浙江省2020版高考化学专题九第三单元烃的衍生物课件.pptx

1、第三单元烃的衍生物,一 卤代烃,二 乙醇、醇类和酚,教材研读,三 醛羧酸酯,突破一 引入卤素原子的方法及其在有机合成中的应用,突破二 确定官能团的方法,重难突破,一、卤代烃 (一)卤代烃的反应类型 1.取代反应:有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。,教材研读,2.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(如水、卤化氢等分子)生成不饱和化合物(含双键或叁键)的反应,叫做消去反应。,(二)卤代烃及其性质 1.卤代烃:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。根据卤素的不同可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。常温下,卤代烃

2、中除少数为气体 外,大多为液体或固体。卤代烃难溶于水,可溶于多数有 机溶剂,某些卤代烃本身就是很好的溶剂。,2.溴乙烷的物理性质:无色液体,密度比水大, 难溶于水,易溶于多种有机溶剂。,3.溴乙烷的化学性质 (1)取代反应:溴乙烷与NaOH溶液反应CH3CH2Br+NaOH CH3 CH2OH+NaBr。 (2)消去反应:溴乙烷与NaOH醇溶液反应CH3CH2Br+NaOH CH2 CH2+NaBr+H2O。,通常情况下,我们把与官能团直接相连的碳原子称为-碳原子,把与-碳原子相连的碳原子称为-碳原子。卤代烷烃消去卤化氢时,卤素原子来自-碳原子,氢原子来自-碳原子。当卤代烷烃分子中有2个或3个

3、不同的-碳原子,且这些碳原子都直接连有氢原子时,发生消去反应的产物可能有多种;当-碳原子上没有连接氢原子时,则不能发生消去反应。,4.检验卤代烃中的卤素 取样,滴入NaOH溶液,加热至分层现象消失,冷却后加入稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色,确定是何种卤素。 5.卤代烃的应用与危害:有些多卤代烃,如氟氯代烷(氟利昂)具有化学性质稳定、无毒,难挥发、易液化等特性,曾被广泛用于制冷剂。近年来发现它们破坏臭氧层,其原理实际上是氯原子起催化作用。,二、乙醇、醇类和酚 (一)乙醇的结构和性质,1.分子组成与结构,2.物理性质 乙醇俗名酒精,是一种无色透明、具有特殊香味的液体,其密度比水小

4、,沸点为78 ,易挥发,能够溶解多种无机物和有机物,能与水以任意比互溶。,3.化学性质 (1)与活泼金属(K、Ca、Na等)反应: 2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2 (2)氧化反应: a.点燃C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O b.催化氧化 2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O,4.用途 (1)用作燃料。 (2)重要的有机化工原料。 (3)重要的有机溶剂。 (二)醇的结构与性质,1.醇类 (1)醇的定义:烃分子中的氢原子被OH取代而衍生的羟基化合物。 (2)饱和一元醇的通式:CnH2n+2O或CnH2n+1OH(n1)。,2.醇的化学性质 饱和一元醇的化学性质与乙醇

5、相似,能跟活泼金属反应;能跟氢卤酸反应;能发生氧化反应;能发生脱水反应。 (三)苯酚,1.苯酚的结构 分子中羟基与苯环直接相连的有机化合物属于酚。羟基连在苯环侧链碳原子上的化合物叫芳香醇。如 、。,2.苯酚的物理性质 苯酚俗称石炭酸。常温下,纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,熔点为40.9 ,易溶于有机溶剂,常温下在水中的溶解度不大,高于65 时,与水以任意比互溶。苯酚有毒,苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。,3.苯酚的化学性质 (1)弱酸性:可与钠、氢氧化钠反应,生成苯酚钠。 +NaOH +H2O,2+2Na2+H2 现象:浑浊的悬浊液变得透明澄清。 +CO2+H2O +NaHCO3,现象:

6、溶液由澄清变得浑浊。 不管二氧化碳过量与否,都不会生成碳酸钠,而是生成碳酸氢 钠。 结论:苯酚的酸性比碳酸弱,但苯酚的酸性比HC强。苯 酚具有弱酸性,但不能使石蕊试液变色。,+3Br2,(2)取代反应(鉴定酚类反应),(3)加成反应 +3H2 (4)显色反应 苯酚溶液中滴入FeCl3溶液,溶液呈紫色。,4.用途:合成染料、药剂,制炸药、电木塑料,用作杀菌消毒剂等。,1.醛的结构 (1)乙醛的分子式为C2H4O,结构式为,结构简式为CH3CHO。,三、醛羧酸酯 (一)醛的结构和性质(以乙醛为例),1.醛的结构 (1)乙醛的分子式为C2H4O,结构式为,结构简式为CH3CHO。,三、醛羧酸酯 (一

