高中化学第二章官能团与有机化学反应烃的衍生物2.1有机化学反应类型学案鲁科版.docx

第1节 有机化学反应类型 课标要求1根据有机化合物的组成和结构特点，认识加成、取代和消去反应。2能够判断给定化学方程式的反应类型。3从加(脱)氢、脱(加)氧和碳原子的氧化数变化两个角度认识还原(氧化)反应。4能够从试剂、条件、产物等不同角度判断有机化学反应类型。1能发生加成反应的基团有和苯环等。2烯烃、炔烃、醛、酮等分子中的烷基部分也能发生取代反应，其中与官能团直接相连的碳原子(C)上的碳氢键易断裂，发生取代反应。3在一定条件下，有机化合物脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有双键或叁键的化合物的反应，叫做消去反应。4通常，将有机化合物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应称为氧化反应；将有机化合物分子中增加氢原子或减少氧原子的反应称为还原反应。5卤代烃可以看作是烃分子中的一个或多个氢原子被卤素取代后所生成的化合物。 1加成反应(1)定义有机化合物分子中的不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合，生成饱和的或比较饱和的有机化合物的反应。(2)能发生加成反应的基团(3)完成下列化学方程式CH2=CH2HBr。CH2CH2H2OCH3CH2OH。CHCHHCNCH2CHCN(丙烯腈)。CH3CH2OH(乙醇)。2取代反应(1)定义：有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应。(2)常见的取代反应。CH3CH2CH2BrNaOHCH3CH2CH2OHNaBr。CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O。CH3CH2ClHNH2CH3CH2NH2HCl。CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBr。H的取代反应：烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸分子中与官能团直接相连的碳原子(C)上的碳氢键容易断裂，发生取代反应。如：CH3CH=CH2Cl2ClCH2CH=CH2HCl。3消去反应(1)定义在一定条件下，有机化合物脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有双键或叁键的化合物的反应。(2)醇的消去反应实验室制乙烯原理：CH3CH2OHCH2=CH2H2O。装置：液液加热制气装置(与固液加热制气装置相似，但需要温度计)。步骤：a检查装置的气密性；b装药品并放入碎瓷片、加热；c用排水法收集；d将导管从水槽中撤出，停止加热；e拆卸装置，洗刷整理。制取乙烯应注意的问题：a温度必须迅速升高至170_，以防止副反应的发生。b加入碎瓷片的作用是防止暴沸。c混合乙醇和浓硫酸时，应将浓硫酸沿器壁慢慢加入乙醇中。d浓硫酸的作用是催化剂、脱水剂。(3)卤代烃的消去反应反应条件：“NaOH的醇溶液、加热”原理：4.有机化合物的氧化反应和还原反应(1)定义氧化反应：有机化合物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应。还原反应：有机化合物分子中增加氢原子或减少氧原子的反应。(2)常见的氧化反应和还原反应2CH3CH2CH2OHO22CH3CH2CHO2H2O。2CH3CHCH3OHO2。2CH3COOH。CH3CH2OH。1卤素单质具有很强的氧化性，乙烯与Br2反应属于氧化反应吗？提示：Br2具有强氧化性，但乙烯中官能团易与Br2发生加成反应。2有机反应与反应条件有什么关系？提示：(1)温度不同，产物不同CH3CH2OHCH2=CH2H2O2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O(2)溶剂不同，产物不同CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBrCH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O(3)反应物相同，催化剂不同，反应产物不同1加成反应(1)加成反应的实质及特点实质：双键中的两个键的性质不相同，其中一个键较另一个键容易断裂，断裂后与其他原子或原子团形成新的共价键；而叁键中三个键的性质也不同，其中有两个键容易断裂，断裂后与其他原子或原子团形成新的共价键。特点：双键或叁键(不饱和键)打开，加上原子或原子团形成新键，反应特点是“只上不下”。(2)官能团与对应的试剂(3)加成反应的应用加成反应在有机合成中应用广泛，因为发生加成反应后，反应物原有的官能团发生了转变，生成了具有另一种官能团的化合物。