高考化学总复习第十二单元第3讲烃的含氧衍生物课件新人教版.pptx

1、,第3讲 烃的含氧衍生物,选修5,有机化学基础,悟剑：课堂精讲,醇类的结构与性质,1.概念 (1) 上的氢原子被羟基取代形成的化合物称为醇,饱和一元醇的通式为 。 2.分类,烃分子中饱和碳原子,CnH2n+2O(n1)(或CnH2n+1OH),C2H5OH,3.物理性质的变化规律 (1)溶解性 低级脂肪醇于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而。 (2)密度 一元脂肪醇的密度一般小于1 gcm-3。 (3)沸点 a.直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐。 b.醇分子间存在,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。,易溶,减小,升高,氢键,4.由断键方式

2、理解醇的化学性质 如图所示将醇分子中的化学键进行标号:,以1-丙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键部位。 (1)与Na反应 ,。,2CH3CH2CH2OH+2Na 2CH3CH2CH2ONa+H2,a,(2)催化氧化 ,。 (3)与HBr的取代 ,。 (4)在浓硫酸,加热的条件下的消去反应 ,。 (5)与乙酸的酯化反应 , 。,2CH3CH2CH2OH+O2 2CH3CH2CHO+2H2O,ac,CH3CH2CH2OH+HBr CH3CH2CH2Br+H2O,b,CH3CH2CH2OH +H2O,be,CH3CH2CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH2CH3+H2O,

3、a,5.醇的催化氧化规律 醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。,6.醇的消去规律 醇分子中,连有羟基(OH)的碳原子必须有相邻的碳原子,并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才可发生消去反应,生成不饱和键。可表示为 +H2O。,7.几种常见的醇,1.下列关于醇的叙述错误的是()。 A.CH3OH和CH2OHCH2OH都属于醇类,且二者互为同系物 B.CH3CH2OH在水中的溶解度大于 在水中的溶解度 C.乙醇分子间脱水属于取代反应 D.醇能与羧酸发生酯化反应,答案,A,2.下列各醇中,既能发生消去反应又能发生催化氧化反应的是()。 A.CH3OHB. C.

4、D.,B,答案,3.分子式为C4H10O的醇有四种同分异构体,其中: (1)能发生催化氧化生成醛的醇结构简式为 。 (2)能发生催化氧化生成酮的醇结构简式为 。 (3)不能发生催化氧化的醇结构简式为 。,答案,CH3CH2CH2CH2OH和,酚的结构与性质,1.组成与结构,C6H5OH,C6H6O,苯环,2.物理性质,酒精,3.化学性质 (1)羟基中氢原子的反应弱酸性 电离方程式:C6H5OH C6H5O-+H+,俗称石炭酸,酸性很弱,不能使石蕊试液变红。 由于苯环对羟基的影响,使羟基上的氢更易电离,苯酚的酸性比乙醇的酸性强。 a.与活泼金属反应 与Na反应的化学方程式: 。,2C6H5OH+

5、2Na 2C6H5ONa+H2,b.与碱反应 苯酚的浑浊液 现象为 现象为 。该过程中发生反应的化学方程式分别为 ; 。,因为酸性H2CO3 HCO3-,所以 +Na2CO3 +NaHCO3,因此向 溶液中通入CO2只能生成NaHCO3,与通入CO2量的多少无关。,液体变澄清,溶液又变浑浊,+NaOH +H2O,+H2O+CO2 +NaHCO3,(2)苯环上氢原子的取代反应:由于羟基对苯环的影响,使苯环上的氢更易被取代。苯酚与浓溴水反应的化学方程式: +3Br2 +3HBr。 该反应能产生白色沉淀,常用于苯酚的定性检验和定量测定。 (3)显色反应:苯酚与FeCl3溶液作用呈紫色,利用这一反应可

6、以检验苯酚的存在。 (4)加成反应 与H2: 。,+3H2,(5)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性KMnO4溶液氧化;容易燃烧。 (6)缩聚反应 n +nHCHO 。 4.脂肪醇、芳香醇、酚的比较,+(n-1)H2O,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性。() (2)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤。() (3)分子式为C7H8O的芳香类有机物有5种同分异构体。() (4) 和 含有的官能团相同,二者的化学性质相同。() (5)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。() (6)酚与芳香醇属于不

