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步步高 学年 高中化学 本章 难点 专题 突破 打包 22

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【步步高】2015-2016学年高中化学 第1-5章本章重难点专题突破（打包22套）,步步高,学年,高中化学,本章,难点,专题,突破,打包,22

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1 本章重难点专题突破 1 解读有机化合物的分类及结构特点 1有机化合物的分类 (1)按碳的骨架分类 特别提示 芳香化合物、芳香烃、苯的同系物三者之间的关系： 芳香化合物：含有一个或几个苯环的化合物，如苯、溴苯、萘等。 芳香烃：含有一个或几个苯环的烃 (只含碳、氢两种元素 )，如苯、甲苯、萘等。 苯的同系物：只有一个苯环和烷烃基组成的芳香烃，符合通式 6(n6) ，如甲苯、乙苯等。 即苯的同系物属于芳香烃，芳香烃属于芳香化合物。 典例 1 下列物质属于芳香烃的是 ( ) 解析 分析题给四种物质， A、 D 不含苯环，不属于芳香烃； B 中除 C、 H 元素外，还含有 属于芳香烃； C 为甲苯，属于芳香烃。 答案 C (2)按官能团分类 官能团是有机化合物中决定化合物特殊性质的原子或原子团。有机物的主要类别：烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。 特别提示 具有同一官能团的物质不一定是同一类有机物。如 都含有官能团羟基(但二者属于不同类型的有机化合物 。如乙醛 酸 酸乙酯 但却分别属于醛类、羧酸、酯类。 具有多种官能团的复杂有机物，由于官能团具有各自的独立性，因此在不同条件下的化学 2 性质可分别从各官能团进行讨论。如：结构为 的有机物，具有三种官能团：酚羟基、羧基、醛基，所以该有机化合物具有酚类、羧酸类和醛类物质的有关性质。 典例 2 化合物 是一种取代有机氯农药 新型杀虫剂， 它含有官能团 ( ) A 5 种 B 4 种 C 3 种 D 2 种 解析 官能团是决定化合物化学特性的原子或原子团，它不同于一般的烃基 (如 也不同于 “ 根 ”( 如 、 、 等 )。观察此化合物的结构简式，有 基 )、 基 )、 (碳碳双键 )3 种官能团。 答案 C 2有机化合物中碳原子的成键特点 碳原子有 4 个价电子，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子，碳原子常通过共价键与H、 O、 S 等形成共价化合物。 (1)碳原子的成键特 点 有机物中碳碳之间的结合方式有单键、双键或三键。 碳原子与碳原子之间可以结合成链状，也可以结合成环状。 (2)甲烷的结构 甲烷分子中 1 个碳原子与 4 个氢原子形成 4 个共价键，构成以碳原子为中心、 4 个氢原子位于四个顶点的正四面体结构。科学实验还表明：在甲烷分子中， 4 个碳氢键是等同的，它们的键长相等，两个碳氢键之间的夹角均为 10928 ，键能也相同。 典例 3 目前人类已发现的有机物大约有三千万种， 下列有关说法错误的是 ( ) A碳原子间能以单键、双键或三键等多种方式结合 B多个碳原子可以形成长短不一的碳链，碳链也可以含有支链 C每个碳原子都能与氢原子形成四个共价键 3 D多个碳原子间可以形成碳链、碳环，碳链或碳环也能相互结合 解析 有机物之所以种类繁多，是因为碳原子的成键特点，碳原子之间能以单键、双键、三键等形式结合，每个碳原子能与氢原子或其他原子形成四个共价键，多个碳原子间可以形成碳链或碳环，碳链或碳环也能相互结合等。 答案 C 典例 4 下面能证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是 ( ) A甲烷的 4 个碳氢键的键能相等 B甲烷的 4 个碳氢键的键长相等 C甲烷的一氯代物只有一种 D甲烷的二氯代物只有一种 解析 结合甲烷的组成和具有 4 个相同的碳氢键，可知甲烷可能是正四面体结构或平面正方形结构。 A、 B、 C 三种说法虽正确，但不能确定甲烷的结构。若甲烷为正四面体结构，其二氯代物只有一种，即 (分子中两个 H 和两个 在位置等同 )。若甲烷为平面正方形结构，其二氯代物有 两种结构。 答案 D 1 2 关于同分异构体 “ 四大 ” 要点的深度剖析 1 同分异构体的概念及其判断依据 (1)同分异构体概念的内涵有两点：一是 “ 同分 ” 指分子式相同；二是 “ 异构 ” 指的是结构不同。