2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-熱點(diǎn)16　官能團(tuán)的性質(zhì)與有機(jī)反應(yīng)類型

熱點(diǎn)16官能團(tuán)的性質(zhì)與有機(jī)反應(yīng)類型考向一常見官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有機(jī)物官能團(tuán)代表物主要化學(xué)性質(zhì)烴烷烴—甲烷取代(氯氣/光照)烯烴乙烯加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色)、加聚炔烴—C≡C—乙炔加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色)、加聚苯及其同系物—苯、甲苯取代(液溴/鐵)、硝化、加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色,苯除外)烴的衍生物鹵代烴—X溴乙烷水解(NaOH/H2O)、消去(NaOH/醇)醇—OH(醇羥基)乙醇取代、催化氧化、消去、脫水、酯化酚—OH(酚羥基)苯酚弱酸性、取代(濃溴水)、遇三氯化鐵溶液顯色、氧化(露置空氣中變粉紅色)醛—CHO乙醛還原、催化氧化、銀鏡反應(yīng)、與新制氫氧化銅反應(yīng)羧酸—COOH乙酸弱酸性、酯化酯—COO—乙酸乙酯水解胺—NH2苯胺與酸反應(yīng)酰胺乙酰胺水解角度一多官能團(tuán)有機(jī)物的性質(zhì)[典例1]有關(guān)的說法不正確的是()A.一定條件下可以發(fā)生加聚反應(yīng)B.1mol該物質(zhì)最多能與7molH2發(fā)生加成反應(yīng)C.能夠使得高錳酸鉀溶液和溴水褪色,能使FeCl3溶液顯紫色D.酸性條件下充分水解能生成CO2,1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng),最多可消耗4molNaOH解析:A.由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其含有碳碳雙鍵,一定條件下可發(fā)生加聚反應(yīng),正確;B.該物質(zhì)含有的碳碳雙鍵和苯環(huán)均能和H2發(fā)生加成反應(yīng),1mol該物質(zhì)最多消耗7molH2,正確;C.該物質(zhì)含碳碳雙鍵能夠使得高錳酸鉀溶液和溴水褪色,含酚羥基能使FeCl3溶液顯紫色,正確;D.1分子該物質(zhì)含有3個(gè)酯基,1個(gè)酚羥基,水解后產(chǎn)生1個(gè)酚羥基,1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng),最多可消耗5molNaOH,錯(cuò)誤。答案:D確定多官能團(tuán)有機(jī)物性質(zhì)的三步驟注意:有些官能團(tuán)性質(zhì)會(huì)交叉。例如,碳碳三鍵與醛基都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,也能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)等。[對(duì)點(diǎn)精練1]有關(guān)(式中“”“”表示伸展方向不同的共價(jià)單鍵)的說法不正確的是(D)A.該有機(jī)物分子中含有3種含氧官能團(tuán)B.1mol該有機(jī)物最多可消耗2molNaOHC.該有機(jī)物分子含有8個(gè)手性碳原子D.與濃硫酸、濃硝酸共熱,發(fā)生硝化反應(yīng)解析:A.該有機(jī)物分子中含有羧基、羥基和酯基3種含氧官能團(tuán),正確;B.由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,1mol有機(jī)物中含有1mol羧基,消耗1molNaOH,含有1mol酯基,消耗1molNaOH,故該有機(jī)物最多可消耗2molNaOH,正確;C.該有機(jī)物分子含有8個(gè)手性碳原子,如圖所示,,正確;D.由有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,分子中不存在苯環(huán),故不能與濃硫酸、濃硝酸共熱,發(fā)生硝化反應(yīng),錯(cuò)誤。