7、)醛的结构和性质(以乙醛为例),(2)饱和一元醛的通式是CnH2nO,其官能团是(醛基)。 (3)相同碳原子数的醇和醛在分子组成和结构上的区别:醇与醛在组成上相差两个H原子,在结构上醇是烃基与OH相连,而醛是烃基与CHO相连。,2.乙醛的物理性质 乙醛是无色的液体,具有刺激性气味。沸点为20.8 ,易挥发,能与水、乙醇、氯仿等互溶。,3.乙醛的化学性质 从结构上看,乙醛可以看成是甲基(CH3)跟醛基(CHO) 相连而构成的化合物,由于醛基比较活泼,乙醛的加成反应和 氧化反应都发生在醛基上,而取代反应通常发生在甲基 上。 (1)加成反应 写出乙醛与氢气反应的化学方程式:CH3CHO+H2 3CH

8、2OH。,(2)氧化反应 银镜反应:向硝酸银溶液中逐滴加入过量的氨水,实验现象为有白 色沉淀产生,沉淀增加,最后逐渐溶解,有关反应的离子方程式是 Ag+NH3H2O AgOH+N、AgOH+2NH3H2O Ag(NH3)2+OH-+2H2O。再向其中滴入几滴乙醛溶液,水浴加热,实验现象为 有银镜产生,反应的离子方程式是CH3CHO+2Ag(NH3)2+2OH-,CH3COO-+N+2Ag+3NH3+H2O,此反应可应用于 醛基的检验。某同学在银镜反应实验中,没有得到光亮的银镜,试分析造成实验失败可能的原因:试管内壁不干净,有油污或灰尘等。,乙醛与新制的氢氧化铜反应:向盛有NaOH溶液的试管中逐

9、滴滴入CuSO4溶液,实验现象为有蓝色沉淀产生,离子方程式为Cu2+2 OH- Cu(OH)2。然后加入几滴乙醛,加热至沸腾,实验现象为,有砖红色沉淀产生,发生反应的离子方程式为CH3CHO+2Cu (OH)2+OH- CH3COO-+Cu2O+3H2O,此反应可应用于醛基的检验。,1.羧酸的结构:烃基与羧基相连构成的有机物。饱和一元酸的通 式为CnH2n+1COOH。,(二)羧酸的结构与性质,2.羧酸的性质:与乙酸相似,有酸性,能发生酯化反应。 甲酸结构式为,既有羧基又有醛基。,3.乙酸 (1)分子组成与结构,(2)物理性质 乙酸俗称醋酸,是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸 点为117.9

10、 ,熔点为16.6 ,易溶于水和乙醇,无水乙酸又称为冰 醋酸。 (3)化学性质 a.酸性:乙酸在水溶液里部分电离产生H+,其电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+。乙酸是一种弱酸,但酸性强于碳酸, 如用醋酸除水垢(主要成分为CaCO3)的化学方程式为CaCO3+ 2CH3COOH Ca(CH3COO)2+CO2+H2O。乙酸具有酸的通性。,b.酯化反应:酸和醇作用,生成酯和水的反应。,4.设计实验验证OH中氢原子的活泼性 (1)给四种物质编号 a.HOHb.c.CH3CH2OH d.,(2)设计实验,(3)实验结论总结,逐渐增强,(三)酯,特别提醒应用羟基的活泼性,可以解决有关物质类

11、别的推断的题 目。解决时可以先从羟基与Na、NaOH、NaHCO3的反应情况以及量的关系进行比较,最后推断出是醇羟基还是羧基。,1.酯的一般通式为CnH2nO2。低级酯是有芳香气味的 液体,存在于各种水果和花草中。,2.在有酸存在的条件下,酯能发生水解反应,生成相应的羧 酸和醇。在有碱存在的条件下,酯能发生水解反应,生 成羧酸盐和醇。如 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。 CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。,3.酯化反应 酸和醇反应生成酯和水的反应叫做酯化反应。酯化反应一般是 羧酸分子里的羟基(OH)与醇分子里的氢原子(H)结合 成水,其余部

