高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十六 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 考點(diǎn)一 烴及烴的衍生物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案
《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十六 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 考點(diǎn)一 烴及烴的衍生物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十六 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 考點(diǎn)一 烴及烴的衍生物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案(45頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
專題二十六 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 考綱展示 命題探究 1 有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、分類與命名 (1)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ①有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn) ②有機(jī)物結(jié)構(gòu)的表示方法 名稱 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡式 鍵線式 丙烯 CH3CH===CH2 乙醇 CH3CH2OH 續(xù)表 名稱 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡式 鍵線式 乙酸 CH3COOH (2)有機(jī)物的分類 ①根據(jù)分子組成中是否有C、H以外的元素,分為烴和烴的衍生物。 ②根據(jù)分子中碳骨架的形狀分類 ③按官能團(tuán)分類 a.烴的衍生物:烴分子里的氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代后的產(chǎn)物。 b.官能團(tuán):決定有機(jī)化合物特殊性質(zhì)的原子或原子團(tuán)。 c.有機(jī)物的主要類別、官能團(tuán)和典型代表物 類別 官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)及名稱 典型代表物的名稱和結(jié)構(gòu)簡式 烴 烷烴 — 甲烷 CH4 烯烴 雙鍵 乙烯 CH2===CH2 炔烴 —C≡C—三鍵 乙炔 CH≡CH 芳香烴 — 苯 烴 的 衍 生 物 鹵代烴 —X鹵素原子 溴乙烷 CH3CH2Br 醇 —OH羥基 乙醇 CH3CH2OH 醚 醚鍵 乙醚CH3CH2—O—CH2CH3 酚 —OH羥基 苯酚 醛 醛基 乙醛 酮 羰基 丙酮 羧酸 羧基 乙酸 酯 酯基 乙酸乙酯 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)官能團(tuán)的書寫必須注意規(guī)范性,常出現(xiàn)的錯(cuò)誤有把“”錯(cuò)寫成“C===C”,“—CHO”錯(cuò)寫成“CHO—”或“—COH”。 (2)苯環(huán)不屬于官能團(tuán),但是芳香化合物與鏈狀有機(jī)物或脂環(huán)有機(jī)物相比,有明顯不同的化學(xué)特征,這是由苯環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)所決定的。 (3)醇類和酚類物質(zhì)的官能團(tuán)都是羥基(—OH),二者的差別是羥基是否直接連在苯環(huán)上,羥基直接連在苯環(huán)上的是酚類,如,羥基不直接連在苯環(huán)上的是醇類,如。 (4)醛和酮有機(jī)物中都含有羰基(),當(dāng)與—H相連時(shí)(即分子中含有)形成的化合物屬于醛;當(dāng)與烴基相連時(shí)(即分子中含有)形成的化合物屬于酮。 (5)羧酸和酯:這兩類有機(jī)物中都含有。當(dāng)與—H相連時(shí)(即分子中含有)形成的化合物屬于羧酸;當(dāng)與烴基相連時(shí)(即分子中含有)形成的化合物屬于酯。 (3)有機(jī)物的命名 ①烷烴的習(xí)慣命名法 如C5H12的同分異構(gòu)體有三種,分別是CH3(CH2)3CH3(正戊烷),CH3CH(CH3)CH2CH3(異戊烷),C(CH3)4(新戊烷)(用習(xí)慣命名法命名)。 ②烷烴的系統(tǒng)命名法 烷烴的命名需經(jīng)過選主鏈、編序號、定名稱三步,基本原則有: a.最長、最多定主鏈。 當(dāng)有幾個(gè)相同長度的不同碳鏈時(shí),選擇含支鏈最多的一個(gè)作為主鏈。 b.編號位要遵循“近”“簡”和“小”的原則。 原則 解釋 首先要考慮“近” 以離支鏈較近的主鏈一端為起點(diǎn)編號 同“近”考慮“簡” 有兩個(gè)不同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端同近的位置,則從較簡單的支鏈一端開始編號 同“近”、同“簡”,考慮“小” 若有兩個(gè)相同的支鏈,且分別處于距主鏈兩端同近的位置,而中間還有其他支鏈,從主鏈的兩個(gè)方向編號,可得到兩種不同的編號系列,兩系列中各位次之和最小者即為正確的編號 c.寫名稱:例如: 首先將支鏈的名稱寫在主鏈名稱的前面,并用阿拉伯?dāng)?shù)字注明其在主鏈上所處的位置,數(shù)字與支鏈名稱之間用短線隔開;其次如果主鏈上有多個(gè)不同的支鏈,把簡單的寫在前面,復(fù)雜的寫在后面;再次,如果主鏈上有相同的支鏈,應(yīng)將相同支鏈合并,用“二”“三”等數(shù)字表示支鏈的個(gè)數(shù),兩個(gè)表示支鏈位置的阿拉伯?dāng)?shù)字之間用“,”隔開。示例物質(zhì)的名稱及名稱中各部分的意義如圖所示。 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)命名時(shí)常見的烷基名稱 甲基:—CH3 乙基:—CH2CH3 丙基:—CH2CH2CH3 異丙基:CCH3HCH3 (2)1甲基,2乙基,3丙基是常見的命名錯(cuò)誤,若1號碳原子上有甲基或2號碳原子上有乙基,則主鏈碳原子數(shù)都將增加1,使主鏈發(fā)生變化。 ③烯烴和炔烴的命名 如命名為4甲基1戊炔。 ④苯的同系物的命名 a.苯作為母體,其他基團(tuán)作為取代基。例如:苯分子中的氫原子被甲基取代后生成甲苯,被乙基取代后生成乙苯,如果兩個(gè)氫原子被兩個(gè)甲基取代則生成二甲苯,其有三種同分異構(gòu)體,可分別用鄰、間、對表示。 b.將某個(gè)甲基所在的碳原子的位置編為1號,選取最小位次給另一個(gè)甲基編號。 ⑤烴的衍生物的命名 烴的衍生物等有機(jī)化合物命名時(shí),一般也需經(jīng)過選母體、編序號、寫名稱三個(gè)步驟。如鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸等都含有官能團(tuán),如果官能團(tuán)中沒有碳原子(如—OH),則母體的主鏈必須盡可能多地包含與官能團(tuán)相連接的碳原子;如果官能團(tuán)含有碳原子(如—CHO),則母體的主鏈必須盡可能多地包含這些官能團(tuán)上的碳原子,在編序號時(shí),應(yīng)盡可能讓官能團(tuán)或取代基的位次最小。 ⑥酯的命名 酯類化合物是根據(jù)生成酯的酸和醇的名稱來命名的。如的名稱是苯甲酸乙酯。注意區(qū)分幾種易混的酯:的名稱是乙二酸乙二酯;的名稱是二乙酸乙二酯;的名稱是乙二酸二乙酯。 2 研究有機(jī)物的一般步驟和方法 (1)研究有機(jī)化合物的基本步驟 (2)分離、提純有機(jī)化合物的常用方法 ①蒸餾和重結(jié)晶 適用對象 要求 蒸餾 常用于分離、提純液態(tài)有機(jī)物 a.該有機(jī)物熱穩(wěn)定性較強(qiáng) b.該有機(jī)物與雜質(zhì)的沸點(diǎn)相差較大 重結(jié)晶 常用于分離、提純固態(tài)有機(jī)物 a.雜質(zhì)在所選溶劑中溶解度很小或很大 b.