化學(xué) 第二章 官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng) 烴 微型專(zhuān)題3 魯科版選修5

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1、微型專(zhuān)題3鹵代烴、醇和酚的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第2章官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng)烴的衍生物學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.掌握鹵代烴、醇、酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)及其同分異構(gòu)現(xiàn)象。2.掌握鹵代烴、醇、酚的化學(xué)性質(zhì)及有關(guān)反應(yīng)類(lèi)型，推測(cè)多官能團(tuán)有機(jī)物具有的性質(zhì)及反應(yīng)類(lèi)型。3.掌握鹵代烴、醇、酚在有機(jī)合成推斷中的綜合應(yīng)用。一、鹵代烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及其在有機(jī)合成中的作用1.鹵代烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鹵代烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)例例1(2017遼寧師大附中高二月考)在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為RCH2CH2X的鹵代烴中化學(xué)鍵如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是 A.發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，被破壞的鍵是和B.發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，被破壞的鍵是和C.發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，被破壞的鍵是D.發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，被破

2、壞的鍵是和答案解析解析解析鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)生成醇，則只斷裂CX鍵，即圖中；鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)，斷裂CX鍵和鄰位C上的CH鍵，則斷裂，故選C。規(guī)律總結(jié)鹵代烴的消去反應(yīng)和水解反應(yīng)比較鹵代烴的消去反應(yīng)和水解反應(yīng)比較消去反應(yīng)水解反應(yīng)反應(yīng)條件NaOH醇溶液、加熱NaOH水溶液、加熱實(shí)質(zhì)失去HX分子，形成不飽和鍵X被OH取代鍵的變化CX與CH斷裂形成 或CC與HXCX斷裂形成COH鍵鹵代烴的結(jié)構(gòu)要求與鹵原子相連的碳原子的鄰碳原子上有氫原子含有X的鹵代烴絕大多數(shù)都可以水解化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)有機(jī)物碳骨架不變，官能團(tuán)由X變?yōu)?或CC 有機(jī)物碳骨架不變，官能團(tuán)由X變?yōu)镺H主要產(chǎn)物烯烴或炔烴醇例例2某烴類(lèi)化合物A的質(zhì)譜

3、圖表明其相對(duì)分子質(zhì)量為84，紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵，且分子中只有一種類(lèi)型的氫。(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。答案解析解析解析用商余法先求該烴的化學(xué)式，n(CH2)84/146，化學(xué)式為C6H12，分子中含有一個(gè)碳碳雙鍵，又只有一種類(lèi)型的氫，說(shuō)明分子結(jié)構(gòu)很對(duì)稱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。(2)A中的碳原子是否都處于同一平面？_(填“是”或“不是”)。答案解析是解析解析由于存在碳碳雙鍵，因此分子中所有碳原子共平面。(3)在下圖中，D1、D2互為同分異構(gòu)體，E1、E2互為同分異構(gòu)體。答案反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；2NaCl2H2O答案解析C的化學(xué)名稱是_；E2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_；、的反應(yīng)類(lèi)型依次是_、_。2,3-二甲

4、基-1,3-丁二烯加成反應(yīng)取代反應(yīng)(或水解反應(yīng))解析解析A和Cl2發(fā)生加成反應(yīng)，產(chǎn)物再經(jīng)反應(yīng)得共軛二烯烴C( )，D1是C和Br2發(fā)生1,2-加成反應(yīng)的產(chǎn)物，而D1和D2互為同分異構(gòu)體，可知D2是C和Br2發(fā)生1,4-加成的產(chǎn)物，生成物D1和D2分別再發(fā)生水解反應(yīng)生成醇E1和E2。規(guī)律方法通常情況下鹵代烴有兩個(gè)性質(zhì)：(1)在氫氧化鈉溶液中發(fā)生取代反應(yīng)生成醇類(lèi)化合物：如果此有機(jī)物含有一個(gè)鹵原子，則發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)只能在原有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)中引入一個(gè)OH，若此有機(jī)物含有兩個(gè)或多個(gè)鹵原子時(shí)，則在原有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)中會(huì)引入兩個(gè)或多個(gè)OH。(2)在氫氧化鈉的醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)形成不飽和的烴類(lèi)：若與和鹵原子相連