7、同类别的有机物,不互为同系物。() (7) 溶液与少量CO2反应生成NaHCO3,而不生成Na2CO3。(),答案,2.汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用,其结构简式如图所示。 下列有关汉叙述正确的是()。 A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5 B.该物质遇FeCl3溶液显紫色 C.1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1 mol Br2 D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种,解析,答案,B,解析： A项,汉黄芩素的分子式为C16H12O5,错误;B项,汉黄芩素含有酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色,正确;C项,1 mol汉黄芩素与溴水发生取代

8、反应和加成反应,最多消耗2 mol Br2,错误;D项,汉黄芩素中的苯环、羰基和碳碳双键均可与H2发生加成反应,所以与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少2种,错误。,3.白藜芦醇( )广泛存在于食物(如桑葚、花生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性。 (1)1 mol该化合物最终可消耗Br2或H2的物质的量分别是()。 A.1 mol,1 mol B.3.5 mol,7 mol C.3.5 mol,6 mol D.6 mol,7 mol (2)下列不能与白藜芦醇反应的是()。 A.Na2CO3溶液 B.FeCl3溶液 C.NaHCO3溶液 D.酸性KMnO4溶液,D,C,答案,醛的

9、结构与性质,1.醛的概念 醛是由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物,官能团为CHO,饱和一元醛的分子通式为CnH2nO(n1)。 2.甲醛、乙醛的分子组成和结构,3.甲醛、乙醛的物理性质,4.化学性质(以乙醛为例) 醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为醇 醛 羧酸。,气体,液体,请写出乙醛的主要反应的化学方程式:,CH3CHO+H2 CH3CH2OH,2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O,CH3CHO+2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+3NH3+2Ag+H2O,CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O,2CH3CHO+O2 2C

10、H3COOH,5.在生产、生活中的作用和影响 (1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。 (2)35%40%的甲醛水溶液称为,具有杀菌消毒作用和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。 (3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响很大,是室内的主要污染物之一。,福尔马林,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)醛基能写成CHO或 ,不能写成COH。() (2)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应均需在碱性条件下。() (3)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。() (4)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇。()

11、(5)1 mol HCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应,最多生成2 mol Ag。() (6)甲酸具有醛的部分化学性质。(),答案,2.下列关于丙烯醛( )的叙述正确的是()。 A.丙烯醛是乙醛的同系物 B.向丙烯醛中加入酸性高锰酸钾溶液后,丙烯醛可被氧化成 C.1 mol丙烯醛最多能与2 mol H2发生加成反应 D.1 mol丙烯醛最多能与含有2 mol Br2的溴水发生加成反应,答案,C,3.香茅醛( )可作为合成青蒿素的中间体,下列关于香茅醛的叙述正确的有()。 A.分子式为C10H20O B.不能发生银镜反应 C.可使酸性KMnO4溶液褪色 D.分子中有7种不同化学环境的氢

12、原子,答案,C,羧酸的结构与性质,1.概念 羧酸是由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为 。 饱和一元羧酸分子的通式为 。 2.甲酸和乙酸的分子组成和结构,COOH,CnH2nO2(n1),3.物理性质 (1)乙酸,(2)低级饱和一元羧酸:一般易溶于水且溶解度随碳原子数的增加而降低。 4.化学性质 (1)酸的通性:乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液里的电离方程式为CH3COOH H+CH3COO-。,请写出乙酸表现酸性的主要现象或化学方程式:,2CH3COOH+2Na 2CH3COONa+H2,2CH3COOH+CaO (CH3COO)2Ca+H2O,CH3COOH+NaOH

13、 CH3COONa+H2O,2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+CO2+H2O,(2)酯化反应:CH3COOH和CH3C OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+C2 OH CH3CO18OCH2CH3+H2O。 5.乙酸、水、乙醇和碳酸分子中羟基氢活泼性的比较,1.某有机物X的结构简式如图所示。若1 mol X分别与足量的H2、Na、NaOH、NaHCO3恰好完全反应,则消耗H2、Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为()。 A.4321 B.3321 C.4322 D.3322,答案,A,2.某重要有机合成中间体X的结构如图所示,下列有关该物质的说法正确的是()

14、。 A.X分子中所有碳原子一定共平面 B.X可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,且原理不相同 C.标准状况下1 mol X分别和足量Na和NaHCO3反应,生成气体体积相同 D.X与庚二酸( )互为同分异构体,解析,答案,B,解析：分子中碳碳单键是可以绕键轴旋转的,所以不能保证所有碳原子一定共平面,A项错误。X使溴水褪色的原理是碳碳双键与溴水的加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色的原理是碳碳双键被高锰酸钾氧化,B项正确。X与金属Na或与NaHCO3反应,都是COOH上活泼氢的作用,1 mol X和足量Na反应得到0.5 mol氢气,和足量NaHCO3反应得到1 mol二氧化碳气体,C项错误。X中有

