高中化学选修五 有机反应类型.ppt

有机化学复习 有机反应主要包括八大基本类型 取代反应 加成反应 消去反应 氧化反应 还原反应 加聚反应 缩聚反应 显色反应 有机化学反应类型 酯化 1 取代反应 有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应 包括 卤代 硝化 酯化 水解 分子间脱水 2 加成反应 有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应 包括 烯烃及含C C的有机物 炔烃及含C C的有机物与H2 X2 HX H2O加成 苯环 醛基 不饱和油脂与H2加成 有机反应类型 加成反应 和H2加成的条件一般是催化剂 Ni 加热和水加成时 条件写温度 压强和催化剂不对称烯烃或炔烃和H2O HX加成时可能产生两种产物醛基的C O只能和H2加成 不能和X2加成 而羧基和酯的C O不能发生加成反应 原理 包括 醇消去H2O生成烯烃 卤代物消去HX生成不饱和化合物 3 消去反应 有机物在一定条件下 从一个分子中脱去一个小分子 如 H2O HX NH3等 生成不饱和化合物的反应 消去小分子 有机反应类型 消去反应 消去反应的实质 OH或 X与所在碳的邻位碳原子上的 H结合生成H2O或HX而消去区分不能消去和不能氧化的醇有不对称消去的情况 由信息定产物消去反应的条件 醇类是浓硫酸 加热 卤代烃是NaOH醇溶液 加热 4 氧化反应 有机物得氧或失氢的反应 5 还原反应 有机物加氢或去氧的反应 氧化反应 有机物分子里 加氧 或 去氢 的反应 有机物的燃烧 烯烃 炔烃 苯的同系物的侧链 醇 醛等可被某些氧化剂所氧化 它包括两类氧化反应 1 在有催化剂存在时被氧气氧化 从结构上看 能够发生氧化反应的醇一定是连有 OH的碳原子上必须有氢原子 否则不能发生氧化反应 就不能发生氧化反应 如 有机反应类型 氧化反应 2 有机物被除O2外的某些氧化剂 如强KMnO4 弱Cu OH 2 Ag NH3 2OH 等氧化 还原反应 有机物分子里 加氢 或 去氧 的反应 其中加氢反应又属加成反应 不饱和烃 芳香族化合物 醛 酮等都可进行加氢还原反应 有机反应类型 还原反应 1 加聚反应 通过加成反应聚合成高分子化合物的反应 加成聚合 主要为含双键的单体聚合 6 聚合反应 生成高分子化合物的反应 催化剂 温度压强 丁二烯型加聚 破两头 移中间 nCH CH C CH2 CH CH C CH2 nABAB天然橡胶 聚异戊二烯 氯丁橡胶 聚一氯丁二烯 乙烯型加聚adadnC CC Cbeben 催化剂 加聚反应的类型 含有双键的不同单体间的共聚 混合型 nCH CH2 nCH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 n 催化剂 加聚反应的特点 1 单体含不饱和键 2 产物中仅有高聚物 无其它小分子 3 链节和单体的化学组成相同 但结构不同 如烯烃 二烯烃 炔烃 醛等 单体和高分子化合物互推 缩合聚合反应 小分子间通过缩合反应的形式形成高分子化合物的反应叫缩合聚合反应 简称缩聚反应 酯化 成肽 nHOOC CH2 4COOH nHOCH2CH2OH 催化剂 单体 M聚合物 单体的相对质量 n 2n 1 18 2n 1 H2O 端基原子 端基原子团 链节 缩聚反应的特点 1 单体含双官能团 如 OH COOH NH2 等 或多官能团 官能团间易形成小分子 2 有小分子 H2O HCl 同时生成 3 聚合物链节和单体的化学组成不相同 如二元醇与二元酸 氨基酸 羟基酸等 HOOC CH2 4COOH HOCH2CH2OH 缩合聚合反应小结 1 方括号外侧写链节余下的端基原子 或端基原子团 2 由一种单体缩聚时 生成小分子的物质的量应为 n 1 3 由两种单体缩聚时 生成小分子的物质的量应为 2n 1 你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成呢 注意单体和高分子化合物互推 缩聚物单体的推断方法常用 切割法 有机反应类型 显色反应 包括苯酚遇FeCl3溶液显紫色淀粉遇碘单质显蓝色含苯环的蛋白质遇浓硝酸凝结显黄色 乙二酸和乙二醇酯化 H2O 2H2O 2n 1 H2O HO H 四 反应条件小结1 需加热的反应 水浴加热 热水浴 银镜反应 酯的水解 蔗糖水解 控温水浴 制硝基苯 50 60 直接加热 制乙烯 酯化反应 醛与新制氢氧化铜悬浊液反应 2 不需要加热的反应制乙炔 溴苯 3 