【志鸿优化设计】高考化学一轮复习 有机化学基础第二节官能团与有机化学反应烃的衍生物教学案 鲁科版选修5.doc

第二节官能团与有机化学反应烃的衍生物考纲点击1了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。2了解加成反应、取代反应和消去反应。3结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。4了解糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。5了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，氨基酸与人体健康的关系。6了解蛋白质的组成、结构和性质。7了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。一、重要的有机反应类型及规律反应类型特点实例结构变化形式取代反应有机分子里的某些_或_被其他_或_所_的反应苯、苯酚、甲苯、醇、羧酸等价替换式加成反应有机分子里_的碳原子跟其他原子或原子团_结合生成别的物质烯烃、炔烃、苯环、醛、酮、油脂等开键加合式消去反应从一个有机分子中脱去_(如水、卤化氢等分子)，而生成_(双键或叁键)化合物的反应醇、卤代烃脱水/卤化氢重键式加聚反应通过_反应聚合成_化合物的反应烯烃、二烯烃、氯乙烯等开键加合式缩聚反应单体间通过缩合反应而生成_化合物，同时还生成_(如水、氨等)的反应苯酚与甲醛；葡萄糖，氨基酸，乙二醇与乙二酸等缩水结链式氧化反应有机物_氢或_氧的反应烯、醇、酚、苯的同系物，含醛基的物质脱氢重键式/氧原子插入式还原反应有机物分子里_或_的反应醛、酮、硝基苯的还原加氢开键式即时训练1下列各化合物中，能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是_。ch3ch=chcho举例写出这种物质发生的下列反应的化学方程式：酯化反应：_加成反应：_消去反应：_二、醇和酚1醇类(1)组成与结构：官能团是_，烃基(非苯环)与羟基相连。饱和一元脂肪醇的分子式通式为_(n1)。(2)几种常见的醇甲醇乙二醇丙三醇分子式结构简式俗名木醇状态液态液态液态水溶性易易易用途化工原料、燃料生产防冻液、化工原料生产化妆品、制炸药、医药特别提示：饱和一元醇的沸点比与其相对分子质量接近的烷烃或烯烃的沸点要高，主要是因为液态醇分子之间能形成氢键，增强了醇分子间的相互作用。(3)醇的分类(4)醇的化学性质醇分子发生反应的部位及反应类型如下：条件断键位置反应类型化学方程式(以乙醇为例)na取代hbr，ch3ch2ohhbrch3ch2brh2oo2(cu)，氧化浓硫酸，170 消去_(实验室制乙烯的反应原理)浓硫酸，140 2ch3ch2ohc2h5oc2h5h2och3cooh浓硫酸，ch3ch2ohch3coohch3cooc2h5h2o2酚类(1)组成与结构：官能团是_，苯酚分子式：_，结构简式为_，结构特点：羟基与苯环直接相连(与醇不同)。(2)苯酚的物理性质颜色状态：_晶体，露置在空气中会因部分被_而显粉红色；溶解性：常温下在水中溶解度不大，高于65 与水混溶；毒性：有_，对皮肤有强烈的腐蚀作用。皮肤上不慎沾有苯酚应立即用_清洗。(3)苯酚的化学性质苯环对羟基的影响：苯酚分子中的氢氧键比醇分子中的氢氧键更容易断裂。弱酸性电离方程式为：_，俗称_酸，但酸性很弱，_使石蕊试液变红。与活泼金属反应与na反应的化学方程式为：_。与碱的反应苯酚的浑浊液中液体变澄清溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为：_、_。羟基对苯环的影响：苯酚分子中的羟基使与其相邻和相对位置上的氢原子较容易被取代。苯酚与溴水反应的化学方程式为：_此反应常用于苯酚的_和_。nnhcho(酚醛树脂)显色反应：苯酚跟_溶液作用显紫色，利用这一反应可以检验苯酚的存在。特别提示：(1)酸性：h2co3c6h5ohhco无论向溶液中通入少量co2还是足量co2都生成nahco3，而不是na2co3。能与na2co3溶液反应，但不生成co2。na2co3nahco3(2)醇与酚的官能团相同，都是羟基，它们性质不同的原因是烃基对羟基的影响不同。即时训练2下列说法正确的是()。