被提純的有機(jī)物在此溶劑中溶解度受溫度影響較大 ②萃取、分液 類型 原理 液—液萃取 利用有機(jī)物在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同,將有機(jī)物從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的過程 固—液萃取 用有機(jī)溶劑從固體物質(zhì)中溶解出有機(jī)物的過程 (3)有機(jī)物分子式的確定 ①元素分析 ②相對分子質(zhì)量的測定——質(zhì)譜法 可快速、精確地測定有機(jī)物的相對分子質(zhì)量。如圖所示為戊烷的質(zhì)譜圖。 質(zhì)荷比:分子離子與碎片離子的相對質(zhì)量與其電荷的比值。最大質(zhì)荷比即為分子的相對分子質(zhì)量。 (4)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的確定 ①化學(xué)方法 根據(jù)有機(jī)物的特殊反應(yīng),確定分子中的官能團(tuán),從而進(jìn)一步確定其結(jié)構(gòu)。 官能團(tuán)的種類 試劑與條件 判斷依據(jù) 碳碳雙鍵或碳碳三鍵 溴的四氯化碳溶液 橙紅色褪去 酸性KMnO4溶液 紫色褪去 鹵素原子 NaOH溶液、加熱,稀硝酸酸化的AgNO3溶液 有沉淀生成 醇羥基 鈉 有氣體放出 酚羥基 FeCl3溶液 顯紫色 濃溴水 有白色沉淀生成 羧基 NaHCO3溶液 有氣體放出 醛基 銀氨溶液、水浴加熱 有銀鏡出現(xiàn) 新制Cu(OH)2懸濁液、加熱煮沸 有紅色沉淀生成 酯基 NaOH與酚酞的混合液共熱 紅色褪去 ②物理方法 A.核磁共振氫譜:可推知有機(jī)物分子中有幾種不同類型的氫原子及它們的數(shù)目之比。 該未知物(C2H6O)的核磁共振氫譜有三個(gè)峰(如圖甲所示),峰面積之比是1∶2∶3,它們分別為羥基的一個(gè)氫原子、亞甲基(—CH2—)上的兩個(gè)氫原子和甲基上的三個(gè)氫原子的吸收峰。而二甲醚(CH3OCH3)中的六個(gè)氫原子均處于相同的化學(xué)環(huán)境中,只有一種氫原子,應(yīng)只有一個(gè)吸收峰(如圖乙所示)。 B.紅外光譜:可獲得分子中含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。 例如,某未知物(C2H6O)的紅外光譜圖(如圖所示)上發(fā)現(xiàn)有O—H鍵、C—H鍵和C—O鍵的振動(dòng)吸收。 因此,可以初步推測該未知物是含羥基的化合物,結(jié)構(gòu)簡式可寫為C2H5—OH。 從上述未知物的紅外光譜和核磁共振氫譜可知: a.紅外光譜圖表明其含有羥基(—OH)、C—O鍵和烴基C—H鍵紅外吸收峰; b.核磁共振氫譜有三種類型氫原子的吸收峰。 因此,未知物的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)該是CH3CH2OH,而不是CH3OCH3。 3 烴及烴的衍生物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) (1)脂肪烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) ①烷烴、烯烴、炔烴的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和通式 ②脂肪烴的物理性質(zhì) 性質(zhì) 變化規(guī)律 狀態(tài) 常溫下含有1~4個(gè)碳原子的烴都呈氣態(tài),隨著碳原子數(shù)的增多,逐漸過渡到液態(tài)、固態(tài) 沸點(diǎn) 隨著碳原子數(shù)的增多,沸點(diǎn)逐漸升高;同分異構(gòu)體之間,支鏈越多,沸點(diǎn)越低 相對密度 隨著碳原子數(shù)的增多,相對密度逐漸增大,但密度均比水小 水溶性 均難溶于水 ③脂肪烴的化學(xué)性質(zhì) A.烷烴的化學(xué)性質(zhì) a.取代反應(yīng) 如乙烷和氯氣生成一氯乙烷: CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl b.分解反應(yīng) c.燃燒反應(yīng) 燃燒通式為CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O。 B.烯烴的化學(xué)性質(zhì) a.與酸性KMnO4溶液的反應(yīng) 能使酸性KMnO4溶液褪色,發(fā)生氧化反應(yīng)。 b.燃燒反應(yīng) 燃燒通式為CnH2n+O2nCO2+nH2O。 c.加成反應(yīng) (1,4加成) d.加聚反應(yīng) C.炔烴的化學(xué)性質(zhì) a.與酸性KMnO4溶液的反應(yīng) 能使酸性KMnO4溶液褪色,發(fā)生氧化反應(yīng)。如: b.燃燒反應(yīng) 燃燒通式為 c.加成反應(yīng) d.加聚反應(yīng) ④乙烯和乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法 乙烯 乙炔 原理 CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+HC≡CH↑ 反應(yīng)裝置 收集方法 排水集氣法 排水集氣法或向下排空氣法 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) a.酒精與濃硫酸的體積比為1∶3;b.酒精與濃硫酸的混合方法:先在容器中加入酒精,再沿器壁慢慢加入濃硫酸,邊加邊冷卻邊攪拌;c.溫度計(jì)的水銀球應(yīng)插入反應(yīng)混合液的液面下;d.應(yīng)在混合液中加幾片碎瓷片防止暴沸;e.應(yīng)使溫度迅速升至170_℃;f.濃硫酸的作用:催化劑和脫水劑 a.因反應(yīng)放熱且電石易變成粉末,所以不能使用啟普發(fā)生器或其簡易裝置;b.為了得到比較平緩的乙炔氣流,可用飽和食鹽水代替水;c.因反應(yīng)太劇烈,可用分液漏斗控制滴水速度來控制反應(yīng)速率 凈化 因酒精會(huì)被碳化,且碳與濃硫酸反應(yīng),則乙烯中會(huì)混有CO2、SO2等雜質(zhì),可用盛有NaOH溶液的洗氣瓶除去 因電石中含有磷和硫元素,與水反應(yīng)會(huì)生成PH3和H2S等雜質(zhì),可用硫酸銅溶液除去 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)制取乙炔需要注意的問題 ①實(shí)驗(yàn)室不能用啟普發(fā)生器,原因有三點(diǎn):該反應(yīng)較劇烈,不易控制;反應(yīng)放出的大量熱,易損壞啟普發(fā)生器(受熱不均而炸裂);反應(yīng)后生成的石灰乳是糊狀,可夾帶少量CaC2進(jìn)入啟普發(fā)生器底部,堵住球形漏斗和底部容器之間的空隙,使啟普發(fā)生器失去作用,因此實(shí)驗(yàn)室一般用簡易裝置制備乙炔。 ②一般情況下用電石制得的乙炔氣中夾雜著H2S、PH3、AsH3等特殊臭味的氣體,可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去雜質(zhì)氣體。 ③為得到平穩(wěn)的乙炔氣流,需控制反應(yīng)速率,可用飽和食鹽水代替水,用分液漏斗控制流速,并加棉花,防止泡沫噴出。 (2)制乙烯時(shí)的注意問題 ①加熱時(shí)應(yīng)迅速升到170 ℃,因140 ℃時(shí)發(fā)生副反應(yīng):2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O。 ②在加熱過程中,濃硫酸的顏色由無色逐漸變成棕色,甚至變成黑褐色。 原因是乙醇被碳化: C2H5OH+2H2SO4(濃)2C+2SO2↑+5H2O C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O 所以制取的乙烯中還可能混有CO2、SO2等雜質(zhì)氣體。 ⑤天然氣、液化石油氣和汽油的主要成分及應(yīng)用 主要成分 應(yīng)用 天然氣 甲烷 燃料、化工原料 液化石油氣 丙烷、丁烷、丙烯、丁烯 燃料 汽油 C5~C11的烴類混合物 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 (2)芳香烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) ①苯與苯的同系物結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 苯 苯的同系物 化學(xué)式 C6H6 CnH2n-6(通式,n>6) 結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) 苯環(huán)上的碳碳鍵是介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的一種獨(dú)特的化學(xué)鍵 a.