2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第31讲 烃的衍生物.docx
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1、第31讲烃的衍生物内容要求1.认识卤代烃、醇、醛、羧酸、酯、酚的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。2.知道醚、酮、胺和酰胺的结构特点及其应用。3.认识加成、取代、消去反应及氧化反应的特点和规律,了解有机反应类型和有机化合物组成结构特点的关系。4.体会化学科学发展对药物合成的重要意义;树立自觉遵守国家关于化学品应用、环境保护、食品与药品安全等方面的法律法规的意识。5.必做实验:乙酸乙酯的制备与性质;有机化合物中常见官能团的 检验。知识点1卤代烃的结构与性质一、卤代烃的概念和性质1.概念卤代烃是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
2、)。官能团是碳卤键。2.物理性质3.化学性质:水解反应与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、加热断键方式反应实质卤代烃分子中的X被水中的OH所取代,生成醇:RCH2X+NaOHRCH2OH+NaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX:+NaOH +NaX+H2O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的不饱和化合物二、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(1)CH3CHCH2+Br2CH3CHBrCH2Br。(2)CHCH+HClCH2CHCl。2.取代反应(1)乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2
3、CH3CH2Cl+HCl。(2)苯与Br2:+Br2+HBr。(3)C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。三、卤代烃(RX)中卤素原子的检验1.密度:溴苯H2O苯。()2.不同的卤代烃通过消去反应可能会生成相同的烯烃。()3.CH3Cl既能发生水解反应,也能发生消去反应。()4.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热生成乙烯。()5.制备纯净一氯乙烷可用乙烷与Cl2发生取代反应来制备,也可利用乙烯与HCl发生加成反应来制得。()6.用硝酸银溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素。()答案:1.2.3.4.5.6.题点一卤代烃的结构和性质1.下列有机物中,能发生消去反应且
4、只能生成一种烯烃的是(A)A.2-甲基-2-氯丙烷B.2-甲基-3-氯戊烷C.1-氯-2-甲基丙烯D.解析:A.2-甲基-2-氯丙烷分子中,连接氯原子的碳原子的邻位碳原子上的氢原子是等效的,发生消去反应只能生成 2-甲基丙烯,符合题意;B.2-甲基-3-氯戊烷分子中,连接氯原子的碳原子的邻位碳原子有两个,而且都有氢原子,发生消去反应能生成(CH3)2CCHCH2CH3和(CH3)2CHCHCHCH3两种烯烃,不符合题意;C.1-氯-2-甲基丙烯分子中,连接氯原子的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,不符合题意;D.分子中,连接氯原子的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反
5、应,不符合题意。2.检验某卤代烃中卤素原子的实验中,要进行的主要操作是加热;加入足量的氢氧化钠溶液;加入硝酸银溶液;滴入稀硝酸酸化;取少量卤代烃;冷却。以上各步操作的先后顺序排列正确的是(B)A.B.C.D.解析:卤代烃中的卤素为原子,利用卤代烃的水解反应,将卤素原子转化成离子,即取少量卤代烃,加入足量的氢氧化钠溶液,并加热一段时间,冷却后,加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,观察沉淀颜色,判断是何种卤素原子,操作顺序是。 卤代烃消去反应的规律1.两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子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、2.有
6、两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:+NaOHCH2CHCH2CH3(或CH3CHCHCH3)+NaCl+H2O。3.型卤代烃,发生消去反应可以生成RCCR,如BrCH2CH2Br+2NaOHCHCH+2NaBr+2H2O。题点二卤代烃的获取和转化3.由溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列制备方案中最好的是(B)A.CH3CH2BrCH2BrCH2BrB.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2BrC.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2BrCH2BrCH2BrD.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2Br解析:A项,溴
7、单质与卤代烃发生取代反应,是连续反应,不能控制产物种类,副产物多,不符合题意;B项,步骤少,产物纯度高,符合题意;C项,步骤多,且发生卤代烃的取代反应难以控制产物纯度,不符合题意;D项,发生三步反应,步骤多,产率低,不符合题意。4.烷烃A只可能有三种一氯取代物B、C和D,C的结构简式是,B和D分别与强碱的醇溶液共热,都只能得到有机化合物E。以上反应及B的进一步反应如图所示。请回答下列问题:(1)A的结构简式是。(2)H的结构简式是。(3)B转化为F的反应属于 (填反应类型名称,下同)反应。(4)B转化为E的反应属于反应。(5)写出下列物质间转化的化学方程式。BF:。DE:。解析:由C的结构简式