a含有羟基的化合物一定属于醇类b羟基跟链烃基相连的化合物是醇c酚和醇具有相同的官能团，因而具有相同的化学性质d分子内有苯环和羟基的化合物一定属于酚类三、醛、酮和糖类1醛和酮(1)醛、酮的组成与结构官能团：醛基_，_基：(2)几种常见的醛和酮甲醛乙醛苯甲醛丙酮分子式结构简式状态液态液态液态气味强烈气味刺激性气味水溶性易溶于水易溶于水微溶于水易溶于水用途制酚醛树脂等化工原料制染料、香料的中间体有机溶剂、有机合成原料(3)醛、酮的化学性质还原反应醛、酮中都含，都能发生还原反应生成醇，如h2该反应也属于加成反应。氧化反应：醛比酮容易发生氧化反应。如乙醛分别与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液、被o2催化氧化的反应为：_，_，_。特别提示：(1)醛类物质发生银镜反应或与新制cu(oh)2悬浊液反应均需在碱性条件下进行，这两个反应用于醛基的检验。但能发生这两个反应的不一定是醛，只要有醛基即可，如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等。(2)银氨溶液、新制氢氧化铜属弱氧化剂，所以强氧化剂如酸性高锰酸钾、溴水等能将醛基氧化而自身退色。(3)醛类中只有甲醛为气态(常温下)，推断题中可作为一个突破口。(4)除甲醛外的一元醛发生银镜反应时醛与生成的银的物质的量之比为12，而甲醛与生成的银的物质的量之比为14。2糖类(1)糖是分子中有_或_羟基的醛或酮以及水解后可以生成_或_的有机化合物。(2)依据分子结构和水解反应的情况可将糖类分为单糖(如_、_)、二糖(如_、_)和多糖(如_、_)。即时训练3下列有机化合物中能发生银镜反应的是_，原因是它们都含有_。ch3ch2ohch3choch3coohc6h12o6(葡萄糖)hcoohhcooch2ch3四、羧酸、氨基酸、蛋白质1羧酸都含有官能团_。(1)几种常见的羧酸甲酸苯甲酸乙二酸分子式结构简式俗名(2)具有酸性：如由乙酸制取乙酰胺：_。(3)羟基取代：由乙酸制取乙酸乙酯：_。由乙酸制取乙酸酐：_。(4)h的取代：由乙酸制取氯乙酸的方程式：_。2氨基酸、蛋白质天然蛋白质水解得到的氨基酸均为_氨基酸，写出其结构通式：_。氨基酸解离的示意图：_。蛋白质分子中通常含有_个以上的肽键，相对分子质量一般在_以上。即时训练4下列说法中不正确的是()。a能发生酯化反应的酸一定是羧酸b蛋白质溶液中加入浓na2so4溶液，蛋白质从溶液中凝聚而析出叫盐析c天然蛋白质一定条件下水解的最终产物是氨基酸d淀粉、纤维素和油脂在一定条件下都能发生水解反应一、有机反应类型的判断1有机反应类型的特征(1)取代反应特征：abcdacbd(2)加成反应特征：双键加成：xyxy开环加成：(3)消去反应特征：xyxy(4)氧化、还原反应特征：氧化反应：“去氢加氧”；还原反应：“加氢去氧”。2根据试剂和条件判断有机化学反应的类型试剂(或条件)有机反应类型溴水烯烃、炔烃加成；酚取代酸性kmno4溶液烯烃、炔烃、醛及含cho的物质、苯的同系物等被氧化naoh的水溶液卤代烃、酯水解；羧酸、酚、氨基酸的中和naoh的醇溶液卤代烃消去浓硫酸(加热)醇和酸酯化(分子内成环、分子间反应)、醇消去、醇分子之间脱水稀硫酸酯、二糖、多糖和蛋白质、肽水解na醇、酚、羧酸、氨基酸等含oh物质的取代反应nahco3低碳羧酸、氨基酸复分解反应fecl3酚类显色反应(紫色)银氨溶液醛类、葡萄糖、麦芽糖、hcooh、hcoor(甲酸某酯)的银镜反应新制cu(oh)2(悬浊液)醛类、葡萄糖、麦芽糖、hcooh、hcoor的氧化反应，低碳羧酸的中和反应h2/催化剂烯烃、炔烃、芳香烃、醛(酮)等加成反应(还原反应)cl2/光饱和烃或苯环侧链上的烷基取代反应br2(液溴)/催化剂芳香烃苯环上的取代反应碘水淀粉溶液显色(蓝色)反应特别提示：醇的催化氧化和消去反应规律1醇的催化氧化规律醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(oh)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。2醇的消去规律醇分子中，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时，才可发生消去反应，生成不饱和键。表示为：h2o，但ch3oh、不能发生消去反应。【例1】(2012湖南联考)某有机物m的结构简式如下：下列有关m的叙述中正确的是()。