高考化学总复习 第四部分 专题十五 烃的衍生物课件.ppt

专题十五烃的衍生物 化学 浙江选考专用 考点一卤代烃 醇 酚 考点清单 知识梳理一 乙醇的分子组成与性质1 分子结构分子式 c2h6o 结构式 电子式 结构简式 ch3ch2oh或 c2h5oh 官能团 oh 或羟基 2 物理性质乙醇是无色 有特殊香味的液体 密度比水小 易挥发 沸点为78 5 能与水以任意比互溶 是一种有机溶剂 俗称酒精 3 化学性质 1 乙醇的取代反应a 乙醇与活泼金属na的反应 2na 2c2h5oh2c2h5ona h2 b 乙醇与乙酸的酯化反应 ch3ch2oh ch3coohch3cooch2ch3 h2o 2 乙醇的氧化反应a 燃烧 c2h5oh 3o22co2 3h2o 乙醇燃烧火焰为淡蓝色 b 催化氧化 2ch3ch2oh o22ch3cho 2h2o 二 卤代烃1 卤代烃的分类烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物叫卤代烃 按卤原子数可分为一卤代烃和二卤代烃等 按烃基的不同可分为脂肪族卤代烃和芳香族卤代烃 一卤代烃的通式 r x 饱和一卤代烃的通式 cnh2n 1x 2 1 溴丙烷的物理性质纯净的1 溴丙烷是无色 难溶于水 密度比水大的液体 易溶于有机溶剂 3 1 溴丙烷的结构与化学性质1 溴丙烷的结构式为 官能团为 br 1 溴丙烷可看作是丙烷分子里的一个氢原子被溴原子取代的产物 1 溴丙烷分子中c br键具有较强的极性 在一定条件下易断裂 能发生取代反应 另一方面由于烃基受卤素原子 br 的影响 碳原子上的溴原子与 碳原子上的氢原子能发生消去反应 1 消去反应 在一定条件下 从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子 如h2o hbr等 生成不饱和 含双键或叁键 化合物的反应 如 ch3ch2ch2br naohch3 chch2 nabr h2o naohch2brch2ch2br 2naoh 2nabr 2h2o 2 水解反应 属于取代反应 ch3ch2br naohch3ch2oh nabrbrch2ch2br 2naohhoch2ch2oh 2nabr 3 卤代烃的水解反应和消去反应的比较卤代烃发生水解反应还是发生消去反应 首先取决于分子的结构 其次受反应外部条件 如溶剂 温度等 的影响 注意 1 并不是所有的卤代烃都能发生消去反应 只有当连有卤素原子的碳原子的相邻碳原子上连有氢原子时 才能发生消去反应 如ch3br 等不能发生消去反应 2 由于苯环结构具有稳定性 所以一般条件下卤代苯难发生消去反应和水解反应 4 卤代烃中卤素原子的检验方法由于卤代烃均难溶于水 卤代烃分子中所含的卤素原子不能像可溶性的金属卤化物中的卤素离子那样电离出来后直接用硝酸银溶液检验 因此要通过以下的步骤才能检验 1 将卤代烃与过量naoh溶液混合加热 充分振荡 静置 使卤代烃水解 2 再向混合液中加入过量的稀hno3 中和过量的naoh溶液 3 向混合溶液中加入硝酸银溶液 观察生成沉淀的颜色 若有白色沉淀生成 则证明是氯代烃 若有浅黄色沉淀生成 则证明是溴代烃 若有黄色沉淀生成 则证明是碘代烃 三 醇的性质和应用1 醇的概念和分类 1 概念 烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代形成的化合物称为醇 2 分类 可按所含醇羟基数分为一元醇 二元醇 三元醇等 也可按所 含的烃基分为脂肪醇 芳香醇 如ch3ch2oh为脂肪醇 一元醇 为脂肪醇 二元醇 为芳香醇 一元醇 2 醇的分子结构与化学性质 1 醇的分子结构饱和一元醇的结构 甲醇的结构式 饱和一元醇的通式 cnh2n 1oh 饱和一元醇可以看作是烷烃分子里的一个氢原子被羟基取代的产物 羟基的影响使得 碳原子和 碳原子形成的碳氢键比烷烃分子中的碳氢键易断裂 饱和一元醇也可以看作是水分子里的氢原子被烷基取代后的产物 但烷基对羟基的影响使羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼 2 醇的化学性质1 与活泼金属发生置换反应 如与na mg al的反应 反应时化学键a断裂 2r oh 2na2r ona h2 利用此反应可检验羟基的存在 并可用关系式r oh h2计算分子中羟基的数目 2 与hx发生取代反应 b键断裂 r oh hxr x h2o 用于由醇制卤代烃 可看作卤代烃水解反应的逆反应 碱性环境有利于水解 酸性环境有利于取代 3 分子间发生脱水反应生成醚 a b键断裂 2ch3ch2 ohch3ch2 o ch2ch3 h2o4 发生消去反应 b d键断裂 ch3ch2ohch2ch2 h2o 碳原子上必须含有氢原子 常用于实验室制烯烃 5 发生催化氧化 a c键断裂 2r ch2oh o22r cho 2h2o 工业制醛类 或r ch2oh cuor cho cu h2o6 发生燃烧反应c2h5oh 3o22co2 3h2o 作燃料 7 酯化反应 a键断裂 a 与有机酸的酯化ch3cooh c2h5ohch3cooc2h5 h2ob 与无机含氧酸 如hno3 的酯化c2h5oh ho no2c2h5ono2 h2o硝酸乙酯 3 乙醇的制法 1 乙烯水化法ch2ch2 h2och3ch2oh 2 发酵法c6h12o62c2h5oh 2co2 葡萄糖4 几种重要醇的用途 1 乙醇 用作燃料 饮料 化工原料 常用的溶剂 用于消毒的乙醇溶液中乙醇的体积分数是75 2 甲醇 俗称木醇或木精 有剧毒 能使双眼失明 甲醇是一种可再生的 清洁能源 3 乙二醇是饱和二元醇 丙三醇 甘油 是饱和三元醇 都是无色 黏稠 有甜味的液体 乙二醇可用作汽车发动机的抗冻剂 是重要的化工原料 丙三醇能跟水 酒精互溶 它吸湿性强 有护肤作用 也是一种重要的化工原料 可用于制取硝化甘油等 四 酚的性质和应用1 酚的概念酚是指分子中羟基 或 oh 与苯环 或其他芳环 碳原子直接相连的有机化合物 苯酚是所有酚中组成 结构最简单的酚 2 苯酚的组成和结构 苯酚的分子式为c6h6o 结构简式 它的官能团是酚羟基 苯环和羟基的相互影响导致苯酚的化学性质不同于苯和醇羟基的性质 苯酚分子结构中的羟基 oh 受到苯环的作用 使得o h键断裂较醇羟基容易 因此可以发生微弱的电离 电离出h 而具有酸性 反过来 苯环也受 oh的影响 使 oh邻位和对位的氢原子变得较活泼 因此苯酚比苯更容易发生取代反应 3 苯酚的物理性质纯净的苯酚是无色晶体 露置于空气中会因小部分发生氧化反应而略带 红色 苯酚具有特殊的气味 熔点较低 40 9 常温下 在水中溶解度不大 当温度高于65 时 能与水以任意比互溶 苯酚有毒 浓溶液对皮肤有强腐蚀性 如皮肤不慎沾上苯酚 应立即用酒精洗涤 再用水冲洗 4 苯酚的化学性质 1 具有弱酸性 俗称石炭酸 酸性比碳酸还弱 不能使紫色石蕊试液变红 1 能与强碱溶液反应 naoh h2o2 苯酚也可溶于浓的na2co3溶液 na2co3 nahco3 注意 co2 h2o nahco3 不论通入的co2量多少 产物均为nahco3而非na2co3 2 能发生取代反应 苯酚能与溴水反应 生成2 4 6 三溴苯酚白色沉淀 3br2 3hbr此反应灵敏且反应完全 常用于苯酚的鉴别和定量测定 2 4 6 三溴苯酚不溶于水 但易溶于苯 若苯中溶有少量苯酚 加浓溴水 不会产生白色沉淀 因而用溴水检验不出溶于苯中的苯酚 3 能发生显色反应 向苯酚稀溶液中加入含fe3 的盐溶液 溶液由无色变成紫色 其他酚类也有类似的反应 常应用于fe3 和酚类的检验 4 能发生氧化反应 苯酚有较强的还原性 可被o2 kmno4等物质氧化 5 能发生加成反应 苯酚在一定条件下与氢气发生加成反应 生成环己醇 五 醇 酚和羧酸中氢原子的活泼比较 考点二醛 羧酸 酯 知识梳理一 乙醛的结构与性质1 乙醛的组成与结构分子式 c2h4o 结构简式 ch3cho 官能团 cho 或醛基 2 乙醛的物理性质无色刺激性气味的液体 与水 有机溶剂互溶 3 乙醛的化学性质 1 加成反应 ch3cho h2ch3ch2oh 2 氧化反应 a 2ch3cho 5o24co2 