2023届新高考化学选考一轮总复习学案-热点16　官能团的性质与有机反应类型

热点16官能团的性质与有机反应类型考向一常见官能团的结构与性质有机物官能团代表物主要化学性质烃烷烃—甲烷取代(氯气/光照)烯烃乙烯加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色)、加聚炔烃—C≡C—乙炔加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色)、加聚苯及其同系物—苯、甲苯取代(液溴/铁)、硝化、加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色,苯除外)烃的衍生物卤代烃—X溴乙烷水解(NaOH/H2O)、消去(NaOH/醇)醇—OH(醇羟基)乙醇取代、催化氧化、消去、脱水、酯化酚—OH(酚羟基)苯酚弱酸性、取代(浓溴水)、遇三氯化铁溶液显色、氧化(露置空气中变粉红色)醛—CHO乙醛还原、催化氧化、银镜反应、与新制氢氧化铜反应羧酸—COOH乙酸弱酸性、酯化酯—COO—乙酸乙酯水解胺—NH2苯胺与酸反应酰胺乙酰胺水解角度一多官能团有机物的性质[典例1]有关的说法不正确的是()A.一定条件下可以发生加聚反应B.1mol该物质最多能与7molH2发生加成反应C.能够使得高锰酸钾溶液和溴水褪色,能使FeCl3溶液显紫色D.酸性条件下充分水解能生成CO2,1mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4molNaOH解析:A.由该物质的结构简式可知其含有碳碳双键,一定条件下可发生加聚反应,正确;B.该物质含有的碳碳双键和苯环均能和H2发生加成反应,1mol该物质最多消耗7molH2,正确;C.该物质含碳碳双键能够使得高锰酸钾溶液和溴水褪色,含酚羟基能使FeCl3溶液显紫色,正确;D.1分子该物质含有3个酯基,1个酚羟基,水解后产生1个酚羟基,1mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗5molNaOH,错误。答案:D确定多官能团有机物性质的三步骤注意:有些官能团性质会交叉。例如,碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。[对点精练1]有关(式中“”“”表示伸展方向不同的共价单键)的说法不正确的是(D)A.该有机物分子中含有3种含氧官能团B.1mol该有机物最多可消耗2molNaOHC.该有机物分子含有8个手性碳原子D.与浓硫酸、浓硝酸共热,发生硝化反应解析:A.该有机物分子中含有羧基、羟基和酯基3种含氧官能团,正确;B.由结构简式可知,1mol有机物中含有1mol羧基,消耗1molNaOH,含有1mol酯基,消耗1molNaOH,故该有机物最多可消耗2molNaOH,正确;C.该有机物分子含有8个手性碳原子,如图所示,,正确;D.由有机物的结构简式可知,分子中不存在苯环,故不能与浓硫酸、浓硝酸共热,发生硝化反应,错误。角度二官能团的检验与鉴别[典例2]下列操作能达到相应实验目的的是()选项实验目的操作A检验绿茶中是否含有酚类物质向茶水中滴加FeCl3溶液B测定“84”消毒液的pH用洁净的玻璃棒蘸取少许“84”消毒液滴在pH试纸上C除去苯中混有的少量苯酚向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液D实验室制备乙酸乙酯向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加热解析:A项,酚羟基遇Fe3+发生显色反应;B项,“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠,是一种强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,但水解产物具有漂白性,对pH试纸有漂白作用,可以使用pH计测量;C项,溴水与苯酚生成的三溴苯酚也可溶于苯中,一般加入氢氧化钠溶液再进行分液;D项,正确顺序为依次加入乙醇、浓硫酸、乙酸、碎瓷片,再加热。答案:A有机物的检验和鉴别的方法1.溴水法:溴水与有机物混合后会发生不同的变化并产生多种不同的现象,具体情况如表中所示:褪色原理相应物质(溶液)主要现象加成反应含有碳碳双键或碳碳三键的有机物整个体系分为两层,有机层在下且为无色,水层在上为无色(溴水褪色)取代反应苯酚及其同系物溴水褪色(若为苯酚,还生成白色沉淀)萃取作用饱和烃及其一氯代物、饱和油脂及酯(密度均小于水的密度)整个体系分为两层,有机层在上且为红色,水层在下为无色卤代烃(链状一氯代物除外)、硝基苯整个体系分为两层,有机层在下为红色,水层在上为无色2.银氨溶液法:凡是含有醛基的物质(如醛类、甲酸及甲酸酯类、还原性糖等)在水浴加热条件下均可与银氨溶液作用得到“银镜”。3.氢氧化铜法:含有醛基的物质在加热条件下与新制Cu(OH)2作用得到砖红色沉淀,羧酸能与新制Cu(OH)2发生中和反应得到蓝色溶液。4.