2023届新高考新教材化学鲁科版一轮学案-第9章第31讲 官能团与有机化学反应 烃的衍生物.docx
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1、第31讲官能团与有机化学反应烃的衍生物复习目标核心素养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,知道醚、酮、胺和酰胺的结构特点及其应用。2认识加成、取代、消去反应及氧化还原反应的特点和规律,了解有机反应类型和有机化合物组成结构特点的关系。3认识有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的转化,了解设计有机合成路线的一般方法。1.宏观辨识与微观探析:从不同角度认识醇、酚、醛、羧酸、酯的主要性质和重要应用,从组成结构上探析卤代烃及烃的含氧衍生物的性质,形成“结构决定性质,性质反映结构”的观念。2证据推理与模型认知:领悟有机化合物的衍变关系“烯醇醛酸
2、酯”转化模型,了解转化的原理。考点一卤代烃1概念(1)卤代烃是烃分子里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X。2物理性质(1)状态:通常情况下,除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外,其余为液体或固体。(2)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高;(3)溶解性:水中不溶,有机溶剂中易溶;(4)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。3化学性质(以溴乙烷为例)(1)水解反应CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr。(2)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或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键(如双键或三键
3、)化合物的反应。CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。4获取方法(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应。(2)取代反应如:CH3CH3Cl2CH3CH2ClHClC2H5OHHBrC2H5BrH2O5对环境的影响氟氯烃在平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的主要原因。(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高。()(2)溴乙烷与NaOH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)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应。()答案:(1)(2)(3)
4、(4)(5)题点卤代烃的结构与性质1在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示,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,被破坏的键是和答案:C2有机化合物M、N、Q的转化关系为,下列说法正确的是()AM的名称为异丁烷BN的同分异构体有7种(不考虑立体异构,不含N本身)CQ的所有碳原子一定共面DM、N、Q均能使酸性KMnO4溶液褪色解析:BM的名称为异戊烷,A不正确;N的同分异构体有7种(不考虑立体异构,不包括N本身),分别为 ,B正确;Q分子中3号碳原子和与其连接的3个碳原子一定不共面,C不正确;Q分子
5、中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,而M、N不能使酸性KMnO4溶液褪色,D不正确。3有两种有机化合物,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种峰且峰面积之比为32B二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应C一定条件下,二者在NaOH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:CQ中两个甲基上有6个等效氢原子,苯环上有2个等效氢原子,峰面积之比应为31,P中有两种等效氢6与4两者之比为32,A项错误;Q中苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P中与卤素原子相连的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的水溶液中
6、加热,卤素原子均可被水中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。4有以下物质,按要求填空:CH3CH2CH2BrCH3BrCH3CHBrCH2CH3(1)物质的熔沸点由高到低的顺序是_(填序号)。(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)物质发生消去反应的条件为_,产物有_。(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、HBr (4)消去反应、加成反应、水解反应 (5)氢氧化钠溶
7、液、稀硝酸、硝酸银溶液考点二醇、酚一、醇1概念:羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物。2饱和一元醇的分子通式:CnH2n2O(或CnH2n1OH)(n1)。3分类4物理性质的变化规律(1)水溶性:低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而减小。(2)密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 gcm3。(3)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逐渐升高。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,醇的沸点远远高于烷烃。5由断键方式理解醇的化学性质如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如图所示:以1丙醇为例,完成下列
8、条件下的化学方程式,并指明断键部位。与Na反应:2CH3CH2CH2OH2Na2CH3CH2CH2ONaH2,。催化氧化:2CH3CH2CH2OHO22CH3CH2CHO2H2O,。与HBr的取代:CH3CH2CH2OHHBrCH3CH2CH2BrH2O,。消去反应:CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2O,。与乙酸的酯化反应:CH3CH2CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH2CH3H2O,。醇的消去反应规律(1)只有1个碳原子的醇不能发生消去反应。(2)C上有氢原子,能发生消去反应,否则不能。 CH2=CH2H2O6常见几种醇的性质及应用名称甲醇乙二醇丙三醇俗称木精、木醇甘油
9、结构简式CH3OH状态液体液体液体溶解性易溶于水和乙醇易溶于水和乙醇易溶于水和乙醇应用重要的化工原料,可用于制造燃料电池用作汽车发动机的抗冻剂,重要的化工原料作护肤剂,制造烈性炸药硝化甘油,重要的化工原料二、酚1概念:羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为。2物理性质(1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。(2)苯酚常温下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应立即用酒精洗涤。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,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,
