高三化学教案烃的衍生物导学案复习
<p>本文题目：高三化学教案：烃的衍生物导学案复习</p><p>高 三 化 学(第12周)</p><p>【教学内容】</p><p>复习烃的衍生物</p><p>【教学目标】</p><p>1、熟练掌握醇、酚、醛、羧酸等极为重要的烃的衍生物的化学性质、相互转化关系;</p><p>2、在熟练掌握这些基础知识的基础上，充分运用、挖掘题给信息、解决实际问题。</p><p>【知识讲解】</p><p>一、官能团：基团指化合物分失去某种原子或原子团剩余部分，而官能团是一类特殊的基团，通常指主要决定有机物分子化学性质的原子或原子团，常见官能团有：X、</p><p>O O</p><p>NO2、OH、CHO、COH、NH2、 C=C 、CC 、等。</p><p>O O O</p><p>思考：1、HCOH应有几种官能团?(4种、 C 、OH、COH、CHO)</p><p>OH</p><p>2、 CHO能发生哪些化学反应?(常见)</p><p>CH=CHCOOH</p><p>(提示：属于酚类、醛类、羧酸类、烯烃类)</p><p>二、卤代烃(RX)</p><p>1、取代(水解)反应 R X+H2O NaOH ROH+HX 来源:Zxxk.Com]</p><p>这两个反应均可用于检验卤代烃中卤素原子，检验时一定要用硝酸酸化，再加入AgNO3溶液。</p><p>三、乙 醇</p><p>H H</p><p>1、分子结构 HCCOH 用经典测定乙醇分子结构的实验证明</p><p>④ H ③ H ② ①</p><p>2、化学性质：(1)活泼金属(Na、Mg、Al等)反应。根据其分子结构，哪个化学键断裂?反应的基本类型?Na分别与水和乙醇反应哪个更剧烈?乙醇钠水溶液呈酸性还是碱性?</p><p>(2)与氢卤酸反应制卤代烃 (分析乙醇分子中几号键断裂)</p><p>NaBr+H2SO4+C2H5OH △ CH3CH2Br+NaHSO4+H2O</p><p>思考：该反应用浓还是较浓的H2SO4?产物中NaHSO4能否写成Na2SO4?为什么?</p><p>(较浓，不能，都有是因为浓H2SO4的强氧化性，浓度不能太大，温度不能太高)</p><p>(3)氧化反应：①燃烧现象?耗氧量与什么烃燃烧耗氧量相同?</p><p>②催化氧化(脱氢)：CH3CH2OH H2 CH2CHO +O2 CH3COOH</p><p>(式量46) (式量44) (式量60)</p><p>即有一个CH2OH最终氧化为COOH式量增大14</p><p>③强氧化剂氧化KMnO4/H+褪色</p><p>(4)脱水反应：①分子间脱水浓H2SO4、140℃(取代反应)</p><p>②分子内脱水浓H2SO4、170℃(消去反应)</p><p>以上两种情况是几号键断裂?</p><p>思考：下列反应是否属于消去反应：</p><p>A、CH2=CHCHCH+HX B、CH2CHCOOHCH2=CCOOH+NH3</p><p>X O NH2 CH3 CH3</p><p>C、CH3COCH2C H CH2=CH +CH3COOH</p><p>(以上均为消去反应)</p><p>(4)酯化反应：断裂几号键?用什么事实证明?(同位素示踪法)</p><p>例：RCH=CHR+RCH=CHR RCH=CHR+RCH=CHR对于该反应</p><p>① ② ② ③</p><p>有两种解释：一是两分子分别断裂①③键重新结合成新分子，二是分别断②键再两两结合成新分子。请用简单方法证明哪种 解释正确。</p><p>解：用RCD=CHR的烯烃进行实验，若生成RCD=CHR和RCD=CHR第一种解释正确。若生成RCD=CDR和RCH=CHR第 二种解释正确。