【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中化學(xué)導(dǎo)學(xué)案魯科版選修5教師用書-2.1.1加成反應(yīng)-取代反應(yīng)

第1節(jié)有機化學(xué)反應(yīng)類型第1課時加成反應(yīng)取代反應(yīng)1.結(jié)合已學(xué)過的有機化學(xué)反應(yīng),依據(jù)有機化合物的結(jié)構(gòu)特點,生疏加成反應(yīng)和取代反應(yīng)。2.形成依據(jù)有機化合物結(jié)構(gòu)特點分析其能與何種試劑發(fā)生何種類型反應(yīng)、生成何種產(chǎn)物的思路。3.能夠推斷給定化學(xué)方程式的反應(yīng)類型,能書寫給定反應(yīng)物和反應(yīng)類型的化學(xué)方程式。1.有機反應(yīng)類型學(xué)問是有機化學(xué)反應(yīng)學(xué)問的核心。對于每一種反應(yīng)類型,都要從什么樣的有機化合物能發(fā)生這些反應(yīng)、什么樣的試劑能與這些有機化合物發(fā)生這些類型的反應(yīng)、通過這些類型的反應(yīng)能夠生成什么樣的產(chǎn)物等角度深化分析。2.了解有機化學(xué)反應(yīng)分析框架和爭辯有機化合物化學(xué)性質(zhì)的基本思路,有助于對有機化學(xué)反應(yīng)類型的學(xué)習(xí)。一、加成反應(yīng)1.①加成反應(yīng)、②取代反應(yīng)、③消去反應(yīng)是有機化學(xué)反應(yīng)中的主要反應(yīng)類型。2.加成反應(yīng)是有機化合物分子中的不飽和鍵兩端的④原子與其他⑤原子或⑥原子團相互結(jié)合,生成新化合物的反應(yīng)。3.從能發(fā)生加成反應(yīng)的有機化合物結(jié)構(gòu)特點來看,這一類有機化合物分子中可能含有的官能團有⑦碳碳雙鍵、⑧碳碳叁鍵、⑨碳氧雙鍵等。4.能與有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)的常見試劑有⑩氫氣、鹵素單質(zhì)、氫鹵酸、氫氰酸、水等。寫出乙烯與水發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式:、乙炔與氫氰酸發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式:,乙醛與氫氰酸發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式:。以上反應(yīng)中的反應(yīng)物原有的官能團發(fā)生了轉(zhuǎn)換,生成了具有另一種官能團的化合物。5.依據(jù)有機化合物本身的結(jié)構(gòu)特點,不同類型的不飽和鍵通常能與不同的試劑發(fā)生加成反應(yīng)。例如,能與分子中含碳碳雙鍵的有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)的試劑有鹵素單質(zhì)和氫鹵酸;能與分子中含碳氧雙鍵的有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)的試劑有氫鹵酸;能與分子中含碳碳叁鍵的有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)的試劑有鹵素單質(zhì)、氫鹵酸和氫氰酸。二、取代反應(yīng)1.取代反應(yīng)是有機化合物分子中某些原子或原子團被其他原子或原子團代替的反應(yīng)。2.烷烴、芳香烴發(fā)生取代反應(yīng)時主要是這些分子中碳氫鍵上的氫原子被其他原子或原子團取代。3.除了與碳原子相連的氫原子能被取代外,有機化合物中與碳原子相連的鹵素原子、羥基等也能被取代。4.烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸等分子中的烷基部分也能發(fā)生取代反應(yīng),其中與官能團直接相連的碳原子上的碳氫鍵最簡潔斷裂,發(fā)生取代反應(yīng)。1.有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)時的機理是怎樣的?【答案】加成反應(yīng)的通式如下:A1B1+A2—B2A2—A1—B1—B2(或B2—A1—B1—A2),其中用雙鍵表示不飽和鍵。不飽和鍵上A1原子是與試劑中的A2原子結(jié)合,還是與B2原子結(jié)合,這要看構(gòu)成兩種分子的原子的電負性大小,假設(shè)在A1B1中A1原子的電負性大于B1原子的電負性,則在A1B1中A1帶部分負電荷,B1則帶部分正電荷,表示為QUOTEQUOTE;假設(shè)在A2—B2中,A2原子的電負性大于B2原子的電負性,則在A2—B2中A2帶部分負電荷,B2則帶部分正電荷,表示為QUOTE—QUOTE。依據(jù)正負電荷相互吸引的原則,A2原子加在了B1原子上,B2原子加在了A1原子上,于是加成反應(yīng)的產(chǎn)物就是B2—A1—B1—A2(或B2A1B1A2)。如醛、酮的加成反應(yīng):2.不對稱的烯烴發(fā)生加成反應(yīng)時的加成方式是怎樣的?【答案】不對稱的烯烴發(fā)生加成反應(yīng)時的加成方式通常用馬氏規(guī)章推斷。對于不對稱烯的加成反應(yīng),俄國化學(xué)家馬爾科夫尼科夫(1837~1904)指出:在不對稱烯烴的加成中,氫總是加在含氫較多的碳上,鹵素或其他原子及基團加在含氫較少的雙鍵碳原子上。