12、分结合成酯。如 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O。,1.分子式为C4H10O,并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不包括立体异构)( B ) A.3种B.4种 C.5种D.6种,2.下列各化合物中,能发生酯化反应、加成反应、消去反应的是 ( C ) A. CH3CHCHCHO B. C. HOCH2CH2CHCHCHO D.,3.关于卤代烃与醇的说法不正确的是( B ) 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,4.有关下

13、图所示化合物的说法不正确的是( D ) A.该化合物既可以使Br2的CCl4溶液褪色, 又可以在光照下与Br2发生取代反应 B.1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH 反应,C.该化合物既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色 D.该化合物既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2,突破一引入卤素原子的方法及其在有机合成中的应用,重难突破,1.在烃分子中引入卤素原子的方法 卤素原子的引入是改变分子性能的第一步反应,在有机合成和有机推断中起着桥梁的作用。 在烃分子中引入X(X表示卤族元素)有以下两种途径:,(1)烃与卤素单质的取代反应 CH3CH3

14、+Cl2 CH3CH2Cl+HCl +Br2+HBr,(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等物质的加成反应,2.卤代烃在有机合成中的应用 在有机合成中,利用卤代烃的消去反应可以形成不饱和键,能得到烯烃、炔烃等;利用卤代烃的取代反应可以形成碳氧单键、碳碳单键等;卤代烃在碱性条件下发生的取代反应都比较相似,都可以看成带负电荷的基团取代了卤素原子。如 CH3CH2Br+CN- CH3CH2CN+Br- CH3I+CH3CH2O- CH3OCH2CH3+I-,典例1下列有机反应的化学方程式中,不正确的是( A ) A.丙烯与Br2加成:CH2CHCH3+Br2CH2BrCH2CH2Br B.甲烷与Cl2发

15、生取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl C.催化裂化:C16H34C8H16+C8H18 D.淀粉水解:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6,解析丙烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴丙烷,化学方程式为CH2 CHCH3+Br2CH2BrCHBrCH3,故A错误;甲烷与氯气在光照条件下反 应可生成一氯甲烷,化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl,故B正确;C16 H34可催化裂化生成C8H16、C8H18,化学方程式为C16H34C8H16+C8H1 8,故C正确;淀粉可水解生成葡萄糖,化学方程式为(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6,故D正确。,1-1根据下

16、面的反应路线及所给信息填空。 A B (1)A的结构简式是,名称是。 (2)的反应类型是;的反应类型是。,(3)反应的化学方程式是。,答案(1)环己烷 (2)取代反应消去反应 (3)+2NaOH+2NaBr+2H2O,解析由题中的反应路线及所给信息可推知,A的结构简式为,B的结构简式为。(2)反应:+Cl2 +HCl,其为取代反应;反应:+NaOH +NaCl+H2O,其为消去反应。,1-2已知:(X代表卤素原子,R代表烃基) 利用上述信息,按以下步骤由合成 。(部分试剂和反应条件已略去),FE 请回答下列问题: (1)分别写出B、D的结构简式:B、D。 (2)反应中属于消去反应的是(填数字代

17、号)。 (3)如果不考虑、反应,对于反应,得到的E可能的结构简式为 。 (4)试写出C D反应的化学方程式(有机物写结构简式,并注明反应条件):。,ABCD,答案(1)(2) (3)、 (4)+2NaOH +2NaBr+2H2O,解析根据题给流程和信息知,与氢气发生加成反应可生 成A,A为环己醇,环己醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成B,B为,与溴发生加成反应生成C,C为,D能发 生加成反应,则D中含有碳碳双键,为C的消去反应产物,结构简式为,由产物可知E为,则F为,。(1)根据上述分析可知B为,D为 ;(2)由上述分析知,为加成反应,为消去反应,为加成反 应,为消去反应,为加成反应,为加成反应

18、,为取代反应,属于消去反应的为、;(3)如果不考虑、反应,对于反应,可与 溴发生1,2-加成、1,4-加成或完全加成,得到的E的结构简式可能为、;(4)C为,发生消去反应可生成D,反应的化学方程式为+2 NaOH +2NaBr+2H2O。,1.根据特征反应确定官能团的种类 (1)能使溴水或Br2的CCl4溶液褪色,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。,突破二确定官能团的方法,(4)若与Na2CO3或NaH

19、CO3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H2SO4、加热,则可能是酯、二糖、淀粉、纤维素的水解反应。 (6)若反应条件为浓H2SO4、加热,则反应可能是醇羟基的消去、醇羟基与羧基的酯化、苯环与浓硝酸的硝化等。 (7)若反应条件为NaOH的醇溶液,则反应是卤代烃的消去反应。 (8)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。,(9)与浓硝酸作用会产生黄色固态物质,则一个该有机物分子中有机物分子结构中含某些带有苯环的蛋白质。,2.确定官能团的数目 (1)根据计量关系推断 CHO2Ag(NH3)2OH2Ag或CHO2C

