高三化学第一轮复习：第2章 第1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 1 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 高考第一轮复习 化学选修 5 第 2 章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 第 1 节 有机化学反应类型 1 加成反应 取代反应和消去反应 2 有机化学中的氧化还原反应 3 常见的有机化学中的氧化还原反应 二 教学目的 1 了解加成反应 取代反应和消去反应 2 了解氧化还原反应的本质是电子转移 3 了解常见的氧化还原反应 三 重点和难点 1 认识有机化学反应类型 2 根据有机化合物的结构特点分析有机化合物的化学性质 3 分析具体有机化学反应的反应类型 四 考点分析 本节内容在高考中的主要考查点是 1 有机化学反应的类型 2 根据有机化合物的结构特点分析有机化合物能与何种试剂发生何种类型的反应 生成 何种化合物 五 知识要点 1 加成反应是 2 一般情况下 能与含碳碳双键的物质发生加成反应的试剂有 等 能与含碳氧双键 碳氮叁键的物质发生加成反应的 试剂有 等 炔烃中的碳碳叁键能与上述所有的试剂发生加成反应 3 取代反应是 4 消去反应是 5 发生消去反应时 反应的产物与试剂的类型密切相关 从醇分子中脱去水制烯烃时 常选用 等脱水剂 欲从卤代烷中脱去卤化氢时 通常选用 等碱性试剂 欲从邻二卤代烷中脱去卤素单质时 常选用 等试剂 6 有机化学中 氧化反应是指 还原反应是指 7 碳元素的氧化数一般在 和 之间 如果碳原子的氧化数为 4 时只能 被 如果碳原子的氧化数为 4 时只能被 如果氧化数在 4 4 之间 碳元素既能 又能 8 在常见的氧化反应和还原反应中 常见的氧化剂有 用心 爱心 专心 常见的还原剂有 等 注意 一 1 当用和分别表示反应物时 可用下面的通式来表示加成反应的一般 11 BA 22 BA 过程 即加成反应时 双键或叁键两端带部分正电的原子与试剂中的带部分负电的原子或原 子团结合 双键或叁键两端带部分负电荷的原子与试剂中带部分正电荷的原子或原子团结 合 得到加成产物 2 常见加成反应 等 42 2 2 SOH HX X H O C 或等 3 NH HCN NC 3 42 2 2 NH HCN SOH HX X H CC 注意 一般指含在醛基或酮羰基部分的基团可以与 HCN 等加成 O C 3 NH 但类似于及中的 一般不易加成 COOH OR O C O C 3 化合物分子中的重键部分往往易于断裂 因为重键部分是由键和键组成 通常 键不太稳定 易于断裂 从而与加成试剂发生反应 二 1 取代反应的实质是一上一下 即分子中的原子或原子团从分子中脱离 而与另一新原 子或原子团去结合生成新的产物 因此 取代反应必然有两种产物出现 类似于无机反应 中的复分解反应 2 有机化合物与极性试剂发生取代反应的结果可以用下面的通式来表示 12212211 BABABABA 如以乙醇与氢溴酸发生的取代反应为例分析 OHBrCHCHBrHHOHCCH 22323 3 取代反应的应用 1 官能团转化 如被取代 形成醇等用途广泛的有机物 X OH 2 增长碳链 如 HCl 3 AlCl ClR 用心 爱心 专心 3 制备物质 如 丙烯和取代生成的 经加成 再水解 2 Cl 22 CHClCHCH 2 Cl 可得 甘油 2 OH OH 2 OH HCHCHC 三 1 常见的消去反应 1 卤代烃的消去反应 条件 醇溶液 加热NaOH 消去一分子 HClCHCHCH OHHC NaOH HCHCCH 32 52 3 Cl 3 HCl 条件 Zn 加热 消去一分子 2333 Br Br 3 ZnBrCHCHCHCHZnHCHCHCCH 