高中化学 第二章 官能团与有机化学反应 烃 微型专题4课件 鲁科版选修5.ppt

微型专题4含氧衍生物的结构和性质 第2章官能团与有机化学反应烃的衍生物 学习目标定位 1 掌握含氧衍生物醇 酚 醛 羧酸 酯等的结构和性质 2 根据含氧衍生物的结构推测其性质 反应类型或根据有机物的性质推断其结构 3 掌握常见官能团的检验方法 学会选取试剂鉴别有机物 4 熟知烃及其含氧衍生物之间的转化关系 学会解答有机合成推断题 一 限定条件的同分异构体数目的判断 例1某有机物的分子式为c9h10o2 分子中含有苯环 苯环上有2个取代基 且其中一个为甲基 则能与naoh溶液反应的该物质的结构有a 4种b 7种c 9种d 12种 答案 解析 方法点拨 对于限制条件同分异构体数目判断 首先根据题目给出的分子式和限制条件 如本例题中 确定含有1个苯环 且苯环上有1个甲基 即 又知该物质能与naoh反应 故其应该含有羧基或酯基 写出其中的一种 即 然后在此基础上进行演变即可得出其余同分异构体 注意苯环上取代基的 邻 间 对 3种结构 变式1 已知下面反应可以发生 答案 解析 1 若a c都能发生银镜反应 则c6h12o2可能的结构简式有 种 分别为 写结构简式 4 解析由题可知a为饱和一元羧酸 b为饱和一元醇且含 h 若a c都能发生银镜反应 则a一定是甲酸 b是分子式为c5h11oh的醇 在戊醇c5h11oh的同分异构体中 只有含 ch2oh结构才能氧化得 cho 因此 c5h11oh可写为c4h9 ch2oh 而c4h9 丁基 有四种 因此这样的醇有4种 2 若a能发生银镜反应而c不能 则c6h12o2可能的结构简式有 种 答案 解析 3 解析a能发生银镜反应 而c不能 说明a一定为甲酸 b为戊醇 c5h11oh 但其结构特点应为 即羟基所在的碳上只有一个h原子 这样的戊醇有3种 2种 3 若a c都不能发生银镜反应 则c6h12o2可能的结构简式有 种 答案 解析 2 解析a c都不能发生银镜反应 说明a不是甲酸 c为酮 若a为乙酸 则c为2 丁酮 c6h12o2的结构简式为 若a为丙酸 则c为2 丙酮 c6h12o2的结构简式为ch3ch2cooch ch3 2 可能的结构有2种 4 若a不能发生银镜反应 c氧化可得a 则c6h12o2可能的结构简式有 种 答案 解析 1 解析若a不能发生银镜反应 c氧化可得a 说明a和b的碳原子数相等 且c为醛 则a为丙酸 c为丙醛 b为丙醇 c6h12o2的结构简式只有1种 为 相关链接 1 分析限定条件同分异构体的基本步骤 1 首先根据限定的条件确定有机物中含有的结构片段或官能团 2 分析可能存在的官能团类型异构 3 分析各类官能团存在的位置异构 教师用书独具 2 常见的限制条件 1 醛的结构和性质例2 2017 济宁任城区高二期中 食品化学家a saaricsallany和christineseppanen说 当豆油被加热到油炸温度 185 时 会产生如图所示高毒性物质 许多疾病和这种有毒物质有关 如帕金森症 下列关于这种有毒物质的判断正确的是a 该物质分子中含有两种官能团b 该物质的分子式为c9h15o2c 1mol该物质最多可以和2molh2发生加成反应d 该物质不能发生银镜反应 答案 解析 二 含氧衍生物的结构和性质 解析该物质分子中含碳碳双键 cho oh三种官能团 a错误 该物质的分子式为c9h16o2 b错误 cho 碳碳双键与氢气均能发生加成反应 则1mol该物质最多可以和2molh2发生加成反应 c正确 该物质分子中含 cho 能发生银镜反应 d错误 易错警示 含有不饱和键的物质能够发生加成反应 包括碳碳不饱和键和碳氧不饱和键等 但并不是所有的碳氧不饱和键都能发生加成反应 如羧基中的碳氧不饱和键就不能发生加成反应 变式2 2017 南昌二中月考 1 5 戊二醛 简称ga 是一种重要的饱和直链二元醛 2 的ga溶液具有广谱 高效 无刺激 无腐蚀等特点 对禽流感 口蹄疫 猪瘟等疾病有良好的防治作用 下列说法正确的是a 戊二醛的分子式为c5h10o2 符合此分子式的二元醛有2种b 戊二醛不能在加热条件下和新制氢氧化铜悬浊液反应c 戊二醛不能使酸性kmno4溶液退色d 2 的ga溶液能破坏菌体蛋白质 杀死微生物 具有消毒杀菌作用 答案 解析 解析戊二醛的分子式为c5h8o2 符合此分子式的二元醛有4种 a项错误 戊二醛含有醛基 和新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下反应生成砖红色的氧化亚铜 