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主要产物
烯烃或炔烃
醇
2.消去反应规律
(1)从消去反应的机理可知,卤代烃发生的是“相邻消去”,故发生消去反应的前提条件是卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子,只有一个碳原子的卤代烃(如CH3Br、CH2Cl2等)不能发生消去反应;
如
,
等卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上没有H原子的也不能发生消去反应。
(2)有两个相邻碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。
例如:
发生消去反应的产物为CH2==CH—CH2—CH3或CH3—CH==CH—CH3。
(3)二元卤代烃的消去反应可在有机物中引入叁键。
CH3—CH2—CHCl2+2NaOH
CH3—C≡CH↑+2NaCl+2H2O。
二、聚焦醇的催化氧化反应和消去反应规律
醇的氧化反应和消去反应是醇类的重要化学反应,其应用在各类有机试题中屡见不鲜,掌握其中的反应规律是掌握这些性质的关键。
1.醇的催化氧化反应规律
并不是所有的醇都能发生催化氧化反应,醇能发生催化氧化反应的条件是连有羟基(—OH)的碳原子上必须有氢原子,否则就不能被催化氧化。
由于醇发生催化氧化的反应机理是失去羟基上的氢原子和与羟基相连的碳原子上的一个氢原子,因此,不同结构的醇其催化氧化的产物不同。
故发生催化氧化反应时,有以下反应规律:
(1)醇分子中,若与羟基(—OH)直接相连的碳原子上有两个氢原子,则该醇可被氧化成醛。
2RCH2OH+O2
2RCHO+2H2O(R为烃基或氢原子)
(2)醇分子中,若与羟基(—OH)直接相连的碳原子上只有一个氢原子,则该醇可被氧化成酮。
+O2
+2H2O(R1、R2都是烃基,不能是氢原子)
(3)醇分子中,若与羟基(—OH)直接相连的碳原子上没有氢原子,则该醇不能被催化氧化。
如:
不能被催化氧化成醛或酮(R1、R2、R3都是烃基,不能是氢原子)。
2.醇的消去反应规律
醇在浓硫酸存在的条件下,加热到一定温度就能发生分子内的脱水反应,生成碳碳双键,即发生消去反应。
因醇发生的消去反应是失去羟基的同时,要失去与羟基直接相连的碳原子的相邻碳原子上的一个氢原子,因此,并不是所有的醇都能发生消去反应。
醇发生消去反应的规律如下:
(1)无邻碳原子或与羟基(—OH)直接相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子的醇,不能发生消去反应。
如CH3OH、
、
(R1、R2、R3都是烃基,不能是氢原子)都不能发生消去反应。
(2)如果与羟基(—OH)相连的碳原子不在碳链的一端,则主要生成双键碳上取代基较多的烯烃,即消去氢原子少的相邻碳原子上的氢。
如2CH3CH2CHCH3OH
CH3CH==CHCH3↑+CH3CH2CH==CH2↑+2H2O。
(主) (次)
三、辨析醇和酚的方法
醇的官能团是醇羟基,酚的官能团是酚羟基,它们的区别在于羟基是否与苯环直接相连,下面我们从定义分析醇和酚,总结醇、酚的区别方法。
1.醇
醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。
这一概念,可从以下几个层面理解:
(1)醇分子中含有羟基,且羟基个数不限,但不存在1个C原子上连有2个羟基的醇,因为这样的醇不稳定:
(2)羟基连接在链烃基上的是醇,如CH3OH、
等,但不存在羟基连在双键(或叁键)C原子上的醇,因为这样的醇也不稳定。
(3)羟基连在苯环上的不是醇,如
,羟基连在苯环的侧链上是醇,如
。
(4)此外还有定义中不包括的一点,羟基连在环烷基(或环烯基)C原子上的也是醇,如
和
等。
2.酚
羟基跟苯环上的碳原子直接相连的化合物叫作酚。
(1)“酚”是一类烃的含氧衍生物的总称,但通常又把酚类中最简单的一种——苯酚,简称为酚。
(2)酚的官能团是羟基,但此羟基的性质有别于醇中羟基的性质。
(3)酚分子中的苯环,可以是单环,也可以是稠环,如
(萘酚)也是酚的一种。
(4)酚和芳香醇的分子结构之间有着明显的差别,如
是芳香醇,而
是酚。
结构特点为羟基与苯环上的碳原子直接相连。
【应用分类】
【典例剖析】
1、卤代烃R—CH2—CH2—X中的化学键如图
所示,则下列说法正确的是( )
A.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是①和②
B.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是②和③
C.当该卤代烃发生取代反应时,被破坏的键是①
D.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和②
答案:
C
解析:
A.发生水解反应生成醇,则只断裂C-X,即图中①,故A错误;
B.发生消去反应,断裂C-X和邻位C上的C-H键,则断裂①③,故B错误;
C.发生水解反应生成醇,则只断裂C-X,即图中①,故C正确;
D.发生消去反应,断裂C-X和邻位C上的C-H键,则断裂①③,故D错误;
2、下列卤代烃在NaOH的醇溶液中加热得到的烯烃分别有几种?