通常稱這個取向規(guī)章為馬爾科夫尼科夫規(guī)章,簡稱馬氏規(guī)章。如加成反應(yīng)CH3—CHCH2+HBrCH3CHBrCH3。該加成反應(yīng)中溴原子加在含氫原子少的碳原子上,這是由于甲基(CH3—)具有推電子的效應(yīng),在CH3—CHCH2中,甲基推電子的結(jié)果使得雙鍵端頭碳原子帶部分負電荷,而相鄰的碳原子則帶部分正電荷,在試劑HBr中,溴原子的電負性大于氫原子的電負性,所以溴原子帶部分負電荷,于是就加在CH3—CHCH2中帶部分正電荷的碳原子上,即接近甲基的含氫原子少的碳原子上。3.分析取代反應(yīng)時應(yīng)留意哪些問題。【答案】①與無機置換反應(yīng)區(qū)分開(取代反應(yīng)的產(chǎn)物是兩種化合物);②烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸等分子中的烷基部分也能發(fā)生取代反應(yīng),其中與官能團直接相連的碳原子(α-C)上的碳氫鍵最簡潔發(fā)生斷裂,即與飽和α-C相連的氫原子(α-H)簡潔被取代。例如,在肯定條件下,丙烯與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),主要生成α-H被取代的反應(yīng)產(chǎn)物:3-氯-1-丙烯()。探究1:加成反應(yīng)2-丁烯(CH3—CHCH—CH3)和2-甲基丙烯()均能與氯化氫發(fā)生加成反應(yīng),請寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。【解析】本題反應(yīng)的斷鍵部位和加成狀況分析如下:CH3—CHCH—CH3+H—ClCH3CH2CHClCH3【答案】CH3—CHCH—CH3+HCl;1.與溴水發(fā)生的反應(yīng)都屬于加成反應(yīng)嗎?【答案】不肯定;如苯酚與溴水的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。2.試舉例說明能夠與Br2發(fā)生加成反應(yīng)的官能團有哪些?！敬鸢浮刻继茧p鍵、碳碳叁鍵等。加成反應(yīng)的特點1.有機化學(xué)反應(yīng)的分析框架:2.不同結(jié)構(gòu)的有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)需要的試劑不完全相同,其對應(yīng)關(guān)系如圖所示:探究2:取代反應(yīng)下列反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的是()。A.甲苯加入酸性高錳酸鉀溶液中,溶液褪色B.苯滴入溴水中,振蕩后溴水層接近無色C.苯與液溴在鐵粉催化作用下生成一種油狀物D.將丙烯通入溴水中,溴水褪色【解析】A項中甲苯發(fā)生的是氧化反應(yīng);B項中溴水褪色的緣由是苯從溴水中萃取了溴;C項中苯環(huán)上的氫原子被溴原子取代;D項中丙烯含有不飽和鍵,能與溴發(fā)生加成反應(yīng)。【答案】C1.烴與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),烴分子中全部氫原子被取代的幾率是否相等?【答案】不肯定相等。2.請依據(jù)所學(xué)取代反應(yīng)的有關(guān)學(xué)問,總結(jié)能與Br2發(fā)生取代反應(yīng)的有機化合物的類型。【答案】烷烴、苯及其同系物等。發(fā)生取代反應(yīng)的有機化合物特點①取代部位:烷烴、芳香烴等烴分子中的碳氫鍵上的氫原子,與碳原子相連的鹵素原子、羥基,烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸分子中烴基部分上的氫原子等。烴中全部氫原子被取代的幾率不相等,與官能團直接相連的碳原子叫α-C原子,該碳原子上的氫原子叫α-H。由于受其他官能團的影響,α-C上的碳氫鍵最簡潔斷裂,因此α-H原子最簡潔被取代。如CH3—CHCH2中的甲基氫原子,乙醛中的甲基氫原子等。②取代的基團:鹵素原子(—X)、烴基(—R)、羥基(—OH)、?；?)、硝基(—NO2)、磺酸基(—SO3H)等。③發(fā)生取代反應(yīng)的試劑:鹵素單質(zhì)、氫鹵酸、硝酸、硫酸、鹵代烴、氨、水、NaOH水溶液等。1.下列變化屬于加成反應(yīng)的是()。A.乙烯通過濃硫酸B.乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.乙烯使溴水褪色D.乙烷在光照條件下與Cl2反應(yīng)【答案】C2.與CH2CH2CH2Br—CH2Br屬于同一反應(yīng)類型的是()。A.CH3CHOC2H5OHB.C2H5ClCH2CH2C.D.CH3COOHCH3COOC2H5【解析】題給反應(yīng)為加成反應(yīng),四個選項中只有A項中發(fā)生的是加成反應(yīng)?！敬鸢浮緼3.丁烯可以與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),其中最簡潔發(fā)生取代反應(yīng)的氫原子(帶有*的氫原子)是()。A.CQUOTECH2CHCH2B.CH3CQUOTECHCH2C.CH3CH2CH*CH2 D.CH3CH2CHCQUOTE【解析】飽和烴基中的氫原子簡潔被取代,而直接連接在碳碳雙鍵官能團上的飽和碳原子上的碳氫鍵受到碳碳雙鍵的