5、的碳原子相鄰的兩個(gè)碳原子上均含有氫原子時(shí)，則此有機(jī)物在發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)可能會(huì)形成兩種不同結(jié)構(gòu)的烯烴，如發(fā)生消發(fā)生消去反應(yīng)可生成或，二者互為同分異構(gòu)體；若相鄰的兩個(gè)碳原子上均含有鹵原子時(shí)，可發(fā)生消去反應(yīng)形成碳碳叁鍵，如發(fā)生消去反應(yīng)可生成。2.有機(jī)合成中鹵代烴的作用有機(jī)合成中鹵代烴的作用例例3用有機(jī)物甲可制備環(huán)己二烯( )，其反應(yīng)路線如圖所示：下列有關(guān)判斷正確的是 A.甲的化學(xué)名稱是苯B.乙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 C.反應(yīng)為加成反應(yīng)D.有機(jī)物丙既能發(fā)生加成反應(yīng)，又能發(fā)生取代反應(yīng)答案解析解析解析通過(guò)反應(yīng)的產(chǎn)物及反應(yīng)條件(Cl2/光照)可以推斷，該反應(yīng)是烷烴的取代反應(yīng)，所以甲為環(huán)己烷，A、C錯(cuò)誤；結(jié)合已知反應(yīng)可知

6、，乙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，B正確； 中有不飽和鍵，在溴的四氯化碳溶液中可以發(fā)生加成反應(yīng)，故丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ，丙不能發(fā)生加成反應(yīng)，D錯(cuò)誤。規(guī)律方法有機(jī)合成中，鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)形成碳碳雙鍵，碳碳雙鍵與鹵素單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)可形成二鹵代烴，二鹵代烴再發(fā)生消去反應(yīng)可形成碳碳叁鍵，也可形成兩個(gè)碳碳雙鍵，這樣就可達(dá)到在原來(lái)的有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)中引入新的官能團(tuán)或增加官能團(tuán)的數(shù)目。相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接 1.鹵代烴在有機(jī)合成中的作用鹵代烴在有機(jī)合成中的作用鹵代烴既可以發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴，又可以發(fā)生取代反應(yīng)引入羥基，所以在有機(jī)合成中引入官能團(tuán)時(shí)，常常使用鹵代烴作為中間橋梁，經(jīng)過(guò)消去、加成、取代等一系列反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。(

7、1)引入羥基官能團(tuán)制備醇或酚由于一些鹵代烴可以水解生成醇，故在有機(jī)合成題中常利用先生成鹵代烴，再水解引入羥基的方法來(lái)增加羥基的數(shù)目。(2)在分子指定位置引入官能團(tuán)在有機(jī)反應(yīng)中，反應(yīng)物相同而條件不同時(shí)，可得到不同的主產(chǎn)物。教師用書(shū)獨(dú)具(3)改變官能團(tuán)在碳鏈上的位置。由于不對(duì)稱的烯烴與HX加成時(shí)條件不同，會(huì)引起鹵原子連接的碳原子不同，又有鹵代烴在NaOH的水溶液中可發(fā)生取代反應(yīng)生成醇；在NaOH的醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成不飽和鍵，這樣可通過(guò)：鹵代烴a消去加成鹵代烴b水解，會(huì)使鹵原子的位置發(fā)生改變或引起其他官能團(tuán)(如OH)的位置發(fā)生改變。2.在烴分子中引入鹵素原子的方法在烴分子中引入鹵素原子的方法鹵

8、素原子的引入是改變分子性能的第一步反應(yīng)，在有機(jī)合成和有機(jī)推斷中起著橋梁的作用。在烴分子中引入X有以下兩種途徑：(1)烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)HBr(2)不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫等的加成反應(yīng)CH3CH=CH2Br2 CH3CHBrCH2BrCH3CH=CH2HBr CH3CHBrCH3CHCHHBrCH2=CHBr例例4分子式為C7H16O的飽和一元醇的同分異構(gòu)體有多種，在下列該醇的同分異構(gòu)體中，A. B. C. D.CH3(CH2)5CH2OH二、醇、酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)解析解析可以發(fā)生消去反應(yīng)，生成兩種單烯烴，表明與羥基相連的碳原子的相鄰碳原子上應(yīng)連有氫原子，且以O(shè)