(1)
(2)
卤代烃在NaOH的醇溶液中发生消去反应。
(1)该分子发生消去反应的方式有三种,但由于卤素碳原子连有三个等同的乙基,所以得到的烯烃只有一种,
(2)该分子消去的方式也有三种,但由于卤素碳原子连的三个羟基均不同,所以得到三种烯烃。
【方法小结】
1、卤代烃的消去反应是可逆反应,为了使正反应进行得比较完全,消去反应一定要在碱性条件(如加入NaOH)下进行,使生成的卤化氢与NaOH反应而使平衡向正反应方向移动,因此NaOH可以看作该反应的催化剂,也可以视作反应物。
2、醇在消去反应中的实际作用为溶剂:
卤代烃和氢氧化钠溶液互不相溶,但两者都能溶于乙醇溶液,因此乙醇起到将两种互不相溶的有机物和无机物溶于一体,加大接触面积的作用。
3、分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种,在下列该醇的同分异构体中,
A.
B.
C.
D.CH3(CH2)5CH2OH
(1)可以发生消去反应,生成两种单烯烃的是(填字母,下同)。
(2)可以发生催化氧化生成醛的是。
(3)不能发生催化氧化的是。
(4)能被催化氧化为酮的有种。
(5)能使酸性KMnO4溶液退色的有种。
(1)C
(2)D (3)B (4)2 (5)3
(1)因该醇发生消去反应时,生成两种单烯烃,这表明连有—OH的碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子,且以—OH所连碳为中心,分子不对称。
(2)~(4)连有—OH的碳上有2个氢原子时可被催化氧化为醛,有1个氢原子时可被催化氧化为酮,不含氢原子时不能发生催化氧化。
(5)连有—OH的碳上有氢原子时,可被酸性KMnO4溶液氧化为羧酸或酮,它们都会使酸性KMnO4溶液褪色。
1、醇的催化氧化反应规律
醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。
2、醇的消去反应规律
①结构条件:
醇分子中连有羟基的碳原子必须有相邻的碳原子,该相邻的碳原子上必
须连有氢原子。
CH3OH(无相邻碳原子),(相邻碳原子上无氢原子)等结
构的醇不能发生消去反应。
②醇消去反应的条件是浓硫酸、加热。
③一元醇消去反应生成的烯烃种数等于连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下的氢原子的种数。
如的消去产物有2种。
【知识应用】
4、A、B、C三种物质分子式为C7H8O,若滴入FeCl3溶液,只有C呈紫色;
若投入金属钠,只有B没有变化。
在A、B中分别加入溴水,溴水不褪色。
(1)写出A、B、C的结构简式:
A_________,B_________,C_________
(2)C的另外两种同分异构体的结构简式是:
①_________,②_________
利用性质推断有机物结构式。
从分子式C7H8O看,应属含一个苯环的化合物,可能为酚,芳香醇或芳香醚。
滴入FeCl3溶液,C呈紫色,C应为甲基苯酚;
投入金属钠,B没有变化,C应为苯甲醚;
在A、B中加入溴水,溴水不褪色,说明A为苯甲醇。
5、苯酚(
)在一定条件下能与氢气加成得到环己醇(
)。
下面关于这两种有机物的叙述中,错误的是( )
A.都能溶于水,但溶解性都比乙醇要差
B.都能与金属钠反应放出氢气
C.苯酚是比碳酸酸性更强的酸,环己醇则显中性
D.苯酚与FeCl3溶液作用显紫色,环己醇加入FeCl3溶液中无明显现象
A、苯环能发生取代反应,羟基能发生取代反应,所以苯酚、环己醇都能发生取代反应,故A正确;
B、根据醇羟基与酚羟基都能与金属钠反应放出氢气,所以苯酚、环己醇都能与金属钠反应放出氢气,故B正确;
C、根据苯酚的酸性比碳酸弱,环己醇显中性,故C错误;
D、根据酚遇FeCl3溶液作用显紫色,而醇无此性质,所以苯酚与FeCl3溶液作用显紫色,环己醇加入FeCl3溶液中无明显现象,故D正确;
1、脂肪醇、芳香醇和酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
苯酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
结构
特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链相连
—OH与苯环
直接相连
主要
化学
性质
①与钠反应 ②取代反应
③脱水反应 ④氧化反应
⑤酯化反应 ⑥加成反应
①弱酸性
②取代反应
③显色反应
④加成反应
特性
红热铜丝插入醇中有刺激性
气味(生成醛或酮)
与FeCl3溶液反应显紫色
【拓展提升】
1、下列物质中,既能发生消去反应生成烯烃,又能发生氧化反应生成醛的是( )
A.CH3OHB.