</p><p>例：乙酸和乙醇的酯化反应，可用如下过程表示：</p><p>OH</p><p>即酯化反应实质经过中间体CH3COC2H5再转化为酯和水，以上6个反应均为可</p><p>OH</p><p>逆反应，回答下列问题：</p><p>18O</p><p>(1)用CHCOH进行该实验，18O可存在于哪些物质中(反应物和生成物)，若用CH3CH218OH进行该实验，结果又如何?</p><p>(2)请分别指出①~⑥反应的基本类型。</p><p>解析：(1)根据信息：酯化反应实质是C2H5OH分子中OH共价键断裂，H原子加</p><p>18O O</p><p>到乙酸C氧上，C2H5O加到C碳原子上。即③为加成反应，形成中间体</p><p>18OH</p><p>CH3COC2H5，根据同一碳原子连两个OH是不稳定的，脱水形成酯，在脱水时，</p><p>OH</p><p>可以由18OH提供羟基与另一羟基上的H或由OH提供羟基和18OH上的H脱水，</p><p>O</p><p>且机会是均等的，因此，CH3C OC2H5和水中均含有18O，而反应②实质是酯的水</p><p>O O</p><p>解，水解时，酯中断裂的一定是CO，因此C一定上结合水中的OH，所以，在反应物中只有CH3C OOH存在18O。</p><p>(2) ①②均为取代反应，③⑥均为加成反应，④和⑤均为消去反应。</p><p>3、乙醇制法 传统方法发酵法 (C6H10O5)n C6H12O6C2H5OH+CO2</p><p>乙烯水化法 CH2=CH2+H2O CH3CH2OH[</p><p>思考：已知有机物C9H10O2有如下转化关系：</p><p>(1)写出下列物质的结构简式A__________C____ ______F____________</p><p>(2)写出下列反应的化学方程式C9H10O2A+B</p><p>DA</p><p>O</p><p>(答：(1)A：CH3COOH、C：CH3COCH=CH2 F</p><p>O OH CH3</p><p>(2)CH3 OCCH3+H2O +CH3COOH</p><p>CH3</p><p>CH3CHO+2Cu(OH)2 △ CH3COOH+Cu2O+2H2O)</p><p>四、苯酚：</p><p>1、定义：现有CH3CH2、 CH2、C6H5、 、CH3 等烃基连接OH，哪些属于酚类?</p><p>2、化学性质(要从OH与苯环相互影响的角度去理解)</p><p>(1)活泼金属反应：请比较Na分别与水、 OH、CH3CH2OH反应剧烈程度，并解释原因。最剧烈为水，最慢为乙醇，主要原因是： 对OH影响使OH更易(比乙醇)电离出H+。</p><p>思考：通常认为 为 吸电子基，而CH3CH2为斥电子基、由此请你分析HONO2中NO2，为吸电子基还是斥电子基?</p><p>(吸电子基、HNO3为强酸、即OH完全电离出H+)</p><p>(2)强碱溶液反应表现苯酚具有一定的酸性俗称石炭酸。</p><p>注意：①苯酚虽具有酸性，但不能称为有机酸因它属于酚类。</p><p>②苯酚的酸性很弱，不能使石蕊试液变红</p><p>以上两个性质均为取代反应，但均为侧链取代</p><p>(3)与浓溴水的反应</p><p>OH OH</p><p>+3Br2Br Br+3HBr</p><p>Br</p><p>该反应不需要特殊条件，但须浓溴水，可用于定性检验或定量测定苯酚，同时说明OH对苯环的影响，使苯环上的邻、对位的H原子变得较活泼。</p><p>(4)显色反应 OH与Fe3+互相检验。</p><p>6C6H5OH+Fe3+ 3-+6H+</p><p>(5)氧化反应 久置于空气中变质(粉红色)</p><p>能使KMnO4/H+褪色 OH</p><p>(6)缩聚反应：n OH+nHCHO [ CH2]n+nH2O</p><p>OH</p><p>例：HO CH=CH 1mol与足量Br2或H2反应，需Br2和H2的最大量</p><p>OH</p><p>分别是多少?