具体应用有：通过烯烃与水加成，醛(或酮)与氢气加成等反应可以在分子中引入羟基(OH)。通过不饱和烃与HX、X2加成可引入卤素原子。通过加成反应消除不饱和键。通过烯烃、炔烃与HCN的加成反应以及不饱和有机化合物间的加成反应，实现碳链的增长。2取代反应(1)取代反应的实质及特点实质：有机物分子中的某些单键打开，其中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替。特点：原子或原子团“有上有下”，一般反应物为两种，生成物也为两种。(2)有机物或官能团与对应的试剂及其取代位置有机物或官能团试剂取代位置饱和烃X2碳氢键上的氢原子苯环X2、HNO3、H2SO4、RX、X(卤代烃)卤素原子OH(醇)羟基上的H或OHCOOH(羧酸)ROH、RCOOH(形成酸酐)羧基中的OH (酯)H2O、ROH烯、炔、醛、酮、羧酸X2等H(3)取代反应的应用取代反应在有机合成中具有重要的作用，因为人们可以通过取代反应来实现官能团间的衍变等。官能团的转化：通过烃的取代反应可以在分子中引入卤素原子，进而通过卤代烃的取代反应将卤素原子转化为羟基、氨基等官能团。由此可见，可以通过卤代烃作为“桥梁”来实现“烃烃的含氧、含氮衍生物”的转变。增长碳链：通过卤代烃(RX)与NaCN的取代反应实现碳链的增长等。3消去反应(1)消去反应的实质及特点实质：脱去官能团和与官能团相连的碳原子的邻位碳上的氢原子，生成双键或叁键。特点：分子内脱去小分子；产物中含有不饱和键。(2)常见的能发生消去反应的物质及反应条件醇的消去反应反应条件：浓H2SO4、加热。反应机理：卤代烃的消去反应反应条件：强碱(如NaOH、KOH)的醇溶液、加热。反应机理：特别提醒有H的卤代烃或醇可发生消去反应。有两个C，且两个碳原子上均有氢原子的卤代烃或醇，发生消去反应可能生成不同的产物，例如：4有机化学中的氧化反应和还原反应(1)氧化反应和还原反应的应用小分子烷烃的氧化反应有很高的应用价值(用做燃料)。在有机合成中利用氧化反应或还原反应，同样可以转变有机化合物的官能团。例如，通过醇的氧化引入，通过氧化或还原消除醛基(CHO)，实现醇、醛、羧酸和酯等物质之间的相互转化(其中X、R代表某种基团)：(2)常见的氧化剂、还原剂在氧化反应中，常用的氧化剂有O2、酸性KMnO4溶液、O3、银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液等；在还原反应中，常用的还原剂有H2、LiAlH4和NaBH4等。1如图所示的某有机反应，其反应类型为()A取代反应B加成反应C水解反应D氧化反应解析：选A根据图示可知，此反应为乙酸和乙醇生成乙酸乙酯和水的反应，属于酯化反应，酯化反应又属于取代反应。2下列各组中的反应，属于同一反应类型的是()A由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇B由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸C由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2二溴丙烷D由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇解析：选DA项，溴丙烷的水解属于取代反应，丙烯与水的反应是加成反应；B项，甲苯的硝化反应是取代反应，由甲苯制取苯甲酸是氧化反应；C项，两反应分别是消去反应、加成反应；D项，两个反应均为取代反应。3用短线连接下列和相关内容。答案：ABCDE4下列反应中，属于还原反应的是_(填序号，下同)，属于氧化反应的是_。由乙醇制取乙醛由乙醛制取乙醇乙醛的银镜反应甲醛与新制的氢氧化铜反应乙烯与氢气的加成乙炔使酸性高锰酸钾溶液退色丙酮(CH3COCH3)与氢气生成2丙醇甲烷的燃烧反应解析：醛既能被氧化生成酸，又能被还原生成醇，烯烃、炔烃、醛、酮能被较强氧化剂(氧气、酸性KMnO4溶液)氧化，醛也能被弱氧化剂银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液氧化；另外，氧化反应也包括燃烧反应。烯烃、炔烃、醛、酮等与H2的加成反应是还原反应。答案：5判断在下列步的转化中所发生反应的反应类型。CH3CH3CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHOCH3COOH_，_，_，_，_，_。上述的转化是烷烃、卤代烃、醇之间靠取代反应进行的转化，之间发生了氢和氧的得失，必然发生了碳的氧化数的改变，故都发生了氧化反应或还原反应。答案：取代反应取代反应取代反应氧化反应还原反应氧化反应方法技巧根据有机化合物分子的已知结构结合官能团的性质，可推知该有机化合物可以发生反应的类型。