6个等效氢原子,苯环上
8、有2个等效氢原子,峰面积之比应为31,A项错误;Q中苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P中与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子,无法发生消去反应,B项错误;在NaOH水溶液中,卤素原子均可被OH取代,C项正确;Q中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代,其一氯代物有2种,D项错误。3(教材改编题)现有以下物质:CH3Cl;CH2ClCH2Cl;(1)能发生水解反应的是_(填序号,下同),其中能生成二元醇的是_。(2)能发生消去反应的是_。(3)能发生消去反应生成炔烃的是_。答案:(1)(2)(3)4卤代烃在工农业生产及人们的生活中具有广泛的用途。如四氯化碳可用作灭火剂、氟利昂曾
9、用作冷冻剂、氯仿曾用作麻醉剂,卤代烃还是合成高分子化合物的原料。已知下面三个反应(其中A为氯代烃,B为烯烃):反应:AB反应:BCH3COOHCO2H2O反应:CH3CH2CH=CH2HBrCH3CH2CH2CH2Br请回答下列问题:(1)化合物B的分子式是_,1 mol化合物B完全燃烧需要消耗标准状况下_L的氧气。(2)由丙醇可以制备B,该反应的反应条件是_,反应类型是_。(3)写出B在有机过氧化物(ROOR)中与HBr反应的化学方程式:_。(4)假设A在核磁共振氢谱中有两组峰,且峰面积之比为61,那么A在氢氧化钾水溶液中加热反应生成的有机化合物的结构简式是_。解析:(1)化合物B是烯烃,根
10、据氧化产物可知,B的分子式是C3H6;C3H6燃烧的化学方程式是2C3H69O26CO26H2O,可见1 mol C3H6完全燃烧消耗4.5 mol O2,在标准状况下,V(O2)4.5 mol22.4 Lmol1100.8 L。(2)丙醇与浓硫酸混合共热,发生消去反应生成丙烯和水。(4)若A在核磁共振氢谱中有两组峰,且峰面积之比为61,那么A是,在氢氧化钾水溶液中加热,发生取代反应,生成的有机化合物的结构简式是。答案:(1)C3H6100.8(2)浓硫酸、加热消去反应(3)CH3CH=CH2HBrCH3CH2CH2Br小专题突破11卤代烃在有机合成中的应用宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认
11、知专题精讲1连接烃和烃的衍生物的桥梁烃通过与卤素单质发生取代反应或加成反应转化为卤代烃;卤代烃在碱性条件下可水解转化为醇或酚,进一步可转化为醛或羧酸;卤代烃通过消去反应可转化为烯烃或炔烃。2改变官能团的个数例如:CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。3改变官能团的位置例如:CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH34对官能团进行保护如在氧化CH2=CHCH2OH中的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:专题精练1从溴乙烷制取1,2二溴乙烷,下列制备方案中最好的是()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2BrBCH3CH2BrCH2BrC
12、H2BrCCH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2BrCH2BrCH2BrDCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br解析:选D。A项,发生三步反应,步骤多,产率低;B项,溴与烷烃发生取代反应,是连续反应,不能控制产物种类,副产物多;C项,步骤多,且发生卤代反应难控制产物纯度;D项,步骤少,产物纯度高。2根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的结构简式是_,名称是_。(2)的反应类型是_;的反应类型是_。(3)反应的化学方程式是_。解析:由反应中A和Cl2在光照条件下发生取代反应得,可推知A为;在NaOH的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应得;在Br2的CCl4溶液中发生加成反应得
13、B为的转化应是在NaOH的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应。答案:(1) 环己烷(2)取代反应加成反应(3) 3已知:。A、B、C、D、E有如下转化关系:其中A、B是化学式均为C3H7Cl的两种同分异构体。根据图中各物质的转化关系,填写下列空白:(1)分别写出A、B、C、D、E的结构简式:A_;B_;C_;D_;E_。(2)完成下列反应的化学方程式:AE_;BD_;CE_。解析:C3H7Cl的两种同分异构体分别为CH3CH2CH2Cl、,由图中的转化关系可知,E为丙烯(CH3CH=CH2)。根据题目已知信息可知,B为,则A为CH3CH2CH2Cl,进一步推知C为CH3CH2CH2OH,D为。答
14、案:(1)CH3CH2CH2ClCH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2O4已知二氯烯丹是一种播前除草剂,其合成路线如下:已知:D在反应中所生成的E,其结构只有一种。(1)写出下列反应的反应类型:反应是_,反应是_,反应是_。(2)写出下列物质的结构简式:A_,E_。(3)写出反应的化学方程式:_。解析:此题的突破口在于B与氯气加成得到CH2ClCHClCH2Cl,从而逆向推出B为CH2ClCH=CH2、A为CH3CH=CH2。CH2ClCHClCH2Cl 通过反应得到C,根据反应条件可知,反应为消去反应,但难以判断CH2ClCHClCH2Cl消去哪个氯,消去几个氯。此时可以从合成路线的另