角度二官能團(tuán)的檢驗(yàn)與鑒別[典例2]下列操作能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟僮鰽檢驗(yàn)綠茶中是否含有酚類物質(zhì)向茶水中滴加FeCl3溶液B測(cè)定“84”消毒液的pH用潔凈的玻璃棒蘸取少許“84”消毒液滴在pH試紙上C除去苯中混有的少量苯酚向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,過濾后分液D實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯向試管中依次加入濃硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加熱解析:A項(xiàng),酚羥基遇Fe3+發(fā)生顯色反應(yīng);B項(xiàng),“84”消毒液的主要成分是次氯酸鈉,是一種強(qiáng)堿弱酸鹽,水解使溶液顯堿性,但水解產(chǎn)物具有漂白性,對(duì)pH試紙有漂白作用,可以使用pH計(jì)測(cè)量;C項(xiàng),溴水與苯酚生成的三溴苯酚也可溶于苯中,一般加入氫氧化鈉溶液再進(jìn)行分液;D項(xiàng),正確順序?yàn)橐来渭尤胍掖?、濃硫酸、乙酸、碎瓷?再加熱。答案:A有機(jī)物的檢驗(yàn)和鑒別的方法1.溴水法:溴水與有機(jī)物混合后會(huì)發(fā)生不同的變化并產(chǎn)生多種不同的現(xiàn)象,具體情況如表中所示:褪色原理相應(yīng)物質(zhì)(溶液)主要現(xiàn)象加成反應(yīng)含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機(jī)物整個(gè)體系分為兩層,有機(jī)層在下且為無色,水層在上為無色(溴水褪色)取代反應(yīng)苯酚及其同系物溴水褪色(若為苯酚,還生成白色沉淀)萃取作用飽和烴及其一氯代物、飽和油脂及酯(密度均小于水的密度)整個(gè)體系分為兩層,有機(jī)層在上且為紅色,水層在下為無色鹵代烴(鏈狀一氯代物除外)、硝基苯整個(gè)體系分為兩層,有機(jī)層在下為紅色,水層在上為無色2.銀氨溶液法:凡是含有醛基的物質(zhì)(如醛類、甲酸及甲酸酯類、還原性糖等)在水浴加熱條件下均可與銀氨溶液作用得到“銀鏡”。3.氫氧化銅法:含有醛基的物質(zhì)在加熱條件下與新制Cu(OH)2作用得到磚紅色沉淀,羧酸能與新制Cu(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)得到藍(lán)色溶液。4.高錳酸鉀氧化法:酸性高錳酸鉀溶液能氧化含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、醛基的物質(zhì)及與苯環(huán)相連的碳上有H的物質(zhì),同時(shí)本身的紫色褪去。5.燃(灼)燒法:該法是利用點(diǎn)燃后火焰的明亮程度及產(chǎn)生煙的濃黑程度的差異或灼燒時(shí)產(chǎn)生氣味的差異進(jìn)行鑒別的一種方法。它常用于低級(jí)烷烴、烯烴、炔烴(芳香烴)間的鑒別或纖維素類物質(zhì)與蛋白質(zhì)類物質(zhì)之間的鑒別。具體現(xiàn)象如下:烷烴(甲烷)烯烴炔烴、苯纖維素類物質(zhì)蛋白質(zhì)類物質(zhì)淡藍(lán)色火焰,無煙火焰明亮,有黑煙火焰明亮,有濃煙無氣味有燒焦羽毛氣味6.顯色法:部分有機(jī)物與某些特殊試劑作用而呈現(xiàn)出一定的顏色變化,如淀粉遇碘顯藍(lán)色、酚類物質(zhì)遇FeCl3溶液顯紫色、含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸呈黃色。[對(duì)點(diǎn)精練2]具有明顯現(xiàn)象的官能團(tuán)特征反應(yīng)常被用來鑒別有機(jī)化合物。下列各組有機(jī)物的鑒別所選試劑不能達(dá)到目的的是(D)A.乙烷、乙烯:鑒別試劑為溴的四氯化碳溶液B.苯甲酸、苯酚:鑒別試劑為碳酸氫鈉溶液C.蛋白質(zhì)溶液、淀粉溶液:鑒別試劑為碘水D.氯乙烷、溴乙烷:鑒別試劑為氫氧化鈉醇溶液和硝酸銀溶液解析:A.乙烷不能使溴的四氯化碳溶液褪色,而乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,現(xiàn)象不同,可以鑒別,正確;B.苯甲酸與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)有無色氣體放出,而苯酚與碳酸氫鈉溶液不能反應(yīng),現(xiàn)象不同,可以鑒別,正確;C.淀粉遇I2變藍(lán),而蛋白質(zhì)不反應(yīng),現(xiàn)象不同,可以鑒別,正確;D.氯乙烷、溴乙烷與氫氧化鈉醇溶液反應(yīng)后生成氯化鈉和溴化鈉,溶液中含有氫氧化鈉,與硝酸銀溶液作用現(xiàn)象基本相同,不能鑒別,應(yīng)該首先用硝酸中和氫氧化鈉,錯(cuò)誤?？枷蚨袡C(jī)反應(yīng)類型的判斷1.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型判斷的基本思路2.