20、u(OH)2Cu2O 2OH2NaH2或2COOH2NaH2 2COOHNa2CO3CO2或COOHNaHCO3CO2 CCH2(Br2)、2H2(2Br2),(2)根据相对分子质量推断 某有机物与乙酸反应后,相对分子质量增加42,则含有一个OH。(提 示:即OH转变为OOCCH3) 由CHO转变为COOH,相对分子质量增加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架结

21、构。 (4)由加氢后的碳架结构,可确定“”或“”的位 置。,典例2化合物E常用于制备抗凝血药,可以通过如图所示路线合成。,(1)B中含氧官能团的名称是,检验A中官能团的试剂为。 (2)BC的反应类型为,1 mol E最多可与mol H2发生加成反应。 (3)写出D与足量NaOH溶液完全反应的化学方程式:。 (4)B有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式:。,A.能发生银镜反应 B.核磁共振氢谱只有4个峰 C.能与FeCl3溶液发生显色反应 D.1 mol该同分异构体与NaOH溶液反应时,最多可消耗3 mol NaOH (5)E的同分异构体有很多,所有同分异构体在下列某

22、种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是(填标号)。 a.质谱仪 b.红外光谱 c.元素分析仪d.核磁共振仪,答案(1)羟基和羧基银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液 (2)酯化反应(或取代反应)4 (3)+3NaOH +CH3COONa+CH3 OH+H2O (4),(5)c,解析由合成流程可知,A为CH3CHO,B为,C与CH3CO- Cl发生取代反应生成D,D水解酸化后发生酯化反应生成E。(1)B中含氧官能团的名称是羟基和羧基;A是乙醛,醛基的检验常用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液。(2)B中的羧基和甲醇发生酯化反应,则BC的反应类型为酯化反应(或取代反应);E中含苯环和,均能与氢气

23、 发生加成反应,则1 mol E最多可与4 mol H2发生加成反应。(3)D与足量,NaOH溶液完全反应的化学方程式为+3NaOH +CH3COONa+CH3OH+H2O。(4)B为邻羟基苯甲酸,其 同分异构体能够发生银镜反应,含CHO;核磁共振氢谱只有4个峰,含4种不同化学环境的H;能与FeCl3溶液发生显色反应,含酚羟基;水解时,1 mol该同分异构体可消耗3 mol NaOH,含OOCH,所以该同分异构体为。(5)同分异构体的分子式相同,所含元素种 类相同;因同分异构体结构不同,故质谱仪中显示的碎片相对质量的大小可能不完全相同,红外光谱仪及核磁共振仪显示的信号也会不同。,2-1已知有机

24、化合物AF存在下列关系: (1)E中含有的官能团名称为;的反应类型为。,(2)写出反应的化学方程式。 (3)下列有关上述有机物的说法中正确的是(填字母)。 A.上述有机物中只有E能与银氨溶液反应生成银镜 B.F能够发生酯化、水解、氧化、加成等反应 C.C、D、E三者可以使用新制氢氧化铜一种试剂加以鉴别 D.将绿豆大小的钠块投入D中,钠块浮于液面上,并有大量气泡产生 E.检验反应中淀粉是否发生水解,可以向反应后的溶液中加入碘水 答案(1)醛基氧化反应(2)CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+ CH3CH2OH(3)C,解析淀粉在酸性条件下发生水解反应生成葡萄糖,即F为葡萄糖;葡萄

25、糖在酒化酶的作用下,生成D,则D为乙醇(CH3CH2OH);乙醇在催化剂的作用下被氧气氧化为E,则E为乙醛(CH3CHO);乙醛在催化剂的作用下被氧气进一步氧化生成C,则C为乙酸(CH3COOH);乙酸被催化氧化成C,则C中碳原子数为2,A在加热条件下与NaOH溶液反应生成B和乙醇,B经酸化生成乙酸,故B为乙酸钠(CH3COONa),A为乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)。(1)E为乙醛(CH3CHO),其官能团为醛基;是乙醇在催化剂、加热的条件下被氧气氧化为乙醛,反应类型为氧化反应。(2)反应是乙,酸乙酯的碱性水解,反应的化学方程式为CH3COOCH2CH3+NaOH CH3COONa+CH3CH2OH。(3