</p><p>解析：C=C需1molBr2加成，而酚OH的邻对位H能被Br2取代左侧的酚只有邻位2个H原子，而右侧为二元酚，3个H原子均为邻 、对位又需(2+3)molBr2，而1mol</p><p>需3molH2，则Br2为6mol，H2为7mol。</p><p>五、乙醛</p><p>与H2加成还原反应</p><p>1、化学性质：(1)加成反应 HCN加成CH3CHO+HCNCH3CHCN</p><p>OH</p><p>自身加成 CH3CHO+CH2CHOCH3CHCH2CHO</p><p>H OH</p><p>(2)氧化反应</p><p>①燃烧</p><p>②银镜反应</p><p>③新制Cu(OH)2反应</p><p>④KMnO4/H+褪色</p><p>乙醇催化氧化法</p><p>2、制法 乙烯催化氧化法</p><p>乙炔水化法</p><p>例：醛可以和NaHSO3发生加成反应，生成水溶性 羟基磺酸钠：</p><p>O OH</p><p>RCH+NaHSO3 RCHSO3Na</p><p>该反应是可逆的，通常70%~90%向正方向转化</p><p>(1)若溴苯中混有甲醛，要全部除去杂质，可采用的试剂是____ _____，分离方法是_______</p><p>(2)若在CHCHSO3Na水溶液中分离出乙醛，可向溶液中加入_______，分离方法是</p><p>OH</p><p>________。</p><p>解析：(1)溴苯相当于有机溶剂，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状液体这一性质。由于醛能与NaHSO3加成，形成水溶性的离子化合物羟基磺酸钠(显然不能溶于有机溶剂)，因此加入的试剂为饱和NaHSO3溶液，采用分液 方法除去杂质。</p><p>(2)根据信息，醛与NaHSO3的反应为可逆反应，应明确：</p><p>CH3CHSO3Na CH3CHO+NaSO3，要转化为乙醛显然促使平衡向正方向移动，</p><p>OH</p><p>只有减小NaHSO3浓度，只要利用NaHSO3的性质即可。因此向溶液中加入稀H2SO4(不能加盐酸，为什么?)或NaOH，进行蒸馏即得乙醛。</p><p>六、乙酸</p><p>1、化学性质：(1)酸的通性弱酸，但酸性比碳酸强。</p><p>与醇形成酯</p><p>(2)酯化反应 与酚(严格讲应是乙酸酐)形成酯</p><p>与纤维素形成酯(醋酸纤维)</p><p>注意：乙酸与乙醇的酯化实验应注意以下问题：</p><p>①加入试剂顺序(密度大的加入到密度小的试剂中)</p><p>②浓H2SO4的作用(催化、吸水)</p><p>③加碎瓷片(防暴沸)</p><p>④长导管作用(兼起冷凝器作用)</p><p>⑤吸收乙酸乙酯试剂(饱和Na2CO3溶液，其作用是：吸收酯中的酸和醇，使于闻酯的气味，减小酯在水中的溶解度)</p><p>2、羧酸</p><p>低级脂肪酸</p><p>(1)乙酸的同系物 CnH2nO2 如HCOOH、CH3CH2COOH</p><p>高级 脂肪酸，如：硬脂酸，软脂酸</p><p>(2)烯酸的同系物：最简单的烯酸CH2=CHCOOH，高级脂肪酸：油酸</p><p>(3)芳香酸，如 COOH</p><p>(4)二元酸，如：COOH、HCOO COOH等，注意二元酸形成的酸式盐溶解[</p><p>COOH</p><p>度比正盐小，类似于NaHCO3和Na2CO3的溶解度。</p><p>O O O O[</p><p>思考：CH3COH+HOCCH3CH3COCCH3+H2O</p><p>O</p><p>CH3C O</p><p>O 称之为乙酸酐，HC OH CO+H2O，CO能否称为甲酸酐?</p><p>CH3C</p><p>O</p><p>O</p><p>为什么?