高三化学第一轮复习：第2章 第2节鲁教版选修5知识精讲

用心 爱心 专心 高三化学第一轮复习 第高三化学第一轮复习 第 2 章章 第第 2 节鲁教版选修节鲁教版选修 5 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 高考复习 化学选修 5 第 2 章 官能团与有机化学反应 第 2 节 卤代烃 醇和酚 1 卤代烃 醇 酚的典型代表物的组成和结构特点 2 卤代烃 醇 酚的典型代表物之间的关系 3 碳原子的级数和醇的分类 4 卤代烃 醇 酚的性质和应用 5 卤代烃中卤素原子的检验方法和酚的检验方法 二 教学目的 1 了解卤代烃 醇和酚的典型代表物的组成和结构特点以及它们的关系 2 了解碳原子的级数及醇的分类 3 掌握卤代烃 醇和酚的性质和应用 4 了解卤代烃中卤素原子的检验方法和酚的检验方法 三 重点和难点 1 卤代烃 醇和酚的典型代表物的组成和结构特点 2 卤代烃 醇和酚的性质和应用 3 碳原子的级数和醇的分类 四 考点分析 本节内容在高考中的考查重点是 1 卤代烃 醇和酚的性质及应用 2 卤代烃 醇和酚的典型代表物的组成 结构特点和性质 3 醇的分类以及卤代烃中卤素原子 酚的检验方法 五 知识要点 1 和在光照条件下 产物有 其中液态的有 4 CH 2 Cl 和 可做灭火剂 2 OHBrCHCH 223 醇 NaOHBrHC 52 3 醇是指 酚是指 4 醇按照羟基的数目分为 等 例如 甲醇属于 它是 色的具有 有 的液体 是一种重要 的 也可以直接作为 乙二醇是 色具有 味的 液体 是汽车发动机 的主要化学成分 也是合成 的主要原料 丙三醇俗称 是 的黏稠液体 能与水 吸水能力很强 主要用于制造日用化妆品和三硝酸甘油酯 5 相对分子质量相近的醇和烃的沸点差距很大 原因是 用心 爱心 专心 6 在醇的化学反应中 发生取代反应断裂的是 键 发生消去反应断裂的是 键 7 在醇分子中 与羟基直接相连的碳原子上的烃基越多 越强 氢氧键的极 性越强 则羟基氢的活泼性越弱 例如 水 伯醇 仲醇 叔醇 8 苯酚俗称 纯净的苯酚是 有时呈现粉红色是由于 常温下 苯酚的溶解度不大 当温度高于 能与水互溶 苯酚的浓溶液对皮肤有 强烈的腐蚀性 如果不慎沾到皮肤上 应立即用 清洗 9 苯酚分子中 由于苯环对羟基的影响 使羟基上的氢更容易电离 因此 苯酚显示一 定的酸性 苯酚的电离方程式为 10 是最早生产和使用的合成树脂 注意 一 1 结构 官能团是 X 易发生 C X 键断裂 2 性质 物理性质 不溶于水 可溶于有机溶剂 沸点随烃基增大而升高 化学性质 a 水解反应 HBrOHHC NaOH OHBrHC 52252 b 消去反应 OHNaBrCHCHNaOHBrHC 22252 醇 3 检验卤代烃分子中卤素的方法 实验原理 HXOHR NaOH OHXR 2 OHNaXNaOHHX 2 OHNaNONaOHHNO 233 33 NaNOAgXNaXAgNO 根据沉淀 的颜色 白色 浅黄色 黄色 可确定卤素 氯 溴 碘 AgX 实验步骤 取少量卤代烃 加入溶液 加热煮沸 冷却 加入稀硝酸酸化 加入硝酸银溶NaOH 液 实验说明 a 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 b 加 入稀硝酸酸化 一是为了中和过量的 防止与反应对实验产生影响 NaOHNaOH 3 AgNO 二是检验生成沉淀是否溶于稀硝酸 4 氟氯烃 氟里昂 对环境的影响 氟氯烃破坏臭氧层的原理 a 氟氯烃在平流层中受紫外线照射产生氯原子 用心 爱心 专心 b 氯原子可引发损耗臭氧的循环反应 23 OClOOCl 2 OClOClO 总的反应式 23 O2 Cl OO c 实际上氯原子起了催化作用 臭氧层被破坏的结果 臭氧层被破坏 会使更多的紫外线照射到地面 会危害地球上的人类 动物和植物 造成全球性的气温升高 二 醇的结构特点 