am的分子式为c12h15o5n2bm可以发生水解反应、中和反应、加成反应、消去反应cm的水解产物中一定含有醇类d1 mol m最多可以与1 l 4 moll1的naoh溶液完全反应二、新物质化学性质的判断由新物质的结构判断存在的官能团，联系官能团所属物质类别判断物质的性质。官能团主要化学性质烷烃(无官能团)在光照下发生卤代反应高温分解不能使酸性kmno4溶液退色跟x2、h2、hx、h2o的加成加聚易被氧化，可使酸性kmno4溶液退色发生卤代反应硝化反应与h2加成苯的同系物可使酸性kmno4溶液退色x与naoh溶液共热发生取代反应与naoh醇溶液共热发生消去反应醇oh跟活泼金属反应产生h2消去反应，170 分子内脱水生成烯烃催化氧化为醛与羧酸及无机含氧酸反应生成酯酚oh弱酸性还原性与浓溴水发生取代反应遇fecl3呈紫色与h2加成为醇被氧化剂氧化为酸如ag(nh3)2、cu(oh)2、o2等具有酸的通性酯化反应发生水解反应，生成羧酸和醇nh2能与强酸反应可与cooh通过肽键形成多肽或高分子化合物等【例2】(2012湖南联考)颠茄酸酯有解除胃肠道痉挛、抑制胃酸分泌的作用，用于胃肠道平滑肌痉挛及溃疡病的辅助治疗，苯甲酰乙酸乙酯是合成颠茄酸酯的中间体，其合成路线如下：试回答下列问题：(1)e的结构简式为_，反应的反应类型为_。(2)烃a分子中氢的百分含量为7.69%，其相对分子质量小于118，且反应为加成反应，则x的化学名称是_。(3)写出bc反应的化学方程式：_。(4)苯甲酰乙酸乙酯与h2按物质的量之比为11发生加成反应，可完全生成芳香族化合物颠茄酸酯，则可鉴别苯甲酰乙酸乙酯是否完全转化的试剂是_。(5)e有多种同分异构体，则满足下列条件的e的同分异构体有_种，其中核磁共振氢谱中峰最少的有机物结构简式是_。a能发生水解反应和银镜反应b苯环上只有一个取代基三、典型的有机化学实验1乙烯的实验室制法(1)温度要迅速上升至170 ，以防止在140 时生成副产物乙醚。(2)反应液变黑的原因是乙醇和浓硫酸发生氧化还原反应：c2h5oh2h2so4(浓)2c2so25h2oc2h2so4(浓)co22so22h2o所以，实验室制取的乙烯中还可能混有co2、so2等杂质气体。2卤代烃中x的检验(1)实验步骤取少量卤代烃；加入naoh溶液；加热煮沸；冷却；加入稀硝酸酸化；加入硝酸银溶液。(2)实验说明加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同；加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的naoh，防止naoh与agno3反应对实验产生影响，二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。3醛基的检验(1)银镜反应实验要点：试管内壁必须洁净；必须水浴加热；加热时不可振荡或搅拌；必须用新制的银氨溶液(其中氨水不能过量)；乙醛用量不宜过多；银镜可用稀硝酸浸泡而洗去。(2)与新制氢氧化铜反应实验要点：硫酸铜与碱反应时，碱过量制取cu(oh)2；将混合液加热到沸腾。4乙酸乙酯的制取(1)浓硫酸作用：催化剂、吸水剂。(2)装置(液液反应)：用烧瓶或试管，试管倾斜成45角(使试管受热面积大)。弯导管起冷凝回流作用。导气管不能伸入饱和na2co3溶液中(防止na2co3溶液倒流入反应装置中)。(3)饱和na2co3溶液的作用：乙酸乙酯在饱和na2co3溶液中的溶解度较小，减小溶解，利于分层；挥发出的乙酸与na2co3反应，除掉乙酸；挥发出的乙醇被na2co3溶液吸收，避免乙醇特殊气味干扰乙酸乙酯的气味。5有关糖类水解的实验(1)糖类水解产物的检验实验室中淀粉、纤维素、二糖水解常在无机酸(一般为稀硫酸)催化作用下发生水解，生成葡萄糖，欲检验水解产物葡萄糖的生成，必须先加入naoh中和催化剂硫酸，再加入银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液进行检验。(2)淀粉水解程度的判断实验试剂银氨溶液或新制cu(oh)2悬浊液、naoh溶液、碘水。实验过程取淀粉水解液少许于一洁净的试管中，加入naoh溶液至碱性，再加入银氨溶液，水浴加热，若有银镜产生，说明淀粉已发生水解。另取少许水解液于试管中，加入碘水，若溶液不显蓝色，说明淀粉已水解完全。【例3】(1)证明溴乙烷中溴的存在，下列正确的操作步骤为()。