高中化学 第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 第1节 有机化学反应类型学案 鲁科版选修5.doc

第1节有机化学反应类型答案：不饱和键两端的原子烯烃炔烃苯及苯的同系物某些原子或原子团脱去小分子物质双键或叁键卤代醇 氧原子氢原子氢原子氧原子烷烃烯烃naoh水溶液naoh的醇溶液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。例如：乙烯与溴的ccl4溶液反应：谈重点 发生加成反应的结构特点加成反应要求有机物分子中必须含有不饱和键，如等。(2)加成反应的规律双键或叁键两端带部分正电荷的原子与试剂中带部分负电荷的原子或原子团结合；双键或叁键两端带部分负电荷的原子与试剂中带部分正电荷的原子或原子团结合，生成反应产物。一般规律：参与加成反应的某些试剂反应部位化学键的电荷分布：例如：乙醛分子中碳氧双键的碳原子上带有部分正电荷，氧原子上带有部分负电荷，因此与hcn的反应中，cn加在带有部分正电荷的碳原子上，h加在带有部分负电荷的氧原子上。析规律 化学键的电荷分布规律化学键的电荷分布与元素的电负性即元素原子吸引电子能力相关。一般来说，在元素周期表右上方的元素电负性大。常见的共价键的电荷分布：(3)加成反应的应用加成反应是有机化学中非常重要的一类反应，在有机合成中有着广泛应用。如：工业上利用乙烯与水的加成反应制备乙醇：ch2=ch2h2oc2h5oh【例1】 完成下列化学方程式：ch3ch=ch2hoh解析：根据加成反应的规律和加成试剂的电荷分布来书写化学方程式。如：中，带正电荷的h原子应该加到丙烯中带负电荷的1号碳原子上，带负电荷的cl原子应该加到2号碳原子上。答案：ch3ch=ch2hoh析规律 烯烃的加成规律(以丙烯为例) =在上述丙烯与氯化氢、水的加成反应中，由于丙烯分子中甲基的推电子作用，使得2号碳上带部分正电荷，1号碳带部分负电荷。因此，与氯化氢加成时带正电荷的氢原子加在带部分负电荷的1号碳上，而氯原子加在2号碳上；与水加成时，氢原子加在1号碳上，羟基加在2号碳上。烯烃的加成规律可记作是氢原子加在氢多的碳原子上。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。如乙醇和溴化氢发生的取代反应：ch3ch2ohhbrch3ch2brh2o取代反应的特点：反应物为两种，生成物也为两种；有机物分子中的原子或原子团“有上有下”。(2)取代反应的规律取代试剂中带负电的原子团替代有机化合物中带负电的基团，带正电的原子团替代有机化合物中带正电的基团。一般规律：某些试剂进行取代反应时断键的位置与醇发生取代反应时：与卤代烃发生取代反应时：与苯发生取代反应时：例如：乙醇和氢溴酸的取代反应中，带部分负电荷的溴原子代替了醇分子中带部分负电荷的羟基，生成卤代烃和水。(3)常见的取代反应烷烃、芳香烃的取代：主要是烃分子中的氢原子被其他的原子或原子团取代。例如：ch3ch3cl2ch3ch2clhcl醇、卤代烃的取代反应烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸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即(c)上的碳氢键容易断裂，发生取代反应。ch3ch=ch2cl2clch2ch=ch2hcl警误区 丙烯与卤素单质反应应注意的问题丙烯和卤素单质的反应要特别注意反应条件和断键的部位，通常情况下是断掉双键加成，但是在高温加热条件下发生的是h取代。(4)取代反应的应用取代反应在有机合成中具有重要的作用，如卤代烃的取代反应可以制备用途广泛的胺、腈等物质。ch3ch2clnh3hclch3ch2brnacnnabr【例2】 根据反应机理，写出实现下列取代反应的方程式：ch3ch(oh)ch2hclch3ch2brnaohch3chclch3naoh解析：根据取代反应的规律来书写化学方程式。