如能发生取代反应的原子或原子团为H、X、OH等；能发生加成反应的原子团为碳碳叁键、碳碳双键、碳氧双键、苯环等；能发生消去反应的原子或原子团通常为H、X、OH等；能发生氧化反应的官能团或物质：碳碳双键、碳碳叁键和苯的同系物(使酸性KMnO4溶液退色)、醇羟基(连羟基的碳原子上有氢原子)、醛基O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等；能发生还原反应的官能团：碳碳双键、碳碳叁键、醛基等。1卤代烃的结构特点卤代烃可以看作是烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。可用RX(X表示卤素原子)表示。卤素原子是卤代烃的官能团。2卤代烃的生成(1)烷烃与卤素单质的取代反应，但得到的卤代烃一般不纯。(2)烯烃的加成反应，与氢卤酸或卤素单质加成，是制备卤代烃最常用的方法。3卤代烃的化学性质(1)取代(水解)反应条件：在碱性条件下进行。实质：此反应属于取代反应，实质是卤素原子被羟基取代。举例：CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr(由一卤代烃可制一元醇)。(2)消去反应条件：与强碱的醇溶液共热。实质：卤代烃分子中的卤素原子与位碳原子上的氢原子形成HX而消去。举例：CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。1由溴乙烷生成乙烯和生成乙醇的反应条件及类型有何不同？提示：由溴乙烷生成乙烯的反应条件是在强碱的醇溶液中加热，反应类型为消去反应；而由溴乙烷生成乙醇的反应是在强碱的水溶液中发生的取代反应。2有邻位碳原子，但碳原子上无氢原子，该类卤代烃能发生消去反应吗？提示：不能，如等均不能发生消去反应。1卤代烃的取代反应与消去反应反应类型取代反应(水解反应)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的卤素原子被水中的羟基所取代而生成醇，反应的通式为RXNaOHROHHX卤素原子与位碳原子上的氢原子发生消去反应脱去小分子HX，反应通式为产物特征有机物碳架结构不变，X变为OH有机物碳架结构不变，生成碳碳双键或碳碳叁键反应规律所有的卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应；多卤代烃可生成多元醇从一个碳原子上消去H原子，从另一个碳原子上消去卤素原子，从而生成不饱和键。若有多个相邻的碳原子，且都能消去氢原子时，产物不止一种特别提醒只有在碳原子上有氢的卤代烃才能发生消去反应，而所有的卤代烃都能发生水解反应。2卤代烃在有机合成中的重要地位卤代烃是建立在烃与烃的衍生物之间的一座重要桥梁，卤代烃又是有机合成中一类重要的中间体。(1)利用卤代烃的取代反应，可实现烷烃、烯烃，甚至炔烃向醇、醛、羧酸的转化。如乙烯转化为乙酸的转化途径为：乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。(2)利用卤代烃的消去反应，可实现烃的衍生物中官能团的种类与数量发生变化，如乙醇转化为乙二醇的转化途径为：乙醇乙烯1,2二溴乙烷乙二醇。(3)利用卤代烃的消去反应与水解反应，还可以实现官能团位置的变化，引入合成环状有机物的官能团，也可以利用卤代烃的其他性质增长碳链等，如以乙烯转化为乙二酸乙二酯的转化途径为：乙烯1,2二溴乙烷乙二醇乙二醛乙二酸，乙二醇乙二酸乙二酸乙二酯。1下列物质不属于卤代烃的是()ACH2ClCH2ClBC氯乙烯D四氯化碳解析：选B卤代烃可以看作烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。根据卤代烃的定义可知，卤代烃中不含有氧元素，故B符合。2.在结构简式为RCH2CH2X的卤代烃中化学键如图所示。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，被破坏的键是和解析：选C卤代烃发生水解反应生成醇，则只断裂CX键，即图中；卤代烃发生消去反应，断裂CX键和邻位C上的CH键，则断裂。3下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()ABC全部D解析：选A氯苯分子中含有稳定的苯环结构，假设氯苯与KOH醇溶液共热发生消去反应，将破坏苯环的稳定性，因此不能发生消去反应，符合；和氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，因此该卤代烷烃能发生消去反应，生成对应的烯烃，不符合；和氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，因此该卤代烷烃不能发生消去反应，符合；和氯原子或溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，因此该多卤代烷烃能发生消去反应，不符合；和溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，因此一溴环己烷能发生消去反应，生成环己烯，不符合；CH2Cl2不能发生消去反应，因二氯甲烷分子中只有一个碳原子，没有相邻的碳原子和氢原子，符合。