浙江版化學(xué)高考總復(fù)習(xí)專(zhuān)題十五烴的衍生物（講解練）教學(xué)講練

1、專(zhuān)題十五 烴的衍生物化學(xué) 浙江專(zhuān)用考點(diǎn)一鹵代烴、醇、酚考點(diǎn)基礎(chǔ)一、鹵代烴1.鹵代烴的分類(lèi)烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物叫鹵代烴。按鹵原子數(shù)可分為一鹵代烴和二鹵代烴等;按烴基的不同可分為脂肪族鹵代烴和芳香族鹵代烴?？键c(diǎn)清單一鹵代烴的通式:RX;飽和一鹵代烴的通式:CnH2n+1X(n1)。2.1-溴丙烷的物理性質(zhì)純凈的1-溴丙烷是無(wú)色、難溶于水、密度比水大的液體,易溶于有機(jī)溶劑。3.1-溴丙烷的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)1-溴丙烷的結(jié)構(gòu)式為,官能團(tuán)為Br。1-溴丙烷可看作是丙烷分子里的一個(gè)氫原子被溴原子取代的產(chǎn)物。1-溴丙烷分子中CBr鍵具有較強(qiáng)的極性,在一定條件下易斷裂,能發(fā)生取代反應(yīng);另

2、一方面由于烴基受鹵素原子(Br)的影響,-碳原子上的溴原子與-碳原子上的氫原子能發(fā)生消去反應(yīng)。(1)消去反應(yīng):在一定條件下,從一個(gè)有機(jī)化合物分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)小分子(如H2O、HBr等)生成不飽和(含雙鍵或叁鍵)化合物的反應(yīng)。如:CH3CH2CH2Br+NaOH CH3CHCH2+NaBr+H2O+NaOH CH2BrCH2CH2Br+2NaOH +2NaBr+2H2O(2)水解反應(yīng)(屬于取代反應(yīng))CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBrBrCH2CH2Br+2NaOH HOCH2CH2OH+2NaBr(3)鹵代烴的水解反應(yīng)和消去反應(yīng)的比較鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)還是發(fā)生消去反應(yīng),首

3、先取決于分子的結(jié)構(gòu),其次受反應(yīng)外部條件(如溶劑、溫度等)影響。 消去反應(yīng)水解反應(yīng)(取代反應(yīng))反應(yīng)條件強(qiáng)堿的醇溶液(如NaOH的乙醇溶液),并加熱強(qiáng)堿的水溶液(如NaOH的水溶液),并加熱反應(yīng)實(shí)質(zhì)從分子中相鄰的兩個(gè)碳原子上脫去鹵化氫(HX)分子鹵代烴分子中的官能團(tuán)X被官能團(tuán)OH代替反應(yīng)產(chǎn)物的特點(diǎn)一般有含或的物質(zhì)生成生成醇類(lèi)物質(zhì)(含有羥基)注意1)并不是所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng),只有當(dāng)連有鹵素原子的碳原子的相鄰碳原子上連有氫原子時(shí),才能發(fā)生消去反應(yīng)。如CH3Br、等不能發(fā)生消去反應(yīng)。2)由于苯環(huán)結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性,所以一般條件下鹵代苯難發(fā)生消去反應(yīng)和水解反應(yīng)。4.鹵代烴分子中鹵素原子的檢驗(yàn)方法由于

4、鹵代烴均難溶于水,鹵代烴分子中所含的鹵素原子不能像可溶性的金屬鹵化物中的鹵素離子那樣電離出來(lái)后直接用硝酸銀溶液檢驗(yàn),因此要通過(guò)以下的步驟才能檢驗(yàn):(1)將鹵代烴與過(guò)量NaOH溶液混合加熱,充分振蕩、靜置,使鹵代烴水解。(2)向混合液中加入過(guò)量的稀硝酸,中和過(guò)量的NaOH溶液。(3)向混合溶液中加入硝酸銀溶液,觀察生成沉淀的顏色。若有白色沉淀生成,則證明是氯代烴;若有淺黃色沉淀生成,則證明是溴代烴;若有黃色沉淀生成,則證明是碘代烴。二、醇的性質(zhì)和應(yīng)用1.醇的概念和分類(lèi)(1)概念:烴分子中飽和碳原子上的氫原子被羥基取代形成的化合物稱(chēng)為醇。(2)分類(lèi):可按所含醇羥基數(shù)分為一元醇、二元醇、三元醇等;也