如：ch3ch2brnaohch3ch2ohnabr带负电荷的br原子被oh代替，生成醇，同时生成nabr。答案：hclh2och3ch2brnaohch3ch2ohnabrnaohnacl3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)生成分子中含有双键或叁键的化合物的反应。如：乙醇和浓硫酸混合加热到170 发生的反应：ch3ch2ohch2=ch2h2o消去反应的特点：有机物脱去小分子，生成不饱和键；一种反应物生成两种产物。(2)常见的消去反应醇类的消去反应a反应条件：浓硫酸、加热b能发生消去反应的前提条件：与羟基相连的碳的邻位碳原子上有氢原子。c消去的小分子：h2o【例31】 有机化合物c7h15oh，若它的消去反应产物有三种，则此有机化合物的结构简式为()解析：在c7h15oh的四种同分异构体中，a和c的消去反应产物有两种，b的消去反应产物只有一种，d的消去反应产物有三种，故选d。答案：d卤代烃的消去反应a卤代烃在碱的醇溶液中发生的消去反应naohch2=ch2h2onacl反应条件：naoh醇溶液、加热【例32】 试写出2溴丙烷、ch3ch(ch3)ch2cl在氢氧化钠的醇溶液中加热发生的消去反应方程式。解析：卤代烃在碱的醇溶液中加热，消去卤素原子和与卤素原子相连的碳的邻位碳上的氢原子，生成双键和卤化氢分子。答案：naohch3ch=ch2h2onabrch3ch(ch3)ch2clnaohh2onacl析规律 卤代烃的消去反应与醇的消去反应比较卤代烃的此类消去反应的前提条件与醇的消去反应类似，要求与卤原子相连的碳原子的邻位至少有一个氢原子，有的卤代烃发生消去反应可能生成的产物不止一种。如：在naoh的醇溶液中消去可能形成和两种产物。b邻二卤代烃的消去反应znch3ch=chch3znbr2反应条件：锌、加热【例33】 写出1,2二溴乙烷制乙烯的反应方程式，1,2二溴乙烷制乙炔的反应方程式。解析：邻二卤代烃与锌在加热条件下消去两个相邻的卤素原子，形成烯烃。在氢氧化钠的醇溶液中，消去两分子卤化氢分子，生成乙炔。答案：znch2=ch2znbr22naohchch2nabr2h2o析规律 邻二卤代烃发生消去反应的条件邻二卤代烃的消去反应要具备以下条件：锌做催化剂加热时消去两个卤原子成烯；naoh的醇溶液加热条件下，如两个卤原子所连碳上都有氢原子可消去两个卤化氢分子形成炔。4氧化反应和还原反应(1)氧化反应和还原反应的定义定义：有机化学中，通常将有机化合物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应称为氧化反应，将有机化合物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应称为还原反应。例如：氧化反应还原反应有机反应中常见的氧化剂：氧气、臭氧、高锰酸钾溶液、银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等。有机反应中常见的还原剂：氢气、氢化铝锂、硼氢化钠等。【例4】 下列反应中，属于还原反应的是_，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、炔、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的加成反应即为还原反应。答案：(2)氧化反应和还原反应的应用利用氧化反应或还原反应，可以转变有机化合物的官能团，实现醇、醛和羧酸等物质间的相互转化，以达到预期的合成目的。例如，用甲烷做起始物，利用氧化反应和还原反应可实现以下转化：警误区 有机化学中的“氧化反应”和“还原反应”的理解有机化学中的“氧化反应”和“还原反应”一般不叫做“氧化还原反应”，虽然它们的确是氧化还原反应，同样存在化合价的升与降，但我们在描述反应类型时主要是针对有机物而言的。有机物充当氧化剂(加氢或失氧或所含元素化合价降低)，发生还原反应，反应类型就叫做还原反应，反之就叫做氧化反应。