常見有機(jī)反應(yīng)類型與有機(jī)物類別的關(guān)系基本類型有機(jī)物類別取代反應(yīng)鹵代反應(yīng)飽和烴、苯和苯的同系物、鹵代烴等酯化反應(yīng)醇、羧酸、糖類等水解反應(yīng)鹵代烴、酯、低聚糖、多糖、蛋白質(zhì)、酰胺等硝化反應(yīng)苯和苯的同系物等磺化反應(yīng)苯和苯的同系物等加成反應(yīng)烯烴、炔烴、苯和苯的同系物、醛等消去反應(yīng)鹵代烴、醇等氧化反應(yīng)燃燒絕大多數(shù)有機(jī)物酸性KMnO4溶液烯烴、炔烴、苯的同系物等直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等還原反應(yīng)烯、炔、苯、醛、葡萄糖等聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)烯烴、炔烴等縮聚反應(yīng)苯酚與甲醛、多元醇與多元羧酸、氨基酸、羥基酸等與濃硝酸的顯色反應(yīng)蛋白質(zhì)(含苯環(huán)的)與FeCl3溶液的顯色反應(yīng)酚類物質(zhì)提醒:有機(jī)反應(yīng)中加氧或去氫稱為氧化反應(yīng),加氫或去氧稱為還原反應(yīng)。角度一根據(jù)官能團(tuán)判斷反應(yīng)類型[典例3](2021·衢州教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列說法不正確的是()A.該有機(jī)物有3種含氧官能團(tuán)B.1mol該有機(jī)物最多能與5molH2發(fā)生加成反應(yīng)C.該有機(jī)物中存在手性碳原子,與足量氫氣加成后還有手性碳原子D.該有機(jī)物能發(fā)生加成、取代、氧化和縮聚反應(yīng)解析:A.該有機(jī)物有醇羥基、醛基和羧基3種含氧官能團(tuán),正確;B.1分子該有機(jī)物中含有1個(gè)苯環(huán)、1個(gè)醛基和1個(gè)碳碳雙鍵,故1mol該有機(jī)物最多能與5molH2發(fā)生加成反應(yīng),正確;C.該有機(jī)物中存在手性碳原子,為與苯環(huán)直接連接的碳原子,與足量氫氣加成后該碳原子連接有2個(gè)—CH2OH,不存在手性碳原子,不正確;D.該有機(jī)物含有苯環(huán)、碳碳雙鍵和醛基均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),含有羥基和羧基,能發(fā)生酯化反應(yīng),也屬于取代反應(yīng),含有醇羥基和醛基,能發(fā)生氧化反應(yīng),含有羥基和羧基,能發(fā)生縮聚反應(yīng),正確。答案:C根據(jù)官能團(tuán)判斷反應(yīng)類型的思路[對(duì)點(diǎn)精練3]某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,則此有機(jī)物可發(fā)生的反應(yīng)類型有(B)①取代②加成③消去④酯化⑤水解⑥氧化⑦中和A.僅①②③⑤⑥ B.①②③④⑤⑥⑦C.僅②③④⑤⑥ D.僅②③④⑤⑥⑦解析:該有機(jī)物含有碳碳雙鍵、酯基、羧基、羥基四種官能團(tuán),碳碳雙鍵可發(fā)生加成、加聚、氧化反應(yīng),酯基可以發(fā)生水解反應(yīng)(屬于取代反應(yīng)),羧基、羥基可以發(fā)生酯化反應(yīng)(屬于取代反應(yīng)),羥基還可發(fā)生氧化反應(yīng)和消去反應(yīng),羧基還可以發(fā)生中和反應(yīng),故B項(xiàng)正確。角度二根據(jù)反應(yīng)條件判斷反應(yīng)類型[典例4]布洛芬具有降溫和抑制肺部炎癥的雙重作用。一種制備布洛芬的合成路線如圖:已知:①CH3CH2ClCH3CH2MgCl②+HClE→F的反應(yīng)類型為;G→H的反應(yīng)類型為;I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

解析:根據(jù)F的結(jié)構(gòu)可知A中應(yīng)含有苯環(huán),A與氯氣可以在光照條件下反應(yīng),說明A中含有烷基,與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng),A的分子式為C7H8,則符合條件的A只能是,則B為;B→C→D發(fā)生信息①的反應(yīng),所以C為,D為;D中羥基發(fā)生消去反應(yīng)生成E,則E為或;E與氫氣加成生成F,F生成G,G在濃硫酸、加熱的條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成H,則H為,H與氫氣加成生成I,則I為,I中酯基水解生成K。答案:加成(還原)反應(yīng)消去反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)條件判斷反應(yīng)類型的方法1.消去反應(yīng)(1)對(duì)于醇羥基的消去,控制反應(yīng)的溫度十分重要,如乙醇在濃硫酸存在下,170℃時(shí)發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯,在140℃時(shí)發(fā)生取代反應(yīng)(分子間脫水)生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。