高锰酸钾氧化法:酸性高锰酸钾溶液能氧化含有碳碳双键、碳碳三键、羟基、醛基的物质及与苯环相连的碳上有H的物质,同时本身的紫色褪去。5.燃(灼)烧法:该法是利用点燃后火焰的明亮程度及产生烟的浓黑程度的差异或灼烧时产生气味的差异进行鉴别的一种方法。它常用于低级烷烃、烯烃、炔烃(芳香烃)间的鉴别或纤维素类物质与蛋白质类物质之间的鉴别。具体现象如下:烷烃(甲烷)烯烃炔烃、苯纤维素类物质蛋白质类物质淡蓝色火焰,无烟火焰明亮,有黑烟火焰明亮,有浓烟无气味有烧焦羽毛气味6.显色法:部分有机物与某些特殊试剂作用而呈现出一定的颜色变化,如淀粉遇碘显蓝色、酚类物质遇FeCl3溶液显紫色、含有苯环结构的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。[对点精练2]具有明显现象的官能团特征反应常被用来鉴别有机化合物。下列各组有机物的鉴别所选试剂不能达到目的的是(D)A.乙烷、乙烯:鉴别试剂为溴的四氯化碳溶液B.苯甲酸、苯酚:鉴别试剂为碳酸氢钠溶液C.蛋白质溶液、淀粉溶液:鉴别试剂为碘水D.氯乙烷、溴乙烷:鉴别试剂为氢氧化钠醇溶液和硝酸银溶液解析:A.乙烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色,而乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,现象不同,可以鉴别,正确;B.苯甲酸与碳酸氢钠溶液反应有无色气体放出,而苯酚与碳酸氢钠溶液不能反应,现象不同,可以鉴别,正确;C.淀粉遇I2变蓝,而蛋白质不反应,现象不同,可以鉴别,正确;D.氯乙烷、溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应后生成氯化钠和溴化钠,溶液中含有氢氧化钠,与硝酸银溶液作用现象基本相同,不能鉴别,应该首先用硝酸中和氢氧化钠,错误。考向二有机反应类型的判断1.有机化学反应类型判断的基本思路2.常见有机反应类型与有机物类别的关系基本类型有机物类别取代反应卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等酯化反应醇、羧酸、糖类等水解反应卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质、酰胺等硝化反应苯和苯的同系物等磺化反应苯和苯的同系物等加成反应烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等消去反应卤代烃、醇等氧化反应燃烧绝大多数有机物酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物等直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等还原反应烯、炔、苯、醛、葡萄糖等聚合反应加聚反应烯烃、炔烃等缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸、氨基酸、羟基酸等与浓硝酸的显色反应蛋白质(含苯环的)与FeCl3溶液的显色反应酚类物质提醒:有机反应中加氧或去氢称为氧化反应,加氢或去氧称为还原反应。角度一根据官能团判断反应类型[典例3](2021·衢州教学质量检测)某有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是()A.该有机物有3种含氧官能团B.1mol该有机物最多能与5molH2发生加成反应C.该有机物中存在手性碳原子,与足量氢气加成后还有手性碳原子D.该有机物能发生加成、取代、氧化和缩聚反应解析:A.该有机物有醇羟基、醛基和羧基3种含氧官能团,正确;B.1分子该有机物中含有1个苯环、1个醛基和1个碳碳双键,故1mol该有机物最多能与5molH2发生加成反应,正确;C.该有机物中存在手性碳原子,为与苯环直接连接的碳原子,与足量氢气加成后该碳原子连接有2个—CH2OH,不存在手性碳原子,不正确;D.该有机物含有苯环、碳碳双键和醛基均能与氢气发生加成反应,含有羟基和羧基,能发生酯化反应,也属于取代反应,含有醇羟基和醛基,能发生氧化反应,含有羟基和羧基,能发生缩聚反应,正确。答案:C根据官能团判断反应类型的思路[对点精练3]某有机物的结构简式如图所示,则此有机物可发生的反应类型有(B)①取代②加成③消去④酯化⑤水解⑥氧化⑦中和A.仅①②③⑤⑥ B.①②③④⑤⑥⑦C.仅②③④⑤⑥ D.仅②③④⑤⑥⑦解析:该有机物含有碳碳双键、酯基、羧基、羟基四种官能团,碳碳双键可发生加成、加聚、氧化反应,酯基可以发生水解反应(属于取代反应),羧基、羟基可以发生酯化反应(属于取代反应),羟基还可发生氧化反应和消去反应,羧基还可以发生中和反应,故B项正确。角度二根据反应条件判断反应类型[典例4]布洛芬具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种制备布洛芬的合成路线如图:已知:①CH3CH2ClCH3CH2MgCl②+HClE→F的反应类型为;G→H的反应类型为;I的结构简式为。