分子中含有一個(gè)苯環(huán) b.與苯環(huán)相連的是烷基 續(xù)表 苯 苯的同系物 主要化 學(xué)性質(zhì) A.能取代a.硝化: b.鹵代: B.能加成: C.難氧化,可燃燒,不能使酸性KMnO4溶液褪色 A.能取代 a.硝化: +3H2O b.鹵代: B.能加成:苯環(huán)加氫 C.易氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色: 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)苯與溴單質(zhì)要發(fā)生取代反應(yīng),必須用液溴,并且有合適的催化劑(如FeBr3)存在,苯與溴水不能發(fā)生取代反應(yīng)生成,只能將Br2從水中萃取出來。 (2)苯的同系物或芳香烴側(cè)鏈為烴基時(shí),不管烴基碳原子數(shù)為多少,只要直接與苯環(huán)相連的碳原子上有氫原子,均能被酸性KMnO4溶液氧化為羧基,且羧基直接與苯環(huán)相連。 (3)不是所有苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色,如就不能使酸性KMnO4溶液褪色,原因是與苯環(huán)直接相連的碳原子上沒有氫原子。 ?、诒降耐滴?、芳香烴、芳香族化合物的比較 苯的同系物 芳香烴 芳香族化合物 相同點(diǎn) 都含有碳、氫元素;都含有苯環(huán) 不同點(diǎn) 元素組成 只有碳、氫元素 除碳、氫元素外,還可能含有氧、氮等其他元素 結(jié)構(gòu) 含有一個(gè)苯環(huán),苯環(huán)上只有烴基 含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán),苯環(huán)上可能含有多種烴基 含有一個(gè)或多個(gè)苯環(huán),苯環(huán)可能含有多種取代基 相互關(guān)系 ③苯與其同系物的化學(xué)性質(zhì)的區(qū)別 A.側(cè)鏈對苯環(huán)的影響:a.苯的同系物比苯更易發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng),苯主要發(fā)生一元取代,而苯的同系物能發(fā)生鄰、對位取代,如苯與濃硝酸、濃硫酸混合加熱主要生成硝基苯,甲苯與濃硫酸、濃硝酸在一定條件下生成2,4,6三硝基甲苯(TNT)。b.苯的同系物發(fā)生鹵代反應(yīng)時(shí),在光照和催化劑條件下,鹵素原子取代氫的位置不同。 如 B.苯環(huán)對側(cè)鏈的影響:烷烴不易被氧化,但苯環(huán)上的烷基易被氧化。苯的同系物能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能,用此法鑒別苯和苯的同系物。 (3)鹵代烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物稱為鹵代烴。 ①物理性質(zhì) A.通常情況下,除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2===CHCl等少數(shù)為氣體外,其余為液體或固體。 B.沸點(diǎn): a.比同碳原子數(shù)的烷烴沸點(diǎn)高; b.互為同系物的鹵代烴,沸點(diǎn)隨分子內(nèi)碳原子數(shù)的增加而升高。 C.溶解性:水中難溶,有機(jī)溶劑中易溶。 D.密度:一氟代烴、一氯代烴密度比水小,其余比水大。 ②化學(xué)性質(zhì) A.水解反應(yīng) a.反應(yīng)條件:氫氧化鈉水溶液,加熱。 b.C2H5Br在堿性條件下水解的反應(yīng)式為 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr。 c.用R—X表示鹵代烴,堿性條件下水解方程式為 R—X+NaOHR—OH+NaX。 d.水解反應(yīng)規(guī)律 ⅰ.所有鹵代烴在NaOH的水溶液中均能發(fā)生水解反應(yīng)。 ⅱ.多鹵代烴水解可生成多元醇,如 B.消去反應(yīng) a.概念 有機(jī)化合物在一定條件下,從一個(gè)分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)小分子(如H2O、HBr等),而生成含不飽和鍵(如碳碳雙鍵或碳碳三鍵)化合物的反應(yīng)。 b.反應(yīng)條件:氫氧化鈉乙醇溶液,加熱。 c.溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)的化學(xué)方程式為 C2H5Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O。 d.+2NaOH+2NaX+2H2O。 e.消去反應(yīng)的規(guī)律 ⅰ.兩類鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 實(shí)例 與鹵素原子相連的碳沒有鄰位碳原子 CH3Cl 與鹵素原子相連的碳有鄰位碳原子,但鄰位碳原子上無氫原子 ⅱ.有兩種或三種鄰位碳原子,且碳原子上均帶有氫原子時(shí),發(fā)生消去反應(yīng)可生成不同的產(chǎn)物。例如: CH2===CH—CH2—CH3(或CH3—CH===CH—CH3)+NaCl+H2O。 BrCH2CH2Br+2NaOH+2NaBr+2H2O ③鹵代烴的制備 a.加成反應(yīng) 不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫等能發(fā)生加成反應(yīng),如: CH3—CH===CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br CH3—CH===CH2+HBr―→ ―→CH2===CHCl b.取代反應(yīng) 烷烴、芳香烴可以通過與鹵素單質(zhì)或鹵代氫發(fā)生取代反應(yīng),如: CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O ④鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn) A.實(shí)驗(yàn)原理 R—X+NaOHR—OH+NaX HNO3+NaOH===NaNO3+H2O AgNO3+NaX===AgX↓+NaNO3 根據(jù)沉淀(AgX)的顏色(白色、淺黃色、黃色)可確定鹵素(氯、溴、碘)。 B.實(shí)驗(yàn)步驟 a.取少量鹵代烴;b.加入NaOH溶液;c.加熱煮沸(或水浴加熱);d.冷卻;e.加入稀硝酸酸化;f.加入硝酸銀溶液。 C.實(shí)驗(yàn)說明 加入稀硝酸酸化,一是為了中和過量的NaOH,防止NaOH與AgNO3反應(yīng)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響;二是檢驗(yàn)生成的沉淀是否溶于稀硝酸。如果不加HNO3中和,則AgNO3溶液直接與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生暗褐色的Ag2O沉淀:NaOH+AgNO3===NaNO3+AgOH↓,2AgOH===Ag2O+H2O。 (4)醇、酚 ①醇的分類 ②醇的物理性質(zhì) A.低級的飽和一元醇為無色中性液體,具有特殊氣味。 B.溶解性:低級脂肪醇易溶于水,飽和一元醇的溶解度隨著分子中碳原子數(shù)的遞增而逐漸減小。例如:甲醇、乙醇、丙醇可與水以任意比混溶,含4至11個(gè)碳原子的醇為油狀液體,可以部分溶于水,含12個(gè)碳原子以上的醇為無色無味的蠟狀固體,不溶于水。 C.密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 gcm-3,與烷烴相似,隨著分子里碳原子數(shù)的遞增,密度逐漸增大。 D.沸點(diǎn) a.直鏈飽和一元醇的沸點(diǎn)隨著分子中碳原子數(shù)的遞增而逐漸升高。 b.醇分子間存在氫鍵,所以相對分子質(zhì)量相近的醇和烷烴相比,醇的沸點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烷烴。 ③醇的化學(xué)性質(zhì)(結(jié)合斷鍵方式理解) 條件 斷鍵位置 反應(yīng)類型 化學(xué)方程式(以乙醇為例) Na ① 置換反應(yīng) 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ HBr,△ ② 取代反應(yīng) CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O O2(Cu),△ ①③ 氧化反應(yīng) 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 濃硫酸,170 ℃ ②④ 消去反應(yīng) CH3CH2OH CH2===CH2↑+H2O 濃硫酸,140 ℃ ①或② 取代反應(yīng) 2CH3CH2OH C2H5—O—C2H5+H2O CH3COOH (濃硫酸) ① 取代(酯化)反應(yīng) CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O ④苯酚的組成與結(jié)構(gòu) 羥基與苯環(huán)直接相連而形成的化合物稱為酚。 a.“酚”是一種烴的含氧衍生物的總稱,其根本特征是羥基與苯環(huán)直接相連。 b.酚分子中的苯環(huán),可以是單環(huán),也可以是稠環(huán),也屬于酚。 c.酚與芳香醇屬于不同類別的有機(jī)物,不屬于同系物(如 d.苯酚是酚類化合物中最簡單的一元酚。 ⑤苯酚的物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 熔點(diǎn) 溶解性 腐蝕性 無色 晶體 特殊的氣味 較低(43 ℃) 室溫下,在水中的溶解度是9.3 g,當(dāng)溫度高于65 ℃時(shí),能與水混溶;易溶于乙醇等有機(jī)溶劑 有腐蝕性 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)苯酚易被空氣中的氧氣氧化而呈粉紅色。苯酚也能被一些強(qiáng)氧化劑如酸性KMnO4溶液等氧化。 (2)苯酚有毒,對皮膚有腐蝕性,使用時(shí)一定要小心,如不慎沾在皮膚上,應(yīng)立即用酒精洗滌,防止被其腐蝕。 ⑥酚的化學(xué)性質(zhì) A.羥基中氫原子的反應(yīng) a.弱酸性 電離方程式:C6H5OHC6H5O-+H+,俗稱石炭酸,酸性很弱,不能使石蕊試液變紅。 b.與活潑金屬反應(yīng) 與Na反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2C6H5OH+2Na―→2C6H5ONa+H2↑。 c.與堿的反應(yīng) 苯酚的渾濁液液體變澄清溶液變渾濁。 該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 生成的苯酚呈油狀,可用分液漏斗分離。 總結(jié):該反應(yīng)說明苯酚的酸性比碳酸弱(H2CO3>>HCO)。 B.苯環(huán)上氫原子的取代反應(yīng)(羥基影響苯環(huán)) 苯酚與濃溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 說明:a.此反應(yīng)十分靈敏,常用于苯酚的定性檢驗(yàn)和定量測定。 b.在苯酚與溴水的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,苯酚取少量,滴入的溴水要過量。這是因?yàn)樯傻娜灞椒右兹苡诒降扔袡C(jī)溶劑,使沉淀溶解,不利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 c.取代的位置是羥基的鄰、對位。 C.顯色反應(yīng) 苯酚跟FeCl3溶液作用顯紫色,利用這一反應(yīng)可以檢驗(yàn)苯酚的存在。 D.加成反應(yīng) E.縮聚反應(yīng) ⑦脂肪醇、芳香醇、酚和芳香醚的比較 類別 脂肪醇 芳香醇 酚 芳香醚 實(shí)例 CH3CH2OH C6H5CH2OH C6H5OH C6H5OCH3 官能團(tuán) —OH —OH —OH —O— 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 氧原子連接2個(gè)烴基 續(xù)表 類別 脂肪醇 芳香醇 酚 芳香醚 主要化學(xué)性質(zhì) 與鈉反應(yīng),取代反應(yīng),脫水反應(yīng),氧化反應(yīng),酯化反應(yīng)等 弱酸性,取代反應(yīng),顯色反應(yīng),加成反應(yīng)等 — 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 — 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)醇和酚均含有羥基,根據(jù)與羥基相連的烴基不同區(qū)分醇類和酚類。 (2)醇羥基與酚羥基都能與Na反應(yīng),酚羥基還能和NaOH、Na2CO3反應(yīng),兩者都不能和NaHCO3反應(yīng)。 (5)醛 ①概念 概念 官能團(tuán) 飽和一元醛 結(jié)構(gòu)簡式通式 分子式通式 由烴基和醛基相連而構(gòu)成的化合物 醛基(—CHO) CnH2nO ②分類 分類標(biāo)準(zhǔn) 物質(zhì)類別 舉例 根據(jù)分子中醛基所連烴基的不同 脂肪醛 乙醛、丙醛 芳香醛 苯甲醛 根據(jù)分子中醛基數(shù)目的多少 一元醛 甲醛、乙醛 二元醛 乙二醛 多元醛 — 根據(jù)烴基是否飽和 飽和醛 乙醛、甲醛 不飽和醛 丙烯醛 ③常見醛的物理性質(zhì) 物質(zhì) 顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性 甲醛 無色 刺激性氣味 氣體 — 易溶于水 乙醛 無色 刺激性氣味 液體 比水小 與水、乙醇互溶 ④化學(xué)性質(zhì)(以乙醛為例) 醛類物質(zhì)既有氧化性又有還原性,其氧化還原關(guān)系為: 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)醛類物質(zhì)發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)均需在堿性條件下進(jìn)行,前者由Ag(NH3)2OH電離提供OH-,后者由過量NaOH提供OH-而使溶液顯堿性。這兩個(gè)反應(yīng)用于醛基的檢驗(yàn)。含醛基的物質(zhì)并不一定叫醛,如葡萄糖、甲酸某酯等。 (2)乙醛能被銀氨溶液及新制Cu(OH)2懸濁液等弱氧化劑氧化,更容易被KMnO4、Br2等強(qiáng)氧化劑氧化,所以乙醛能與KMnO4酸性溶液及溴的四氯化碳溶液發(fā)生氧化反應(yīng)而褪色。 (3)當(dāng)羰基碳原子為端基碳原子,即羰基一端連有氫原子時(shí),則為醛;當(dāng)羰基碳原子兩端均連有碳原子時(shí),則為酮(如:丙酮) (4)醛基應(yīng)寫成—CHO,或?qū)懗桑荒軐懗伞狢OH(避免與醇混淆)。 ⑤特殊的醛——甲醛 a.甲醛又稱蟻醛,是最簡單的醛。分子式為CH2O,結(jié)構(gòu)式為 ,結(jié)構(gòu)簡式為HCHO。常溫下,甲醛是一種無色具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體,易溶于水。甲醛的水溶液俗稱福爾馬林。 b.甲醛與銀氨溶液和新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為: HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O HCHO+4Cu(OH)2CO2↑+2Cu2O↓+5H2O 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)除甲醛外,一元醛發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí),醛與生成的銀的物質(zhì)的量之比均為1∶2,而甲醛與生成的銀的物質(zhì)的量之比為1∶4。 (2)除甲醛外,一元醛與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)時(shí),醛與生成的Cu2O的物質(zhì)的量之比為1∶1,而甲醛與生成的Cu2O的物質(zhì)的量之比為1∶2。 (3)通常狀況下甲醛是烴的含氧衍生物中唯一的氣體物質(zhì)。 ⑥醛在生產(chǎn)、生活中的作用和對環(huán)境、健康產(chǎn)生的影響 a.