第35講烴的衍生物（講）原卷版

第35講烴的衍生物【學科核心素養(yǎng)】1.宏觀辨識與微觀探析：認識烴的衍生物的多樣性，并能從官能團角度認識烴的衍生物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。2.證據(jù)推理與模型認知：具有證據(jù)意識，能基于證據(jù)對烴的衍生物的組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設。能運用相關模型解釋化學現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3.科學探究和創(chuàng)新精神：認識科學探究是進行科學解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應用的科學實踐活動。確定探究目的，設計探究方案，進行實驗探究；在探究中學會合作，面對“異?！爆F(xiàn)象敢于提出自己的見解?！竞诵乃仞B(yǎng)發(fā)展目標】1.以乙醇、乙酸、乙酸乙酯為例認識有機化合物中的官能團，認識乙醇、乙酸的結(jié)構(gòu)及其主要性質(zhì)與應用，結(jié)合典型實例認識官能團與性質(zhì)的關系，知道氧化、加成、取代、消去、聚合等有機反應類型。2.認識官能團與有機物特征性質(zhì)的關系，認識同一分子中官能團之間存在相互影響，認識一定條件下官能團可以相互轉(zhuǎn)化。知道常見官能團的鑒別方法。3.認識鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯的組成和結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關系及其在生產(chǎn)、生活中的重要應用。【知識點解讀】知識點一鹵代烴1.鹵代烴的概念(1)鹵代烴是烴分子里的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物。通式可表示為R—X(其中R—表示烴基)。(2)官能團是鹵素原子。2.鹵代烴的物理性質(zhì)(1)沸點：比同碳原子數(shù)的烴沸點要高；(2)溶解性：水中難溶，有機溶劑中易溶；(3)密度：一般一氟代烴、一氯代烴比水小，其余比水大。3.鹵代烴的化學性質(zhì)(1)鹵代烴水解反應和消去反應的比較反應類型取代反應(水解反應)消去反應反應條件強堿的水溶液、加熱強堿的醇溶液、加熱斷鍵方式反應本質(zhì)和通式鹵代烴分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇；R—CH2—X＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))R—CH2OH＋NaX相鄰的兩個碳原子間脫去小分子HX；＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(醇),\s\do5(△))＋NaX＋H2O產(chǎn)物特征引入—OH，生成含—OH的化合物消去HX，生成含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的不飽和鍵的化合物(2)消去反應的規(guī)律消去反應：有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個或幾個小分子(如H2O、HBr等)，而生成含不飽和鍵(如雙鍵或三鍵)的化合物的反應。①兩類鹵代烴不能發(fā)生消去反應結(jié)構(gòu)特點實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、②有兩種或三種鄰位碳原子，且碳原子上均帶有氫原子時，發(fā)生消去反應可生成不同的產(chǎn)物。例如：＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH2==CH—CH2—CH3(或CH3—CH==CH—CH3)＋NaCl＋H2O③型鹵代烴，發(fā)生消去反應可以生成R—C≡R—C，如BrCH2CH2Br＋2NaOHeq\o(――→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O4.