10、苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。(1)弱酸性苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5OH,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。苯酚与NaOH反应的化学方程式:。(2)苯环上氢原子的取代反应苯酚与过量饱和溴水反应,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。(4)加成反应苯酚与H2的加成反应:。(5)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性高锰酸钾溶液氧化;容易燃烧。(6)缩聚反应:。4苯酚的用途和对环境的影响苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒,是重点控制
11、的水污染物之一。(1)CH3OH和都属于醇类,且二者互为同系物。()(2)CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度。()(3)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高。()(4)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。()(5)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。()(6)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤。()(7)分子式为C8H8O的芳香类有机化合物有五种同分异构体。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)典例紫草主要用于治疗烧伤、湿疹、丹毒等,其主要成分紫草素的结构简式如图,下列关于紫草素的说法正确的是()A该物质能与NaOH反应,且1 mol紫
12、草素能消耗3 mol NaOHB紫草素的同分异构体中可能含有两个苯环C紫草素能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,且反应原理相同D紫草素与苯酚互为同系物解析A紫草素中含有酚羟基能与NaOH反应,且1 mol紫草素含有2 mol酚羟基能消耗2 mol NaOH,A错误;B.紫草素有9个不饱和度,所以同分异构体中可能含有两个苯环,B正确;C.紫草素能使溴水褪色是发生加成和取代反应、使酸性KMnO4溶液褪色是发生氧化反应,反应原理不相同,C错误;D.紫草素与苯酚不符合同系物的条件,故不互为同系物,D错误。答案B对点练1(醇的组成、结构与性质)有下列六种醇:ACH3OH B(CH3)3CCH2OHC(CH
13、3)2CHOH DC6H5CH2OH E(CH3)3COH FCH3CH(OH)CH2CH3(1)能催化氧化成醛的是_(填选项字母,下同)。(2)能催化氧化成酮的是_。(3)不能发生消去反应的是_。解析:(1)能氧化成醛的醇,连羟基的碳上要有23个氢原子,故选ABD。(2)能氧化成酮的醇,连羟基的碳上要有1个氢原子,故选CF。(3)连羟基碳原子的邻位碳原子上没有氢原子的醇,不能发生消去反应,故选ABD。答案:(1)ABD(2)CF(3)ABD练后归纳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。对点练2(酚类的结构与性质)膳食纤维具有突出的保健功能
14、,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是()A芥子醇的分子式是C11H14O4,属于芳香烃B1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2C芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应D芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应解析:D芥子醇结构中含有氧元素,故不是烃,A项错误;酚羟基苯环上邻对位没有可被取代的氢原子,只有碳碳双键与溴发生加成反应,1 mol该物质最多消耗1 mol Br2,B项错误;芥子醇中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,C项错误;碳碳双键、醇羟基能发生氧化反应,醇羟
15、基能发生取代反应,苯环、碳碳双键能发生加成反应,D项正确。对点练3(脂肪醇、芳香醇、酚的比较)现有以下物质:(1)其中属于脂肪醇的有_,属于芳香醇的有_,属于酚类的有_。(2)其中物质的水溶液显酸性的有_。(3)其中互为同分异构体的有_。(4)列举出所能发生的反应类型_(任写三种)。答案:(1)(2)(3)(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)练后归纳脂肪醇、芳香醇、酚的比较类别脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OHC6H5CH2CH2OHC6H5OH官能团OHOHOH结构特点OH与链烃基相连OH与芳香烃侧链上的碳原子相连OH与苯环直接相连主要化学性质(1)与钠反应;(2)取代反应;
16、(3)脱水反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应(1)弱酸性(2)取代反应(3)显色反应特性将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)遇FeCl3溶液显紫色考点三醛、酮一、醛1概念及分子结构特点(1)概念:醛基与烃基(或氢原子)相连的化合物。(2)官能团:CHO。(3)通式:饱和一元脂肪醛CnH2nO。2常见醛的物理性质颜色状态气味溶解性甲醛(HCHO)无色气体刺激性气味易溶于水乙醛(CH3CHO)无色液体刺激性气味与水、乙醇等互溶3.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:醇醛羧酸请写出乙醛主要反应的化学方程式:(1)氧化反应银镜反应:CH3CHO2A
17、g(NH3)2OHCH3COONH43NH32AgH2O。与新制Cu(OH)2悬浊液反应:CH3CHO2Cu(OH)2NaOHCH3COONaCu2O3H2O。催化氧化反应:2CH3CHOO22CH3COOH。(2)还原反应(加氢)CH3CHOH2CH3CH2OH。醛基只能写成CHO或,不能写成COH。醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。4醛的应用和对环境、健康产生的影响(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。(2)35%40%的甲醛水溶液俗称福尔马林:具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性
18、能(用于浸制生物标本)。(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。微思考甲醛的结构式是,相当于二元醛,1 mol甲醛与足量银氨溶液充分反应,可生成4 mol Ag,写出该反应的化学方程式。提示:HCHO4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO34Ag6NH32H2O二、酮1酮的组成和结构2最简单的酮丙酮(1)物理性质:无色透明的液体,沸点56.2 ,易挥发,能与水、乙醇等互溶。(2)化学性质:丙酮不能被银氨溶液,新制的Cu(OH)2悬浊液等弱氧化剂氧化,在催化剂条件下,可与H2发生加成(或还原)反应,生成2丙醇,反应的方程式为3酮的应用酮是重要的有机溶剂和化工原料。如丙酮可以做化学
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