C.
D.
B
A.CH3OH不能发生消去反应,故A错误;
B.物质可以发生消去反应生成2﹣甲基﹣1﹣丙烯,发生氧化反应生成2﹣甲基丙醛,故B正确;
C.(CH3)2COHCH3不能氧化生成相应的醛,故C错误;
D、物质不能氧化生成相应的醛,能得到相应的酮,可以发生消去反应得到1﹣丁烯,故D错误.
2、从溴乙烷制取1.2﹣二溴乙烷,下列转化方案中最好的是( )
A.CH3CH2Br
CH2=CH2
CH2BrCH2Br
B.CH3CH2Br
C.CH3CH2Br
CH2BrCH3
D.CH3CH2Br
D
A.转化中发生三步转化,较复杂,消耗的试剂多,反应需要加热,故A不选;
B.发生取代反应的产物较多,引入杂质,且反应不易控制,故B不选;
C.转化中发生三步转化,较复杂,且最后一步转化为取代反应,产物不纯,故C不选;
D.发生消去、加成两步转化,节约原料、转化率高、操作简单、产物纯净,故D选;
3、按如图装置,持续通入X气体,可以看到a处有红棕色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则X气体是( )
A.H2B.CH3CH2OH(气)C.CO2D.CO和H2
图示装置,持续通入X气体,可以看到a处有红棕色物质生成,a处放的是氧化铜,a处有红棕色物质生成,说明有金属铜生成,b处是硫酸铜白色粉末,b处变蓝是硫酸铜白色粉末遇水生成五水合硫酸铜变蓝,c处得到液体是易液化的气体遇到冰水混合物会变为液体,所以X气体与氧化铜反应生成铜、水和易液化的气体,
A.氢气与灼热的氧化铜反应H2+CuO
Cu+H2O生成铜和水,a处有红棕色物质生成,b处硫酸铜白色粉末遇水生成五水合硫酸铜变蓝,但c处得不到液体,故A错误;
B.乙醇和氧化铜反应CH3CH2OH+CuO
CH3CHO+Cu+H2O,a处有红棕色物质生成,b处硫酸铜白色粉末遇水生成五水合硫酸铜变蓝,乙醛的沸点20.8度,所以c处气体遇到冰水混合物,得到液体是易液化的乙醛,符合题意,故B正确;
C.二氧化碳和氧化铜不反应,a处不会有红棕色物质生成,故C错误;
D.CO和H2都能和氧化铜反应,分别生成二氧化碳和水,a处有红棕色物质生成,b处硫酸铜白色粉末遇水生成五水合硫酸铜变蓝,二氧化碳低温下容易变固体,所以c处气体遇到冰水混合物得不到液体,不符合题意,故D错误;
4、下列关于苯酚的叙述不正确的是( )
A.苯酚是一种弱酸,滴加指示剂变色
B.苯酚在水溶液中能按下式电离:
C.苯酚钠在水溶液中几乎不能存在,会水解生成苯酚,所以苯酚钠溶液显碱性
D.苯酚有腐蚀性,溅在皮肤上可用酒精冲洗
A
A.苯酚是一种极弱的酸,不能使指示剂变色,故A错误;
B.苯酚是弱酸,只能部分电离,电离方程式为:
,故B正确;
C.苯酚钠是强碱弱酸盐,易水解,水解生成苯酚和氢氧化钠,故C正确;
D.苯酚有腐蚀性,易溶于酒精,所以溅在皮肤上可用酒精冲洗,故D正确;
【课堂练习】
1、醇C5H11OH被氧化后可生成酮,该醇脱水时仅能得到一种烯烃,则这种醇是( )
A.C(CH3)3CH2OHB.CH(CH3)2CHOHCH3
C.CH3CH2CH2CHOHCH3D.CH3CH2CHOHCH2CH3
A.C(CH3)3CH2OH中与羟基所连碳上有2个氢原子,能发生催化氧化反应生成醛,故A错误;
B.CH(CH3)2CHOHCH3中与羟基所连碳上有一个氢原子,发生氧化生成酮,发生消去反应生成两种烯烃,故B错误;
C.CH3CH2CH2CHOHCH3与羟基所连碳上有一个氢原子,发生氧化生成酮,发生消去反应生成烯烃有2种结构,不符合题意,故C错误;
D.CH3CH2CHOHCH2CH3中与羟基所连碳上有一个氢原子,发生氧化生成酮,发生消去反应生成一种烯烃,故D正确;
2、已知乙烯醇(CH2=CHOH)不稳定,可自动转化为乙醛;
二元醇可脱水生成环状化合物.现有1mol乙二醇在一定条件下脱去1mol水,所得产物的结构简式有下列几种,其中不可能的是( )
