2012屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)學(xué)案35

高三化學(xué)（第12周）【教學(xué)內(nèi)容】復(fù)習(xí)烴的衍生物【教學(xué)目標】1、熟練掌握醇、酚、醛、羧酸等極為重要的烴的衍生物的化學(xué)性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化關(guān)系；2、在熟練掌握這些基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，充分運用、挖掘題給信息、解決實際問題?！局R講解】一、官能團：基團指化合物分失去某種原子或原子團剩余部分，而官能團是一類特殊的基團，通常指主要決定有機物分子化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團，常見官能團有：—X、 OO—NO2、—OH、—CHO、—C—OH、—NH2、C=C、—CC—、[R—C—(酰基)、R—OC—O—(酰氧基)、R—O—(烴氧基)]等。OOO思考：1、H—C—OH應(yīng)有幾種官能團？（4種、—C—、—OH、—C—OH、—CHO）OH2、—CHO能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？（常見）CH=CH—COOH（提示：屬于酚類、醛類、羧酸類、烯烴類）二、鹵代烴（R—X）1、取代（水解）反應(yīng)R—X+H2ONaOHR—OH+HX2、消去反應(yīng)R—CH2—CH2—XNaOH/醇R—CH=CH2+HX這兩個反應(yīng)均可用于檢驗鹵代烴中鹵素原子，檢驗時一定要用硝酸酸化，再加入AgNO3溶液。三、乙醇 HH1、分子結(jié)構(gòu)H—C—C—O—H用經(jīng)典測定乙醇分子結(jié)構(gòu)的實驗證明④ H ③ H ②①2、化學(xué)性質(zhì)：(1)活潑金屬（Na、Mg、Al等）反應(yīng)。根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)，哪個化學(xué)鍵斷裂？反應(yīng)的基本類型？Na分別與水和乙醇反應(yīng)哪個更劇烈？乙醇鈉水溶液呈酸性還是堿性？(2)與氫鹵酸反應(yīng)——制鹵代烴（分析乙醇分子中幾號鍵斷裂）NaBr+H2SO4+C2H5OH△CH3CH2Br+NaHSO4+H2O思考：該反應(yīng)用濃還是較濃的H2SO4？產(chǎn)物中NaHSO4能否寫成Na2SO4？為什么？（較濃，不能，都有是因為濃H2SO4的強氧化性，濃度不能太大，溫度不能太高）(3)氧化反應(yīng)：①燃燒——現(xiàn)象？耗氧量與什么烴燃燒耗氧量相同？②催化氧化（脫氫）：CH3CH2OH—H2CH2CHO+O2CH3COOH（式量46）（式量44）（式量60）即有一個—CH2OH最終氧化為—COOH式量增大14③強氧化劑氧化——KMnO4/H+褪色(4)脫水反應(yīng)：①分子間脫水——濃H2SO4、140℃（取代反應(yīng)）②分子內(nèi)脫水——濃H2SO4、170℃（消去反應(yīng)）以上兩種情況是幾號鍵斷裂？思考：下列反應(yīng)是否屬于消去反應(yīng)：A、CH2=CH→CHCH+HXB、CH2—CH—COOH→CH2=C—COOH+NH3X ONH2 CH3 CH3C、CH3—C—O—CH2—CH—→CH2=CH—+CH3COOH（以上均為消去反應(yīng)）(4)酯化反應(yīng)：斷裂幾號鍵？用什么事實證明？（同位素示蹤法）例：R—CH=CH—R’+R—CH=CH—R’→R—CH=CH—R+R’—CH=CH—R’對于該反應(yīng)①②②③有兩種解釋：一是兩分子分別斷裂①③鍵重新結(jié)合成新分子，二是分別斷②鍵再兩兩結(jié)合成新分子。請用簡單方法證明哪種解釋正確。解：用R—CD=CH—R’的烯烴進行實驗，若生成R’—CD=CH—R’和R—CD=CH—R第一種解釋正確。若生成R—CD=CD—R和R’CH=CHR’第二種解釋正確。