需要温度计反应水银球插放位置 1 液面下 测反应液的温度 如制乙烯 2 水浴中 测反应条件温度 如制硝基苯 3 蒸馏烧瓶支管口略低处 测产物沸点 如石油分馏 4 使用回流装置 1 简易冷凝管 空气 长弯导管 制溴苯长直玻璃管 制硝基苯 酚醛树脂 2 冷凝管 水 石油分馏 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 根据反应条件推断官能团或反应类型 浓硫酸 稀酸催化或作反应物的 NaOH 水NaOH 醇H2 Ni催化剂O2 Cu或Ag 醇 醛或酮Br2 FeBr3含苯基的物质发生取代反应Cl2 光照发生在烷基部位 如间甲基苯NaHCO3 酯基的酯化反应 醇的消去反应 醇分子间脱水 苯环的硝化反应 纤维素水解 淀粉水解 羧酸盐 苯酚钠 的酸化 1 乙烯 化学药品 反应方程式 注意点及杂质净化 无水乙醇 酒精 浓硫酸 药品混合次序 浓硫酸加入到无水乙醇中 体积比为3 1 边加边振荡 以便散热 加碎瓷片 防止暴沸 温度 要快速升致170 但不能太高 除杂 气体中常混有杂质CO2 SO2 乙醚及乙醇 可通过碱溶液 水除去 收集 常用排水法收集乙烯温度计的位置 水银球放在反应液中 五 常见的有机实验 有机物分离提纯 浓硫酸 制乙烯 2 乙炔 化学药品 仪器装置教材P32 反应方程式 注意点及杂质净化 电石 水 或饱和食盐水 不能用启普发生器原因 反应速度太快 反应大量放热及生成浆状物 如何控制反应速度 水要慢慢滴加 可用饱和食盐水以减缓反应速率 杂质 气体中常混有磷化氢 硫化氢 可通过硫酸铜 氢氧化钠溶液除去 收集 常用排水法收集 制乙炔 3 溴苯 化学药品 反应方程式 注意点及杂质净化 苯 液溴 纯溴 还原铁粉 加药品次序 苯 液溴 铁粉 催化剂 实为FeBr3 长导管作用 冷凝 回流除杂 制得的溴苯常溶有溴而呈褐色 可用稀NaOH洗涤 然后分液得纯溴苯 制溴苯 实验原理 4 制硝基苯 制硝基苯 5 银镜反应 化学药品 仪器装置 反应方程式 AgNO3 氨水 乙醛 Ag NH3 H2O AgOH NH4 AgOH 2NH3 H2O Ag NH3 2 OH 2H2O CH3CHO 2 Ag NH3 2 2OH CH3COO NH4 2Ag 3NH3 H2O 注意点 银氨溶液的配制 AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀恰好溶解 实验成功的条件 试管洁净 热水浴 加热时不可振荡试管 碱性环境 氨水不能过量 防止生成易爆物 银镜的处理 用硝酸溶解 银镜反应 6 乙醛与新制Cu OH 2 化学药品 NaOH溶液 CuSO4溶液 乙醛化学方程式 CH3CHO 2Cu OH 2CH3COOH Cu2O H2O注意点 实验成功的关键 碱性环境新制Cu OH 2直接加热煮沸 7 乙酸乙酯 化学药品 仪器装置 反应方程式 注意点及杂质净化 无水乙醇 冰醋酸 浓硫酸 饱和碳酸钠溶液 CH3COOH HOCH2CH3CH3COOC2H5 H2O 加入药品的次序 乙醇 浓硫酸 醋酸导管的气体出口位置在饱和碳酸钠溶液液面上加碎瓷片作用 防止暴沸 饱和碳酸钠溶液作用 可除去未反应的乙醇 乙酸 并降低乙酸乙酯的溶解度 制备乙酸乙酯 在一个大试管里加入苯酚2g 注入3mL甲醛溶液和3滴浓盐酸 催化剂 混合后 用带有玻璃管的橡皮塞塞好 放在沸水浴里加热约15min 待反应物接近沸腾时 液体变成白色浑浊状态 从水浴中取出试管 用玻璃棒搅拌反应物 稍冷 将试管中的混合物倒入蒸发皿中 倾去上层的水 下层就是缩聚成线型结构的热塑性酚醛树脂 米黄色中略带粉色 它能溶于丙酮 乙醇等溶剂中 8 制备酚醛树脂 线型 p108实验5 1 酚醛树脂 制取酚醛树脂 1 沸水浴加热 不需温度计 2 导管的作用 导气 冷凝回流3 用浓盐酸作催化剂4 实验完毕用酒精洗涤试管 制备酚醛树脂的注意事项 思考与交流1 生成的气体通入高锰酸钾溶液前要先通入盛水的试管 2 还可以用什么方法鉴别乙烯 这一方法还需要将生成的气体先通入盛水的试管中吗 P42科学探究 9 溴乙烷消去反应产物的检验 10 科学探究P60 酸性 乙酸 碳酸 苯酚 分离 提纯 1 物理方法 根据不同物质的物理性质差异 采用过滤 洗气 分液 萃取后分液 蒸馏等方法 2 化学方法 一般是加入或通过某种试剂进行化学反应 常见有机物的分离 提纯 除去少量杂质 赢在课堂P112 常见有机物的检验与鉴别 1 溴水 1 不褪色 烷烃 苯及苯的同系物 羧酸 酯 2 褪色 含碳碳双键 