①CH2=CH2②CH3CHO③
④
⑤
A.只有①B.只有①②④C.只有①⑤D.有①④⑤
①乙二醇可脱去1分子水生成乙烯醇(CH2=CHOH)不稳定,可自动转化为乙醛,不可能生成乙烯,故①错误;
②乙二醇可脱去1分子水生成CH2=CH﹣OH,不稳定,可自动转化为乙醛,故②正确;
③乙二醇可脱去1分子水生成
,故③正确;
④两分子乙二醇可脱去2分子水生成
,故④正确;
⑤CH2=CH﹣OH或乙醛可发生加聚反应生成
,故⑤正确,
3、列醇不能由烃和水加成制得的是( )
B.
A.环己醇中连接醇羟基碳原子相邻的碳原子上有氢原子,所以环己醇能发生消去反应生成相应的烯烃,则环己醇能由烃和水加成而制得,故A不选;
B.2﹣甲基﹣2﹣丙醇中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有氢原子,所以能发生消去反应生成2﹣甲基丙烯,则2﹣甲基﹣2﹣丙醇能由2﹣甲基丙烯和水发生加成反应而制得,故B不选;
C.2,2﹣二甲基﹣1﹣丙醇中连接醇羟基碳原子相邻的碳原子上没有氢原子,所以2,2﹣二甲基﹣1﹣丙醇不能发生消去反应,则2,2﹣二甲基﹣1﹣丙醇不能用烯烃和水加成得到,故C选;
D.2,3,3﹣三甲基﹣2﹣丁醇中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有氢原子,所以能发生消去反应生成2,3,3﹣三甲基﹣1﹣丁烯,则2,3,3﹣三甲基﹣2﹣丁醇可以由2,3,3﹣三甲基﹣1﹣丁烯和水加成制得,故D不选;
4、下列文字表述与反应方程式对应且正确的是( )
A.实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯:
B.溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:
Br﹣+Ag+═AgBr↓
C.苯酚钠溶液中通入少量CO2:
CO2+H2O+2C6H5O﹣→2C6H5OH+CO32﹣
D.实验室制乙炔:
CaC2+H2O→CaO+C2H2↑
A、液溴和苯在溴化铁催化作用下生成溴苯,则实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯,其反应方程式为:
,故A正确;
B、溴乙烷不能电离出溴离子,所以溴乙烷中滴入AgNO3溶液不会生成AgBr沉淀,故B错误;
C、苯酚钠溶液中通入少量CO2生成苯酚和碳酸氢钠,其反应的离子方程式为:
CO2+H2O+C6H5O﹣→C6H5OH+HCO3﹣,故C错误;
D、碳化钙与水反应生成乙炔和氢氧化钙,其反应的方程式为:
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑,故D错误;
5、实验室制取少量溴乙烷的装置如图所示,将生成物导入盛有冰水混合物的试管a中,实验结束发现试管a中的物质分为三层.对该实验的分析错误的是( )
A.烧瓶中除发生取代反应可能发生消去反应、氧化还原反应等
B.产物在a中第一层
C.a中有产物和水还含HBr、CH3CH2OH等
D.b中盛放的酸性KMnO4溶液会褪色
A.乙醇和溴化氢在加热下发生取代反应生成溴乙烷;
溴化氢与浓硫酸发生氧化还原反应生成单质溴、二氧化硫和水,故A正确;
B.溴乙烷和水互不相溶,并且溴乙烷的密度比水大,在冰水混合物的下层,故B错误;
C.在加热条件下反应,HBr和CH3CH2OH都易挥发,故生成物中有存在HBr、CH3CH2OH,故C正确;
D.挥发出的HBr和CH3CH2OH都能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,溶液褪色,故D正确;
【课后作业】
1、能发生消去反应,且有机产物有两种的是( )
A.CH3ClB.