醛是重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于合成纖維、醫(yī)藥、染料等行業(yè)。 b.35%~40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林;具有殺菌(用于種子殺菌)和防腐性能(用于浸制生物標(biāo)本)。 c.劣質(zhì)的裝飾材料中揮發(fā)出的甲醛是室內(nèi)主要污染物之一。 (6)羧酸 ①羧酸:由烴基或氫原子與羧基相連構(gòu)成的有機(jī)化合物。官能團(tuán)為—COOH。 飽和一元羧酸分子的通式為CnH2n+1COOH。 ②甲酸和乙酸的分子組成和結(jié)構(gòu) 分子式 結(jié)構(gòu)簡式 官能團(tuán) 甲酸 CH2O2 HCOOH 乙酸 C2H4O2 CH3COOH —COOH ③分類 分類標(biāo)準(zhǔn) 物質(zhì)類別 舉例 根據(jù)分子中羧基所連烴基的不同 脂肪酸 乙酸(CH3COOH)、丙酸(CH3CH2COOH) 芳香酸 根據(jù)分子中羧基數(shù)目的多少 一元酸 甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH) 二元酸 乙二酸(HOOC—COOH)、 對苯二甲酸 多元酸 — 根據(jù)烴基是否飽和 飽和羧酸 丙酸(CH3CH2COOH)、 丁酸(CH3CH2CH2COOH) 不飽和羧酸 丙烯酸(CH2===CHCOOH) ④乙酸 A.物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 溶解性 無色 液體 有刺激性氣味 易溶于水和乙醇 a.溫度低于16.6 ℃時(shí)凝結(jié)成冰狀固體,故純醋酸又稱為冰醋酸。 b.低級飽和一元羧酸一般易溶于水且溶解度隨碳原子數(shù)的增加而降低。 B.化學(xué)性質(zhì) a.酸的通性:乙酸是一種弱酸,其酸性比碳酸強(qiáng),在水溶液里的電離方程式為CH3COOHCH3COO-+H+。 b.酯化反應(yīng):酸脫羥基,醇脫氫。CH3COOH和CH3CHOH發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CH3COOH+C2HOHCH3CO18OCH2CH3+H2O。 ⑤幾種重要的羧酸 A.甲酸 結(jié)構(gòu):既有羧基,又有醛基。 化學(xué)性質(zhì): a.酸性 b.還原性(因?yàn)橛腥┗? 銀鏡反應(yīng):HCOOH+2[Ag(NH3)2]OH (NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3+H2O 與新制Cu(OH)2反應(yīng):HCOOH+2Cu(OH)2 CO2+3H2O+Cu2O↓ 現(xiàn)象:先澄清,加熱,有磚紅色沉淀生成。 c.酯化反應(yīng) B.乙二酸 俗名草酸,可用來洗去鋼筆水的墨跡。 C.苯甲酸 酸性比較(電離出H+的難易程度):苯磺酸>草酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>碳酸>苯酚>水>乙醇。 D.高級脂肪酸 飽和高級脂肪酸,常溫呈固態(tài); 油酸 C17H33COOH 不飽和高級脂肪酸,常溫呈液態(tài)。 (7)酯 ①概念及分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的產(chǎn)物,可簡寫為RCOOR′(結(jié)構(gòu)簡式),官能團(tuán)為 )。 ②酯的物理性質(zhì) ③酯的化學(xué)性質(zhì) +H2ORCOOH+R′OH。 +NaOHRCOONa+R′OH。 學(xué)霸巧學(xué)卡 酯的水解反應(yīng)為取代反應(yīng);在酸性條件下為可逆反應(yīng);在堿性條件下,能中和產(chǎn)生的羧酸,反應(yīng)能完全進(jìn)行。 (8)有機(jī)物的檢驗(yàn)與鑒別 有機(jī)物的種類繁多,含有不同的官能團(tuán),具有不同的化學(xué)性質(zhì),這決定了有機(jī)物鑒別的復(fù)雜性。對有機(jī)物的鑒別可以從兩個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。 ①把握官能團(tuán)的性質(zhì),利用常見物質(zhì)的特征反應(yīng)進(jìn)行鑒別 有機(jī)物或官能團(tuán) 常用試劑 反應(yīng)現(xiàn)象 碳碳雙鍵或碳碳三鍵 溴水 溴水褪色 酸性KMnO4溶液 紫色褪去 苯的同系物 溴水 分層,上層顏色加深 酸性KMnO4溶液 紫色褪去 醇、酚、羧酸 金屬鈉 產(chǎn)生無色無味氣體 酚 濃溴水 溴水褪色,產(chǎn)生白色沉淀 FeCl3溶液 溶液變紫色 醛基 銀氨溶液 水浴加熱,有銀鏡出現(xiàn) 新制Cu(OH)2懸濁液 煮沸,生成紅色沉淀 羧基 NaHCO3溶液 產(chǎn)生無色無味氣體 淀粉 碘水 溶液變藍(lán)色 蛋白質(zhì) 濃硝酸 變黃色 灼燒 燒焦羽毛氣味 ②利用常用試劑進(jìn)行鑒別 試劑Ⅰ.溴水 溴水是有機(jī)化學(xué)中經(jīng)常用到的一種試劑,其反應(yīng)現(xiàn)象主要有如下幾種。 a.褪色:含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機(jī)物及醛類等物質(zhì),發(fā)生加成反應(yīng)。 b.產(chǎn)生白色沉淀:如苯酚,發(fā)生取代反應(yīng)。 c.不褪色但分層:主要指飽和烴、芳香烴或飽和烴的衍生物(如C2H5Br、溴苯、RCOOR′等)。 學(xué)霸巧學(xué)卡 使溴水褪色存在兩種情況,一是由于化學(xué)反應(yīng)褪色,二是由于萃取而褪色。 試劑Ⅱ.酸性高錳酸鉀溶液 a.褪色:含有等官能團(tuán)或者是α碳原子上有H的苯的同系物。 b.不褪色:飽和烴及其衍生物、苯等。 試劑Ⅲ.新制Cu(OH)2懸濁液 a.與H+反應(yīng):沉淀消失,生成藍(lán)色溶液。 b.與含有醛基(—CHO)的物質(zhì)反應(yīng):加熱煮沸后出現(xiàn)紅色沉淀。 試劑Ⅳ.銀氨溶液 與含有醛基(—CHO)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),有銀鏡出現(xiàn)。含有醛基的物質(zhì):醛、甲酸、甲酸酯、甲酸鹽、葡萄糖、麥芽糖等。 試劑Ⅴ.金屬鈉 醇、酚、羧酸都能與金屬鈉發(fā)生置換反應(yīng),放出氫氣,而烴、醚、酯等則不能。 除了上述試劑外,酸堿指示劑、FeCl3溶液也是進(jìn)行有機(jī)物鑒別常用的試劑。如FeCl3溶液遇酚類物質(zhì)的水溶液,溶液顯紫色。 1.思維辨析 (1)官能團(tuán)相同的物質(zhì)一定是同一類物質(zhì)。( ) (2)含有羥基的物質(zhì)只有醇和酚。( ) (3)含有醛基的物質(zhì)一定屬于醛。( ) (4)含有苯環(huán)的化合物屬于苯的同系物。( ) (5)某物質(zhì)完全燃燒生成CO2和H2O,則該有機(jī)物中一定有C、H、O三種元素。( ) (6)碳?xì)滟|(zhì)量比為3∶1的有機(jī)物一定是CH4。( ) (7)CH3CH2OH與CH3OCH3互為同分異構(gòu)體,核磁共振氫譜相同。( ) (8)對有機(jī)物分子紅外光譜圖的研究有助于確定有機(jī)物分子中的官能團(tuán)。( ) (9)處在不同化學(xué)環(huán)境中的氫原子在核磁共振氫譜圖上出現(xiàn)的位置不同。( ) (10)甲酸能發(fā)生銀鏡反應(yīng),能與新制Cu(OH)2的堿性懸濁液反應(yīng)生成紅色沉淀。( ) (11)丙烯酸CH2===CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物。( ) (12)在酸性條件下,CH3CO18OC2H5的水解產(chǎn)物是CH3CO18OH和C2H5OH。( ) (13)乙酸乙酯中的少量乙酸可用飽和NaOH溶液除去。( ) (14)用新制的銀氨溶液可以區(qū)分甲酸甲酯與乙醛。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)√ (9)√ (10)√ (11)√ (12) (13) (14) 2.橙花醇具有玫瑰及蘋果香氣,可作為香料。其結(jié)構(gòu)簡式如下: 下列關(guān)于橙花醇的敘述,錯(cuò)誤的是( ) A.既能發(fā)生取代反應(yīng),也能發(fā)生加成反應(yīng) B.