例：乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)，可用如下過程表示：OH即酯化反應(yīng)實質(zhì)經(jīng)過中間體CH3—C—O—C2H5再轉(zhuǎn)化為酯和水，以上6個反應(yīng)均為可OH逆反應(yīng)，回答下列問題：18O(1)用CH—C—OH進行該實驗，18O可存在于哪些物質(zhì)中（反應(yīng)物和生成物），若用CH3—CH2—18O—H進行該實驗，結(jié)果又如何？(2)請分別指出①~⑥反應(yīng)的基本類型。解析：(1)根據(jù)信息：酯化反應(yīng)實質(zhì)是C2H5—O—H分子中O—H共價鍵斷裂，H原子加 18O O到乙酸—C—氧上，C2H5O—加到—C—碳原子上。即③為加成反應(yīng)，形成中間體 18OHCH3—C—O—C2H5，根據(jù)同一碳原子連兩個—OH是不穩(wěn)定的，脫水形成酯，在脫水時，OH可以由—18OH提供羥基與另一羥基上的H或由—OH提供羥基和—18OH上的H脫水， O且機會是均等的，因此，CH3—C—O—C2H5和水中均含有18O，而反應(yīng)②實質(zhì)是酯的水OO解，水解時，酯中斷裂的一定是—C—O—，因此—C—一定上結(jié)合水中的—OH，所以，在反應(yīng)物中只有CH3COOH存在18O。(2)①②均為取代反應(yīng)，③⑥均為加成反應(yīng)，④和⑤均為消去反應(yīng)。加熱加壓3、乙醇制法傳統(tǒng)方法——發(fā)酵法(C6H10O5)n→C6H12O6→C2H5OH+CO2加熱加壓乙烯水化法CH2=CH2+H2OCH3CH2OH思考：已知有機物C9H10O2有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式A__________C__________F____________(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式C9H10O2→A+BD→A O（答：(1)A：CH3COOH、C：CH3—C—O—CH=CH2FO OHCH3(2)CH3——O—C—CH3+H2O→+CH3COOHCH3CH3CHO+2Cu(OH)2△CH3COOH+Cu2O↓+2H2O）四、苯酚：1、定義：現(xiàn)有CH3—CH2—、—CH2—、C6H5—、—、CH3——等烴基連接—OH，哪些屬于酚類？2、化學(xué)性質(zhì)（要從—OH與苯環(huán)相互影響的角度去理解）(1)活潑金屬反應(yīng)：請比較Na分別與水、—OH、CH3CH2OH反應(yīng)劇烈程度，并解釋原因。最劇烈為水，最慢為乙醇，主要原因是：—對—OH影響使—OH更易（比乙醇）電離出H+。思考：通常認為—為吸電子基，而CH3CH2—為斥電子基、由此請你分析HO—NO2中—NO2，為吸電子基還是斥電子基？（吸電子基、HNO3為強酸、即—OH完全電離出H+）(2)強堿溶液反應(yīng)——表現(xiàn)苯酚具有一定的酸性——俗稱石炭酸。注意：①苯酚雖具有酸性，但不能稱為有機酸因它屬于酚類。②苯酚的酸性很弱，不能使石蕊試液變紅以上兩個性質(zhì)均為取代反應(yīng)，但均為側(cè)鏈取代(3)與濃溴水的反應(yīng)OH OH+3Br2→Br——Br↓+3HBr Br該反應(yīng)不需要特殊條件，但須濃溴水，可用于定性檢驗或定量測定苯酚，同時說明—OH對苯環(huán)的影響，使苯環(huán)上的鄰、對位的H原子變得較活潑。(4)顯色反應(yīng)———OH與Fe3+互相檢驗。6C6H5OH+Fe3+[Fe(C6H5O)6]3-+6H+(5)氧化反應(yīng)久置于空氣中變質(zhì)（粉紅色）H+能使KMnO4/H+褪色H+(6)縮聚反應(yīng)：n—OH+nHCHO[—CH2]n+nH2OOH例：HO——CH=CH—1mol與足量Br2或H2反應(yīng)，需Br2和H2的最大量OH分別是多少？解析：—C=C—需1molBr2加成，而酚—OH的鄰對位H能被Br2取代左側(cè)的酚只有鄰位2個H原子，而右側(cè)為二元酚，3個H原子均為鄰、對位又需(2+3)molBr2，而1mol需3molH2，則Br2為6mol，H2為7mol。