1 由于在醇分子中 氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子强 O H 键和 C O 键的电 子对都向氧原子偏移 因而醇在起反应时 O H 键易断裂 氢原子可被取代 同样 C O 键 也易断裂 羟基能被脱去或取代 2 醇可看作链烃或苯的同系物等烃分子里的氢原子被羟基取代后的产物 故醇的组成和 结构可由烃的组成和结构衍变而来 烷烃的通式为 则饱和一元醇的通式为 饱和 x 元醇的通式为 2n2nH C OHC 2n2n x2n2n OHC 烯烃的通式为 则相应的一元醇的通式为 n2nH COHC n2n 苯的同系物的通式为 则相应的一元醇的通式为 6n2nH C OHC 6n2n 3 醇的同分异构现象 1 醇分子内 因羟基位置不同产生同分异构体 因碳链的长短不同产生碳链异构体 例如与OHCHCHCH 223 OHHCH 3 3 CH C 与 OHCHCHCHCH 2223 OHCHH CH CCH 2 3 3 2 醇与醚之间也存在同分异构现象 如OHCHCH 23 与 与 33 CHOCH 均互为同分异构体 3 芳香醇的同分异构现象更为广泛 如与 酚类 也互为同分异构体 醇的催化氧化规律 1 与羟基 相连碳原子上有两个氢原子的醇 在碳链末端的醇 被氧化OH OH 生成醛 OH2CHOCHR2 Cu OOHCHCHR2 22222 2 与羟基 相连碳原子上有一个氢原子的醇 在碳链中间的醇 被氧化OH OH 生成酮 用心 爱心 专心 OH2R O CR2 Cu OHOH R CR2 22 3 与羟基 H 相连碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化 O 消去反应发生的条件和规律 醇分子中 连有羟基 的碳原子必须有相邻的碳原子 且此相邻的碳原子上OH 必须连有氢原子时 才可发生消去反应而形成不饱和键 表示为 OHCC SOH OH C H C 2 42 浓 含一个碳原子的醇 如 无相邻碳原子 所以不能发生消去反应 与羟基 OHCH3 相连碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的醇也不能发生消去反应 OH 例如 等不能发生消去反应 OHCH CH CH CCH 2 3 3 3 三 1 酚与芳香醇及其他羟基化合物中上 H 原子的活泼性OH OHH HSOHO 3 OHCHCH 23 水 硫酸 乙醇 1 含有的化合物称为羟基化合物 都能跟反应 氧化性除外 放出氢气 OH Na H 原子活泼性 强酸弱酸 羧酸 苯酚水乙醇 2 与碱反应 羧酸 苯酚 其他酚 可以 醇不反应 3 与反应 羧酸可以 苯酚 醇不反应 3 NaHCO 下表表示羟基能否与某些物质反应的对比 反应试剂 类别 Na溶液NaOH 溶液 32CO Na溶液 3 NaHCO 醇羟基 酚羟基 羧羟基 2 脂肪醇 芳香醇 酚的比较 类别脂肪醇芳香醇酚 实例乙醇 OHCHCH 23 苯甲醇 OHCHHC 256 苯酚 OHHC 56 官能团羟基 OH 羟基 OH 羟基 OH 结构特点与链烃基相连OH 与芳香烃基侧OH 与苯环直接相OH 用心 爱心 专心 链相连连 主要化学性质 与钠反应 取代反应 消去反应 个别醇 不可以 氧化反应 酯化反应 弱酸性 取代反应 显色反应 从上表可以看出 同碳原子数的一元芳香醇 如苯甲醇 与酚如对OHCHHC 256 甲基苯酚 互为同分异构体 但其化学性质有较明显的不同 含羟基 的脂肪醇 芳香醇 酚类都可以与金属钠反应放出 但其羟基上 H 原子的活泼性不同 2 H 3 苯 甲苯 苯酚的分子结构及典型性质比较 类别苯甲苯苯酚 结构简式 氧化反应不能被溶液氧化 4 KMnO可被溶 4 KMnO 液氧化 常温下可被空气 中氧化 可被 2 O 溶液氧化 4 KMnO 溴的状态液溴液溴溴水 条件催化剂催化剂无需催化剂 产物 