5、可按所含的烴基分為脂肪醇、芳香醇。如CH3CH2OH為脂肪醇、一元醇;為脂肪醇、二元醇;為芳香醇、一元醇。2.醇的分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)(1)醇的分子結(jié)構(gòu)飽和一元醇的結(jié)構(gòu)式:,通式:CnH2n+1OH(n1)。飽和一元醇可以看作是烷烴分子里的一個(gè)氫原子被羥基取代的產(chǎn)物,羥基的影響使得-碳原子和-碳原子形成的碳?xì)滏I比烷烴分子中的碳?xì)滏I易斷裂;飽和一元醇也可以看作是水分子里的氫原子被烷基取代后的產(chǎn)物,但烷基對(duì)羥基的影響使羥基中的氫原子不如水分子中的氫原子活潑。(2)醇的化學(xué)性質(zhì)1)與活潑金屬發(fā)生置換反應(yīng):如與Na、Mg、Al的反應(yīng),反應(yīng)時(shí)a鍵斷裂。2ROH+2Na 2RONa+H2利用此反應(yīng)可檢驗(yàn)羥基

6、的存在,并可用關(guān)系式ROHH2計(jì)算分子中羥基的數(shù)目。2)與HX發(fā)生取代反應(yīng):b鍵斷裂。ROH+HX RX+H2O(用于由醇制鹵代烴)可看作鹵代烴水解反應(yīng)的逆反應(yīng),堿性環(huán)境有利于水解,酸性環(huán)境有利于取代。3)分子間發(fā)生脫水反應(yīng)生成醚:a、b鍵斷裂。2RCH2OH RCH2OCH2R+H2O4)發(fā)生消去反應(yīng):b、d鍵斷裂。RCH2CH2OH RCHCH2+H2O-碳原子上必須含有氫原子才能發(fā)生此類(lèi)反應(yīng),常用于實(shí)驗(yàn)室制烯烴。5)發(fā)生催化氧化:a、c鍵斷裂。2RCH2OH+O2 2RCHO+2H2O(工業(yè)制醛類(lèi))或RCH2OH+CuO RCHO+Cu+H2O6)發(fā)生燃燒反應(yīng)C2H5OH+3O2 2CO

7、2+3H2O(作燃料)7)酯化反應(yīng):a鍵斷裂。a.與有機(jī)酸的酯化CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2Ob.與無(wú)機(jī)含氧酸(如HNO3)的酯化C2H5OH+HONO2 C2H5ONO2+H2O硝酸乙酯3.乙醇的制法(1)乙烯水化法CH2CH2+H2O CH3CH2OH(2)發(fā)酵法C6H12O6 2C2H5OH+2CO2葡萄糖4.幾種重要醇的用途(1)乙醇:用作燃料、飲料、化工原料;常用的溶劑;用于消毒的乙醇溶液中乙醇的體積分?jǐn)?shù)是75%。(2)甲醇:俗稱(chēng)木醇或木精,有劇毒,能使雙眼失明。甲醇是一種可再生的清潔能源。(3)乙二醇是飽和二元醇,丙三醇(甘油)是飽和三元醇,都是無(wú)色、黏

8、稠、有甜味的液體。乙二醇可用作汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的抗凍劑,是重要的化工原料;丙三醇能跟水、酒精互溶,它吸濕性強(qiáng),有護(hù)膚作用,也是一種重要的化工原料,可用于制取硝化甘油等。四、酚的性質(zhì)和應(yīng)用1.酚的概念酚是指分子中羥基(或OH)與苯環(huán)(或其他芳環(huán))碳原子直接相連的有機(jī)化合物。苯酚是所有酚中組成、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的酚。苯酚的分子式為C6H6O,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:,它的官能團(tuán)是(酚)羥基,苯環(huán)和羥基的相互影響導(dǎo)致苯酚的化學(xué)性質(zhì)不同于苯和醇羥基的性質(zhì)。苯酚分子結(jié)構(gòu)中的羥基(OH)受到苯環(huán)的作用,使得OH鍵斷裂較醇羥基容易,因此可以發(fā)生微弱的電離,電離出H+而具有酸性。反過(guò)來(lái),苯環(huán)也受OH的影響,使OH鄰位和對(duì)位的氫原子變得