鹵代烴的獲取方法(1)不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫等的加成反應如CH3—CH==CH2＋Br2――→CH3CHBrCH2Br；CH3—CH===CH2＋HBreq\o(――→,\s\up7(催化劑))CH≡CH＋HCleq\o(――→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH2==CHCl。(2)取代反應如乙烷與Cl2：CH3CH3＋Cl2eq\o(――→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl；苯與Br2：＋Br2eq\o(――→,\s\up7(FeBr3))＋HBr；C2H5OH與HBr：C2H5OH＋HBreq\o(――→,\s\up7(△))C2H5Br＋H2O。知識點二醇、酚1．醇、酚的概念(1)醇是羥基與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的化合物，飽和一元醇的分子通式為CnH2n＋1OH(n≥1)。(2)酚是羥基與苯環(huán)直接相連而形成的化合物，最簡單的酚為苯酚()。(3)醇的分類2．醇類物理性質(zhì)的變化規(guī)律(1)溶解性低級脂肪醇易溶于水。(2)密度一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm－3。(3)沸點①直鏈飽和一元醇的沸點隨著分子中碳原子數(shù)的遞增而逐漸升高。②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，醇的沸點遠遠高于烷烴。3．苯酚的物理性質(zhì)(1)純凈的苯酚是無色晶體，有特殊氣味，易被空氣氧化呈粉紅色。(2)苯酚常溫下在水中的溶解度不大，當溫度高于65_℃時，能與水混溶，苯酚易溶于酒精。(3)苯酚有毒，對皮膚有強烈的腐蝕作用，如果不慎沾到皮膚上應立即用酒精洗滌。4．由基團之間的相互影響理解酚的化學性質(zhì)由于苯環(huán)對羥基的影響，酚羥基比醇羥基活潑；由于羥基對苯環(huán)的影響，苯酚中苯環(huán)上的氫比苯中的氫活潑。(1)弱酸性苯酚電離方程式為C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗稱石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊溶液變紅。苯酚與NaOH反應的化學方程式：＋NaOH―→＋H2O。(2)苯環(huán)上氫原子的取代反應苯酚與飽和溴水反應，產(chǎn)生白色沉淀，反應的化學方程式為＋3Br2―→↓＋3HBr。(3)顯色反應苯酚跟FeCl3溶液作用顯紫色，利用這一反應可檢驗苯酚的存在。知識點三醛、羧酸、酯1．醛(1)醛：由烴基或氫原子與醛基相連而構(gòu)成的化合物，可表示為RCHO。甲醛是最簡單的醛。飽和一元醛分子的通式為CnH2nO(n≥1)。(2)甲醛、乙醛物質(zhì)顏色氣味狀態(tài)密度水溶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互溶2.醛的化學性質(zhì)醛類物質(zhì)既有氧化性又有還原性，其氧化、還原關系為醇eq\o(,\s\up7(氧化),\s\do5(還原))醛eq\o(――→,\s\up7(氧化))羧酸【特別提醒】(1)醛基只能寫成—CHO或，不能寫成—COH。(2)醛與新制的Cu(OH)2懸濁液反應時堿必須過量且應加熱煮沸。(3)銀鏡反應口訣：銀鏡反應很簡單，生成羧酸銨，還有一水二銀三個氨。3．羧酸(1)羧酸：由烴基或氫原子與羧基相連構(gòu)成的有機化合物。官能團為—COOH。飽和一元羧酸分子的通式為CnH2nO2(n≥1)。(2)甲酸和乙酸的分子組成和結(jié)構(gòu)物質(zhì)分子式結(jié)構(gòu)簡式官能團甲酸CH2O2HCOOH—COOH和—CHO乙酸C2H4O2CH3COOH—COOH(3)羧酸的化學性質(zhì)羧酸的性質(zhì)取決于羧基，反應時的主要斷鍵位置如圖：①酸的通性乙酸是一種弱酸，其酸性比碳酸強，在水溶液中的電離方程式為CH3COOHCH3COO－＋H＋。②酯化反應CH3COOH和CH3CHeq\o\al(18,2)OH發(fā)生酯化反應的化學方程式為CH3COOH＋C2Heq\o\al(18,5)OHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3CO18OC2H5＋H2O。4．酯(1)酯：羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的產(chǎn)物?？珊唽憺镽COOR′，官能團為。