在濃硫酸催化下加熱脫水,可以生成不止一種四烯烴 C.1 mol橙花醇在氧氣中充分燃燒,需消耗470.4 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況) D.1 mol橙花醇在室溫下與溴的四氯化碳溶液反應(yīng),最多消耗240 g溴 答案 D 解析 選項(xiàng)A,烴基和羥基都能發(fā)生取代反應(yīng),碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng);選項(xiàng)B,在濃硫酸催化作用下,橙花醇可發(fā)生消去反應(yīng)生成2種四烯烴;選項(xiàng)C,橙花醇的分子式為C15H26O,1 mol橙花醇在氧氣中充分燃燒,需消耗21 mol O2,其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為470.4 L;選項(xiàng)D,最多消耗3 mol溴,質(zhì)量為480 g。 [考法綜述] 本考點(diǎn)內(nèi)容是有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ),也是高考考查的重要內(nèi)容,主要考查烴及烴的含氧衍生物以及所含官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。重點(diǎn)考查消去反應(yīng)(醇、鹵代烴)、氧化反應(yīng)(醇、醛)、取代反應(yīng)(鹵代烴、羧酸、酯)等的反應(yīng)條件和反應(yīng)原理,同學(xué)們應(yīng)深刻記憶和理解所學(xué)知識(shí)內(nèi)容,做到舉一反三,融會(huì)貫通。 命題法1 有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)式的確定 典例1 已知化合物A中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為C 37.5%,H 4.17%和O 58.33%。請?zhí)羁眨? (1)0.01 mol A在空氣中充分燃燒需消耗氧氣1.01 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則A的分子式是________; (2)實(shí)驗(yàn)表明:A不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),1 mol A與足量的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)可以放出3 mol二氧化碳。在濃硫酸催化下,A與乙酸可發(fā)生酯化反應(yīng)。核磁共振氫譜表明A分子中有4個(gè)氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境,則A的結(jié)構(gòu)簡式是________; (3)A失去1分子水后形成化合物C,寫出C的兩種可能的結(jié)構(gòu)簡式:①______________、②______________。 [解析] (1)有機(jī)物A中N(C)∶N(H)∶N(O)=∶∶≈6∶8∶7,故A的實(shí)驗(yàn)式為C6H8O7。1 mol A 在空氣中充分燃燒消耗O2:≈4.5 mol,故A的分子式為C6H8O7。 (2)1 mol A跟足量NaHCO3溶液反應(yīng)可以放出3 mol CO2,故A的分子結(jié)構(gòu)中有3個(gè)—COOH,A能與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng),A的分子結(jié)構(gòu)中含醇羥基,核磁共振氫譜表明A分子中有4個(gè)氫原子處于完全相同的化學(xué)環(huán)境,則A的結(jié)構(gòu)簡式為。 【解題法】 有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)式的確定方法 (1)有機(jī)物結(jié)構(gòu)式的確定流程 (2)有機(jī)物分子式的確定方法 ①最簡式規(guī)律(實(shí)驗(yàn)式規(guī)律) a.最簡式為“CH”——乙炔、苯;“CH2”——烯烴、環(huán)烷烴;“CH2O”—甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖。 b.最簡式相同的有機(jī)物以任意比混合,元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同;一定質(zhì)量混合物燃燒的產(chǎn)物相同。 ②常見相對分子質(zhì)量相同的有機(jī)物 a.同分異構(gòu)體相對分子質(zhì)量相同;分子組成中各元素原子個(gè)數(shù)(比)完全相同。 b.含有n個(gè)碳原子的醇與含(n-1)個(gè)碳原子的同類型羧酸和酯相對分子質(zhì)量相同,均為14n+18。 c.含有n個(gè)碳原子的烷烴與含(n-1)個(gè)碳原子的飽和一元醛(或酮)相對分子質(zhì)量相同,均為14n+2。 d.常見的相對分子質(zhì)量相同的有機(jī)物和無機(jī)物。 (28)C2H4、N2、CO;(30)C2H6、NO、HCHO; (44)C3H8、CH3CHO、CO2、N2O;(46)C2H5OH、 HCOOH、NO2。 ③“商余法”推斷有機(jī)物的分子式(設(shè)烴的相對分子質(zhì)量為M) 余數(shù)為0或碳原子數(shù)大于或等于氫原子數(shù)時(shí),每減少一個(gè)碳原子即增加12個(gè)氫原子,直到飽和為止。 (3)有機(jī)物結(jié)構(gòu)式的確定方法 ①通過價(jià)鍵規(guī)律確定 某些有機(jī)物根據(jù)價(jià)鍵規(guī)律只存在一種結(jié)構(gòu),則可直接由分子式確定其結(jié)構(gòu)式。如C2H6,根據(jù)碳元素為4價(jià),氫元素為1價(jià),碳碳可以直接連接,可知只有一種結(jié)構(gòu):CH3—CH3;同理,由價(jià)鍵規(guī)律,CH4O也只有一種結(jié)構(gòu):CH3—OH。 ②通過紅外光譜確定 根據(jù)紅外光譜圖可以確定有機(jī)物中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán),從而確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。 ③通過核磁共振氫譜確定 根據(jù)核磁共振氫譜中峰的種類數(shù)和面積比,可以確定不同化學(xué)環(huán)境下氫原子的種類數(shù)及個(gè)數(shù)比,從而確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)。 ④通過有機(jī)物的性質(zhì)確定 根據(jù)有機(jī)物的性質(zhì)推測有機(jī)物中含有的官能團(tuán),從而確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)。 命題法2 鹵代烴的水解反應(yīng)和消去反應(yīng) 典例2 (1)化合物A可由環(huán)戊烷經(jīng)三步反應(yīng)合成: 反應(yīng)1的試劑與條件為________;反應(yīng)2的化學(xué)方程式為________________________________________________;反應(yīng)3可用的試劑為________。 (2)下面是以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路線: 其中,反應(yīng)①的產(chǎn)物名稱是________,反應(yīng)②的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件是______________,反應(yīng)③的反應(yīng)類型是________。 [解析] (1)結(jié)合流程聯(lián)想“烴→鹵代烴→醇→醛(酮)”,可知反應(yīng)1的試劑是鹵素,條件是光照;反應(yīng)2是鹵代烴的水解反應(yīng);反應(yīng)3的試劑是O2/Cu。 (2)環(huán)戊烷與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)(①),生成氯代環(huán)戊烷,再發(fā)生消去反應(yīng)(②)生成環(huán)戊烯。環(huán)戊烯與Br2發(fā)生加成反應(yīng)(③),生成1,2二溴環(huán)戊烷,再發(fā)生消去反應(yīng)生成環(huán)戊二烯。 [答案] (1)Cl2/光照 +NaOH+NaCl O2/Cu (2)氯代環(huán)戊烷 氫氧化鈉乙醇溶液,加熱 加成反應(yīng) 【解題法】 取代(水解)反應(yīng) 消去反應(yīng) 反應(yīng)條件 強(qiáng)堿的水溶液、加熱 強(qiáng)堿的醇溶液、加熱 反應(yīng)本質(zhì) 鹵代烴分子中的—X被水分子中的—OH所取代:RCH2X+NaOHRCH2OH+NaX(X表示鹵素原子) 相鄰的兩個(gè)碳原子間脫去小分子HX:+NaOHCH2===CH2↑+NaX+H2O(X表示鹵素原子) 續(xù)表 取代(水解)反應(yīng) 消去反應(yīng) 反應(yīng) 規(guī)律 所有的鹵代烴在強(qiáng)堿(如NaOH)的水溶液中加熱均能發(fā)生取代(水解)反應(yīng) (1)沒有鄰位碳原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng),如CH3Cl (2)有鄰位碳原子,但鄰位碳原子上無氫原子的鹵代烴也不能發(fā)生消去反應(yīng)。如 (3)不對稱鹵代烴有多種可能的消去方式,如 +NaOH CH3—CH===CH—CH3+NaCl+H2O 或+NaOH CH3—CH2—CH===CH2+NaCl+H2O 命題法3 醇、酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 典例3 (雙選)去甲腎上腺素可以調(diào)控動(dòng)物機(jī)體的植物性神經(jīng)功能,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法正確的是( ) A.每個(gè)去甲腎上腺素分子中含有3個(gè)酚羥基 B.每個(gè)去甲腎上腺素分子中含有1個(gè)手性碳原子 C.1 mol去甲腎上腺素最多能與2 mol Br2發(fā)生取代反應(yīng) D.去甲腎上腺素既能與鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng) [解析] 本題考查有機(jī)化合物知識(shí),意在考查考生的分析能力以及綜合判斷能力。由題給有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式可知,其只含有2個(gè)酚羥基,A項(xiàng)錯(cuò)誤;觀察該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式可知,其只含有1個(gè)手性碳原子即跟醇羥基相連的碳原子,B項(xiàng)正確;能被溴取代的位置是酚羥基的鄰位和對位,所以其能與3 mol Br2發(fā)生取代反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;該物質(zhì)含有氨基可以與鹽酸反應(yīng),含有酚羥基可與氫氧化鈉反應(yīng),D項(xiàng)正確。 [答案] BD 【解題法】 醇的消去反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)規(guī)律 (1)醇的消去反應(yīng)規(guī)律 醇分子中,連有羥基(—OH)的碳原子必須有相鄰的碳原子,并且此相鄰的碳原子上必須連有氫原子時(shí),才可發(fā)生消去反應(yīng),生成不飽和鍵。表示為 (2)醇的催化氧化規(guī)律 醇的催化氧化的反應(yīng)情況與羥基(—OH)相連的碳原子上的氫原子的個(gè)數(shù)有關(guān)。 命題法4 醛的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 典例4 從香莢蘭豆中提取的一種芳香化合物,其分子式為C8H8O3,遇FeCl3溶液會(huì)呈現(xiàn)特征顏色,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。該化合物可能的結(jié)構(gòu)簡式是( ) [解析] 本題考查有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)知識(shí),意在考查考生的分析判斷能力。遇FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng)說明苯環(huán)上直接連有羥基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明含有醛基或甲酸酯基,再結(jié)合分子式可確定只有A項(xiàng)符合要求。 [答案] A 【解題法】 (1)醛反應(yīng)的規(guī)律 ①凡是含有醛基的化合物均具有氧化性、還原性,1 mol 的醛基(—CHO)可與1 mol的H2發(fā)生加成反應(yīng),與2 mol的Cu(OH)2(新制)或2 mol的[Ag(NH3)2]+發(fā)生氧化反應(yīng)。 ②分子組成 相對分子質(zhì)量 (2)銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的注意問題 ①試管內(nèi)壁必須潔凈。 ②銀氨溶液隨用隨配,不可久置。 ③水浴加熱,不可用酒精燈直接加熱。 ④醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴。 ⑤銀鏡可用稀HNO3浸泡洗滌除去。 命題法5 酯化反應(yīng) 典例5 化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中,它是人體內(nèi)糖代謝的中間體,可由馬鈴薯、玉米淀粉等發(fā)酵制得。A的鈣鹽是人們喜愛的補(bǔ)鈣劑之一,A在某種催化劑的存在下進(jìn)行氧化,其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),在濃硫酸存在下,A可發(fā)生如下圖所示的反應(yīng)。 (1)試寫出化合物的結(jié)構(gòu)簡式:A________,B________,D________。 (2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式: A→E________________________________________________________________________, A→F________________________________________________________________________。 (3)注明以下反應(yīng)的反應(yīng)類型: A→E________________,A→F________________。 [解析] 由于化合物A(C3H6O3)在濃硫酸作催化劑時(shí),能與CH3COOH反應(yīng)生成D,也能與C2H5OH反應(yīng)生成B,說明化合物A中既有—OH又有—COOH,其結(jié)構(gòu)可能有兩種:。又因化合物A在催化劑存在下進(jìn)行氧化,其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),由此可推知A的結(jié)構(gòu)簡式為,或者利用兩分子C3H6O3脫去兩分子水生成的C6H8O4為六元環(huán)狀化合物,可推知A的結(jié)構(gòu)簡式為。化合物A在濃硫酸存在的條件下生成E,且E能使溴水褪色,可知E中含有碳碳雙鍵,此反應(yīng)為消去反應(yīng)。A→F,是酯化反應(yīng),構(gòu)成六元環(huán)狀酯。 (3)消去反應(yīng) 酯化反應(yīng) 【解題法】 酯化反應(yīng)的類型 (1)與酯有關(guān)的反應(yīng)中物質(zhì)的量的關(guān)系 ①酯化反應(yīng)中,生成的酯基個(gè)數(shù)等于生成的水分子個(gè)數(shù); ②酯水解時(shí),水解的酯基個(gè)數(shù)等于消耗的水分子個(gè)數(shù)。 (2)酯化反應(yīng)匯總 ①一元羧酸與一元醇之間的酯化反應(yīng),如: CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O ④多元羧酸與多元醇之間的酯化反應(yīng) 此時(shí)反應(yīng)有三種情形,可得普通酯、環(huán)酯和高聚酯。如: ⑤羥基酸自身的酯化反應(yīng) 此時(shí)反應(yīng)有三種情形,可得到普通酯、環(huán)酯和高聚酯。如: 命題法6 有機(jī)物的鑒別與檢驗(yàn) 典例6 (雙選)下列試劑中,可用來鑒別苯酚溶液、乙醇、甲苯、NaOH溶液、AgNO3溶液的是( ) A.溴水 B.