9、H所連碳原子為中心，分子不對(duì)稱，C符合。(1)可以發(fā)生消去反應(yīng)，生成兩種單烯烴的是_(填字母，下同)。答案解析A. B. C. D.CH3(CH2)5CH2OHC解析解析可以發(fā)生催化氧化生成醛，說(shuō)明含有CH2OH結(jié)構(gòu)，D符合。(2)可以發(fā)生催化氧化生成醛的是_。答案解析A. B. C. D.CH3(CH2)5CH2OHD解析解析不能發(fā)生催化氧化，說(shuō)明羥基所連碳原子上沒(méi)有氫原子，B符合。(3)不能發(fā)生催化氧化的是_。答案解析A. B. C. D.CH3(CH2)5CH2OHB解析解析能被催化氧化為酮，說(shuō)明羥基所連碳原子上含有1個(gè)氫原子，A、C符合。(4)能被催化氧化為酮的有_種。答案解析A. B

10、. C. D.CH3(CH2)5CH2OH2解析解析能使酸性KMnO4溶液褪色，說(shuō)明羥基所連碳原子上含有氫原子，A、C、D符合。(5)能使酸性KMnO4溶液退色的有_種。答案解析A. B. C. D.CH3(CH2)5CH2OH3易誤辨析(1)醇發(fā)生消去反應(yīng)是失去羥基的同時(shí)，還要失去與羥基直接相連的碳原子的相鄰碳原子上的一個(gè)氫原子，因此，并不是所有的醇都能發(fā)生消去反應(yīng)。(2)醇能發(fā)生催化氧化反應(yīng)的條件是連有羥基(OH)的碳原子上必須有氫原子。連有羥基(OH)的碳原子上有氫原子的醇，其結(jié)構(gòu)不同，催化氧化的產(chǎn)物也不相同。2.酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例例5(2017江西崇義中學(xué)高二月考)下列物質(zhì)

11、除苯環(huán)外不含其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)，各取1mol與溴水充分反應(yīng)，消耗Br2的物質(zhì)的量按順序排列正確的是 漆酚： 白藜蘆醇： A.2mol、6molB.5mol、6molC.4mol、5molD.3mol、6mol答案解析白藜蘆醇中，溴可以取代酚羥基鄰、對(duì)位的氫原子，所以1mol白藜蘆醇要與5molBr2發(fā)生取代反應(yīng)，含1個(gè)碳碳雙鍵，可與1molBr2發(fā)生加成反應(yīng)，一共消耗6molBr2，故B項(xiàng)正確。易錯(cuò)警示酚類(lèi)物質(zhì)與溴水反應(yīng)時(shí)，是苯環(huán)上的氫原子與溴水發(fā)生的取代反應(yīng)，每取代一個(gè)氫原子消耗一分子溴單質(zhì)，而且是酚羥基鄰位或?qū)ξ簧系臍湓颖蝗〈?，間位上的氫原子不能取代。當(dāng)苯環(huán)連接多個(gè)酚羥基時(shí)，按照每個(gè)酚羥基的位

12、置分別獨(dú)立考慮即可。3.醇、酚結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較醇、酚結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較例例6苯酚( )在一定條件下能與氫氣加成得到環(huán)己醇( )。兩種化合物都含有羥基。下面關(guān)于這兩種有機(jī)物的敘述中，正確的是 A.都能發(fā)生消去反應(yīng)B.都能與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣C.都能和溴水發(fā)生取代反應(yīng)D.都能與FeCl3溶液作用顯紫色答案解析解析解析苯酚不能發(fā)生消去反應(yīng)；環(huán)己醇不能和溴水發(fā)生取代反應(yīng)，也不能與FeCl3溶液作用顯紫色；二者都能和金屬鈉反應(yīng)放出氫氣。易錯(cuò)辨析醇和酚盡管具有相同的官能團(tuán)羥基，但它們的烴基不同，由于烴基對(duì)羥基的影響，導(dǎo)致了醇和酚性質(zhì)的差異。例例7(2017北京懷柔區(qū)高二期末)芳香族化合物A、B、C的分子式均