由此请你写出硝酸酸酐的形成过程(HNO3的结构式HON O )</p><p>(由乙酸酐的形成可以看出：必须是OH与OH之间脱水形成的物质才能称为酸酐，</p><p>O</p><p>而CO是由HC OH中OH和C原子直接相连的H原子脱水，因此，不能称为酸</p><p>O O</p><p>酐，甲酸酐应为：HCOCH。同理硝酸酐的形成为：</p><p>O O O O</p><p>NOH+HON = NON (N2O5)+H2O</p><p>O O O O</p><p>七、酯</p><p>无机酸酯 (CH3CH2ONO2)</p><p>1、分类 低级酯(CH3COOC2H5)</p><p>有机酸酯 高级脂肪酸甘油酯油脂</p><p>2、化学性质水解反应(取代反应)</p><p>(1)条件无机酸或碱作催化剂;(2)水浴加热;(3)可逆反应;(4)碱性条件水解程度大(为什么?)</p><p>O O</p><p>例：写出CHCO COH与足量NaOH反应的化学方程式。</p><p>解析：该有机物既属于酯类，又属于羧酸类，该酯在碱性条件下水解，形成乙酸与酚，因此1mol需3molNaOH。</p><p>O O</p><p>CH3CO COH+3NaOHCH3COONa+NaO COONa+2H2O</p><p>例：某式量不超过300的高级脂肪酸与乙酸完全酯化后其式量为原来的1.14倍，若与足量溴 水反应后 其式量为原来的1.54倍，请确定该有机物的化学式[用 R(OH)nCOOH形式表示]</p><p>解析：由于能与乙酸酯化，证明为羟基酸如何确定羟基数目?抓住M300和酯化后式</p><p>O</p><p>量为原来的1.14倍，设含 一个醇OH，则ROH+CH3COOHMOCCH3+H2O</p><p>(式量M) (式量M+42)</p><p>M=300 假设成立。</p><p>再设烃基含y个不饱和度则 y=1</p><p>则该酸的化学式应为CnH2n-2O3 得出n=18</p><p>为C17H32(OH)COOH.</p><p>思考：式量为300以下的某脂肪酸1.0g与2.7g碘完全加成，也可被0.2gKOH完全中和，推测其准确的式量。(提示： x=3，即有3个不饱和度， 其通式为CnH2n-6O2，14n6+20230，n=18，准确式量就为278)</p><p>【能力训练】</p><p>1、化合物A[ ]的同分异构体B中无甲基，但有酚羟基符合此条件的B的同分异构体有_______种，从结构上看，这些同分异构体可属于________类，写出每类同分异构体中的一种同分异构体的结构简式____ _____________。</p><p>2、有机物A的分子量为128，燃烧只生成CO2和H2O。</p><p>(1)写出A的可能分子式5种________、________、_________、_________、_________。</p><p>(2)若A能与纯碱溶液反应，分子结构有含一个六 元碳环，环上的一个H原子被NH2取代所得产物为B的同分异构体甚多 ，其中含有一个六元碳环和一个NO2的同分异构有(写结构简式)_________________________________________</p><p>3、某链烃 [ CnHm]属烷、烯或炔烃中的一种，使若干克该烃在足量O2中完全燃 烧，生成xLCO2和1L水蒸气(120℃ 1.20235Pa)试根据x的不同取值范围来确定该烃所属类型及其分子内所含碳原子n值。</p><p>【能力训练答案】</p><p>1、27种，烯酚或环酚类。</p><p>和</p><p>2、(1) C10H8、C9H20、C8H16O、C7H12O2、C6H8O3</p><p>(2)</p><p>3、当 1为烷烃，当x=1为烯烃，当1</p>
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