判断物质之间是否是同分异构体时，二者缺一不可。同分异构体概念的外延是化合物。化合物既包括有机化合物，也包括无机化合物。如 H O H N=C=O； H S N=C=合物只要分子式相同，结构不同，就是同分异构体。 (2)判断依据：一看分子式是否相同，只有分子式相同，才有可能是同分异构体。二看结构式是否不同，分两种 情况： 属于同类物质但分子中原子的连接顺序不同； 分子式相同但不属于同类物质。 特别提示 同分异构体的分子式相同，因此其相对分子质量相同，但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体。如 同分异构体不仅存在于有机物与有机物之间，也存在于有机物与无机物之间如尿素，有机物 和 机物 )互为同分异构体。 二氯甲烷虽然可写作 ，但是同种物质，不是同分异构体。 2同分异构体的类别 (1)碳链异构：碳链骨架不同产生的异构现象。如 戊烷 、异戊烷和新戊烷。 (2)位置异构：由于官能团或取代基在碳链或碳环上的位置不同而产生的同分异构现象。如氯丙烷有两种同分异构体： 1氯丙烷和 2氯丙烷。 (3)官能团异构 (又称类别异构 )：有机物的官能团种类不同，但分子式相同。如： 单烯烃与环烷烃； 单炔烃和二烯烃、环烯烃； 饱和一元醇和醚； 饱和一元醛和酮； 饱和一元羧酸和饱和一元酯； 芳香醇、芳香醚和酚； 葡萄糖和果糖； 蔗糖和麦芽糖； 硝基化合物与氨基酸等。 3同分异构体的书写规律 (1)判定类别：根据有机物的分子组成判定其可能的类别异构，常根据通式判 定。再按照碳链异构 位置异构 类别异构的顺序书写同分异构体。 (2)确定碳链：常采用 “ 碳链缩短法 ” 书写。可概括为 “ 主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边不到端，排列由对到邻间。 ” (3)移动位置：一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体，然后在各个碳链上依次移动官能团的位置。 2 (4)加氢饱和：碳原子剩余的价键用氢原子去饱和，最后即得到所有同分异构体的结构简式。 典例 5 分子式为 出氢气的有机化合物有 ( ) A 3种 B 4种 C 5种 D 6种 解析 解题的思路是先确定类别，写出可能的碳链，变换官能团的位置。与金属钠反应放出明分子中含有 以先写出 后再用 代其中的一个氢原子。符合条件的同分异构体有 。 答案 B 4同分异构体数目的判断方法 (1)基元法 如丁基有 4种同分异构体，则丁醇有 4种同分异构体。 (2)替代法 如二氯苯 种同分异构体，四氯苯也有 3种同分异构体 (将 l)； 戊烷 C(的一氯代物也只有一种同分异构体。 (3)对称法 (又称等效氢法 ) 对称法的判断可按下列三点进行： 同一甲基上的氢原子是等效的； 同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的； 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的 (相当于平面成像时，物与像的关系 )。 (4)定一移二法 对于二元取代物的同分异构体的判定，可固定一个取代基位置，再移动另一取代基，以确定同分异构体数目。 典例 6 分子式为 不考虑立体异构 )( ) A 6种 B 7种 C 8种 D 9种 解析 分子式为 烷烃有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种同分异构体。其中正戊烷的一氯代物有 种；异戊烷的一氯代物有 (；新戊 烷的一氯代物只有一种，为 (共有 8种， 答案 C 1 3 有机化合物命名的 “ 五个 ” 原则和 “ 五个 ” 必须 1有机物命名的 “ 五个 ” 原则 (以烷烃为例 ) (1)最长 主链最长 选取的主链是所有的碳链中最长的，称为某烷。 如： 在这个烷烃分子中有多条碳链，最长碳链为十个碳原子。称为 “ 癸烷 ” 。 (2)最多 支链最多 如果选取碳链中最长的碳链有多条时，选择含支链最多的一条碳链作命名的主链。 如： 如图在这个烷烃分子中有十个碳原子的碳链共有两条， 1 中含有五个支链， 2 中含 有四个支链。 (3)最近 编号离支链最近 对所选定的主链上的碳原子进行编号时，要选择离支链最近的一端碳原子开始编号。 如： 左边的碳原子离支链最近，因此这个分子中碳原子的编号应该从左边的碳原子开始，如上图。 