8、可推知烷烃A的结构简式为(CH3)3CCH2CH3,B、D分别为、(CH3)3CCH2CH2Cl中的一种,由于B水解产生的醇能氧化为醛,所以B为(CH3)3CCH2CH2Cl,D为。答案:(1)(CH3)3CCH2CH3(2)(CH3)3CCH2COOH (3)取代(或水解)(4)消去 (5)(CH3)3CCH2CH2Cl+NaOH(CH3)3CCH2CH2OH+NaCl+NaOH(CH3)3CCHCH2+NaCl+H2O知识点2醇的结构与性质一、醇的概念及分类1.概念羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇,官能团为羟基 (OH),饱和一元醇的通式为CnH2n+2O(n1)。2.分类二、醇的性质1
9、.物理性质的变化规律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2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2氧化反应(催化氧化反应)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O与氢卤酸反应CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O取代反应(分子间脱水)或2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O消去反应(分子内脱水)CH3CH2OHCH2CH2+H2O酯化反应(与乙酸反应)CH3COOH+HOCH2CH3CH3COOCH2CH3+H2O三、三种重要的醇名称俗名物理性质水溶性用途甲醇木醇无色、具有挥发性的液体易溶燃料、化工原料乙
10、二醇甘醇无色、无臭、具有甜味的黏稠液体易溶防冻液、合成涤纶丙三醇甘油无色、无臭、具有甜味的黏稠液体易溶日用化妆品、硝化甘油1.CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高。()2.由于醇分子中含有OH,则醇类都易溶于水。()3.乙醇与钠反应时因断裂CO失去 OH。()4.醇都能发生氧化反应和消去反应。()5.醇与卤代烃发生消去反应的条件相同。()答案:1.2.3.4.5.1.下列关于醇类的说法中错误的是(B)A.羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇B.乙醇在水溶液中能电离出少量的H+,所以乙醇是电解质C.乙二醇和丙三醇都是无色液体,易溶于水和乙醇,其中丙三醇可用于配制化妆品D.相对分子质量相近的
11、醇和烷烃相比,醇的沸点高于烷烃解析:B项,乙醇在水溶液中不电离,属于非电解质,错误。2.某实验小组用如图装置进行乙醇催化氧化的实验。(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应反应的化学方程式: , ;在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是反应。(2)甲和乙两个水浴装置作用不相同:甲的作用是 ,乙的作用是。(3)反应进行一段时间后,试管a中能收集到不同的物质,它们是 ,集气瓶中收集到的气体的主要成分是。解析:甲中的热水把乙醇加热成蒸气,在空气的带动下进入硬质玻璃管,乙醇在Cu催化下被O2氧化成乙醛;反应是加热才进行的,但熄灭酒精灯后,反应仍能
12、继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是放热反应。乙醛和未反应的乙醇及生成的水蒸气被乙中的冷水冷却得到乙醛、乙醇和水的混合物;最后集气瓶中收集到的主要是没有参加反应的N2。答案:(1)2Cu+O22CuOCH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O放热(2)加热冷却(3)乙醛、乙醇、水氮气 醇的消去反应和催化氧化反应规律1.醇的消去反应规律醇分子中,连有羟基(OH)的碳原子必须有相邻的碳原子,并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才可发生消去反应,生成不饱和键,表示为。2.醇的催化氧化反应规律醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。知识点3苯酚的结构与性质一、分
13、子组成与结构二、物理性质三、化学性质1.弱酸性苯环对羟基的影响电离方程式为H+,苯酚俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。(1)与活泼金属反应:2C6H5OH+2Na2C6H5ONa+H2。(2)与碱的反应:苯酚的浑浊液液体变澄清溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为+NaOH+H2O、+CO2+H2O+NaHCO3。2.取代反应羟基对苯环的影响3.显色反应苯酚与FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。4.加成反应(与H2反应)+3H2。5.缩聚反应n+nHCHO+(n-1)H2O。6.氧化反应苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性KMnO4溶液氧化;易
14、燃烧。1.常温时,纯净的苯酚是无色晶体,易溶于水和有机溶剂。()2.苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性。()3.向碳酸钠溶液中滴加足量苯酚溶液:2C6H5OH+Na2CO32C6H5ONa+CO2+H2O。()4.除去苯中的苯酚,可加入饱和溴水再过滤。()5.鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。()6.分子式为C7H8O的芳香类有机物有5种同分异构体。()答案:1.2.3.4.5.6.1.在下列反应中,既不能说明苯酚分子中羟基受苯环影响而使它比乙醇分子中羟基更活泼,也不能说明由于羟基对苯环的影响而使苯酚中苯环比苯更活泼的是(A)A.2+2Na2+H2B.+NaO