4下列化合物在一定条件下，既能发生消去反应又能发生水解反应的是()解析：选B卤代烃发生消去反应的结构特点是：与卤素原子相连的碳原子的相邻碳上必须有氢原子。A中只有一个碳原子，C、D中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳上没有氢原子，所以A、C、D都不能发生消去反应。卤代烃的水解反应只断裂CX键，对分子结构没有什么特殊要求，只要是卤代烃都可以发生水解反应，这是卤代烃的通性。5下列卤代烃发生消去反应后，可以得到两种烯烃的是()A1氯丁烷B氯乙烷C2氯丁烷D2甲基2溴丙烷解析：选C1氯丁烷发生消去反应只能得到一种烯烃即1丁烯，A项错误；氯乙烷发生消去反应只能得到一种烯烃即乙烯，B项错误；2氯丁烷发生消去反应能得到1丁烯和2丁烯，C项正确；2甲基2溴丙烷发生消去反应只能得到一种烯烃即2甲基丙烯，D项错误。6要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是()A加入氯水振荡，观察水层是否有棕红色出现B滴入AgNO3溶液，再加入稀硝酸，观察有无浅黄色沉淀生成C加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成D加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成解析：选C检验溴乙烷中含有溴元素首先将溴原子转化为溴离子，采用卤代烃水解的方法，先加入氢氧化钠溶液并加热，冷却后用HNO3酸化，再加入AgNO3溶液生成淡黄色不溶于硝酸的溴化银沉淀。7由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇时，需要经过下列哪几步反应()A加成消去取代B消去加成水解C取代消去加成D消去加成消去解析：选B由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇时，可按以下步骤进行(反应条件略去)：CH2=CHCH3Cl2CH2ClCHClCH3、CH2ClCHClCH3CH2OHCH(OH)CH3，B项符合。二级训练节节过关1下列有机反应中，不属于取代反应的是()解析：选BB中反应属于氧化反应。2下列反应中属于消去反应的是()A溴乙烷与NaOH水溶液共热B甲苯与浓硫酸和浓硝酸的反应C一氯甲烷与NaOH水溶液共热D实验室中用乙醇制取乙烯解析：选D溴乙烷与NaOH水溶液共热时生成乙醇，属于取代反应；B项生成三硝基甲苯，属于硝化反应(取代反应)；C项生成甲醇，属于取代反应；D项实验室中用乙醇制取乙烯属于消去反应。3有关溴乙烷的下列叙述中，正确的是()A溴乙烷与NaOH的醇溶液共热可生成乙烯B溴乙烷与NaOH的水溶液共热可生成乙烯C将溴乙烷滴入AgNO3溶液中，立即有淡黄色沉淀生成D实验室通常用乙烯与溴水反应来制取溴乙烷解析：选A溴乙烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应(属取代反应)生成乙醇，溴乙烷与NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，故A对B错；溴乙烷难溶于水，也不能在水中电离出Br，将其滴入AgNO3溶液中，不发生反应，也无明显现象，C错；乙烯与溴水反应生成1,2二溴乙烷，在实验室中通常用乙烯与溴化氢反应来制取溴乙烷，D错。4下列各组中的物质均能发生加成反应的是()A乙烯和乙醇B苯和氯乙烯C乙酸和溴乙烷D丙烯和丙烷解析：选BA项中，乙烯中有键，能发生加成反应，乙醇中没有不饱和键，不能发生加成反应。B项中，苯和氯乙烯都含有不饱和键，都能发生加成反应。C项中，乙酸和溴乙烷都不能发生加成反应。D项中，丙烯中含有键，能发生加成反应，丙烷中没有不饱和键，不能发生加成反应。5下列反应：()1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠醇溶液混合加热；()1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠水溶液混合加热，关于反应中生成的有机物的说法中正确的是()A()和()产物均不同B()和()产物均相同C()产物相同，()产物不同D()产物不同，()产物相同解析：选C1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠醇溶液混合加热，均发生消去反应生成丙烯CH3CHCH2；1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠水溶液混合加热，均发生取代反应，分别生成1丙醇和2丙醇，故选C。