2 Br 2 醇的消去反应 条件 浓 加热 或 42SO H 32O Al 2 卤代烃和醇能发生消去反应满足的条件 1 该卤代烃和醇必须有邻碳 2 邻碳上必须有氢 若用金属作条件消去 Zn 2 Br 两个溴必须分布在邻碳上 否则不产生双键 则不能称为消去 因此用作消去条件时 Zn 必须是邻二卤代烷 四 1 加聚反应 加聚反应一般是指含不饱和键的小分子单体互相依次加成 形成高分子化合物的反应 加聚反应的实质是不饱和键断裂后的再成键过程 能发生加聚反应的物质是具有不饱和键 的化合物 如烯烃 炔烃及其衍生物等 加聚反应发生在不饱和键上 生成的聚合物与单 体具有相同的化学组成 加聚反应按单体的种类可分为单聚和共聚两种 一种单体进行的 聚合称为单聚 两种或两种以上单体也可以进行聚合 生成含有这两种或多种结构单元的 大分子 这类聚合反应称为共聚 利用共聚反应可以改善聚合物的性能以适应实际应用中 的需要 例如丁二烯和苯乙烯可以共聚得到弹性好 耐磨的丁苯橡胶 典型加聚反应的总结 聚乙烯 催化剂 22 CHnCH 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 用心 爱心 专心 有机玻璃 催化剂 2 CH 2 CHCHCnCH 3 天然橡胶 2 缩聚反应 缩聚反应是由两种或两种以上单体互相结合成高分子化合物 同时还生成小分子 如 水 氨等分子 的反应 能发生缩聚反应的物质必须含有两个或两个以上的官能团 常见 的能发生缩聚反应的物质如 苯酚和甲醛 或其他含醛基的物质 二元醇之间 二元羧酸 和二元醇之间 实质是和结合成水 形成聚酯 氨基酸 相同的或不同的 COOH OH 之间 实质是和结合成水 形成含肽键的多肽 蛋白质 既含COOH 3 NH 又含的物质之间 COOH OH 在缩聚反应中 如使用含两个官能团的化合物作原料 得到的是线型聚合物 如使用 含三个官能团的化合物作原料 则得到的是具有体型结构的聚合物 缩聚反应的常见类型 1 中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子缩合成水的反应 如 OnH2 2 醇羟基中的氢和酸分子中的缩合成水的反应 OH 如 nHOOCOHCHnHOCHCOOH 22 催化剂 3 羧基中的羟基与氨基中的氢原子缩合成水的反应 如 COOHCHnHOOCNHCHNnH 422622 五 1 能发生氧化反应的物质是含 及部分含的物质 包 CCCHO OH 括 烯 炔 二烯 油脂 苯的同系物 酚 醛 葡萄糖 部分醇等 注意 饱和的羧酸 饱和的酯一般不能被酸性高锰酸钾氧化 2 能发生还原反应的物质是含 羰基 苯环的物质 包括 CCCHO 烯 二烯 炔 芳香族化合物 油脂 醛 甲酸及其盐和酯 酮 葡萄糖 麦芽糖等 3 对于氧化数 有如下规定 1 氢原子氧化数为 1 当碳 氧等原子上连有一个氢 原子时 碳 氧等原子的氧化数就为 1 2 若碳原子与氧 氮等原子以单键 双键 叁 键相结合 碳原子的氧化数就分别为 1 2 3 3 若碳原子与碳原子相连 其氧化 数均为零 在判断碳原子的氧化数时 应综合考虑以上三点 用心 爱心 专心 碳的氧化数最低为 4 最高为 4 当处于最低氧化数时 只能升高氧化数 发生氧化 反应 自身作还原剂 如 当处于最高氧化数时 只能降低氧化数 发生还原反应 4 4 HC 自身作氧化剂 如 2 4 OC 4 氧化反应 还原反应的应用 转变官能团 如 又如HCOOH酸醛醇 O O OHCH O CH 34 HCHO 典型例题典型例题 例 1 醛可以跟亚硫酸氢钠饱和溶液发生加成反应 生成物是水溶性的羟基磺酸钠 H 反应是可逆的 在通常条件下有向 3 O NaHSOHCR C R OH NaSO 3 90 70 正方向转化 1 若氯苯中混有杂质苯甲醛 欲将此杂质全部除去 可采用的试剂是 其分离方法是 