正确命名： 2,4,6,8四甲基 3乙基癸烷 (4)最小 支链序号之和最小 如果在主链两端等距离的地方出现相同取代基时，按取代基所在位置序号之和最小者给取代基定位。 如： 2 错误命名： 3,5,5三甲基庚烷 正确命名： 3,3,5三甲基庚烷 (5)最简 靠近起点的取代基要简单 在主链两端等距离的地方出现不同的取代基时，从靠近简单取代基的一端开始编号。如： 错误命名： 3乙基 5甲基庚烷 正确命名： 3甲基 5乙基庚烷 2有机物命名的 “ 五个 ” 必须 (1)取代基的位号必须用阿拉伯数字 “2 、 3、 4” 标明； (2)主链上有相同取代基时，必须将这些取代基合并起来，并用中文数字 “ 二、三、四 ”表明取代基的个数； (3)位号之间必须用逗号 “ ， ” 隔开 (不能用顿号 “ 、 ” 或小黑点 “ ”) ； (4)阿拉伯数字与汉字之间，必须用短线 “” 相连； (5)若有多种取代基，不管其位号大小如何，都必须先写简单的取代基，后写复杂的取代基。 3链状化合物的命名 链状化合物的命名是在烷烃命名的基础上的延伸，命名原则与烷烃相似，但略有不同。主要不同点： (1)选主链 选出含有官能团的最长碳链作主链。 (2)编序号 从离官能团最近的一端开始编号。 (3)定位置 用阿拉伯数字标明官能团的位置，双键和三键被两个碳原子共有，应按碳原子编号较小的数字。 (4)并同类 相同 的官能团要合并 (与烷烃命名中的相同支链要合并相类似 )。 3 特别提示 链状有机物命名 “ 三步曲 ” ： 选主链：含有官能团； 排顺序：服从官能团； 写名称：依据官能团。 4芳香族化合物的命名 (1)苯环上无官能团时，以苯环为母体命名。如： 甲苯； 1,2二甲苯。 (2)如果苯环上有 X 官能团时，也以苯环为母体命名。如： ，命名：对硝基甲苯 (或 4硝基甲苯 )。 (3)如果苯环上有其他官能团，则以官能团所连的碳原子为 “1” 号碳开始编号，如：命名：邻甲基苯乙烯 (或 2甲基苯乙烯 )。 特别提示 判断有机物命名是否正确，关键是抓住原则，熟知规律，作出判断： 基本原则： “ 最长 ”“ 最近 ”“ 最多 ”“ 最少 ”“ 最小 ” ，对烯烃、炔烃必须指明碳碳双键、三键的位置。 基本规律：在烷烃的命名中碳链 1 号位不能连有甲基， 2 号位上不能连有乙基， 3 号位上不能连有丙基，否则不遵循 “ 最长 ” 原则。如： 3,3二甲基丁烷违反 “ 最近 ” 原则； 3甲基2乙基戊烷不符合基本规律，即选主链错误； 2,3二甲基戊烯，未指明碳碳双键的位置。 典例 7 某烯烃的结构简式为 ， 有甲、乙、丙、丁 4 四位同学分别将其命名为 2甲基 4乙基 1戊烯； 2异丁基 1丁烯； 2,4二甲基 3己烯；4甲基 2乙基 1戊烯，下列对四位同学的命名判断正确的是 ( ) A甲的命名主链选择是错误的 B乙的命名对主链碳原子的编号是错误的 C丙的命名主链选择是正确的 D丁的命名是正确的 解析 根据烯烃的命名规则先正确命名，然后与 4 位同学的命名作对照，找出错误的原因，从而确定正确答案。根据对照，可以看出甲同学的命名主链选择正确，但对主链碳原子的编号 错误；乙同学的命名主链选择错误；丙同学的命名主链选择错误；只有丁同学的命名完全正确。 答案 D 典例 8 下列有机物的命名是否正确，若不正确请改正。 (1) 2甲基 4,5二乙基己烷 (2) 3乙基 2,3二甲基戊烷 (3) 二硝基苯 (4) 2甲基 1丁烯 答案 (1)主链选错，正确命名为 2,5二甲基 4乙基庚烷 (2)取代基顺序错误，正确命名为 2,3二甲基 3乙基戊烷 (3)没有标注取代基位置，正确命名为邻二硝基苯 (或 1,2二硝基苯 ) (4)编号错误，正确命名为 3甲基 1丁烯 1 4 确定有机物实验式及分子式的方法 1元素分析法确定实验式 元素定量分析常用的方法是燃烧法，因为有机物中通常含有碳元素和氢元素，在高温下，二者可被氧化为二氧化碳和水，然后分别用无水 2O，用 溶液吸收 据吸收前后质量的变化量，从而得到反应产生的 2O 的质量，来确定有机物中碳和氢的质量分数，然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比，即确定实验式。 2质谱法测定有机物的相对分子质量 质谱法的原理是用高能电子流轰击样品分子，使样品分子失去电子变成带正电荷的分子离子和 碎片离子。而分子离子、碎片离子各自具有不同的相对分子质量，它们在磁场的作用下到达检测器的时间将因质量的不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。