5加成、取代和消去反应的规律比较有机化学反应的数目繁多，但主要类型有：加成反应、取代反应和消去反应。认识主要有机化学反应类型的特点的方法：(1)根据有机化合物结构特点、所属有机物的类别分析它能与何种试剂发生何种类型的反应以及生成何种产物。(2)根据反应物和生成物的结构差异分析其发生的是何种反应、需要何种反应条件。反应类型有机化合物的结构特征试剂反应产物(或反应通式)加成反应hcl、h2so4、hcn、nh3等取代反应hx、nh3等消去反应浓硫酸、zn、naoh/醇等分子中含有不饱和键的有机化合物【例51】 下列有机反应中，不属于取代反应的是()ach3cl2ch2clhclb2ch3ch2oho22ch3cho2h2occlch2chch2naohhoch2ch=ch2nacldhono2no2h2o解析：取代反应是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应，所以选项b不是取代反应而是氧化反应。答案：b【例52】 由溴乙烷制取乙二醇，依次发生反应的类型是()a取代、加成、水解b消去、加成、取代c水解、消去、加成 d消去、水解、加成解析：ch3ch2brnaohch2=ch2nabrh2och2=ch2br22naoh2nabr反应类型依次为消去、加成、取代。答案：b【例53】 某卤代烷烃c5h11cl发生消去反应时，可以得到两种烯烃，则该卤代烷烃的结构可能为()ach3ch2ch2ch2ch2cl bc d解析：a、b项发生消去反应均得到一种烯烃，d项不能发生消去反应，c项发生消去反应得到ch2=chch2ch2ch3和ch3ch=chch2ch3两种烯烃。答案：c6.有机物的结构与有机化学反应类型的关系有机物的结构尤其是有机物的官能团对有机物的性质具有决定作用，因此分析有机化合物的结构即可推测其可能发生的化学反应类型。类别结构特点可发生的化学反应类型烷烃cc、ch取代反应苯及其同系物烯、炔、醛、酮、cc、卤代烃、醇消去反应(需有-h)醇、酚、醛碳元素价态较低氧化反应烯炔、醛、酮碳元素价态不处于最低价还原反应(也可看作加成反应)【例61】 (河南信阳高二月考)杯环芳烃因其结构类似于酒杯而得名，其键线式如图，下列关于杯环芳烃的说法正确的是()a属于芳香烃b最多与6 mol h2发生加成反应c分子式为c44h56o4d分子内所有原子一定在同一平面上解析：该有机物中含有o元素，所以不属于芳香烃，a错误；该有机物含有四个苯环，所以最多与12 mol h2发生加成反应，b错误；该有机物的分子式为c44h56o4，c正确；该有机物中含有甲基，所以分子内所有原子不可能都在同一平面上，d错误。答案：c【例62】 下列反应属于取代反应的是()a乙醇和浓硫酸混合加热到170 b苯与液溴混合后加入少量铁屑c2甲基1,3丁二烯与溴水混合d由乙醇在cu催化下制乙醛解析：a项中发生的是消去反应，b项中发生的是取代反应，c项中发生的是加成反应，d项中发生的是氧化反应。答案：b7乙醇和浓硫酸的反应规律反应ch3ch2ohch2=ch2h2och3ch2och2ch3ch3ch2och2ch3h2o条件浓硫酸，170 浓硫酸，140 反应类型消去反应取代反应应用实验室制备乙烯实验室制乙烯的副反应警误区 实验室制乙烯注意的问题实验室制备乙烯时，将乙醇加入浓硫酸中，液体变黄、变黑，并伴有刺激性气味气体生成，这是因为浓硫酸具有脱水性，将乙醇中的h、o原子按照21的比例脱去，使乙醇炭化变黑，由于浓硫酸还具有强氧化性，将碳氧化成二氧化碳，同时浓硫酸被还原成二氧化硫，因此有刺激性气味出现。综上所述，在做乙醇的消去反应制乙烯的实验中，为了保证实验的成功，要注意：(1)将浓硫酸缓慢加入乙醇中；(2)加热时要迅速将温度升至170 。【例7】 向甲醇和乙醇的混合液中小心加入浓硫酸，慢慢加热至170 。试分析该过程中会生成哪些有机物？解析：甲醇和乙醇与浓硫酸混合，在不同的温度下发生不同的反应。在140 ，发生的是分子间脱水(取代反应)，两个甲醇分