15、3个氧原子,庚二酸分子中有4个氧原子,所以不可能互为同分异构体,D项错误。,3.对羟基扁桃酸是合成农药、香料等的重要中间体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得。 +OHCCOOH 下列有关说法不正确的是()。 A.上述三种物质都能与金属钠反应 B.1 mol乙醛酸与足量碳酸氢钠溶液反应能生成1 mol气体 C.对羟基扁桃酸可发生加成反应、取代反应和缩聚反应 D.1 mol对羟基扁桃酸与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 mol NaOH,D,解析,答案,解析：上述三种物质中分别有酚羟基、羧基、羟基和羧基,都能与钠反应,A项正确;1 mol乙醛酸中含有1 mol羧基,与碳酸氢钠溶液反应能生成

16、1 mol二氧化碳,B项正确;对羟基扁桃酸含有苯环,能发生加成反应,含有羟基和羧基,能发生取代反应、缩聚反应,C项正确;对羟基扁桃酸中的酚羟基、羧基能与NaOH溶液反应,1 mol该物质最多可消耗2 mol NaOH,D项错误。,酯的结构与性质,1.酯的结构 羧酸分子羧基中的OH被OR取代后的产物。可简写为RCOOR,官能团为 。 2.酯的性质 (1)低级酯的物理性质,(2)化学性质(水解反应) 反应原理: 实例: 如CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH、CH3COOC2H5+NaOH CH3C

17、OONa+C2H5OH。 无机酸只起催化作用,碱除起催化作用外,还能中和生成的酸,使水解程度增大。,1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)酯的水解反应为取代反应。() (2)在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。() (3)羧基和酯基中的 均能与H2加成。() (4)1 mol酯基水解时,只能消耗1 mol NaOH。(),答案,2.一种新药物结构如图所示,下列有关该化合物的说法正确的是()。 A.分子式为C17H17N2O6 B.能发生水解反应、聚合反应、取代反应 C.能与氢气发生加成反应,但不能与溴的四氯化碳溶液反应 D.分子中含

18、有三种不同的官能团,解析,答案,B,解析：从分子结构可知其分子式为C17H18N2O6,A项错误;该有机物中含有酯基,能够发生水解、取代反应,含有碳碳双键,能够发生加聚反应,B项正确;含有碳碳双键,既能与氢气发生加成反应,又能与溴发生加成反应,C项错误;分子中含有酯基、硝基、碳碳双键、亚氨基四种官能团,D项错误。,3.某有机物的分子式为C4H8O2,下列有关其同分异构体数目的说法中错误的是()。 A.属于酯类的有4种 B.属于羧酸类的有2种 C.既含有羟基又含有醛基的有3种 D.存在分子中含有六元环的同分异构体 4.有芳香气味的分子式为C9H18O2的有机物在酸性条件下加热可水解产生相对分子质

19、量相同的两种有机物,则符合此条件的C9H18O2的结构有()。 A.8种B.14种C.16种D.18种,答案,C,C,常见有机反应类型总结,1.判断有机反应类型的常用方法 (1)根据官能团种类判断发生的反应类型。 (2)根据特定的反应条件判断反应类型。 (3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。 2.常见有机反应类型与有机物类型的关系,1.某有机物的结构简式为 ,则其不可能发生的反应有()。 加成反应 取代反应 消去反应 氧化反应 水解反应 与氢氧化钠反应 与Fe2+反应 A. B. C. D.,答案解析,解析：该有机物分子中含有酚羟基、酯基、氯原子、碳碳双键,因此兼有苯酚、酯、卤代烃、烯

20、烃的化学性质,能发生加成反应、取代反应、氧化反应、水解反应(酸性或碱性均可),在NaOH醇溶液和加热条件下可发生消去反应(卤代烃消去),可与Fe3+发生显色反应,但不能与Fe2+反应。,D,2.有机物M的结构简式为 ,下列关于M的说法错误的是()。 A.分子中含有3种官能团 B.1 mol M最多可与3 mol NaOH反应 C.一定条件下可发生取代、加成、加聚反应 D.能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,答案,B,烃的衍生物之间的转化,一、烃和烃的衍生物转化关系图,二、有机物的推断 1.有机推断题的解题思维模型,2.有机推断的突破口 (1)根据反应中特殊条件进行推断 NaOH水溶液卤