13、為C7H8O。ABC加入氯化鐵溶液顯紫色無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象加入鈉放出氫氣放出氫氣不反應(yīng)苯環(huán)上一氯代物的種數(shù)233(1)A、B、C互為_(kāi)。答案解析同分異構(gòu)體解析解析化合物A中加入氯化鐵溶液顯紫色，說(shuō)明含有酚羥基，苯環(huán)上的一氯代物有2種，說(shuō)明羥基和甲基處于對(duì)位，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ；化合物B中加入氯化鐵溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明不含酚羥基，加入Na放出氫氣，說(shuō)明含有醇羥基，其苯環(huán)上一氯代物有3種，因此B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ；化合物C中加入FeCl3溶液、Na均無(wú)明顯現(xiàn)象，不反應(yīng)，且一氯代物有3種，說(shuō)明存在醚鍵，即C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 三者分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體。(2)A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為A_，B

14、_，C_。答案解析解析解析根據(jù)上述推斷，A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別是 解析解析由于羥基的影響，使苯環(huán)上的羥基所在碳原子的鄰位和對(duì)位上的氫變得活潑，發(fā)生取代反應(yīng)：2HBr。(3)A與濃溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。答案解析2Br2 (4)A的鈉鹽溶液中通入CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。答案解析解析解析碳酸的酸性強(qiáng)于酚羥基，因此有：H2OCO2 NaHCO3。(5)B與金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。答案解析解析解析金屬鈉把羥基上的氫置換出來(lái)，則有反應(yīng)：H2。規(guī)律總結(jié)(1)酚類(lèi)有機(jī)物的檢驗(yàn)方法是滴加FeCl3溶液顯紫色。(2)芳香醇、芳香醚和酚互為同分異構(gòu)體，他們的結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不同。4.鹵代烴、醇、酚結(jié)構(gòu)

15、和性質(zhì)的綜合鹵代烴、醇、酚結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合例例8(2017云南玉溪一中高二期中)1mol 分別與濃溴水和NaOH溶液完全反應(yīng)，消耗Br2和NaOH的物質(zhì)的量分別是 A.1mol、2mol B.2mol、3molC.3mol、2mol D.3mol、3mol解析解析由結(jié)構(gòu)可知，分子中含2個(gè)酚羥基、1個(gè)碳碳雙鍵、1個(gè)Cl，酚羥基的鄰、對(duì)位上的氫與溴水發(fā)生取代反應(yīng)，碳碳雙鍵與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，則1mol該物質(zhì)消耗3molBr2；酚羥基、Cl均可與NaOH反應(yīng)，則1mol該物質(zhì)消耗3molNaOH，故D項(xiàng)正確。答案解析方法點(diǎn)撥酚羥基、鹵素原子都能與NaOH溶液反應(yīng)，若苯環(huán)上鄰對(duì)位的位置不被占有，則酚的

16、苯環(huán)上羥基鄰對(duì)位能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)，另外碳碳雙鍵能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)。5.鹵代烴和醇的性質(zhì)在有機(jī)合成中的應(yīng)用鹵代烴和醇的性質(zhì)在有機(jī)合成中的應(yīng)用例例9(2017安徽蕪湖一中高二月考)已知：CH3CH=CH2HBr CH3CHBrCH3(主要產(chǎn)物)1mol某芳香烴A充分燃燒后可以得到8molCO2和4molH2O。該烴A在不同條件下能發(fā)生如下所示的一系列變化。(1)A的分子式為_(kāi)，F(xiàn)中的含氧官能團(tuán)名稱為_(kāi)。C8H8羥基答案解析解析解析1mol某芳香烴A充分燃燒后可以得到8molCO2和4molH2O，所以A分子中C原子與H原子個(gè)數(shù)均是8，則A的分子式為C8H8，可發(fā)生加聚反應(yīng)，所以A是苯乙烯；根