质谱图中的质荷比是指分子离子或碎片离子的相对质量与其电荷的比值。质荷比最大的数据表示样品分子的相对分子质量。 3巧用方法确定有机物的分子式 (1)直接由相对分子质量用商余法确定烃的分子式 用烃的相对分子质量除以碳原子的相对原子质量 12，所得商的整数部分就是烃分子中所含碳原子的最大值，余数则为所含氢原子的最小值。 (2)用特定条件进行判断确定有机物的分子式 如混合烃的 平均相对分子质量小于 26，则混合烃中一定含有甲烷 常温下为气体的烃分子，其碳原子数小于等于 4，烃的含氧衍生物中为气态的只有甲醛( 气态烃或气态烃的混合物在温度高于 100 时完全燃烧，若反应前后气体体积或压强保持不变，则烃分子或混合烃平均分子式中氢原子个数为 4。 (3)根据有机物结构简式、键线式或结构模型等确定分子式 给出结构简式情况的，可以直接 “ 合并 ” 同种元素的数目，得其化学式。需要说明的一点是，原子书写顺序要注意，一般按 C、 H、 O、 N 等顺序排列； 对于键线式或结构模型，一要注 意折点处表示碳原子；二要注意各原子的价键数，如 果键数不足四价，则需用氢原子补充至达到四价，折点两边的短线即为键数； N 为三价，分析方法与上述碳原子连接情况相似。如 的分子式为 (4)实验式法：首先根据题意求出烃的实验式，设为 x， 2 x 取值 种类 方法 x 12 烷烃 根据烷烃的通式 2， 2 x，可求出 n 值 x 12 烯烃或环烷烃 先确定相对分子质量，再确定分子式 12 x 1 2或 6 直接用 2或 6代入验证，看是否符合 x 1 68需结合其他条件确定分子式 (5)物质的量关系法：由密度或其他条件 求摩尔质量 求 1 子中所含各元素原子的物质的量 求分子式。 (6)化学方程式法 (代数法 )：利用化学方程式及题干要求 列方程组 求解未知数值 求分子式。 (7)通式法：依据题干要求或物质性质 确定类别及组成 n 值 分子式。 特别提示 图解有机物化学式的确定方法 典例 9 已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比，可将气态燃料放入足量的 燃烧，并使产生的气体全部通过如图所示装置中，得到如表中所列的实验结果 (假设产生的气体完全被吸收 )。 3 实验前 实 验后 (干燥剂 U 形管 )的质量 101.1 g 102.9 g (石灰水广口瓶 )的质量 312.0 g 314.2 g 根据实验数据求： (1)实验完毕后，生成物中水的质量为 g。假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为 g。 (2)生成的水中氢元素的质量为 g。 (3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为 g。 (4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为 。 (5)已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子，则该燃料的分子式为 ，结构简式为 。 解析 由题意知，燃料燃烧生成的 者的增重量即为燃烧时产生的 (1)m( 102.9 g 101.1 g 1.8 g， m( 314.2 g 312.0 g 2.2 g。反应生成的正盐 m( 2.2 100 5 g。 (2)m(H) 1.8 2 0.2 g (3)m(C) 2.2 12 0.6 g (4)m(C) m(H) 0.6 g0.2 g 31 (5)燃料中 n(C) n(H) 0.6 g 1 0.2 g1 g 1 14 所以燃料的分子式为 构简式为 答案 (1) (2)3)4)31 (5) 1 本章重难点专题突破 1 聚焦醇的氧化反应和消去反应规律 醇的氧化反应和消去反应是醇类的重要化学反应，其应用在各类有机试题中屡见不鲜，掌握其中的反应规律是掌握这些性质的关键。 1醇的催化氧化反应规律 并不是所有的醇都能发生催化氧化反应，醇能发生催化氧化反应的条件是连有羟基 ( 碳原子上必须有氢原子，否则就不能被催化氧化。由于醇发生催化氧化的反应机理是失去羟基上的氢原子和与羟基相连的碳原子上的一个氢原子，因此，不同结构的醇其催化氧化的产物不同。故发生催化氧化反应时，有以下反应规律： (1)醇分子中，若与 羟基 ( 接相连的碳原子上有两个氢原子，则该醇可被氧化成醛。 