4h2ob 2ch3cho o22ch3cooh 催化氧化法制乙酸 c 乙醛与银氨溶液反应 产生光亮的银镜ch3cho 2ag nh3 2ohch3coonh4 3nh3 2ag h2o 用于检验醛基 因产生光亮的银镜 故叫银镜反应 d 乙醛与新制氢氧化铜共热 产生砖红色沉淀ch3cho 2cu oh 2 naohch3coona cu2o 3h2o 用于检验醛基 二 乙酸的结构与性质1 乙酸的组成与结构 分子式 c2h4o2 结构简式 ch3cooh 官能团 cooh 或羧基 俗名醋酸 固态时乙酸称冰醋酸 2 乙酸的化学性质 1 弱酸性 强于h2co3 ch3cooh ch3coo h 2ch3cooh 2na2ch3coona h2 ch3cooh naohch3coona h2och3cooh nahco3ch3coona co2 h2o2ch3cooh caco3 ch3coo 2ca co2 h2o 2 酯化反应 醇与酸反应生成酯和水的反应 c2h5oh ch3coohch3cooc2h5 h2o 三 乙酸乙酯的结构与性质1 物理性质 无色 有浓郁水果香味 不易溶于水的油状液体 密度比水 小 2 化学性质 在酸或碱的存在条件下发生水解反应 ch3cooch2ch3 h2och3cooh ch3ch2ohch3cooch2ch3 naohch3coona ch3ch2oh 名师点睛 1 酯的概念 酸 羧酸或无机含氧酸 跟醇起反应生成的一类化合物 2 酯的命名 根据生成酯的酸和醇的名称来命名 称 某酸某酯 3 一元酯的通式 rcoor 其中饱和一元脂肪酸跟饱和一元醇形成的酯 的分子通式为cnh2no2 n 2 所以这种酯与碳原子数相同的饱和一元羧酸互为同分异构体 4 酯的通性物理性质 酯不溶于水 易溶于有机溶剂 密度比水小 低级酯有水果香味 化学性质 酯与水在稀的无机酸或碱溶液 加热条件下发生水解反应 r coor h2orcooh r ohr coor naohrcoona r oh在碱性条件下水解比酸性条件下水解程度大 3 乙酸乙酯制备实验的要点 1 试管口向上倾斜而不直立 因为这样不但可以增加受热面积 而且可有效防止剧烈沸腾时液体冲出 最好再加几块碎瓷片 2 导管口不能插入饱和碳酸钠溶液中 目的是防止液体倒吸 3 试剂混合顺序 乙醇中先加入浓硫酸 再加入乙酸 4 浓硫酸的作用 催化剂和吸水剂 5 饱和碳酸钠溶液的作用 一是除去酯中混有的乙酸和乙醇 便于闻酯的味道 二是降低酯在水中的溶解度 三是有利于液体分层 实验过程中用小火加热保持微沸 这样有利于产物的生成和分离 四 醛的性质和应用1 醛和酮的结构 2 醛的化学性质 1 还原反应 醛基 cho 中的碳 氧原子以双键相结合 具有不饱和性 可以加氢被还原生成醇 r cho h2r ch2oh 2 氧化反应 醛基 cho 中的c h键受羰基的影响 使c h键容易断裂 醛基可被氧化生成羧基 cooh 1 被氧气催化氧化 2rcho o22rcooh 2 被弱氧化剂银氨溶液氧化 发生银镜反应 此反应可用于检验醛基的存在 rcho 2ag nh3 2ohrcoonh4 2ag 3nh3 h2o 3 能与弱氧化剂新制的cu oh 2反应 此反应也可用于检验醛基的存在 r cho 2cu oh 2 naohr coona cu2o 3h2o 4 醛也可被酸性高锰酸钾溶液或溴水氧化 能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色 也能完全燃烧生成二氧化碳和水 3 缩聚反应n nh n 1 h2o酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料 苯酚与其他醛也可发生类似的反应 3 醛的三个重要实验 1 银镜反应实验要点1 银氨溶液必须随用随配 2 配制银氨溶液时 要注意试剂加入的顺序和用量 应先将稀氨水逐滴滴入稀的硝酸银溶液生成白色沉淀 继续滴加稀氨水至产生的白色沉淀刚好溶解为止 agno3 nh3 h2oagoh nh4no3agoh 2nh3 h2oag nh3 2oh 