15、H+H2OC.+3Br2+3HBrD.n+nHCHO+nH2O解析:钠是活泼的金属,与酚羟基反应生成氢气,而乙醇也能与金属钠反应,所以不能说明两者活泼性,A符合题意;乙醇与NaOH不反应,苯酚能与NaOH反应,说明羟基受苯环的影响而变得活泼,B不符合题意;反应中苯环上的H被取代,而苯不与饱和溴水反应,说明羟基影响苯环,导致苯环上羟基邻位和对位H变得活泼,C不符合题意;该反应是苯酚中羟基邻位的氢原子参与的反应,说明受羟基的影响,苯环上羟基邻位H变得活泼,D不符合题意。2.(2020山东等级考)从中草药中提取的calebin A(结构简式如图)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebin A 的
16、说法错误的是(D)A.可与FeCl3溶液发生显色反应B.其酸性水解的产物均可与Na2CO3溶液反应C.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种D.1 mol该分子最多与8 mol H2发生加成反应解析:calebin A分子中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,A项正确;calebin A的酸性水解产物(含羧基和酚羟基)和(含酚羟基)均可与Na2CO3溶液反应,B项正确;calebin A分子中含2个苯环,由于该分子不具有对称性,其苯环上的一氯代物共有6种,C项正确;calebin A 分子中苯环、碳碳双键、羰基均能与H2发生加成反应,即1 mol calebin A分子最多能与9 mo
17、l H2发生加成反应,D项错误。3.A、B的结构简式如图:(1)B分子中含有的官能团的名称是。(2)A(填“能”或“不能”)与氢氧化钠溶液反应。(3)向B与氢氧化钠溶液反应后的溶液中通入少量CO2的化学方程式为 。(4)A在浓硫酸作用下加热可得到B,其反应类型是。(5)A、B各1 mol分别加入足量溴水,完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是mol、mol。解析:(1)B中的官能团是酚羟基。(2)A属于醇类,不能与氢氧化钠溶液反应。(3)B属于酚类,能与氢氧化钠溶液反应生成,通入少量CO2的化学方程式为+CO2+H2O+NaHCO3。(4)AB的反应类型为消去反应。(5)A中含有1个碳碳双键,1
18、 mol A消耗1 mol单质溴,B中只有酚羟基的邻位氢原子与单质溴发生取代反应,1 mol B消耗2 mol单质溴。答案:(1)酚羟基(2)不能(3)+CO2+H2O+NaHCO3(4)消去反应(5)12 苯酚钠溶液中通入CO2的产物分析因为酸性:H2CO3HCO3-,所以+Na2CO3+NaHCO3,因此向溶液中通入CO2只能生成NaHCO3,与通入CO2量的多少 无关。知识点4醛、酮的结构与性质一、醛、酮的概念1.醛的概念与分类2.酮的概念酮是指羰基与两个烃基(两烃基可以相同也可以不同)相连的化合物,酮的官能团为酮羰基,酮的结构简式可表示为,饱和一元酮的通式为CnH2nO(n3)。二、常
19、见的醛、酮1.甲醛:结构简式为HCHO,是一种有强烈刺激性气味的无色气体,有毒,易溶于水,甲醛的水溶液叫福尔马林。2.乙醛:结构简式为CH3CHO,是一种有刺激性气味的无色液体,能与水互溶。3.苯甲醛:结构简式为,工业上称其为苦杏仁油,是一种有苦杏仁气味的无色液体,是制造染料、香料及药物的重要原料。4.丙酮:结构简式为,是一种有特殊气味的无色液体,能与水互溶,是常用的有机溶剂和化工原料。三、醛、酮的化学性质1.醛的化学性质(以乙醛为例)醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为醇 醛羧酸。2.酮的化学性质(1)不能发生银镜反应,不能被新制的Cu(OH)2氧化。(2)能发生加成反应:+H2(
20、仲醇)。1.凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。()2.醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇。()3.丙醛和丙酮互为同分异构体,无法用核磁共振氢谱鉴别。()4.醛类物质发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下进行。()5.欲检验CH2CHCHO分子中的官能团,应先检验“”后检验“CHO”。()6.1 mol HCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应,最多生成2 mol Ag。()答案:1.2.3.4.5.6.题点一醛和酮的结构与性质1.下列关于常见的醛或酮的说法中正确的是(B)A.常温下甲醛和乙醛都是有刺激性气味的无色液体B.苯甲醛可由苯甲醇氧化得到C.丙酮难溶于水,但丙
21、酮是常用的有机溶剂D.酮可以发生银镜反应,也可以加氢还原解析:常温下甲醛为气体,A错误;苯甲醛可由苯甲醇氧化得到,B正确;丙酮能与水互溶,是常用的有机溶剂,C错误;含 CHO 的物质才能发生银镜反应,酮不能发生银镜反应,D错误。2.关于有机化合物,下列说法错误的是(D)A.分子式为C14H18O2B.含有2个手性碳原子C.可与热的新制氢氧化铜反应D.该有机物的同分异构体中无芳香族化合物解析:由结构简式可知,题给有机物的分子式为C14H18O2,A正确;如图,标有*的为手性碳原子,B正确;该分子中有一个醛基,可与热的新制氢氧化铜反应,C正确;该分子的不饱和度为6,苯环不饱和度为4,可以是含一个碳
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- 2023 新高 化学 一轮 复习 31 衍生物
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