A.CH3Br与﹣Br相连的碳原子的邻位碳原子上无氢原子,不能发生消去反应,故A错误;
与﹣Br相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,且产物唯一,故B错误;
与﹣Br相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,消去可得到CH3CH=C(CH3)2,CH3CH2CH2﹣CHCH3=CH2两种产物,故C正确;
D.
与﹣Cl相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故D错误.
2、证明溴乙烷中溴元素的存在,下列操作步骤中正确的是( )
①加入硝酸银溶液;
②加入氢氧化钠溶液;
③加热;
④冷却;
⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性.
A.③④②①⑤B.②③④⑤①C.⑤③④②①D.②⑤③④①
证明溴乙烷中溴元素的存在,先发生②加入氢氧化钠溶液并③加热,发生水解反应生成NaBr,然后④冷却,再发生⑤加入稀硝酸至溶液呈酸性,最后①加入硝酸银溶液,生成淡黄色沉淀,则证明含溴元素,即操作顺序为②③④⑤①,
3、酒后驾车是引发交通事故的重要原因.交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是:
橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿包Cr3+.下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是( )
①乙醇沸点低②乙醇密度比水小③乙醇有还原性④乙醇是烃的含氧衍生物⑤乙醇有刺檄性气味.
A.②④⑤B.②③C.①③D.①④
①乙醇沸点低,易挥发,若饮酒,呼出的气体中含有酒精,与测定原理有关;
②乙醇密度比水小,可与水以任意比混溶,与测定原理无关;
③乙醇分子中含有羟基,具有还原性,K2Cr2C7具有强氧化性,可以把乙醇迅速氧化为乙酸蓝绿色的Cr3+,与测定原理有关;
④乙醇可看成是乙烷中的氢原子被羟基取代后的产物,是烃的含氧化合物,与测定原理无关;
⑤乙醇有刺檄性气味,与测定原理无关;
故对乙醇的描述与此测定原理有关的是①③;
4、某化学反应过程如图所示.由图得出的判断错误的是( )
A.生成物是乙醛
B.乙醇发生了还原反应
C.铜是此反应的催化剂
D.反应中有红黑颜色交替变化的现象
图示中发生的化学反应可以表述为2Cu+O2═2CuO,红变黑,CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+Cu+H2O,黑变红,总反应为醇的催化氧化,乙醇发生了氧化反应,产物为乙醛,催化剂为铜,因此只有B错误,
5、能证明苯酚具有弱酸性的方法是( )
①苯酚溶液加热变澄清;
②苯酚浊液中加NaOH后,溶液变澄清,生成苯酚钠和水;
③苯酚可与FeCl3反应;
④在苯酚溶液中加入浓溴水产生白色沉淀;
⑤苯酚能与Na2CO3溶液反应.
A.⑤B.①②⑤C.③④D.③④⑤
①苯酚的浑浊液加热后变澄清,说明温度升高苯酚溶解度增大,无法说明苯酚的酸性,故①错误;
②苯酚的水溶液中加NaOH溶液,生成苯酚钠,只能说明苯酚溶液呈酸性,故②错误;
③苯酚与氯化铁溶液发生显色反应,是苯酚和氯化铁的络合反应的产物显色,无法说明苯酚的酸性,故③错误;
④溴与苯酚发生取代反应,是溴原子取代苯酚苯环上的氢原子,不能比较酸性强弱,故④错误;
⑤苯酚能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,说明苯酚酸性比弱酸碳酸弱,故⑤正确;
6、下列醇中既能发生消去反应,又能被氧化为酮的是( )
①
②
③CH3OH④
⑥
A.①④⑤B.②④⑥C.②⑥D.①②⑥
该分子中羟基所连碳的相邻碳上没有H,不能发生消去反应,故错误;
该分子中羟基所连碳的相邻碳上有H,能发生消去反应,羟基相连的碳原子上有1个H,又能被氧化为酮,故正确;
③CH3OH该分子只有一个C原子,不能发生消去反应,故错误;
该分子羟基相连的碳原子上有2个H,能被氧化为醛,故错误;
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