2h2o3 加入的醛不能太多 几滴为宜 醛太多反应速率太快 得不到好的银镜 4 所用的试管应洁净 否则银镜难以形成 5 应用水浴加热 使试管受热均匀 以便得到均匀光亮的银镜 6 洗涤银镜 可用稀硝酸 2 醛与新制的cu oh 2反应实验要点1 配制新制的cu oh 2悬浊液时 要注意试剂加入的顺序和用量 应将少量cuso4溶液滴加到naoh溶液中 即碱必须过量 2 加醛后混合物必须加热煮沸 3 附着在试管壁上的cu2o可用稀硝酸溶解除去 3 酚醛树脂的制取1 试管上方的长玻璃管的作用是冷凝 回流 导气 2 该反应中常用浓盐酸或浓氨水作催化剂 3 反应需用沸水浴加热 所以不用温度计控制温度 4 实验完毕 洗涤仪器要用酒精浸泡几分钟 才能洗净酚醛树脂 4 甲醛的特性 1 俗称蚁醛 是烃的含氧衍生物中唯一一种常温下为气体的有机物 其中35 40 的甲醛水溶液叫福尔马林 具有杀菌作用和防腐能力 常用于浸制标本等 甲醛也常用于制造酚醛树脂 脲醛树脂等 2 甲醛的结构简式为 hcho 四个原子在同一平面上 结构式为 其结构中相当于含有两个醛基 分子中烃基 或氢原子 跟羧基 相连的化合物属于羧酸 一元羧酸可表示为 其官能团是 羧基 或 羧基由羰基和羟基结合而成 但羰基和羟基相互作用使得羧基的化学性质与羰基和醇羟基的性质有很大差别 五 羧酸的性质和应用1 羧酸的结构 2 羧酸的分类羧酸饱和一元羧酸的分子通式 cnh2no2 n 1 结构通式 cnh2n 1cooh 或rcooh 3 羧酸的化学性质 1 羧酸具有酸的通性 即能与活泼金属 碱 某些盐等反应 在羧基 中 原来极性较强的羟基 oh 受羰基影响 键的极性增强 羟基可发生电离 具有弱酸性 但其酸性随碳原子数的增加而减弱 2 羧酸可发生酯化反应 根据同位素18o示踪法 酯化反应历程是羧酸分子中羧基上的羟基和醇分子中羟基上的氢原子结合生成水 其他部分结合生成酯 酯化反应是一个可逆反应 它的逆反应是酯的水解反应 根据平衡移动原理 在浓硫酸条件下有利于酯化反应的进行 在稀硫酸或碱性条件下有利于酯的水解反应的进行 酯化反应又属于取代反应 知识拓展 形形色色的酯化反应1 一元羧酸与一元醇反应生成酯如ch3cooh ch3ch2ohch3cooch2ch3 h2o2 无机含氧酸与醇反应生成无机酸酯如ch3ch2oh ho no2ch3ch2 o no2 h2o3 一元醇与多元酸 多元醇与一元酸反应生成多元酯如2ch3ch2oh 2h2o 2ch3cooh 2h2o 如 2h2o5 二元醇与二元酸反应生成聚酯如n nho h 2n 1 h2o6 羟基酸之间发生反应生成交酯如2 2h2o 4 二元醇与二元酸反应生成环酯 7 羟基酸发生分子内反应生成内酯如 h2o8 羟基酸之间发生缩聚反应生成聚酯如n oh n 1 h2o4 重要的羧酸 1 甲酸俗称蚁酸 结构简式为hcooh 其分子中含有官能团羧基 cooh 和醛基 cho 因此甲酸同时具有羧基 cooh 和醛基 cho 的化学性质 如 hcooh naohhcoona h2o 甲酸是酸性最强的饱和一元羧酸 hcooh ch3ohhcooch3 h2o 酯化反应 hcooh 2cu oh 2co2 cu2o 3h2o 具有醛基的性质 2 乙二酸 hooc cooh h2c2o4 又叫草酸 是二元酸 通常状况下为白色固体 易溶于水 具有羧酸的性质和强还原性 能使酸性kmno4溶液褪色 5h2c2o4 2kmno4 3h2so4k2so4 2mnso4 10co2 8h2o可通过酯化反应生成环状酯 链状酯和高分子酯 如 nhooc cooh nhoch2ch2oh 2n 1 h2o 方法1醇的消去反应和催化氧化反应规律1 醇的消去反应规律醇分子中 连有羟基 oh 的碳原子必须有相邻的碳原子 并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子 才可发生消去反应形成不饱和键 表示如下 h2och3oh 则不能发生消去反应 突破方法 2 醇的催化氧化反应规律醇的催化氧化的反应情况与羟基 oh 相连的碳原子上的氢原子的个数有关 