17、據(jù)已知信息反應(yīng)，苯乙烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)的主要產(chǎn)物D為 ，D發(fā)生水解反應(yīng)生成F，則F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 ，所以F中的含氧官能團(tuán)是羥基。(2)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)。答案解析消去反應(yīng)解析解析苯乙烯與溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，生成 在氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)，生成苯乙炔，所以E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是；的反應(yīng)類(lèi)型是消去反應(yīng)。解析解析反應(yīng)是苯乙烯的加聚反應(yīng)，生成聚苯乙烯。反應(yīng)是F與醋酸的酯化反應(yīng)。(3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；_，反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)。答案解析H2O酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))(4)下列關(guān)于F的說(shuō)法正確的是_(填序號(hào))。a.能發(fā)生消去反應(yīng)b.能與金屬鈉反應(yīng)c.1molF最多能和3mol氫氣反應(yīng)d

18、.分子式是C8H9解析解析F中含有苯環(huán)和羥基，且羥基所在C原子的鄰位C原子上有H原子，所以F可發(fā)生消去反應(yīng)；能與鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氣；1molF最多與3mol氫氣加成；F的分子式是C8H10O，故選abc。答案解析abc相關(guān)相關(guān)鏈接鏈接1.醇催化氧化反應(yīng)的規(guī)律醇催化氧化反應(yīng)的規(guī)律醇的催化氧化的反應(yīng)情況與跟羥基(OH)相連的碳原子上的氫原子的個(gè)數(shù)有關(guān)。教師用書(shū)獨(dú)具2.醇消去反應(yīng)的規(guī)律醇消去反應(yīng)的規(guī)律結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：醇分子中連有羥基(OH)的碳原子必須有相鄰的碳原子；該相鄰的碳子上必須連有氫原子，若沒(méi)有氫原子則不能發(fā)生消去反應(yīng)。若與羥基直接相連的碳原子上連有多個(gè)碳原子且這些碳原子上都有氫原子，發(fā)生消去反應(yīng)

19、時(shí)，能生成多種不飽和烴，其中生成的不飽和碳原子上連接的烴基較多的為主要反應(yīng)。例如：CH3CH=CHCH3H2O(主反應(yīng))CH3CH2CH=CH2H2O(副反應(yīng))3.醇、酚的醇、酚的比較比較類(lèi)別醇酚脂肪醇芳香醇苯酚結(jié)構(gòu)特點(diǎn) OH與鏈烴基相連OH與芳香烴側(cè)鏈相連OH與苯環(huán)直接相連實(shí)例CH3CH2OH官能團(tuán)OHOHOH主要化學(xué)性質(zhì)(1)與鈉反應(yīng)(2)取代反應(yīng)(3)脫水反應(yīng)(4)氧化反應(yīng)(5)酯化反應(yīng)(1)弱酸性(2)取代反應(yīng)(3)顯色反應(yīng)(4)加成反應(yīng)特性紅熱銅絲插入醇中有刺激性氣味(生成醛或酮)與FeCl3溶液反應(yīng)顯紫色4.苯、甲苯和苯酚的苯、甲苯和苯酚的比較比較苯甲苯苯酚結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式氧化反應(yīng)不被酸性KMnO4溶液氧化可被酸性KMnO4溶液氧化常溫下在空氣中被氧化，呈粉紅色與Br2的取代反應(yīng)溴的狀態(tài)液溴液溴濃溴水條件催化劑催化劑無(wú)催化劑產(chǎn)物甲苯的鄰、對(duì)兩種一溴代物特點(diǎn)苯酚與溴的取代反應(yīng)比苯、甲苯易進(jìn)行原因酚羥基對(duì)苯環(huán)的影響使苯環(huán)上的氫原子變得活潑，易被取代與H2的加成反應(yīng)條件催化劑、加熱催化劑、加熱催化劑、加熱本質(zhì)都含苯環(huán)，故都可發(fā)生加成反應(yīng)