BrHC 56 邻 间 对三种 溴甲苯 与溴发 生取代 反应 结论苯酚与溴的取代反应比苯 甲苯更容易进行 原因酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得活泼 易被取代 苯环 对羟基 甲基有影响 使苯酚 甲苯更易被氧化 4 KMnO 4 关于苯酚的弱酸性 苯酚具有弱酸性 但其酸性比碳酸更弱 因此 向苯酚钠溶液中通入气体时 可 2 CO 生成苯酚 3562256 NaHCOOHHCOHCOONaHC 值得注意的是 不能继续跟苯酚钠作用 可以理解为酸性的相对强弱是 3 NaHCO 因此反应只能生成 不能生成 35632 HCOOHHCCOH 3 NaHCO 32CO Na 另外 苯酚与的显色反应 其实质也是电离后产生的酚氧负离子与的络合反 3 Fe 3 Fe 应 H6 OHCFe OHHC6Fe 3 6 5656 3 典型例题典型例题 例 1 下列卤代烃在醇溶液中加热不发生消去反应的是 KOH ClCHH CH CCH 2 3 3 ClCCHCH 2 3 3 22 CHBrCHCl ClCH3 A B C 全部D 分析 分析 卤代烃在 KOH 醇溶液中加热发生消去反应应满足的条件是与卤原子相连的碳 用心 爱心 专心 原子的邻位碳原子上应有氢原子存在 据此判断 能发生消去反应 答案 答案 A 例 2 乙醇分子中不同的化学键如下所示 关于乙醇在各种反应中断裂键的说明不正确的是 A 乙醇和钠反应键 断裂 B 在催化下和反应 键 断裂Ag 2 O C 乙醇和浓共热到 140 时 键 或键 断裂 在 170 时键 断裂 42SO H D 乙醇完全燃烧时断裂键 分析 分析 当与反应时 Na 断裂 键正确 22323 HONaCHCH2Na2OHCHCH2 乙醇的催化氧化 断裂 键 乙醇和浓共热 42SO H 断裂 键 OHCHCHOCHCH SOH OHCHCH2 23223 140 42 23 浓 断裂 键 OHCHCH SOH OHCHCH 222 170 42 23 浓 乙醇的燃烧分子中的化学键完全断裂 所以 A B C 正确 D 错误 答案 答案 D 例 3 化学式为的醇 能被氧化 但氧化产物不是醛 则该醇的结构简式是OHC 104 A B OHCHC 3 3 323 CHOHCHCHCH C D OHCHCHCHCH 2223 OHCHCHCHCH 233 分析 分析 不能被氧化 则在醛 氧化 OH H H CR 酮 氧化 OH H R CR OH R R CR 的 4 种同分异构体中 被催化氧化成醛 OHC 104 OHCHCHCHCH 2223 被氧化成醛 OHCHH CH CCH 2 3 3 被氧化成酮 不能被氧化 OHH CH CCHCH 3 23 OH CH CH CCH 3 3 3 答案 答案 B 例 4 怎样除去苯中混有的少量苯酚 写出有关反应的化学方程式 用心 爱心 专心 分析 分析 有机物的提纯是利用该物质和杂质的性质不同 采用恰当的物理或化学方法去 除杂质 但是要注意 在除杂过程中不应混入新的杂质 而且要求杂质跟所加试剂反应的 产物和被提纯的物质容易分离 答案 答案 在混合物中加入足量的溶液 振荡静置后 使其完全反应 NaOH 溶液分成两层 上层是油层 苯 下层是水层 苯酚钠溶液 再用分液漏斗分液 取出上层油层即可 例 5 在下列反应中 既不能说明苯酚分子中羟基受苯环影响而使它比乙醇中羟基活泼 也不能说明由于羟基对苯环的影响 使苯酚中苯环比苯更活泼的是 分析 分析 羟基和苯环连在一起相互影响 一方面苯环使羟基上的 H 原子活化 比乙醇中 羟基上的 H 原子易电离 另一方面羟基使苯环上邻 对位上的氢原子活化 比苯中的 H 原 子易于取代 依题意要判断酚羟基比醇羟基活泼 即酚羟基发生的反应而醇羟基不能 B 项符合 苯酚苯环上的氢原子比苯上的 H 原子活泼 即苯酚比苯易于取代 C D 两项符 合 而 A 项反应醇也能发生 