例1 2017浙江临安昌化中学月考 关于卤代烃与醇的说法不正确的是 a 卤代烃与醇发生消去反应的条件不同 b 既可以发生消去反应 又可以被催化氧化c 不同的卤代烃通过消去反应可能会生成相同的烯烃d c2h5br和 ch3 3cbr均可以发生消去反应解析卤代烃在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应 而醇发生消去反应的条件是浓硫酸 加热 a正确 b中和羟基相连的碳原子上没有氢原子 不能发生催化氧化反应 不正确 例如1 溴丙烷和2 溴丙烷消去反应的产物都是丙烯 c正确 卤代烃分子中 连有卤素原子的碳原子必须有相邻的碳原子且此相邻的碳原子上连有氢原子时 才能发生消去反应 d正确 答案b1 1a b c d四种有机物有下图所示的转化关系 d物质可能的结构有 a 8种b 6种c 4种d 2种答案d解析由题图所示的转化关系不难确定a是分子式为c4h10o的醇 b是分子式为c4h8o的醛 c是分子式为c4h8o2的羧酸 d是a与c反应生成的分子式为c8h16o2的酯 分子式为c4h10o的醇有4种 ch3ch2ch2ch2oh ch3 2chch2oh ch3ch2ch oh ch3 ch3 3coh 由醇的催化氧化规律知 ch3ch2ch2ch2oh和 ch3 2chch2oh能被催化氧化为醛 进一步分别被氧化成ch3ch2ch2cooh和 ch3 2chcooh 而ch3ch2ch oh ch3只能被催化氧化成酮 不能进一步被氧化成羧酸 ch3 3coh不能被催化氧化 故d只能是ch3ch2ch2cooch2ch2ch2ch3或 ch3 2chcooch2ch ch3 2 共两种 方法2确定官能团的方法1 根据特征反应确定官能团的种类 1 能与溴水或br2的ccl4溶液发生加成反应 则该有机物含有的官能团是碳碳双键或碳碳叁键 2 能使酸性kmno4溶液褪色 则该有机物含有的官能团可能为碳碳双键 碳碳叁键 醛基或酚羟基等 3 若与na发生反应产生h2 则该有机物含有的官能团可能是醇羟基 酚羟基或羧基 4 若与na2co3或nahco3溶液反应产生co2 则该有机物含有的官能团是羧基 5 若反应条件为稀硫酸 加热 则反应可能是酯 二糖 淀粉 纤维 素等的水解反应 6 若反应条件为浓硫酸 加热 则反应可能是消去反应 酯化反应 硝化反应等 7 若反应条件为naoh的水溶液 则该有机物含有的官能团可能是卤素原子 酯基 羧基 酚羟基等 8 若反应条件为naoh的醇溶液 加热 则反应是卤代烃的消去反应 9 若反应条件是o2 催化剂 加热 则发生 ch2oh 氧化成 cho 的反应 或发生 cho 氧化成 cooh 的反应 10 若反应条件是ag nh3 2oh或新制的cu oh 2 加热 则发生 cho 氧化成 cooh 的反应 11 与fecl3溶液发生显色反应或是遇浓溴水产生白色沉淀 则有机物分 子结构中含有酚羟基 12 遇浓硝酸作用会产生黄色固态物质 则有机物是带有苯环的蛋白质 2 确定官能团的数目 1 根据计量关系推断 cho 2ag nh3 2oh 2ag或 cho 2cu oh 2 cu2o 2 oh 2na h2或2 cooh 2na h2 2 cooh na2co3 co2或 cooh nahco3 co2 h2 br2 2h2 2br2 2 根据相对分子质量推断 某有机物与乙酸反应后 相对分子质量增大42 则含有一个 oh 提示 即 oh转变为 oocch3 由 cho转变为 cooh 则相对分子质量增大16 当醇被氧化成醛 或酮 后 相对分子质量减小2 3 确定官能团的位置 1 若醇能被氧化为醛或羧酸 则醇分子中应含有结构 ch2oh 若能被氧化成酮 则醇分子中应含有结构 2 由消去反应的产物可确定 oh 或 x 的位置 3 由取代产物的种类可确定碳骨架结构 4 由加氢后的碳骨架结构 可确定 或 的位置 例2氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为 从而具有胶黏性 某种氰基丙烯酸酯 g 的合成路线如下