15、一端开始逆推。由E与发生反应(取代反应)得到二氯烯丹可推知,E为CH2ClCCl=CHCl。D的消去产物E只有一种结构,所以D应该是一种对称结构,D为CH2ClCCl2CH2Cl,再进一步联系反应,可推知C为CH2ClCCl=CH2。答案:(1)取代反应消去反应取代反应(2)CH3CH=CH2CH2ClCCl=CHCl(3)CH2ClCHClCH2ClNaOHCH2ClCCl=CH2NaClH2O学习任务2醇、酚一、醇、酚的概念1醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物,饱和一元醇分子的通式为CnH2n2O(n1)。2酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚。二、醇的分类和
16、物理性质1醇的分类2乙醇的物理性质(1)乙醇能与水以任意比互溶,故乙醇一般不能做萃取剂。(2)工业乙醇含乙醇96%,无水乙醇含乙醇99.5%以上,75%的乙醇溶液可做医用酒精(均为体积分数)。(3)常用无水硫酸铜检验乙醇中是否含水,若无水硫酸铜变蓝说明有水存在。(4)除去乙醇中少量水的方法:在乙醇中加入新制的生石灰再进行蒸馏。3醇的物理性质的递变规律物理性质递变规律密度一元脂肪醇的密度一般小于1 gcm3沸点直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而升高醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点高于(填“高于”或“低于”)烷烃水溶性低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度
17、随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小三、苯酚的物理性质1纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气中的氧气氧化而呈粉红色。2常温下,苯酚在水中的溶解度不大,当温度高于65_时,能与水混溶;苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。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应立即用酒精洗涤,再用水冲洗。四、醇、酚的化学性质1醇的代表物乙醇的分子组成与结构分子式结构式结构简式官能团C2H6OCH3CH2OH或C2H5OH羟基(OH)2.以断键方式理解醇的化学性质(以乙醇为例)反应断裂的化学键化学方程式与活泼金属反应2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2氧化反应(催化氧化反应)2CH3CH2OH
18、O22CH3CHO2H2O与氢卤酸反应CH3CH2OHHBr CH3CH2BrH2O取代反应(分子间脱水)或2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3H2O消去反应(分子内脱水)CH3CH2OH CH2=CH2H2O酯化反应(与乙酸反应)CH3COOHHOCH2CH3 CH3COOCH2CH3H2O乙醇的氧化反应(1)燃烧:易燃烧,火焰呈淡蓝色,放出大量的热。完全燃烧的化学方程式为C2H5OH3O22CO23H2O。(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的条件下,乙醇可以被空气中的氧气氧化,生成乙醛。化学方程式为2CuO22CuO,CH3CH2OHCuOCH3CHOCuH2O;
19、总化学方程式为2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(工业上根据这个原理,由乙醇制取乙醛)。(3)与强氧化剂反应:乙醇可以被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液直接氧化为乙酸,从而使上述两种溶液褪色。化学方程式为说明在乙醇的催化氧化反应中,铜参与了化学反应,但从催化氧化的整个过程来看,铜起催化剂的作用。醇催化氧化生成醛时,分子中去掉两个氢原子,故相同碳原子数的醛的相对分子质量比醇小2。乙醇与酸性K2Cr2O7溶液的反应可用于检测司机是否酒驾。3由基团之间的相互影响理解酚的化学性质由于苯环对羟基的影响,酚羟基的化学性质比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,酚羟基邻、对位的氢原子的化学性
20、质比苯中的氢原子活泼。(1)弱酸性苯酚的电离方程式为C6H5OHC6H5OH,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使紫色石蕊溶液变红。苯酚与NaOH反应的化学方程式为;苯酚与Na2CO3溶液反应的化学方程式为。不与NaHCO3溶液反应。(2)苯环上氢原子的取代反应苯酚与饱和溴水反应产生白色沉淀,反应的化学方程式为。(3)显色反应苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可检验苯酚的存在。五、乙醇的工业制法及醇类的用途1乙醇的工业制法(1)乙烯水化法CH2=CH2H2OCH3CH2OH(工业乙醇)(2)发酵法淀粉葡萄糖乙醇(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6 淀粉葡萄糖C6H12O62CO22
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