9、較活潑,因此苯酚比苯更容易發(fā)生取代反應(yīng)。3.苯酚的物理性質(zhì)純凈的苯酚是無(wú)色晶體,露置于空氣中會(huì)因小部分發(fā)生氧化反應(yīng)而略帶紅色。苯酚具有特殊的氣味,熔點(diǎn)較低(40.9 )。常溫下,在水中溶解度不大;當(dāng)溫度高于65 時(shí),能與水以任意比互溶。苯酚有毒,濃溶液對(duì)皮膚有強(qiáng)腐蝕性,如皮膚不慎沾上苯酚,應(yīng)立即用酒精洗滌,再用水沖洗。2.苯酚的組成和結(jié)構(gòu)4.苯酚的化學(xué)性質(zhì)(1)具有弱酸性,俗稱(chēng)石炭酸,酸性比碳酸還弱,不能使紫色石蕊溶液變紅。1)能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng):+NaOH+H2O2)苯酚也可溶于濃的Na2CO3溶液:+Na2CO3+NaHCO3 注意+CO2+H2O+NaHCO3(不論通入的CO2量多少,產(chǎn)物

10、均為NaHCO3而非Na2CO3)。(2)能發(fā)生取代反應(yīng)。苯酚能與溴水反應(yīng),生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀。+3Br2+3HBr此反應(yīng)靈敏且反應(yīng)完全,常用于苯酚的鑒別和定量測(cè)定。2,4,6-三溴苯酚不溶于水,但易溶于苯。若苯中溶有少量苯酚,加濃溴水不會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,因而用溴水檢驗(yàn)不出溶于苯中的苯酚。(3)能發(fā)生顯色反應(yīng)。向苯酚稀溶液中加入含F(xiàn)e3+的鹽溶液,溶液由無(wú)色變成紫色。其他酚類(lèi)也有類(lèi)似的反應(yīng),常應(yīng)用于Fe3+和酚類(lèi)的檢驗(yàn)。(4)能發(fā)生氧化反應(yīng)。苯酚有較強(qiáng)的還原性,可被O2、KMnO4等物質(zhì)氧化。(5)能發(fā)生加成反應(yīng)。苯酚在一定條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),生成環(huán)己醇。重點(diǎn)突破醇的消去反應(yīng)

11、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,才可發(fā)生消去反應(yīng)形成不飽和鍵。表示如下:+H2OCH3OH、則不能發(fā)生消去反應(yīng)。2.醇的催化氧化反應(yīng)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)?？键c(diǎn)二醛、羧酸、酯考點(diǎn)基礎(chǔ)一、醛的性質(zhì)和應(yīng)用1.醛和酮的結(jié)構(gòu)醛酮 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式RCHORCOR結(jié)構(gòu)特點(diǎn)羰基至少一側(cè)與氫原子連接羰基只與烴基連接官能團(tuán)醛基羰基相互關(guān)系碳原子數(shù)相等的飽和一元醛、酮互為同分異構(gòu)體主要性質(zhì)還原性、氧化性還原性2.醛的化學(xué)性質(zhì)(1)還原反應(yīng):醛基(CHO)中的碳、氧原子以雙

12、鍵相結(jié)合,具有不飽和性,可以加氫被還原生成醇。RCHO+H2 RCH2OH(2)氧化反應(yīng):醛基(CHO)中的CH鍵受羰基的影響容易發(fā)生斷裂,醛基可被氧化劑氧化生成羧基(COOH)。1)被氧氣催化氧化:2RCHO+O2 2RCOOH。2)被弱氧化劑銀氨溶液氧化,發(fā)生銀鏡反應(yīng),此反應(yīng)可用于檢驗(yàn)醛基的存在:RCHO+2Ag(NH3)2OH RCOONH4+2Ag+3NH3+H2O。3)能與弱氧化劑新制的Cu(OH)2反應(yīng),此反應(yīng)也可用于檢驗(yàn)醛基的存在:RCHO+2Cu(OH)2+NaOH RCOONa+Cu2O+3H2O。4)醛也可被酸性高錳酸鉀溶液或溴水氧化,能使酸性高錳酸鉀溶液或溴水褪色,也能完

13、全燃燒生成二氧化碳和水。(3)縮聚反應(yīng)n+nH +(n-1)H2O酚醛樹(shù)脂是人類(lèi)合成的第一種高分子材料,苯酚與其他醛也可發(fā)生類(lèi)似的反應(yīng)。3.甲醛的特性(1)俗稱(chēng)蟻醛,是烴的含氧衍生物中唯一一種常溫下為氣體的有機(jī)物。其中35%40%的甲醛水溶液俗稱(chēng)福爾馬林,具有殺菌作用和防腐能力,常用于浸制標(biāo)本等。甲醛也常用于制造酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、維綸、染料等。(2)甲醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCHO,四個(gè)原子在同一平面上;結(jié)構(gòu)式為,其結(jié)構(gòu)中相當(dāng)于含有兩個(gè)醛基。二、羧酸的性質(zhì)和應(yīng)用1.羧酸的結(jié)構(gòu)分子中烴基(或氫原子)跟羧基()相連的化合物屬于羧酸。一元羧酸可表示為,其官能團(tuán)是羧基(或)。羧基由羰基和羥基結(jié)合而成,但羰基