(2)酯的物理性質(zhì)eq\x(低級酯)eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(——具有芳香氣味的液體,——密度一般比水小,——水中難溶，有機溶劑中易溶))(3)酯的化學性質(zhì)＋H2Oeq\o(,\s\up7(無機酸),\s\do5(△))＋R′OH。＋NaOHeq\o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))＋R′OH?！咎貏e提醒】酯的水解反應為取代反應；在酸性條件下為可逆反應；在堿性條件下，能中和產(chǎn)生的羧酸，反應能完全進行。(4)酯在生產(chǎn)、生活中的應用①日常生活中的飲料、糖果和糕點等常使用酯類香料。②酯還是重要的化工原料。5．酯化反應的五大類型(1)一元羧酸與一元醇之間的酯化反應，如CH3COOH＋HOC2H5eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3COOC2H5＋H2O(2)一元羧酸與多元醇之間的酯化反應，如2CH3COOH＋eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋2H2O(3)多元羧酸與一元醇之間的酯化反應，如＋2CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋2H2O(4)多元羧酸與多元醇之間的酯化反應：此時反應有三種情形，可得普通酯、環(huán)酯和高聚酯。如＋eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))HOOC—COOCH2CH2OH＋H2O(普通酯)＋eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋2H2O(環(huán)酯)nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OHeq\o(――→,\s\up7(一定條件))＋(2n－1)H2O(高聚酯)(5)既含羥基又含羧基的有機物自身的酯化反應：此時反應有三種情形，可得到普通酯、環(huán)酯和高聚酯。如eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋H2O(普通酯)eq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))＋2H2O(環(huán)酯)eq\o(――→,\s\up7(一定條件))＋(n－1)H2O(高聚酯)【典例剖析】高頻考點一醇的重要化學性質(zhì)【例1】（2020·浙江卷）有關的說法正確的是()A.可以與氫氣發(fā)生加成反應B.不會使溴水褪色C.只含二種官能團D.1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應，最多可消耗1molNaOH【變式探究】醇(C5H12O)發(fā)生下列反應時，所得有機產(chǎn)物數(shù)目最少(不考慮立體異構(gòu))的是()A．與金屬鈉置換B．與濃硫酸共熱消去C．銅催化下氧化D．與戊酸酯化【變式探究】下列醇類物質(zhì)中既能發(fā)生消去反應，又能發(fā)生催化氧化反應生成醛類的物質(zhì)是()高頻考點二酚的性質(zhì)及與醇、酚相關的有機推斷【例2】（2020·新課標Ⅲ）金絲桃苷是從中藥材中提取的一種具有抗病毒作用的黃酮類化合物，結(jié)構(gòu)式如下：下列關于金絲桃苷的敘述，錯誤的是A.可與氫氣發(fā)生加成反應 B.分子含21個碳原子C.能與乙酸發(fā)生酯化反應 D.不能與金屬鈉反應【變式探究】下列有關苯酚的實驗事實中，能說明側(cè)鏈對苯環(huán)性質(zhì)有影響的是()A．苯酚燃燒產(chǎn)生帶濃煙的火焰B．苯酚能和NaOH溶液反應C．苯酚與濃溴水反應生成三溴苯酚D．1mol苯酚與3molH2發(fā)生加成反應【舉一反三】膳食纖維具有突出的保健功能，是人體的“第七營養(yǎng)素”。木質(zhì)素是一種非糖類膳食纖維，其單體之一——芥子醇的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列有關芥子醇的說法正確的是()A．芥子醇分子中有兩種官能團B．芥子醇分子中所有碳原子可能在同一平面上C．1mol芥子醇與足量濃溴水反應，最多消耗3molBr2D．