解析:根据F的结构可知A中应含有苯环,A与氯气可以在光照条件下反应,说明A中含有烷基,与氯气在光照条件下发生取代反应,A的分子式为C7H8,则符合条件的A只能是,则B为;B→C→D发生信息①的反应,所以C为,D为;D中羟基发生消去反应生成E,则E为或;E与氢气加成生成F,F生成G,G在浓硫酸、加热的条件下发生消去反应生成H,则H为,H与氢气加成生成I,则I为,I中酯基水解生成K。答案:加成(还原)反应消去反应根据反应条件判断反应类型的方法1.消去反应(1)对于醇羟基的消去,控制反应的温度十分重要,如乙醇在浓硫酸存在下,170℃时发生消去反应生成乙烯,在140℃时发生取代反应(分子间脱水)生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。浓硫酸的作用是催化剂,同时具有脱水和吸水的作用。(2)卤素原子的消去,必须使用相应的醇作为溶剂(非水溶剂),因为卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应(水解反应)生成醇。2.取代反应(1)烷烃发生卤代的条件:光照。(2)芳香烃发生苯环上卤代的条件:催化剂(Fe或FeBr3)。(3)卤代烃水解的条件:NaOH/水溶液、加热。(4)醇和羧酸的酯化反应条件:浓硫酸、加热。(5)苯环上的硝化反应条件:浓硝酸和浓硫酸的混酸、加热。(6)苯环上的磺化反应条件:浓硫酸、加热。3.加成反应含或—C≡C—的加成反应:①H2(催化剂);②Br2(CCl4溶液)。4.氧化反应含—CHO的有机物的氧化反应:与银氨溶液或新制Cu(OH)2共热。[对点精练4]富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”,可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线:ABC富马酸富血铁回答下列问题:写出下列转化的化学方程式,并指明反应类型。(1)A→B:,反应;(2)B→:,反应;

(3)→C:,反应;

(4)C→:,反应。

解析:环己烷与氯气在光照条件下生成的B为卤代烃,B发生消去反应生成环己烯,则B为,环己烯与溴发生加成反应生成的C为,C再发生消去反应生成,与氯气发生取代反应生成,发生氧化反应生成,再发生消去反应、中和反应得到,进行酸化得到的富马酸为。答案:(1)+Cl2+HCl取代(2)+NaOH+NaCl+H2O消去(3)+Br2加成(4)+2NaOH+2NaBr+2H2O消去角度三根据反应物、产物的结构变化判断反应类型[典例5](2021·浙江6月选考)关于有机反应类型,下列判断不正确的是()A.CH≡CH+HClCH2CHCl(加成反应)B.CH3CH(Br)CH3+KOHCH2CHCH3↑+KBr+H2O(消去反应)C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(还原反应)D.CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O(取代反应)解析:乙炔和氯化氢在催化剂及加热条件下反应,乙炔中碳碳三键中有一条化学键断裂,氯化氢中的氢原子和氯原子分别加在乙炔的两个碳原子上,属于加成反应,A判断正确;2-溴丙烷和氢氧化钾的醇溶液反应,溴原子与其邻位碳上的氢原子发生消去反应生成碳碳双键,B判断正确;乙醇被氧气氧化为乙醛,有机反应中去H或加O的反应称为氧化反应,C判断错误;乙酸与乙醇的反应为取代反应,D判断正确。答案:C根据反应物、产物的结构不同判断反应类型的方法(1)加成反应加成反应的特点:“只上不下”,由反应物和反应特点可判断产物。①烯烃+H2烷烃;②羰基+H2醇;③烯烃+H2O醇;④苯环+H2环己烷。(2)消去反应消去反应的特点:“只下不上”,由饱和键变成不饱和键。①醇烯烃;②卤代烃烯烃或炔烃。(3)氧化反应氧化反应的特点:“加氧或去氢”。①醇醛酸;②;③烯烃双键断裂,生成相应的羧酸、醛或酮(特殊情况下也会生成CO2和水)。[对点精练5]聚丙烯酸乙酯常用作织物和皮革处理剂,工业上以乙烯和丙烯酸为原料合成聚丙烯酸乙酯的流程如图:下列说法错误的是(D)A.①②③的反应类型依次为加成反应、取代