14、和羥基相互作用使得羧基的化學(xué)性質(zhì)與羰基或醇羥基的性質(zhì)有很大差別。2.羧酸的分類(lèi)及舉例羧酸飽和一元羧酸的分子通式:CnH2nO2(n1),結(jié)構(gòu)通式:CnH2n+1COOH(或RCOOH)。3.羧酸的化學(xué)性質(zhì)(1)羧酸具有酸的通性,即能與活潑金屬、堿、某些鹽等反應(yīng)。在羧基中,羥基(OH)受羰基影響,鍵的極性增強(qiáng),可發(fā)生電離,具有弱酸性。但羧酸的酸性隨碳原子數(shù)的增加而減弱。(2)羧酸可發(fā)生酯化反應(yīng):根據(jù)同位素18O示蹤法可知,酯化反應(yīng)是羧酸分子中羧基上的羥基和醇分子中羥基上的氫原子結(jié)合生成水,其他部分結(jié)合生成酯。酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),它的逆反應(yīng)是酯的水解反應(yīng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理,在濃硫酸條件下有利于

15、酯化反應(yīng)的進(jìn)行,在稀硫酸或堿性條件下有利于酯的水解反應(yīng)的進(jìn)行。酯化反應(yīng)又屬于取代反應(yīng)。三、酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.酯的概念:酸(羧酸或無(wú)機(jī)含氧酸)跟醇反應(yīng)生成的一類(lèi)化合物。2.酯的命名:根據(jù)生成酯的酸和醇的名稱(chēng)來(lái)命名,稱(chēng)“某酸某酯”。3.一元酯的通式:RCOOR,其中飽和一元脂肪酸跟飽和一元醇形成的酯的分子通式為CnH2nO2(n2),所以這種酯與碳原子數(shù)相同的飽和一元羧酸互為同分異構(gòu)體。4.酯的通性物理性質(zhì):酯難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,密度比水小,低級(jí)酯有水果香味?；瘜W(xué)性質(zhì):酯與水在稀的無(wú)機(jī)酸或堿溶液、加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)。RCOOR+H2O RCOOH+ROHRCOOR+NaOH RCOONa

16、+ROH在堿性條件下水解比酸性條件下水解程度大。方法確定官能團(tuán)的方法1.根據(jù)特征反應(yīng)確定官能團(tuán)的種類(lèi)(1)能與溴水或Br2的CCl4溶液發(fā)生加成反應(yīng),則該有機(jī)物含有的官能團(tuán)可能是碳碳雙鍵或碳碳叁鍵。(2)能使酸性KMnO4溶液褪色,則該有機(jī)物含有的官能團(tuán)可能是碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、醛基或酚羥基等。(3)若與Na發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2,則該有機(jī)物含有的官能團(tuán)可能是醇羥基、酚羥基或羧基。方法技巧(4)若與Na2CO3或NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,則該有機(jī)物含有的官能團(tuán)是羧基。(5)若反應(yīng)條件為稀硫酸、加熱,則反應(yīng)可能是酯、二糖、淀粉、纖維素等的水解反應(yīng)。(6)若反應(yīng)條件為濃硫酸、加熱,則反應(yīng)可能是消去

17、反應(yīng)、酯化反應(yīng)、硝化反應(yīng)等。(7)若反應(yīng)條件為NaOH的水溶液,則該有機(jī)物含有的官能團(tuán)可能是鹵素原子、酯基、羧基、酚羥基等。(8)若反應(yīng)條件為NaOH的醇溶液、加熱,則反應(yīng)是鹵代烴的消去反應(yīng)。(9)若反應(yīng)條件是O2、催化劑、加熱,則發(fā)生CH2OH氧化成CHO的反應(yīng)。(10)若反應(yīng)條件是O2、催化劑、加熱,或Ag(NH3)2OH或新制的Cu(OH)2、加熱,則發(fā)生CHO氧化成COOH的反應(yīng)。(11)與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)或遇濃溴水產(chǎn)生白色沉淀,則有機(jī)物中含有酚羥基。(12)遇濃硝酸作用會(huì)產(chǎn)生黃色固態(tài)物質(zhì),則有機(jī)物是帶有苯環(huán)的蛋白質(zhì)。2.確定官能團(tuán)的數(shù)目(1)根據(jù)計(jì)量關(guān)系推斷CHO2Ag(NH3)2OH2Ag或CHO2Cu(OH)2Cu2O2OH2NaH2或2COOH2NaH22COOH