b项错误 戊二醛含有醛基 能被酸性高锰酸钾溶液氧化 使酸性高锰酸钾溶液退色 c项错误 2 的ga溶液对禽流感 口蹄疫 猪瘟等疾病有良好的防治作用 说明其具有消毒杀菌作用 d项正确 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 h2o为气态 则a为甲醛 b为甲酸 c为甲醇 满足上述相互转化关系的a通常有醇和烯烃两大类物质 若a为醇 则b为同碳原子数的醛 c为同碳原子数的羧酸 若a能水化 则a为烯烃 b为同碳原子数的醛 c为同碳原子数的羧酸 相关链接 醛在含氧衍生物相互转化中的桥梁作用 教师用书独具 a b 除 外c 除 外d 全部 2 羧酸的酯化反应例3酸牛奶中含有乳酸 其结构简式为 乳酸经一步反应能生成的物质是 ch2 chcooh 答案 解析 解析乳酸发生消去反应可得 发生氧化反应可得 乳酸分子内发生酯化反应可生成 分子间发生酯化反应可生成 解题指导 酯化反应是羧基和羟基之间脱水形成酯基的反应 当分子中同时存在羧基和羟基时 它有多种酯化方式 分子内酯化形成环酯 分子间酯化可形成链状酯 也可形成环状酯 变式3 化合物c和e都是医用功能高分子材料 且有相同的元素百分数 均可由化合物a c4h8o3 制得 如图所示 b和d互为同分异构体 1 请写出下列化学方程式 a d b c 答案 解析 h2o 解析由题目给定条件 a分子式为c4h8o3 具有酸性 知a分子中应有一个 cooh 且除 外再无双键 又a可以发生消去反应生成b 也可以脱去一分子h2o形成五元环状化合物 则a的结构简式为 2 请写出下列反应类型 a b b c a e 3 e的结构简式 4 a的同分异构体 同类别且有支链 的结构简式 答案 消去反应 加聚反应 缩聚反应 相关链接 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 教师用书独具 2 一元羧酸与二元醇的酯化反应 3 二元羧酸与一元醇的酯化反应 二酸二乙酯 4 二元羧酸与二元醇的酯化反应 生成普通酯 如 生成环酯 如 2h2o 生成聚酯 如 5 羟基酸自身酯化反应 分子间生成普通酯 如 分子间生成环酯 如 分子内生成酯 如 h2o 分子间生成聚酯 如 6 无机酸与醇的酯化反应 制硝化甘油 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 下列说法正确的是a x与y互为同分异构体b 1molx最多可以与5molh2发生加成反应c 产物y能发生氧化 加成 取代 消去反应d 1moly最多能与2molnaoh发生反应 3 含氧衍生物结构与性质的综合例4y是一种皮肤病用药 它可以由原料x经过多步反应合成 答案 解析 原料x产物y 解析原料x与产物y的分子式相同 但结构不同 则二者互为同分异构体 故a正确 x中苯环和碳碳双键能与氢气加成 则1molx最多可以与4molh2发生加成反应 故b错误 苯环较稳定 羟基连接在苯环上 不能发生消去反应 故c错误 y中酚羟基和酯基能和naoh反应 并且酯基可水解生成酚羟基和羧基 则1moly最多能与3molnaoh发生反应 故d错误 规律方法 确定多官能团有机物性质的三步骤 变式4 某有机化合物的结构简式如图所示 下列有关该有机化合物的说法不正确的是a 既可与br2的ccl4溶液发生加成反应 又可在光照条件下与br2发生取代反应b 1mol该有机物最多可与3molnaoh反应c 既可催化加氢 又可使酸性kmno4溶液退色d 既可与fecl3溶液发生显色反应 又可与nahco3溶液反应放出co2气体 答案 解析 解析该有机物分子中含有碳碳双键 故可与br2发生加成反应 又含有甲基 故可与br2在光照条件下发生取代反应 a正确 该有机物分子中含有酚羟基和酯基 1mol酚羟基消耗1molnaoh 2mol酯基消耗2molnaoh b正确 苯环和碳碳双键都可催化加氢 碳碳双键和酚羟基还可使酸性kmno4溶液退色 c正确 该有机物分子中含有酚羟基 可与fecl3溶液发生显色反应 但酚的酸性比h2co3的弱 故不能与nahco3溶液反应放出co2气体 d错误 相关链接 烃的含氧衍生物的重要类别和化学性质 教师用书独具 4 有机反应中的定量关系例5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 1 1 