无法判断活泼性 加强对有机物分子结构的认识 有助于对 有机物化学性质的学习 并能深化所学知识的内容 掌握相关知识的共性和特性 答案 答案 A 模拟试题模拟试题 1 能证明乙醇分子有一个羟基的事实是 A 乙醇完全燃烧生成和 2 COOH2 B 乙醇与足量钠反应生成氢气mol1 0mol05 0 C 乙醇能溶于水 D 乙醇能脱水 2 漆酚是我国特产生漆的主要成分 漆酚不应具有的化学性质是 A 可以跟溶液发生显色反应 3 FeCl B 可以使酸性溶液褪色 4 KMnO C 可以跟溶液反应放出 32CO Na 2 CO D 可以跟溴水发生取代反应和加成反应 3 下列物质既能发生消去反应生成相应烯烃 又能氧化生成相应醛的是 A B OHCH3 322 CHOHCHCH 用心 爱心 专心 C D OH CH CH CCH 3 3 3 33 CHH OH CCH 4 下列物质中既能与溶液反应 又能与溴水反应的一组物质是 4 KMnO 苯 苯酚 甲苯 乙醇 己烯 己烷 亚硫酸 A B C D 全部 5 和的混合物与浓共热 可能生成的有机物最多有OHCH3OHHC 5242SO H A 2 种B 3 种C 4 种D 5 种 6 现有 A 甲醇 B 乙醇 C 乙二醇 D 丙三醇 请用字母代号填空 1 取等物质的量的上述各醇分别与足量反应 产生由多到少的顺序是Na 2 H 2 取等物质的量的上述各醇分别在中完全燃烧 消耗由多到少的顺序是 2 O 2 O 3 取等质量的上述各醇分别与足量充分燃烧 生成由多到少的顺序是 2 O 2 CO 7 化合物是一种有机溶剂 A 可以发生下图变化 OHCA 104 A 分子中的官能团名称是 A 只有一种一氯取代物 B 写出由 A 转化为 B 的化学方程式 A 的同分异构体 F 也可以有图中 A 的各种变化 且 F 的一氯取代物有三种 F 的结 构简式是 8 某有机物 A 的化学式为 其官能团的性质与一般链烃官能团性质相似 已知OHC 126 A 具有下列性质 能与 HX 作用 OHCB OCu A 106 2 A 不能使溴水褪色 根据上述性质推断结构简式 A B C 9 有机环状化合物的结构简式可进一步简化 例如 A 式可简化成 B 式 用心 爱心 专心 C 式是 1990 年报道的第 1000 万种新化合物 则化合物 C 中的碳原子数是 分子式是 若 D 是 C 的同分异构体 但 D 属于酚类化合物 而且结构式中没有 基团 写出 D 可能的结构简式 任意一种 3 CH 10 某工业反应混合液中仅可能含有的组分是 乙醚 乙醇 和OHC 104 OHC 62 水 经分析 液体中 C H O 各原子数之比为 16 42 5 1 若混合液中只含两种组分 则所有可能的组合是 2 若混合液中含有三种组分 在 628g 混合液中有 此时乙醇和乙醚的mol1OH2 物质的量各是多少 11 有机化学反应因条件不同 可以生成不同的有机产品 1 A 的结构简式可能为 2 工业生产过程中 中间产物 A 必须过 得到 D 而不采取直接转化为 D 的 方法 原因是 3 的反应类型为 的反应类型为 4 反应 的化学方程式为 5 有多种同分异构体 其中某种物质具有下列性质 能与溴水反应产生OHC 109 沉淀 能与钠反应放出氢气 分子中有苯环 苯环上一溴代物有两种 该物质可能的 结构简式为 只写一种 12 经测定乙醇的分子式是 由于有机化合物普遍存在同分异构现象 推测乙醇OHC 62 结构可能是下列两种之一 I OH H H C H H CH 用心 爱心 专心 II H H H CO H H CH 为确定其结构 应利用物质的特殊性质进行定性 定量实验 现给出乙醇 钠 水及 必要的仪器 请甲乙丙丁四名同学直接利用如下图给定的装置开始进行实验确定乙醇的结 构 1 同学甲得到一组实验数据 乙醇的物质的量氢气的体积 标准状况 mol10 0 1 12L 根据以上数据推断乙醇的结构应为 用 I II 表示 理由为 2 同学乙分