碳碳叁键和还原性物质 醛 3 产生沉淀 苯酚 注意区分 溴水褪色 发生加成 取代 氧化还原反应萃取 C 4烷烃 汽油 苯及苯的同系物 R X 酯 1 不褪色 烷烃 苯 羧酸 酯 2 褪色 含碳碳双键 碳碳叁键 苯的同系物和还原性物质 3 银氨溶液 CHO 可能是醛类或甲酸 甲酸某酯或甲酸盐 葡萄糖 麦芽糖 4 新制氢氧化铜悬浊液 1 H 不加热 中和 形成蓝色溶液 2 CHO加热 氧化 产生砖红色沉淀 5 三氯化铁溶液 酚 OH 溶液显紫色 2 酸性高锰酸钾溶液 结构 性质 条件 六 有机物推断合成的一般思路 结构简式 反应类型 化学方程式 审题 挖掘明暗条件 找突破口 综合分析推导 结论 同分异构体 有机合成中官能团的引入 1 引入卤原子 烷烃与卤素取代 苯或苯的同系物与卤素取代 醇与氢卤酸取代 烯烃 炔烃与卤素或卤化氢加成 2 引入羟基 卤代烃的水解 NaOH水溶液 酯的水解 H 或OH 醛的还原 烯烃与水加成 酚钠与酸的反应 3 引入双键 醇的消去 浓H2SO4 一定温度 卤代烃的消去 NaOH醇溶液 炔烃加成 醇的氧化 催化氧化 烯烃的氧化 炔烃与水加成 烯醇重排 C C OH 2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O2CH3CHO O22CH3COOH2CH3 CH CH3 O22CH3 C CH3 2H2O 4 引入醛基 羰基或羧基 5 引入羧基 醛的氧化 O2 酯的水解 H 或OH 苯的同系物的氧化 羧酸钠盐与酸的反应 做好有机推断题的3个 三 审题做好三审 1 文字 框图及问题信息2 先看结构简式 再看化学式3 找出隐含信息和信息规律 找突破口有三法 1 数字2 官能团3 衍变关系 答题有三要 1 找关键字词2 要规范答题3 要找得分点 小结 合成路线的选择原料价廉 原理正确 路线简捷 便于操作 条件适宜 易于分离 产率高 成本低 有机合成的实质利用有机物的性质 进行必要的化学反应 通过引入或消除某些官能团 实现某些官能团的衍变或碳链的增长 缩短的目的 从而生成新物质 例1 以乙烯 空气和H218O等为原料合成CH3CO18OC2H5 R CH CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯 一元化合物的合成路线 小结 例2 以对 二甲苯和乙醇为主要原料合成聚酯纤维 二元化合物的合成路线 CH2 CH2CH2X CH2X二元醇二元醛二元羧酸链酯 环酯 聚酯 小结 芳香化合物的合成路线 小结 七 有机化学计算 有机物分子式 结构式的确定有机物燃烧规律及其应用 M 22 4 MA DMB根据化学方程式计算 各元素的质量比 各元素的质量分数 燃烧后生成的水蒸气和二氧化碳的量 摩尔质量 相对分子质量 通式法 商余法 最简式法 各元素原子的物质的量之比 化学式 已知化学式 根据性质推断结构式 燃烧产物只有H2O和CO2 烃和烃的含氧衍生物 CxHyOz x y 4 z 2 O2 XCO2 y 2H2O1 耗氧量的比较 1 等物质的量时 方法一 据 x y 4 z 2 计算 C H O个数 方法二 化学式拆分 写成CO2或H2O 意味着不耗氧 二 燃烧规律的应用 如 乙酸乙酯和丙烷 环丙烷和丙醇 方法三 等物质的量的几种不同化合物完全燃烧 如果耗氧量相同 则由这几种有机物 或无机物 以任意比组成的同物质的量的混合物 完全燃烧 耗氧量也相同 例 下列各组物质中各有两组分 两组分各取1mol 在足量氧气中燃烧 两者耗氧量不相同的是A 乙烯和乙醇B 乙炔和乙醛C 乙烷和乙酸甲酯D 乙醇和乙酸 答案 D 练习 两种气态烃以任意比例混合 在105 时 1L该混合烃与9L氧气混合 充分燃烧后恢复到原状态 所得气体体积仍是10L 下列各组混合烃中不符合此条件的是 A CH4C2H4 B CH4C3H6 C C2H4C3H4 D C2H2C3H6 BD 2 等质量时 方法一 同质量的有机物完全燃烧时 有机物实验式相同 所需O2的量相同方法二烃用CHY X形式表示 同质量的烃完全燃烧时 Y X越大 所需O2的量越多 生成的水越多 生成的二氧化碳越少 如 燃烧等质量的乙炔 乙二醇 乙醛 丙醛所需O2的量 则两种有机物的C H的质量分数相同或有机物实验式相同 或者可认为 最简式相同的有机物 由于分子中各元素的质量分数相同 所以 相同质量的这类有机物在氧气中完全燃烧 耗氧量相等 生成的二氧化碳和水的量也相等 2 两种有机物无论以何种比例混合 只要总质量一定 3 利用差值法确定分子中的含H数