2 若使全部变成乙醛 可采用的试剂是 或NaHSOCCH 3 OH 3 其分离方法是 分析 分析 将苯甲醛转化为 由于氯苯难溶于水 易溶HOHC NaSO 3 HOHC NaSO 3 于水 用分液漏斗分离即可 由于NaHSOCCH 3 OH 3 3 O 3 NaHSOHCCH 生成物中有 只要将除去平衡就向右移动 3 NaHSO 3 NaHSO 除去的方法 加强碱 如 使变为 加强酸 3 NaHSONaOH 3 NaHSO 32SO Na 使 分离方法为加热蒸馏 223 SOOHHHSO 答案 答案 1 饱和溶液充分反应后分液 3 NaHSO 2 足量的溶液足量的稀充分反应后加热蒸馏NaOH 42SO H 例 2 卤代烃在存在的条件下水解 这是一个典型的取代反应 实质是带负电的NaOH 原子团 例如等阴离子 取代卤代烃中的卤原子 例如 OH NaBrBrOHCHCHCHNaOHOHBrCHCHCH 223223 写出下列反应的化学方程式 1 溴乙烷与反应 NaHS 2 碘甲烷与反应 COONaCH3 3 由碘甲烷 无水乙醇和金属钠合成甲乙醚 分析 分析 由原题开始提供的信息 卤代烃在溶液中水解 实质是带负电的原子团NaOH 取代卤代烃中的卤原子的反应 可知解 1 2 两题的关键是找出带负电的原子团 分 析 1 带负电的 应是与溴乙烷中的原子取代 同样 2 中应是NaHS HS HSBr 取代碘原子 3 中碘甲烷为卤代烃 必须与取代才能得到甲乙醚 COOCH3 OCHCH 23 因此必须用与反应制取 OHCHCH 23 NaONaCHCH 23 用心 爱心 专心 答案 答案 1 NaBrSHCHCHNaHSBrCHCH 2323 2 NaICOOCHCHCOONaCHICH 3333 3 22352 HONaCHCH2Na2OHHC2 NaIHOCCHONaCHCHICH 523233 例 3 在有机反应中 反应物相同而条件不同可得到不同的产物 下式中 R 代表烃基 副产物均已略去 写出实现下列转变的各步反应的化学方程式 特别注意要写明反应条件 1 由分两步转变为 BrCHCHCHCH 2223323 CHBrCHCHCH 2 由分两步转变为 2 2 3 CHCHCHCH OHCHCHCHCH 23 2 3 分析 分析 根据题目的信息 即在不同条件下 相同的反应物可得到不同的生成物 审查 题目的要求 学会示例并能加以运用 1 是原子从 1 号碳移到 2 号碳上 由于二者都Br 是饱和的有机物 不能通过取代直接完成转化 所以必须利用信息 使 变成烯烃 然后利用信息加成制得 2 烯烃制BrCHCHCHCH 2223223 CHCHCHCH 醇时烯烃与水加成即可 但羟基位置不能确定 因此利用信息先定位加成 然 OH HBr 后与水溶液反应 才能得到结论中的物质 NaOH 答案 答案 1 OHNaBrCHCHCHCHNaOHBrCHCHCHCH 22232223 醇 323223 CHBrCHCHCHHBrCHCHCHCH 适当溶剂 2 BrCHCHCHCHHBrCHCHCHCH 23 2 32 2 3 适当溶剂 过氧化物 NaBrOHCHCHCHCHNaOHBrCHCHCHCH 22 2 322 2 3 例 4 下面是一种线型高分子的一部分 C O C C O C C O C C O O H CH H H O O H H H H 3 C C C O C C O C O H H O H H CH H O 3 由此分析 构成这种高分子化合物的单体至少有 种 它们的结构简式分 别为 分析 分析 根据酯化反应的原理 OHRO C RRHOOH C R 2 O O 用心 爱心 专心 可以从高分子链中酯的结构推出各种酸和醇的分子结构片段 即本着化学键从哪生成再从 哪断裂的原则思考问题 断裂处可见下面箭头处 C O C C O C C O C