2 催化剂 22 为烃基或氢原子 ) (2)醇分子中，若与羟基 ( 接相连的碳原子上只有一个氢原子，则该醇可被氧化成酮。 (能是氢原子 ) (3)醇分子中，若与羟基 ( 接相连的碳原子上没有氢原子，则该醇不能被催化氧化。 如： 不能被催化氧化成醛或酮 (能是氢原子 )。 2醇的消去反应规律 醇在浓硫酸存在的条件下，加热到一定温度就能发生分子内的脱水反应，生成碳碳双键，即发生消去反应。因醇发生的消去反应是失去羟基的同时，要失去与羟基直接相连的碳原子的相邻碳原子上的一个氢原子，因此，并不是所有的醇都能发生消去反应。醇发生消去反应的规律如下： (1)无邻碳原子或与羟基 ( 接相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子的醇，不能发生消去反应。 2 (能是氢原子 )都不能发生消去反应。 (2)如果与羟基 ( 连的碳原子不在碳链的一端，则主要生成双键碳上取代基较多的烯烃， 即消去氢原子少的相邻碳原子上的氢。 典例 1 分子式为 饱和一元醇的同分异构体有多种，在下列该醇的同分异构体中， (1)可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是 _； (2)可以发生催化氧化生成醛的是 _； (3)不能发生催化氧化的是 _； (4)能被催化氧化为酮的有 _种； (5)能使酸性 _种。 解析 (1)因 该醇发生消去反应时，生成两种单烯烃，这表明连有 碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子，且以 连碳为中心，分子不对称。 (2) (4)连有 碳上有 2 个氢原子时可被氧化为醛，有一个氢原子时可被氧化为酮，不含氢原子时不能发生催化氧化。 (5)连有 碳上有氢原子时，可被酸性 们都会使酸性 答案 (1)C (2)D (3)B (4)2 (5)3 特别提示 醇能否发生催化氧化和消去反应及反应后产物的判断，应抓住醇的结构特点和反应原理。醇发生催化氧 化时羟基碳上必须有氢原子，有两个氢原子产物为醛；有一个氢原子，产物为酮；否则不能发生该反应。醇的消去反应要求羟基碳的邻位碳上必须有氢原子， 3 其消去产物取决于羟基碳上烃基的种类和个数。 1 2 辨析醇和酚的方法 醇的官能团是醇羟基，酚的官能团是酚羟基，它们的区别在于羟基是否与苯环直接相连，下面我们从定义分析醇和酚，也就是教给你醇、酚的区别方法。 1醇 醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。这一概念，可从以下几个层面理解： (1)醇分子中含有羟基，且羟基个数不限，但不存在 1 个 C 原子上连有 2 个羟基的醇，因为这样的醇不稳定： (2)羟基连接在链烃基上的是醇，如 等，但不存在羟基连在烯键 (或炔键 )为这样的醇也不稳定。 (3)羟基直接连在苯环上的不是 醇，如 ，羟基连在苯环的侧链上的是醇，如。 (4)此外还有定义中不包括的一点，羟基连在环烷基 (或环烯基 )的 C 原子上的也是醇，如等。 2酚 羟基跟苯环上的碳原子直接相连的化合物叫做酚。 (1)“ 酚 ” 是一类烃的含氧衍生物的总称，但通常又把酚类中最简单的一种 苯酚，简称为酚。 (2)酚的官能团是羟基，但此羟基的性质有别于醇中羟基的性质。 (3)酚分子中的苯环，可以是单环，也可以是稠环，如 (萘酚 )也是酚的一 2 种。 (4)酚和芳香醇的分子结构之间有着明显的差别，如 是芳香醇，而是酚。结构特点为羟基与苯环上 的碳原子直接相连。 3脂肪醇、芳香醇和酚的比较 类别 脂肪醇 芳香醇 苯酚 实例 66能团 构 特点 链烃基相连 芳香烃侧链相连 苯环直接相连 主要化 学性质 (1)与钠反应 (2)取代反应 (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 (4)加成反应 特性 红热铜丝插入醇中有刺激性气味 (生成醛或酮 ) 与 典例 2 A、 B、 C 三种物质分子式都是 滴入 有 C 呈紫色；若投入金属钠，只有 B 没有变化。 (1)写出 A、 B 的结构简式： (2)A、 C 都能与 应吗？ A、 C 都能与 能反应，完成它们的化学方程式 (若有同分异构体，只写出其中一种所发生反应的化学方程式即可 )。 解析 首先抓住 “ 滴入 呈紫色 ” 可以确定 C 为酚类，然后利用醇与酚性质上的差别作答。 