加入agno3溶液加入naoh水溶液加热加入蒸馏水加稀硝酸至溶液呈酸性加入naoh醇溶液a bc d(2)为使淀粉水解，将淀粉溶液加入稀硫酸中共热5 min，待冷却后加入新制cu(oh)2悬浊液，再加热仍看不出砖红色沉淀，其原因是_。1(2012新课标理综)分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第26项应为()。12345678910c2h4c2h6c2h6oc2h4o2c3h6c3h8c3h8oc3h6o2c4h8c4h10ac7h16 bc7h14o2cc8h18 dc8h18o2(2012四川成都摸底)下列有机反应属于消去反应的是()。ahono2h2obch3ch2ohch3coohch3cooc2h5h2occh3ch2ohch2=ch2h2odbrch=chbrbr2chbr2chbr23(2012上海理综)下列有机化合物中均含有酸性杂质，除去这些杂质的方法中正确的是()。a苯中含苯酚杂质：加入溴水，过滤b乙醇中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液c乙醛中含乙酸杂质：加入氢氧化钠溶液洗涤，分液d乙酸丁酯中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液4(2012浙江宁波八校联考)在体育比赛中使用兴奋剂是一种不符合奥林匹克精神的行为，某种兴奋剂的结构简式如图所示，有关该物质的说法中正确的是()。a分子内所有原子可能在同一平面上b该物质可发生取代、加成、消去、氧化、加聚等有机反应类型c1 mol该物质与足量h2反应后的产物不能与naoh溶液反应d若能使酸性kmno4溶液的紫色退去，则可证明该物质分子中含有碳碳双键5(2012大纲全国理综)化合物a(c11h8o4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物b和c。回答下列问题：(1)b的分子式为c2h4o2，分子中只有一个官能团。则b的结构简式是_，b与乙醇在浓硫酸催化下加热反应生成d，该反应的化学方程式是_，该反应的类型是_；写出两种能发生银镜反应的b的同分异构体的结构简式_；(2)c是芳香化合物，相对分子质量为180，其碳的质量分数为60.0%，氢的质量分数为4.4%，其余为氧，则c的分子式是_；(3)已知c的芳环上有三个取代基，其中一个取代基无支链，且含有能使溴的四氯化碳溶液退色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团，则该取代基上的官能团名称是_。另外两个取代基相同，分别位于该取代基的邻位和对位，则c的结构简式是_；(4)a的结构简式是_。6(2012广东理综)过渡金属催化的新型碳碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一，如：反应化合物可由化合物合成：(1)化合物的分子式为_。(2)化合物与br2加成的产物的结构简式为_。(3)化合物的结构简式为_。(4)在浓硫酸存在和加热条件下，化合物易发生消去反应生成不含甲基的产物，该反应方程式为_(注明反应条件)。因此，在碱性条件下，由与反应合成，其反应类型为_。(5)的一种同分异构体能发生银镜反应。与也可发生类似反应的反应，生成化合物。的结构简式为_(写出其中一种)。7(2012四川理综)已知：cho(c6h5)3p=chrch=chr(c6h5)3p=o，r代表原子或原子团。w是一种有机合成中间体，结构简式为：hoocch=chch=chcooh，其合成方法如下：其中，m、x、y、z分别代表一种有机物，合成过程中的其他产物和反应条件已略去。x与w在一定条件下反应可以生成酯n，n的相对分子质量为168。请回答下列问题：(1)w能发生反应的类型有_。(填写字母编号)a取代反应b水解反应c氧化反应d加成反应(2)已知为平面结构，则w分子中最多有_个原子在同一平面内。(3)写出x与w在一定条件下反应生成n的化学方程式：_。(4)写出含有3个碳原子且不含甲基的x的同系物的结构简式：_。(5)写出第步反应的化学方程式：_。