芥子醇能發(fā)生的反應類型有氧化反應、取代反應、加成反應高頻考點三醛、羧酸、酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【例3】（2021·湖南真題）已二酸是一種重要的化工原料，科學家在現(xiàn)有工業(yè)路線基礎上，提出了一條“綠色”合成路線：下列說法正確的是A．苯與溴水混合，充分振蕩后靜置，下層溶液呈橙紅色B．環(huán)己醇與乙醇互為同系物C．已二酸與溶液反應有生成D．環(huán)己烷分子中所有碳原子共平面【變式探究】（2021·廣東真題）昆蟲信息素是昆蟲之間傳遞信號的化學物質(zhì)。人工合成信息素可用于誘捕害蟲、測報蟲情等。一種信息素的分子結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，關于該化合物說法不正確的是A．屬于烷烴 B．可發(fā)生水解反應C．可發(fā)生加聚反應 D．具有一定的揮發(fā)性【變式探究】（2020·江蘇卷）化合物Z是合成某種抗結(jié)核候選藥物的重要中間體，可由下列反應制得。下列有關化合物X、Y和Z的說法正確的是A.X分子中不含手性碳原子B.Y分子中的碳原子一定處于同一平面C.Z在濃硫酸催化下加熱可發(fā)生消去反應D.X、Z分別在過量NaOH溶液中加熱，均能生成丙三醇【變式探究】[2019江蘇]化合物Y具有抗菌、消炎作用，可由X制得。下列有關化合物X、Y的說法正確的是A．1molX最多能與2molNaOH反應B．Y與乙醇發(fā)生酯化反應可得到XC．X、Y均能與酸性KMnO4溶液反應D．室溫下X、Y分別與足量Br2加成的產(chǎn)物分子中手性碳原子數(shù)目相等高頻考點四多官能團有機物性質(zhì)的分析【例4】（2021·河北真題）番木鱉酸具有一定的抗炎、抗菌活性，結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列說法錯誤的是A．1mol該物質(zhì)與足量飽和NaHCO3溶液反應，可放出22.4L(標準狀況)CO2B．一定量的該物質(zhì)分別與足量Na、NaOH反應，消耗二者物質(zhì)的量之比為5：1C．1mol該物質(zhì)最多可與2molH2發(fā)生加成反應D．該物質(zhì)可被酸性KMnO4溶液氧化【變式探究】（2021·全國乙卷真題）一種活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為，下列有關該物質(zhì)的敘述正確的是A．能發(fā)生取代反應，不能發(fā)生加成反應B．既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物C．與互為同分異構(gòu)體D．該物質(zhì)與碳酸鈉反應得【變式探究】（2020·山東卷）從中草藥中提取的calebinA(結(jié)構(gòu)簡式如下)可用于治療阿爾茨海默癥。下列關于calebinA的說法錯誤的是A.可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應B.其酸性水解的產(chǎn)物均可與Na2CO3溶液反應C.苯環(huán)上氫原子發(fā)生氯代時，一氯代物有6種D.1mol該分子最多與8molH2發(fā)生加成反應【變式探究】某有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式為下列有關該物質(zhì)的敘述正確的是()A．1mol該物質(zhì)最多可以消耗3molNaB．1mol該物質(zhì)最多可以消耗7molNaOHC．能與Na2CO3溶液反應D．易溶于水，可以發(fā)生加成反應和取代反應高頻考點五烴的衍生物轉(zhuǎn)化關系及應用【例5】2．（2021·廣東真題）天然產(chǎn)物Ⅴ具有抗瘧活性，某研究小組以化合物Ⅰ為原料合成Ⅴ及其衍生物Ⅵ的路線如下(部分反應條件省略，Ph表示C6H5)：已知：（1）化合物Ⅰ中含氧官能團有_______(寫名稱)。（2）反應①的方程式可表示為：I+II=III+Z，化合物Z的分子式為_______。（3）化合物IV能發(fā)生銀鏡反應，其結(jié)構(gòu)簡式為_______。（4）反應②③④中屬于還原反應的有_______，屬于加成反應的有_______。（5）化合物Ⅵ的芳香族同分異構(gòu)體中，同時滿足如下條件的有_______種，寫出其中任意一種的結(jié)構(gòu)簡式：_______。條件：a.能與NaHCO3反應；b.最多能與2倍物質(zhì)的量的NaOH反應；c.能與3倍物質(zhì)的量的Na發(fā)生放出H2的