1b 2 4 1c 1 2 1d 1 2 2 答案 解析 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1molm消耗的钠 氢氧化钠 碳酸氢钠的物质的量分别为2mol 4mol 1mol 易错辨析 1 oh连在不同的基团上活泼性不同 2 酯基水解生成羧酸能和氢氧化钠溶液反应 若是酚酯 水解生成的酚也消耗氢氧化钠溶液 3 卤代烃在氢氧化钠溶液 加热的条件下可以水解 生成的氢卤酸和氢氧化钠反应 变式5 2018 济宁一中高二月考 某有机物a的结构简式为取na naoh nahco3分别与等物质的量的该物质充分反应 反应时可加热煮沸 则消耗na naoh nahco3三种物质的物质的量之比为a 2 2 1b 1 1 1c 3 2 1d 3 3 2 答案 解析 解析有机物a的分子中含有醇羟基 酚羟基 醛基 羧基 因此它同时具有醇 酚 醛 羧酸四类物质的化学特性 与钠反应时 酚羟基 羧基 醇羟基均能参加反应 1mola消耗3molna 与naoh反应的官能团是酚羟基 羧基 1mola消耗2molnaoh 与nahco3反应的官能团只有羧基 1mola只能与1molnahco3反应 故消耗na naoh nahco3三种物质的物质的量之比为3 2 1 相关链接 有机反应中的常见数量关系 1 醛发生银镜反应或与新制cu oh 2悬浊液反应时 量的关系为r cho 2agr cho 2cu oh 2 cu2o甲醛 相当于含有2个醛基 故甲醛发生银镜反应或与新制cu oh 2悬浊液反应时 量的关系分别为hcho 4ag hcho 4cu oh 2 2cu2o 教师用书独具 2 醇 酚与na反应中量的关系 2 oh 2na h2 3 烯烃 炔烃 苯的同系物等与h2反应中量的关系 h2 c c 2h2 3h2 4 卤代烃 酚与naoh反应中量的关系 r x naoh oh 酚羟基 naoh 5 酯与naoh反应中量的关系 naoh 若为酚酯 则有 2naoh 6 物质转化过程中相对分子质量的变化a rch2oh rcho rcoohmrmr 2mr 14 mrmr 42 mrmr 28 关系式中mr代表第一种有机物的相对分子质量 1 含氧衍生物的检验例6 2017 兰州高二检测 某甲酸溶液中可能存在着甲醛 下列操作能证明的是a 加入新制的cu oh 2悬浊液加热 有砖红色沉淀产生 证明一定存在甲醛b 能发生银镜反应 证明含甲醛c 溶液与足量naoh溶液混合 其蒸馏产物可发生银镜反应 则有甲醛d 先将溶液充分进行酯化反应 收集生成物进行银镜反应 有银镜产生 则含甲醛 答案 解析 三 含氧衍生物的检验推断及相互转化 解析a项 甲酸 甲醛都含有醛基 加入新制的cu oh 2悬浊液加热 都会发生氧化反应 产生砖红色沉淀 因此不能证明一定存在甲醛 错误 b项 甲酸 甲醛都含有醛基 都能发生银镜反应 因此不能证明含甲醛 错误 c项 溶液与足量naoh溶液混合 甲酸与naoh发生反应产生盐hcoona 然后蒸馏 盐的沸点高 不能蒸出 若其蒸馏产物可发生银镜反应 则有甲醛 正确 d项 先将溶液充分进行酯化反应 甲酸产生的甲酸某酯含有醛基 也可以发生银镜反应 因此收集生成物进行银镜反应 有银镜产生 不能证明含甲醛 错误 方法点拨 甲醛和甲酸中都含有 cho 故检验甲醛中的醛基前应排除甲酸的干扰 变式6 2017 松滋高二检测 可以鉴别乙酸溶液 葡萄糖溶液 蔗糖溶液的试剂是a 银氨溶液b 新制氢氧化铜悬浊液c 石蕊溶液d 碳酸钠溶液 答案 解析 解析银氨溶液可以与葡萄糖溶液发生银镜反应 而与另外两种溶液不发生反应 因此不能鉴别 a错误 新制氢氧化铜悬浊液可以与乙酸发生反应 得到蓝色溶液 而分别加入到葡萄糖溶液和蔗糖溶液中 加热 葡萄糖会发生反应 产生砖红色沉淀 而与蔗糖溶液不发生反应 b正确 乙酸使石蕊溶液变为红色 而与另外两种溶液不发生反应 不能鉴别三者 c错误 碳酸钠溶液可以与乙酸发生反应 产生气体 而与另外两种溶液不能反应 不能鉴别 d错误 规律总结 1 有机物检验常用试剂有水 溴水 酸性kmno4溶液 新制cu oh 2悬浊液 银氨溶液和fecl3溶液等 2 几种常见官能团检验所用试剂 卤代烃中卤素原子 naoh溶液 稀hno3 agno3溶液 酚羟基 fecl3溶液 羧基 石蕊溶液或na2co3溶液 醛基 银氨溶液或新制cu oh 2悬浊液 a 化合物a中一定含有的官能团是醛基 羧基和碳碳双键b 由a生成