C O O H CH H H O O H H H H 3 C C C O C C O C O H H O H H CH H O 3 断裂后的第三 第五片段结构相同 答案 答案 5 OHCHHOCH 22 COOHHOOC HOHCHOCH 3 CH 2 HOOC COOH COOHCHHOOC 2 例 5 标出下列中心碳原子的氧化数 OHHCCH 23 33CH HC OOHCCHCH 23 4 HC HCHC 33 CHCHHCCH OH C HO O 32 O 3 CHCHCCH 3 O 3 OCHCCH 分析 分析 根据氧化数的定义求解 H 氧化数为 1 每连接一个 H 该碳原子氧化数就为 1 C C 相连 氧化数为 0 C 与 N 以单键结合 碳氧化数为 1 以双键结合 碳氧O 化数为 2 以叁键结合 碳氧化数为 3 分析碳的成键情况 得出各部分氧化数加和后即 得 如 的 C C 间相连 C 氧化数为 0 相连 C 氧化数为 3 O 3 CHOCCH C O 2 C O 相连 C 氧化数为 1 所以该碳原子的氧化数 3120 答案 答案 1 1 3 3 4 1 4 2 1 3 例 6 下列各化合物中 能发生酯化 还原 加成 消去四种反应的是 C CHO CH CH CH 223 D CHO CH C HOCH 2 O 2 分析 分析 A 中官能团有醛基 醇羟基 醛基可与发生还原反应生成醇 实际也是加 2 H 成反应 醇羟基可发生酯化反应 也可发生消去反应 符合题意 B 中不能发生加成反应 用心 爱心 专心 还原反应 C 中不能发生酯化 消去反应 D 中不能发生消去反应 答案 答案 A 模拟试题模拟试题 1 催化氧化产物是的醇是H C HC CH O CHCH 3 32 A OHHCHCCHCH 2 CH 23 3 B 3 CHCH 23 CHHCHOHCCHCH 32 C 2 CH 2 OH 3 HCHCHCCH 3 D 3 CHCH 2 OH 3 HCHCHCHCCH 32 2 下列各物质在日光照射下不能发生化学变化的是 A 乙烷和氯气的混合气体 B 溴化银 C 氮气和氯气的混合气体 D 氯水 3 具有单双键交替长链 如 的高分子有可能CHCHCHCHCHCH 成为导电塑料 2000 年诺贝尔化学奖即授予开辟此领域的 3 位科学家 下列高分子中可能 成为导电塑料的是 A 聚乙烯B 聚丁二烯C 聚苯乙烯D 聚乙炔 4 有机物 CHOCHOHOHCH 42 OHCHCHCH 223 OHCHCHCH 22 中 既能发生加成反应 酯化反应 32 COOCHCHCH COOHCHCH2 又能发生氧化反应的是 A B C D 5 某有机物的结构简式为 它可发生的有机反应的正确组合是 取代 加成 消去 水解 酯化 中和 氧化 加聚 A B C D 6 在某些酶的催化下 人体内葡萄糖的代谢有如下过程 葡萄糖 HCOOHCHOCOOHCCOOH C HO COOHCH CHCOOH HCOOHC COOHCH COOHCH COOHCH 2 2 2 2 ABC 2 COCOOH COOHCH COCOOH COOHCH HCHCOOHC 22 D E 请填空 1 过程 是 反应 过程 是 反应 过程 是 用心 爱心 专心 反应 填写反应类型的名称 2 过程 的另一种生成物是 填写化学式 3 上述物质中 和 互为同分异构体 填写字母代号 7 A 是烃的含氧衍生物 还原 A 生成醇 B 氧化 A 生成酸 C 由 B C 反应可生成高分 子化合物 D D 的结构简式为 试写出 1 B 的名称 2 C 的分子式 3 D 水解的化学方程式 8 聚丙烯酸的废弃物是白色污染物中的一种 国际上最新采用热聚门冬酸的盐 TPA 来降解聚丙烯酸的废弃物 它有效 廉价且自身可被生物降解 从而减少对环境的污染 TPA 是由单体缩聚而成 请写出 TPA 的结构简式