6为鉴定卤代烃中所含卤素原子，现有下列实验操作步骤：加入AgNO3溶液；加入少许卤代烃试样；加热；加入5 mL 4 molL1 NaOH溶液；加入5 mL 4 molL1 HNO3溶液。正确的顺序是()ABCD解析：选C鉴定卤代烃中所含有的卤素原子，先加入少许卤代烃试样，再加入5 mL 4 molL1 NaOH溶液，然后加热，发生水解反应生成卤素离子，再加入5 mL 4 molL1 HNO3溶液，最后加入AgNO3溶液，观察沉淀及其颜色可确定卤素原子，所以实验顺序为。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()加成水解酯化氧化中和消去ABCD解析：选C本题给出的有机物含有醛基、羧基和醇羟基，从给出的6种有机反应类型出发分析：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。解析：选C反应是乙醇的催化氧化反应；反应是乙烯的加成反应；反应是溴乙烷的消去反应。9观察下面关于乙醇的几个反应，判断它们的反应类型，用反应代号回答有关问题：2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2OCH3CH2OHCH2=CH2H2OC2H5OHCH3CHOH22CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2OCH3CH2OHCuOCH3CHOH2OCu2C2H5OHC2H5OC2H5H2OCH3CHOH2CH3CH2OH(1)上述反应中属于取代反应的是_。(填序号，下同)(2)上述反应中属于消去反应的是_。(3)上述反应中属于加成反应的是_。(4)上述反应中属于氧化反应的是_。(5)上述反应中属于还原反应的是_。解析：本题可依据各反应的特点进行解答。取代反应“有上有下，取而代之”，加成反应“开键加合，有进无出”，消去反应“脱小分子成双键或叁键，无进有出”，氧化反应“加氧或去氢”，还原反应“加氢或去氧”。答案：(1)(2)(3)(4)(5)10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_。1下列各组中两个变化所发生的反应，属于同一类型的是()A由苯制硝基苯、由乙醇制取乙酸乙酯B乙烯使溴的CCl4溶液退色、甲苯使酸性高锰酸钾水溶液退色D由氯乙烷制乙烯、由溴乙烷制乙醇解析：选AA项，由苯制硝基苯属于硝化反应，由乙醇制取乙酸乙酯属于酯化反应，都是取代反应，正确；B项，乙烯含有碳碳双键，因此乙烯使溴的CCl4溶液退色，发生的是加成反应，甲苯使酸性高锰酸钾水溶液退色，发生的是氧化反应，不正确；C项，由HOCH2COOH制 属于缩聚反应，由氯乙烯制聚氯乙烯属于加聚反应，不正确；D项，由氯乙烷制乙烯属于消去反应，由溴乙烷制乙醇属于取代反应，不正确。2以溴乙烷为原料制备1,2二溴乙烷(反应条件略去)，方案中最合理的是()解析：选DA项过程复杂，不合理；B项生成1,2二溴乙烷不纯，不合理；C项过程复杂，生成的产物不纯，不合理；D项过程简单，产物纯净，最合理。3下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是()A丁属于芳香烃B四种物质中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成C四种物质中加入NaOH的醇溶液共热，后加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成D乙发生消去反应得到两种烯烃解析：选B丁的分子结构中有卤素原子，而烃只含有C、H两种元素，丁不属于芳香烃，故A错误。甲和丙中加入NaOH溶液共热，水解生成氯化钠，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；乙和丁中加入NaOH溶液共热，水解生成溴化钠，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，故B正确。甲只含有1个碳原子，加入NaOH的醇溶液共热，不能发生消去反应，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，无沉淀生成；乙中加入NaOH的醇溶液共热，发生消去反应，生成溴化钠，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，有淡黄