本题是一个根据性质推断结构的题目，根据 C 能与 C 应属于酚类； A 不和 能和 应，且分子中只含有 1 个氧原子，应属于醇类；同理可以分析得出 B 中不含有羟基，结合三种物质的化学式 推出答案。 答案 (1) (2)A 为 属芳香醇，能与 应但不与 C 为甲基苯酚，属酚类，显酸性，可与 应，但酸性比碳酸 3 的弱，故不能与 。 典例 3 苯酚 ( )在一定条件下能与氢气加成得到环己醇 ( )。下面关于这两种有机物的叙述中，错误的是 ( ) A都能溶于水，但溶解性都比乙醇要差 B都能与金属钠反应放出氢气 C苯酚是比碳酸酸性更强的酸，环己醇则显中性 D苯酚与 己醇加入 解析 苯酚不属酸，显弱酸性，但其酸性弱于碳酸。 答案 C 1 3 全解全析乙醛的氧化反应 在有机化学中，把有机物得到氧或失去氢的反应称为氧化反应。乙醛分子中的醛基在一定条件下能转化为羧基，从分子组成上看，醛基得到氧转化为羧基，所以乙醛发生了氧化反应。由于醛基可以与多种氧化剂反应，下面通过乙醛氧化反应的小结，来深入理解有机物的氧化反应。 1乙醛的催化氧化反应 在工业上，可以利用这个反应制取乙酸。 2乙醛被弱氧化剂氧化 (1)乙醛被银氨溶液氧化 在洁净的试管里加入 1 %的 后一边摇动试管，一 边逐滴滴入 2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止 (这时得到的溶液通常叫做银氨溶液 )。再滴入 3 滴乙醛溶液，振荡后把试管放在热水浴中温热，一段时间后，观察到试管内壁上附上了一薄层光亮如镜的金属。 该实验现象说明化合态银被还原，则乙醛被氧化。 该实验中涉及的主要化学反应，简要表示为 2O= 2 2O= 22 2 2 3原生成的银附着在试管壁上，形成银镜，所以这个反应叫做银镜反应。 银镜反应常用来检验醛基的存在。工业上可利用这一反应原理，把银均匀地镀在玻璃上 (制镜 )或保温瓶胆上 (生产上常用含有醛基的葡萄糖作为还原剂 )。 (2)乙醛被新制氢氧化铜氧化 在试管里加入 10%的 液 2 入 2%的 6 滴，振荡后加入乙醛溶液0.5 热至沸腾，观察到试管内有红色沉淀产生。 该实验说明在加热的条件下，乙醛能与 新制氢氧化铜发生化学反应。 在乙醛与新制氢氧化铜反应的实验中，涉及的主要化学反应是 2=H)2 ， 2H)2 3 实验中看到的红色沉淀物是氧化亚铜 (由乙醛与氢氧化铜反应的化学方程式可知，乙醛被氢氧化铜氧化。 乙醛与新制氢氧化铜的反应，可用于在实验室里检验醛基的存在。 2 3乙醛的燃烧 在点燃的条件下，乙醛在空气或氧气中燃烧，完全燃烧的产物是二氧化碳和水。 25 点燃 44醛易挥发、有毒、易燃烧，在制取和使用乙醛时要防止不安全事故的发生。 典例 4 某醛的结构简式为 (C= (1)检验分子中醛基的方法是 _，化学反应方程式为 _。 (2)检验分子中碳碳双键的方法是 _，化学反应方程 式为 _。 (3)实验操作中，哪一个官能团应先检验？ 解析 本题属实验设计题，要求思维严谨，对于醛基和碳碳双键各自的检验方法，大家都已非常熟悉，但由于两者都有还原性，当两者共存时，就要考虑检验的先后顺序问题，同时要注意反应的条件要适宜。 答案 (1)加入银氨溶液后，水浴加热有银镜生成，可证明有醛基 (2 2 3 (C=2)加银氨溶液氧化醛基并酸化后，再加入溴水，看是否褪色 ( (3)由于 以必须先用银氨溶液氧化 因为氧化后溶液为碱性，所以应先酸化后再加溴水检验碳碳双键。 特别提示 银氨溶液为弱氧化剂，不能氧化碳碳双键，但溴水为强氧化剂， 检验官能团时应先检验 加溴水检验碳碳双键。 检验醛基也可用新制的氢氧化铜悬浊液。 典例 5 有 A、 B、 互转化关系如下： 1,2二溴乙烷 溴水 气体 A 氧化还原 B 氧化 C 其中 在浓 (1)A 、 B 、 C 的 结 构简 式 和 名 称 依次 是 _ 、 _ 、_。 (2)AB 的化学方程式为 _。 (3)BC 的化学方程式为 _。 (4)BA 的化学方程式为 _。 3 (5)反应的化学方程式： _。 解析 已知 A、 B、 A 氧化 B 氧化 C，说明 三者碳原子数相同；醇在浓 70 时产生的气体与溴水加成得 1,2二溴乙烷，则酸与乙醇发生酯化反应，条件为浓硫酸并加热。 答案 (1)醇 醛 酸 (2)2 催化剂 223)2 催化剂 24) 催化剂 5) 特别提示 醛处在含氧衍生物的相互转化的中心环节，是联系醇和羧 酸的桥梁。在有机推断题中应特别注意以下几个重要的转化关系： A 氧化 B 氧化 C。满足上述相互转化关系的 C 还原 A 氧化 B。满足上述转变关系的有机物 A 一定属于醛类 (或含醛基 )，则 C 为醇， B 为羧酸。