参考答案基础梳理整合一、原子原子团原子原子团代替不饱和直接一个小分子不饱和加成高分子高分子小分子去加加氢去氧即时训练1答案：ch3coohh2och2=chch2choh2o(或ch3ch=chchoh2o)二、1(1)羟基(oh)cnh2n1oh(2)ch4oc2h6o2c3h8o3ch3oh甘油(3)脂肪芳香一元乙二醇丙三醇(4)2ch3ch2oh2na2ch3ch2onah2取代2ch3ch2oho22ch3cho2h2och3ch2ohch2=ch2h2o取代取代(酯化)2(1)羟基(或酚羟基)c6h6o或c6h5oh(2)无色氧化毒酒精(3)c6h5ohc6h5oh石炭不能2c6h5oh2na2c6h5onah2naohh2oh2oco2nahco33br23hbr定性检验定量测定fecl3即时训练2b三、1(1)cho羰(2)ch2oc2h4oc7h6oc3h6ohchoch3cho气态刺激性苦杏仁气味特殊气味(3)ch3cho2ag(nh3)2ohch3coonh43nh32agh2och3cho2cu(oh)2ch3coohcu2o2h2o2ch3choo22ch3cooh2(1)两个两个以上多羟基醛多羟基酮(2)葡萄糖果糖麦芽糖蔗糖淀粉纤维素即时训练3答案：(醛基)四、1羧基(cooh)(1)ch2o2c7h6o2h2c2o4hcoohhooccooh蚁酸安息香酸草酸(2)ch3coohnh3h2o(3)ch3coohc2h5ohch3cooc2h5h2o2ch3coohh2o(4)ch3coohcl2hcl25010 000即时训练4a核心归纳突破【例1】d解析：由该有机物的结构可知其分子式为c9h14o5n2，a项错误；该有机物中含有羧基、氨基、酯基、肽键，所以能发生水解反应、中和反应，不能发生加成反应和消去反应，b错误；m的水解产物中有苯酚而没有醇类，c项错误；1 mol m最多可以与4 mol naoh完全反应，d项正确。【例2】答案：(1)取代反应(2)乙炔(3)naohnabr(4)新制银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)(5)5解析：(1)苯乙酸与乙醇在浓硫酸作用下反应生成e，则e为苯乙酸乙酯。由e生成苯甲酰乙酸乙酯的反应为取代反应。(2)假设a的相对分子质量等于118，则可得a中的氢原子个数为9，所以a为苯乙烯，苯与x加成得a，则x为乙炔。(3)b的结构简式为，则b生成c的化学方程式为naohnabr。(4)因苯甲酰乙酸乙酯中含有醛基，所以可用新制银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液鉴别其是否完全转化。(5)满足条件的e只能是甲酸某酯，所以同分异构体有5种，其中核磁共振氢谱中峰最少的有机物结构简式是。【例3】答案：(1)bd(2)含醛基的物质与新制cu(oh)2悬浊液反应必须在碱性条件下进行，由于未中和作为催化剂的h2so4，所以看不到砖红色沉淀生成演练巩固提升1c解析：有多种做法，比如我们把它分为4循环，26462，也就是说第24项为c7h14o2，接着后面就是第25项为c8h16，这里面要注意的是第一项是从2个碳原子开始的。2c解析：a、b两选项对应的反应为取代反应；c选项对应的反应为消去反应；d选项对应的反应为加成反应。3d解析：a项苯酚与溴水生成的三溴苯酚仍溶于苯中，无法通过过滤除去杂质，a项错误；乙醇与水互溶，b项操作溶液不分层，无法通过分液达到分离、提纯目的，b项错误；乙醛与水互溶，c项操作溶液不分层，无法通过分液达到分离、提纯目的，c项错误；乙酸乙酯不溶于na2co3溶液，而乙酸与na2co3溶液作用转化为乙酸钠溶于水从而与乙酸乙酯分离，d项正确。4c解析：分子中的甲基(ch3)为四面体形结构，故该分子中的所有原子不能在同一平面内，a不正确；该分子不能发生消去反应，b项不正确；酚羟基极易被氧化，故d项不正确。5答案：(1)ch3coohch3coohch3ch2ohch3cooch2ch3h2o酯化反应(或取代反应)hcooch3、hoch2cho(2)c9h8o4(3)碳碳双键、羧基(4)解析：(1)b分子式为c2h4o2，只有一个官能团，且可与乙醇在浓硫酸催化下反应，则该官能团为cooh，b为ch3cooh，发生的反应为ch3coohch3ch2ohch3cooch2ch3h2o，反应类型为取代反应。能发生银镜反应(含有cho)的b的同分异构体，有hcooch3、hoch2cho。(2)c的相对分子质量为180，碳的质量分数为60.0%，氢的质量分数为4.4%，c中碳原子数为：9，氢原子数为8，氧原子数为：4，c的分子式为c9h8o4。(3)c的芳环上有三个取代基，其中一个含使溴的ccl4溶液退色的官能团()，能与nahco3溶液反应放出气体的官能团(c