21、代烃、酯类的水解反应。,NaOH醇溶液,加热卤代烃的消去反应。 浓硫酸,加热醇消去、酯化、苯环的硝化等反应。 溴水或溴的CCl4溶液烯烃、炔烃的加成反应,酚的取代反应。 O2/Cu,加热醇的催化氧化反应。 新制的Cu(OH)2悬浊液,加热(或银氨溶液,水浴加热)醛氧化成羧酸的反应。 稀硫酸酯的水解等反应。 H2,催化剂烯烃、炔烃的加成,芳香烃的加成,醛还原成醇的反应。 光照烷基上的氢原子被卤素原子取代。 Fe或FeX3(X为卤素原子)苯环上的氢原子被卤素原子取代。,(2)根据特征现象进行推断 使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、酚羟基(产生白色沉淀)等。 使酸性KMnO4溶液

22、褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或苯的同系物等。 遇FeCl3溶液显紫色,说明该物质中含有酚羟基。 与新制的Cu(OH)2悬浊液在加热煮沸时有砖红色沉淀生成,或能发生银镜反应,说明该物质中含有CHO。 与金属Na反应有H2产生,表示该物质中可能含有OH或COOH。 与NaHCO3溶液反应有气体放出,表示该物质中含有COOH。,遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 遇I2变蓝,则说明该物质为淀粉。 (3)根据某些产物推知官能团的位置 由醇催化氧化成醛(或羧酸),可确定OH在链端;由醇催化氧化成酮,可确定OH在链中;若该醇不能被催化氧化,可确定与OH相连的碳原子上无氢原

23、子。 由取代产物的种类可确定碳链结构。 由加氢后碳架结构确定 或CC的位置。 由有机物发生酯化反应能生成环酯或聚酯,可确定有机物是羟基酸,并根据环的结构,可确定OH与COOH的相对位置。,(4)根据数据确定官能团的数目 2OH(醇、酚、羧酸) H2 2COOH CO2,COOH CO2 , CC(或二烯、烯醛)CH2CH2,某有机物与足量的醋酸反应后相对分子质量增加42,则该有机物中含有1个 OH;增加84,则含有2个OH。,由CHO转变为COOH,相对分子质量增加16;若增加32,则含2个CHO。 当醇被氧化成醛或酮后,若相对分子质量减小2,则含有1个OH;若相对分子质量减小4,则含有2个O

24、H。 (5)依据有机物之间的转化关系推断有机物的类别 醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示:,上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则: A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。 A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。 A分子中含CH2OH结构。 若D能发生银镜反应,则A为CH3OH,B为HCHO,C为HCOOH,D为HCOOCH3。 (6)根据核磁共振氢谱推断有机物的结构 有机物的分子中有几种氢原子,在核磁共振氢谱中就出现几种峰,峰面积的大小和氢原子个数成正比。,三、有机物的合成 1.有机合成题的解题思路,

25、2.有机合成中碳骨架的构建 (1)碳链增长的反应 加聚反应; 缩聚反应; 酯化反应; 利用题目信息所给反应,如醛酮中的羰基与HCN加成, CH3CHO+HCN ;,醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有-H); 苯环上的烷基化反应: +RCl +HCl; 卤代烃与活泼金属作用:2CH3Cl+2Na CH3CH3+2NaCl。 (2)碳链减短的反应 烷烃的裂化反应; 酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;,利用题目信息所给反应,如烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应,(3)常见由链成环的反应 二元醇成环:HOCH2CH2OH +H2O; 羟基酸酯化成环: 如 +H2O; 氨基酸成环: 如H2NCH2C

26、H2COOH +H2O;,二元羧酸成环: 如HOOCCH2CH2COOH +H2O; 利用题目所给信息成环,如常给信息二烯烃与单烯烃的成环: + 。,3.有机合成中官能团的转化,(1)官能团的引入,4.官能团的保护 (1)酚羟基的保护:因酚羟基易被氧化,所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH反应,把OH变为ONa将其保护起来,待氧化后再酸化将其转变为OH。 (2)碳碳双键的保护:碳碳双键也容易被氧化,在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(NH2)的保护:如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把CH3氧化成COOH之后,再把NO2还原为NH2。防止当酸性KMnO4溶