濃硫酸的作用是催化劑,同時(shí)具有脫水和吸水的作用。(2)鹵素原子的消去,必須使用相應(yīng)的醇作為溶劑(非水溶劑),因?yàn)辂u代烴在NaOH水溶液中發(fā)生取代反應(yīng)(水解反應(yīng))生成醇。2.取代反應(yīng)(1)烷烴發(fā)生鹵代的條件:光照。(2)芳香烴發(fā)生苯環(huán)上鹵代的條件:催化劑(Fe或FeBr3)。(3)鹵代烴水解的條件:NaOH/水溶液、加熱。(4)醇和羧酸的酯化反應(yīng)條件:濃硫酸、加熱。(5)苯環(huán)上的硝化反應(yīng)條件:濃硝酸和濃硫酸的混酸、加熱。(6)苯環(huán)上的磺化反應(yīng)條件:濃硫酸、加熱。3.加成反應(yīng)含或—C≡C—的加成反應(yīng):①H2(催化劑);②Br2(CCl4溶液)。4.氧化反應(yīng)含—CHO的有機(jī)物的氧化反應(yīng):與銀氨溶液或新制Cu(OH)2共熱。[對(duì)點(diǎn)精練4]富馬酸(反式丁烯二酸)與Fe2+形成的配合物——富馬酸鐵又稱“富血鐵”,可用于治療缺鐵性貧血。以下是合成富馬酸鐵的一種工藝路線:ABC富馬酸富血鐵回答下列問題:寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式,并指明反應(yīng)類型。(1)A→B:,反應(yīng);(2)B→:,反應(yīng);

(3)→C:,反應(yīng);

(4)C→:,反應(yīng)。

解析:環(huán)己烷與氯氣在光照條件下生成的B為鹵代烴,B發(fā)生消去反應(yīng)生成環(huán)己烯,則B為,環(huán)己烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成的C為,C再發(fā)生消去反應(yīng)生成,與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成,發(fā)生氧化反應(yīng)生成,再發(fā)生消去反應(yīng)、中和反應(yīng)得到,進(jìn)行酸化得到的富馬酸為。答案:(1)+Cl2+HCl取代(2)+NaOH+NaCl+H2O消去(3)+Br2加成(4)+2NaOH+2NaBr+2H2O消去角度三根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)變化判斷反應(yīng)類型[典例5](2021·浙江6月選考)關(guān)于有機(jī)反應(yīng)類型,下列判斷不正確的是()A.CH≡CH+HClCH2CHCl(加成反應(yīng))B.CH3CH(Br)CH3+KOHCH2CHCH3↑+KBr+H2O(消去反應(yīng))C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(還原反應(yīng))D.CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O(取代反應(yīng))解析:乙炔和氯化氫在催化劑及加熱條件下反應(yīng),乙炔中碳碳三鍵中有一條化學(xué)鍵斷裂,氯化氫中的氫原子和氯原子分別加在乙炔的兩個(gè)碳原子上,屬于加成反應(yīng),A判斷正確;2-溴丙烷和氫氧化鉀的醇溶液反應(yīng),溴原子與其鄰位碳上的氫原子發(fā)生消去反應(yīng)生成碳碳雙鍵,B判斷正確;乙醇被氧氣氧化為乙醛,有機(jī)反應(yīng)中去H或加O的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng),C判斷錯(cuò)誤;乙酸與乙醇的反應(yīng)為取代反應(yīng),D判斷正確。答案:C根據(jù)反應(yīng)物、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)不同判斷反應(yīng)類型的方法(1)加成反應(yīng)加成反應(yīng)的特點(diǎn):“只上不下”,由反應(yīng)物和反應(yīng)特點(diǎn)可判斷產(chǎn)物。①烯烴+H2烷烴;②羰基+H2醇;③烯烴+H2O醇;④苯環(huán)+H2環(huán)己烷。(2)消去反應(yīng)消去反應(yīng)的特點(diǎn):“只下不上”,由飽和鍵變成不飽和鍵。①醇烯烴;②鹵代烴烯烴或炔烴。(3)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)的特點(diǎn):“加氧或去氫”。①醇醛酸;②;③烯烴雙鍵斷裂,生成相應(yīng)的羧酸、醛或酮(特殊情況下也會(huì)生成CO2和水)。[對(duì)點(diǎn)精練5]聚丙烯酸乙酯常用作織物和皮革處理劑,工業(yè)上以乙烯和丙烯酸為原料合成聚丙烯酸乙酯的流程如圖:下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.①②③的反應(yīng)類型依次為加成反應(yīng)、取代