若 A(气 态 )完全燃烧后体积不变 (，则 1 4 从官能团的结构认识羧酸的主要性质 羧酸的代表物是乙酸，乙酸 (子是由甲基 ( 官能团羧基 ( 成的，其中羧基 ( 由羟基 ( 羰基 ( )相连而成的，由于官能团之间的相互影响，使得羧酸的化学性质并不是羟基和羰基具有的化学性质的简单加和。 1具有弱酸性 (1)由于羰基的影响，使得羟基中的 O H 键的极性增强，在一定条件下，如在水分子的作用下，羟基能部分电离出 H ，表现出弱酸性，其酸性比碳酸强，具有酸的通性：乙酸的水溶液能使紫色石蕊试液变红，乙酸能与活泼金属、 碱性氧化物、碱及某些盐发生化学反应。 (2)随着碳原子数增多， O H 键的极性逐渐减弱，羧酸的酸性逐渐减弱，如常见羧酸的酸性强弱为甲酸苯甲酸乙酸丙酸。如果一元羧酸分子中烃基含有较多碳原子 (如高级脂肪酸等 )，其酸性很弱。羧酸分子中的羰基受羟基的影响，使得羰基中的碳氧双键难以与 (3)乙醇、苯酚和乙酸的比较 物质 结构简式 羟基中氢原子的活泼性 酸性 与钠反应 与 与 与 的反应 乙醇 性 能 不能 不能 不能 苯酚 弱，比碳 酸弱 能 能 能，但不放出 能 乙酸 于碳酸 能 能 能 能 (4)用实验证明乙酸是弱酸 方法 1：配制一定浓度的 液并测其 于 7，说明 于强碱弱酸盐，即证明乙酸为弱酸。 方法 2：取相同物质的量浓度的盐酸和乙酸，测得乙酸的 于盐酸的，说明乙酸部分电离，即证明乙酸为弱酸。 方法 3：取 mL 2 的乙酸，加水稀释至 100 倍后，再测乙酸溶液的 得 4，说明稀释可以促进乙酸的电离，即证明乙酸为弱酸。 2 典例 6 某有机物 M 的结构简式如图所示，若等物质的量的 M 在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应，则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之 比为 ( ) A 111 B 241 C 121 D 122 解析 金属钠可以与 M 中的酚羟基、羧基发生反应，氢 氧化钠溶液能使酯基水解，溴原子水解，也能与酚羟基和羧基反应，碳酸氢钠溶液只能与羧基发生反应，因此 1 消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量分别为 2 4 1 答案 B 2酯化反应 (1)羧酸与醇发生酯化，反应时的结构变化可以用同位素示踪法进行判断，如用 18 8O 标记乙醇中的羟基氧，反应结果如下所示： 酯化反应的一般过程是羧酸分子中的羟基与醇分子中的氢原子结合生成水，其余部分相互结合生成酯 (“ 酸失羟基，醇失氢 ”) 。可见酯化反应属于取代反应。 (2)乙酸的酯化反应实验 实验步骤：在一试管中加 3 醇，然后边振荡边慢慢加入 2 硫酸和 2 醋酸。用酒精灯小心均匀地加热试管 3 5 生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。 实验现象：饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生，并可闻到香味。 实验结论：在有浓硫酸存在、加热的条件下，乙酸和乙醇发生反应，生成无色、透明、不溶于水、有香味的液体 乙酸乙酯。反应方程式为 硫酸 意事项： 浓硫酸溶解于乙醇、乙酸像溶解于水一样会放出大量的热。因此，将乙醇、乙 3 酸、浓硫酸在试管中混合时，一定不要先加浓硫酸，否则会导致液体飞溅。 玻璃导管的末端不要插入饱和碳酸钠液体中，以防液体倒吸。 对试管进行加热时，一定要用小火使温度慢慢升高，并且不要升得过高，目的是尽量减少乙酸、乙醇的挥发，提高乙酸、乙醇的转化率；同时要有足够的反应时间，一般 3 5 则生成的乙酸乙酯很少。 浓硫酸在该反应中的作用是催化剂和吸 水剂。用浓硫酸吸收反应生成的水，促使化学平衡向着生成乙酸乙酯的方向移动，提高乙酸、乙醇的转化率。 饱和碳酸钠溶液的作用：一是通过碳酸钠与乙酸反应除去乙酸乙酯中的乙酸；二是通过水的溶解除去混在乙酸乙酯中的乙醇；三是降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层，收集更多的乙酸乙酯。 典例 7 1丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为 115125 ，反应装置如下图。