五、乙醛與H2加成——還原反應(yīng)1、化學(xué)性質(zhì)：(1)加成反應(yīng)HCN加成CH3CHO+HCN→CH3—CH—CNOH自身加成CH3CHO+CH2—CHO→CH3—CH—CH2—CHOHOH(2)氧化反應(yīng)①燃燒②銀鏡反應(yīng)③新制Cu(OH)2反應(yīng)④KMnO4/H+褪色乙醇催化氧化法2、制法乙烯催化氧化法乙炔水化法例：醛可以和NaHSO3發(fā)生加成反應(yīng)，生成水溶性α—羥基磺酸鈉：OOHR—C—H+NaHSO3R—CH—SO3Na該反應(yīng)是可逆的，通常70%~90%向正方向轉(zhuǎn)化(1)若溴苯中混有甲醛，要全部除去雜質(zhì)，可采用的試劑是_________，分離方法是_______(2)若在CH—CHSO3Na水溶液中分離出乙醛，可向溶液中加入_______，分離方法是 OH________。解析：(1)溴苯相當于有機溶劑，甲醛溶解在其中，要除去甲醛，既要利用信息，又要用到溴苯是不溶于水的油狀液體這一性質(zhì)。由于醛能與NaHSO3加成，形成水溶性的離子化合物α—羥基磺酸鈉（顯然不能溶于有機溶劑），因此加入的試劑為飽和NaHSO3溶液，采用分液方法除去雜質(zhì)。(2)根據(jù)信息，醛與NaHSO3的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，應(yīng)明確：CH3—CHSO3NaCH3CHO+NaSO3，要轉(zhuǎn)化為乙醛顯然促使平衡向正方向移動，OH只有減小NaHSO3濃度，只要利用NaHSO3的性質(zhì)即可。因此向溶液中加入稀H2SO4（不能加鹽酸，為什么？）或NaOH，進行蒸餾即得乙醛。六、乙酸1、化學(xué)性質(zhì)：(1)酸的通性——弱酸，但酸性比碳酸強。與醇形成酯(2)酯化反應(yīng)與酚（嚴格講應(yīng)是乙酸酐）形成酯與纖維素形成酯（醋酸纖維）注意：乙酸與乙醇的酯化實驗應(yīng)注意以下問題：①加入試劑順序（密度大的加入到密度小的試劑中）②濃H2SO4的作用（催化、吸水）③加碎瓷片（防暴沸）④長導(dǎo)管作用（兼起冷凝器作用）⑤吸收乙酸乙酯試劑（飽和Na2CO3溶液，其作用是：吸收酯中的酸和醇，使于聞酯的氣味，減小酯在水中的溶解度）2、羧酸低級脂肪酸(1)乙酸的同系物CnH2nO2如HCOOH、CH3CH2COOH高級脂肪酸，如：硬脂酸，軟脂酸(2)烯酸的同系物：最簡單的烯酸CH2=CH—COOH，高級脂肪酸：油酸(3)芳香酸，如—COOH(4)二元酸，如：COOH、HCOO——COOH等，注意二元酸形成的酸式鹽溶解COOH度比正鹽小，類似于NaHCO3和Na2CO3的溶解度。OOOO思考：CH3—C—OH+HO—C—CH3→CH3—C—O—C—CH3+H2O OCH3—COO稱之為乙酸酐，H—C—OHCO↑+H2O，CO能否稱為甲酸酐？CH3—C OO為什么？由此請你寫出硝酸酸酐的形成過程（HNO3的結(jié)構(gòu)式HO—NO）（由乙酸酐的形成可以看出：必須是—OH與—OH之間脫水形成的物質(zhì)才能稱為酸酐， O而CO是由H—C—OH中—OH和C原子直接相連的H原子脫水，因此，不能稱為酸 OO酐，甲酸酐應(yīng)為：H—C—O—C—H。同理硝酸酐的形成為：OOOON—OH+H—O—N=N—O—N(N2O5)+H2OOOOO七、酯無機酸酯

（CH3CH2ONO2）1、分類低級酯（CH3COOC2H5）有機酸酯高級脂肪酸甘油酯——油脂2、化學(xué)性質(zhì)——水解反應(yīng)（取代反應(yīng)）(1)條件無機酸或堿作催化劑；(2)水浴加熱；(3)可逆反應(yīng)；(4)堿性條件水解程度大（為什么？）O O例：寫出CH—C—O——C—OH與足量NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。解析：該有機物既屬于酯類，又屬于羧酸類，該酯在堿性條件下水解，形成乙酸與酚，因此1mol需3molNaOH。OOCH3—C—O——C—OH+3NaOH→CH3COONa+NaO——COONa+2H2O例：某式量不超過300的高級脂肪酸與乙酸完全酯化后其式量為原來的1.14倍，若與足量溴水反應(yīng)后其式量為原來的1.54倍，請確定該有機物的化學(xué)式[用R(OH)nCOOH形式表示]解析：由于能與乙酸酯化，證明為羥基酸如何確定羥基數(shù)目？抓住M≤300和酯化后式O量為原來的1.14倍，設(shè)含一個醇—OH，則R—OH+CH3COOH→M—O—C—CH3+H2O（式量M）（式量M+42）M=300假設(shè)成立。再設(shè)烴基含y個不飽和度則y=1則該酸的化學(xué)式