新制Cu(OH)2懸濁液 C.FeCl3溶液 D.Na2CO3溶液 [解析] 將溴水滴入幾種溶液中的現(xiàn)象分別為產(chǎn)生白色沉淀、無明顯現(xiàn)象(得到均一的橙色液體)、液體分層且上層有色、溴水褪色、產(chǎn)生淡黃色沉淀。將FeCl3溶液滴入幾種溶液中的現(xiàn)象分別為溶液變紫色、無明顯現(xiàn)象、液體分層且無色液體(甲苯)在上層、產(chǎn)生紅褐色沉淀、產(chǎn)生白色沉淀。 [答案] AC 【解題法】 有機(jī)物鑒別與檢驗(yàn)的四種方法 (1)觀察有機(jī)物的溶解性。通常是加水,觀察被檢驗(yàn)物質(zhì)在水中的溶解情況。如用此法可以鑒別乙酸與乙酸乙酯、乙醇與氯乙烷等。 (2)檢查液態(tài)有機(jī)物的相對密度。觀察不溶于水的有機(jī)物在水層的上面還是下面,可知其密度與水的密度的相對大小。如用此法可以鑒別硝基苯與苯等。 (3)觀察有機(jī)物的燃燒情況。如觀察是否可燃(大部分有機(jī)物可燃,四氯化碳不可燃)、燃燒時(shí)黑煙的多少(可區(qū)分乙烷、乙烯和乙炔等)、燃燒時(shí)的氣味(如鑒別蛋白質(zhì))。 (4)分析有機(jī)物的官能團(tuán)。利用有機(jī)物分子中所含官能團(tuán)的特征性質(zhì)加以鑒別,如葡萄糖與銀氨溶液發(fā)生的銀鏡反應(yīng)等。 1.烏洛托品在合成、醫(yī)藥、染料等工業(yè)中有廣泛用途,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。將甲醛水溶液與氨水混合蒸發(fā)可制得烏洛托品。若原料完全反應(yīng)生成烏洛托品,則甲醛與氨的物質(zhì)的量之比應(yīng)為( ) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶1 答案 C 解析 根據(jù)題給有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式可知,1 mol 烏洛托品中含有6 mol碳原子和4 mol氮原子,所以甲醛與氨的物質(zhì)的量之比為3∶2。 2.(雙選)下列有機(jī)物的命名錯(cuò)誤的是( ) 答案 BC 解析 按照系統(tǒng)命名法的命名原則,A、D正確;B項(xiàng),應(yīng)為3甲基1戊烯;C項(xiàng),應(yīng)為2丁醇。 3.下列說法正確的是( ) A.室溫下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1氯丁烷 B.用核磁共振氫譜不能區(qū)分HCOOCH3和HCOOCH2CH3 C.用Na2CO3溶液不能區(qū)分CH3COOH和CH3COOCH2CH3 D.油脂在酸性或堿性條件下均可發(fā)生水解反應(yīng),且產(chǎn)物相同 答案 A 解析 丙三醇與水以任意比互溶,苯酚微溶于水,1氯丁烷難溶于水,故在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1氯丁烷,A正確;甲酸甲酯核磁共振氫譜有兩組峰,甲酸乙酯核磁共振氫譜有三組峰,可以鑒別,B錯(cuò)誤;乙酸與Na2CO3,溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,乙酸乙酯與Na2CO3溶液不反應(yīng),可以區(qū)別,C錯(cuò)誤;油脂酸性水解生成甘油和高級脂肪酸,堿性水解生成甘油和高級脂肪酸鹽,D錯(cuò)誤。 4.對如圖兩種化合物的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)描述正確的是( ) A.不是同分異構(gòu)體 B.分子中共平面的碳原子數(shù)相同 C.均能與溴水反應(yīng) D.可用紅外光譜區(qū)分,但不能用核磁共振氫譜區(qū)分 答案 C 解析 二者分子式相同,結(jié)構(gòu)不同,是同分異構(gòu)體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;左側(cè)有機(jī)物分子中含有苯環(huán),右側(cè)有機(jī)物分子中沒有苯環(huán),二者分子中共平面的碳原子數(shù)不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;左側(cè)有機(jī)物分子中含有酚羥基,能與溴水發(fā)生取代反應(yīng),右側(cè)有機(jī)物分子中含有碳碳雙鍵,能與溴水發(fā)生加成反應(yīng),C項(xiàng)正確;二者既可以用紅外光譜區(qū)分,也可以用核磁共振氫譜區(qū)分,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.下列說法正確的是( ) A.乳酸薄荷醇酯()僅能發(fā)生水解、氧化、消去反應(yīng) B.乙醛和丙烯醛()不是同系物,它們與氫氣充分反應(yīng)后的產(chǎn)物也不是同系物 C.淀粉和纖維素在酸催化下完全水解后的產(chǎn)物都是葡萄糖 D.CH3COOCH2CH3與CH3CH2COOCH3互為同分異構(gòu)體,1H-NMR譜顯示兩者均有三種不同的氫原子且三種氫原子的比例相同,故不能用1H-NMR來鑒別 答案 C 解析 乳酸薄荷醇酯不僅能發(fā)生水解、氧化、消去反應(yīng),也能發(fā)生取代反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙醛和丙烯醛與氫氣充分反應(yīng)后的產(chǎn)物分別為乙醇和丙醇,屬于同系物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;淀粉和纖維素在酸催化下完全水解后的產(chǎn)物都是葡萄糖,C項(xiàng)正確;CH3COOCH2CH3與CH3CH2COOCH3的1H-NMR譜中峰的位置不同,可用1H-NMR區(qū)分兩者,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.紅曲素是一種食品著色劑的主要成分,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。 下列有關(guān)紅曲素的說法正確的是( ) A.紅曲素含有兩種含氧官能團(tuán) B.紅曲素的分子式為C21H25O5 C.紅曲素能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 D.1 mol紅曲素最多能與2 mol NaOH反應(yīng) 答案 C 解析 紅曲素分子中含有羰基、酯基、醚鍵、碳碳雙鍵四種官能團(tuán),有三種含氧官能團(tuán),A項(xiàng)錯(cuò)誤;由紅曲素的結(jié)構(gòu)簡式可知紅曲素的分子式為C21H26O5,B項(xiàng)錯(cuò)誤;紅曲素分子中含有碳碳雙鍵,可使酸性高錳酸鉀溶液褪色,C項(xiàng)正確;紅曲素分子中只含一個(gè)酯基,1 mol紅曲素最多能與1 mol NaOH反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一種可降解的聚酯類高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的應(yīng)用前景。PPG的一種合成路線如下: 已知: ①烴A的相對分子質(zhì)量為70,核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫 ②化合物B為單氯代烴;化合物C的分子式為C5H8 ③E、F為相對分子質(zhì)量差14的同系物,F(xiàn)是福爾馬林的溶質(zhì) ④R1CHO+R2CH2CHO 回答下列問題: (1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____________。 (2)由B生成C的化學(xué)方程式為__________________________。 (3)由E和F生成G的反應(yīng)類型為______________,G的化學(xué)名稱為______________。 (4)①由D和H生成PPG的化學(xué)方程式為________; ②若PPG平均相對分子質(zhì)量為10000,則其平均聚合度約為________ (填標(biāo)號)。 a.48 b.58 c.76 d.122 答案 (1) (2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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