下列对该实验的描述错误的是 ( ) A不能用水浴加热 B长玻璃管起冷凝回流作用 C提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤 D加入过量乙酸可以提高 1丁醇的转化率 解析 水浴温度不会超过 100 ，达不到反应条件， A 正确；长玻璃管的作用是冷凝回流，B 正确；羧酸和醇的酯化仍为可逆反应，增大一种反应物的用量可提高另一种反应物的转化率， D 正确；氢氧化钠可以使乙酸丁酯水解，故不可用氢氧化钠溶液洗涤，可用饱和碳酸钠溶液， C 错。 答案 C 典例 8 有机物 XH) 泛存在于水果中，苹果、葡萄、西瓜、山楂内含量最多。 (1)在一定条件下有机物 X 不能发生的化学反应类型有 _(填序号 )。 A氧化反应 B取代反应 C酯化反应 D加成反应 (2)写出 X 与碳酸氢钠反应的化学方程式： _。 (3)写出 X 与 _。 (4)等质量的 X 分别与足量的钠和足量的氢氧化钠反应，消耗钠和氢氧化钠的物质的量之比 4 为 _。 解析 X 含有羧基和醇羟基，所以它具有羧酸的性质和醇的性质。 (1)X 能发生取代、酯化、氧化反应，不能发生加成反应。 (2)X 中醇羟基不能与碳酸氢钠反应，羧基能与碳酸氢钠反应： H) 2 H) 2 2 (3)铜催化氧化 X 生成酮： (4)氢氧化钠只与羧基反应，而钠能与醇羟基和羧 基反应，所以等质量的 X 分别与足量的钠和氢氧化钠反应，消耗钠和氢氧化钠的物质的量之比为 32 。 答案 (1)D (2)H) 2 H) 2 24)32 1 5 “ 形形色色 ” 的酯化反应 酸跟醇起作用，生成酯和水的反应叫酯化反应。因醇和酸的种类较多，不同种类的醇和酸之间又可以交叉酯化，从而构成了 “ 形形色色 ” 的酯化反应。 1一元羧酸与一元醇的酯化反应 浓 一元羧酸与二元醇的酯化反应 2二元羧酸与一元醇的酯化反应 2 2二酸二乙酯 4二元 羧酸与二元醇的酯化反应 (1)生成普通酯，如： 2)生成环酯，如： (3)生成聚酯，如： 化剂 5羟基酸自身酯化反应 (1)分子间生成普通酯，如： 2 (2)分子间生成环酯，如： 23)分子内生成酯，如： (4)分子间生成聚酯，如： 6无机酸与醇的酯化反应 由于酯化反应的实质是 “ 酸脱羟基醇脱氢 ” ，所以无论酯化反应的形式如何，该反应都是按照这种反应规律发生，因此学习有机反应的重要方法就是分析反应中化学键的断裂和化学键的形成。 典例 9 研究小组设计用含氯的有机物 的路线如下 (部分反应试剂和条件未注明 )： 3 已知： E 的分子式为 发生水解反应，核磁共振氢谱显示 E 分子内有 2 种不同化学环境的氢原子，其个数比为 31 ； (R、 R 、 R 代表相同或不相同的烃基 )。 (1)_。 (2)DE 反应的化学方程式是 _。 (3)AB 反应所需的试剂是 _。 (4)GH 反应的化学方程式是 _。 (5)已知 1 与 2 反应生成 1 ，则 M 的结构简式是 _。 (6) 能与 能发生水解反应，且水解产物之一能发生银镜反应，则该同分异构体共有 _种，其中任意 1 种的结构简式是_。 (7)高分子化合物的结构简式是 _。 解析 (1)铜作催化剂， 产物能发生银镜反应，表明 2)个 O，可能含有两个酯基，只有 2种不同化学环境的氢原子，分子应呈对称结构，推断出 推出 为 (3)由于 出 代烃在氢氧化钠水溶液作用下能水解成醇； (4)一步氧化成 G： 合已知 ，GH 应是发生消去反应生成丙烯酸，然后 ： =(5)根据已知 写出 E JM 的化学反应方程式； (6)能与 解产物能发生银镜反应，结构 中必含有 ，然后采用取代 答案 (1)羟基 (2)2硫酸 23) 4 (4)2 醇 =2 1 6 如何掌握有机反应的规律 掌握有机反应的规律，其中一个很重要的方面就是弄清各类有机反应的反应机理，明确各类有机反应发生在哪一个化学键或哪一种官能团上。 1醇分子内脱水，即消去反应 消去醇分子中的羟基和与羟基相连碳原子的邻碳上的氢，即消去小分子 卤代烃的消去反应也有类似的情况，即消去卤化氢小分子。如 2加成反应一般发生在碳碳双键、碳碳三键、苯环或碳氧双键 ( )等不饱和键上 ，而取代反应则一般发生在碳氢键或碳卤键、碳氧单键、氧氢键、氮氢键上，如 3醛的还原反应是在醛基的碳氧键上进行，即醛基被还原成羟基；而醛的氧化反应是在醛基的碳氢键上进行，即醛基被氧化成羧基。如 2 4酯化反应一般是羧酸脱羟基醇脱氢，即羧酸分子中的羧羟基跟醇分子中羟基上的氢结合成水，其余部分互相结合成酯。如 5酯的水解反应是酯分子中来自酸的部分 ( )与水中的 合成羧酸。 有机反应之间容易混淆，因此，