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本文题目：高三化学教案：烃的衍生物导学案复习 高 三 化 学(第12周) 【教学内容】 复习烃的衍生物 【教学目标】 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; 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。 【知识讲解】 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、 O O NO2、OH、CHO、COH、NH2、 C=C 、CC 、[RC(酰基)、R O CO(酰氧基)、RO(烃氧基)]等。 O O O 思考：1、HCOH应有几种官能团?(4种、 C 、OH、COH、CHO) OH 2、 CHO能发生哪些化学反应?(常见) CH=CHCOOH (提示：属于酚类、醛类、羧酸类、烯烃类) 二、卤代烃(RX) 1、取代(水解)反应 R X+H2O NaOH ROH+HX 来源:Zxxk.Com] 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。 三、乙 醇 H H 1、分子结构 HCCOH 用经典测定乙醇分子结构的实验证明 ④ H ③ H ② ① 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? (2)与氢卤酸反应制卤代烃 (分析乙醇分子中几号键断裂) NaBr+H2SO4+C2H5OH △ CH3CH2Br+NaHSO4+H2O 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? (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) (3)氧化反应：①燃烧现象?耗氧量与什么烃燃烧耗氧量相同? ②催化氧化(脱氢)：CH3CH2OH H2 CH2CHO +O2 CH3COOH (式量46) (式量44) (式量60) 即有一个CH2OH最终氧化为COOH式量增大14 ③强氧化剂氧化KMnO4/H+褪色 (4)脱水反应：①分子间脱水浓H2SO4、140℃(取代反应) ②分子内脱水浓H2SO4、170℃(消去反应) 以上两种情况是几号键断裂? 思考：下列反应是否属于消去反应： A、CH2=CHCHCH+HX B、CH2CHCOOHCH2=CCOOH+NH3 X O NH2 CH3 CH3 C、CH3COCH2C H CH2=CH +CH3COOH (以上均为消去反应) (4)酯化反应：断裂几号键?用什么事实证明?(同位素示踪法) 例：RCH=CHR+RCH=CHR RCH=CHR+RCH=CHR对于该反应 ① ② ② ③ 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。 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。 例：乙酸和乙醇的酯化反应，可用如下过程表示： OH 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 OH 逆反应，回答下列问题： 18O (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? (2)请分别指出①~⑥反应的基本类型。 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 18O O 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 18OH 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， OH 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， O 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 O O 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。 (2) ①②均为取代反应，③⑥均为加成反应，④和⑤均为消去反应。 3、乙醇制法 传统方法发酵法 (C6H10O5)n C6H12O6C2H5OH+CO2 乙烯水化法 CH2=CH2+H2O CH3CH2OH[ 思考：已知有机物C9H10O2有如下转化关系： (1)写出下列物质的结构简式A__________C____ ______F____________ (2)写出下列反应的化学方程式C9H10O2A+B DA O (答：(1)A：CH3COOH、C：CH3COCH=CH2 F O OH CH3 (2)CH3 OCCH3+H2O +CH3COOH CH3 CH3CHO+2Cu(OH)2 △ CH3COOH+Cu2O+2H2O) 四、苯酚： 1、定义：现有CH3CH2、 CH2、C6H5、 、CH3 等烃基连接OH，哪些属于酚类? 2、化学性质(要从OH与苯环相互影响的角度去理解) (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+。 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? (吸电子基、HNO3为强酸、即OH完全电离出H+) (2)强碱溶液反应表现苯酚具有一定的酸性俗称石炭酸。 注意：①苯酚虽具有酸性，但不能称为有机酸因它属于酚类。 ②苯酚的酸性很弱，不能使石蕊试液变红 以上两个性质均为取代反应，但均为侧链取代 (3)与浓溴水的反应 OH OH +3Br2Br Br+3HBr Br 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。 (4)显色反应 OH与Fe3+互相检验。 6C6H5OH+Fe3+ [Fe(C6H5O)6]3-+6H+ (5)氧化反应 久置于空气中变质(粉红色) 能使KMnO4/H+褪色 OH (6)缩聚反应：n OH+nHCHO [ CH2]n+nH2O OH 例：HO CH=CH 1mol与足量Br2或H2反应，需Br2和H2的最大量 OH 分别是多少? 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 需3molH2，则Br2为6mol，H2为7mol。 五、乙醛 与H2加成还原反应 1、化学性质：(1)加成反应 HCN加成CH3CHO+HCNCH3CHCN OH 自身加成 CH3CHO+CH2CHOCH3CHCH2CHO H OH (2)氧化反应 ①燃烧 ②银镜反应 ③新制Cu(OH)2反应 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发生加成反应，生成水溶性 羟基磺酸钠： O OH RCH+NaHSO3 RCHSO3Na 该反应是可逆的，通常70%~90%向正方向转化 (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_______ (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 OH ________。 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。 (2)根据信息，醛与NaHSO3的反应为可逆反应，应明确： CH3CHSO3Na CH3CHO+NaSO3，要转化为乙醛显然促使平衡向正方向移动， OH 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。 六、乙酸 1、化学性质：(1)酸的通性弱酸，但酸性比碳酸强。 与醇形成酯 (2)酯化反应 与酚(严格讲应是乙酸酐)形成酯 与纤维素形成酯(醋酸纤维) 注意：乙酸与乙醇的酯化实验应注意以下问题： ①加入试剂顺序(密度大的加入到密度小的试剂中) ②浓H2SO4的作用(催化、吸水) ③加碎瓷片(防暴沸) ④长导管作用(兼起冷凝器作用) 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) 2、羧酸 低级脂肪酸 (1)乙酸的同系物 CnH2nO2 如HCOOH、CH3CH2COOH 高级 脂肪酸，如：硬脂酸，软脂酸 (2)烯酸的同系物：最简单的烯酸CH2=CHCOOH，高级脂肪酸：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盐溶解[ COOH 度比正盐小，类似于NaHCO3和Na2CO3的溶解度。 O O O O[ 思考：CH3COH+HOCCH3CH3COCCH3+H2O O CH3C O O 称之为乙酸酐，HC OH CO+H2O，CO能否称为甲酸酐? CH3C O O 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 ) (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， O 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 O O 酐，甲酸酐应为：HCOCH。同理硝酸酐的形成为： O O O O NOH+HON = NON (N2O5)+H2O O O O O 七、酯 无机酸酯 (CH3CH2ONO2) 1、分类 低级酯(CH3COOC2H5) 有机酸酯 高级脂肪酸甘油酯油脂 2、化学性质水解反应(取代反应) (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?) O O 例：写出CHCO COH与足量NaOH反应的化学方程式。 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。 O O CH3CO COH+3NaOHCH3COONa+NaO COONa+2H2O 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] 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 O 量为原来的1.14倍，设含 一个醇OH，则ROH+CH3COOHMOCCH3+H2O (式量M) (式量M+42) M=300 假设成立。 再设烃基含y个不饱和度则 y=1 则该酸的化学式应为CnH2n-2O3 得出n=18 为C17H32(OH)COOH. 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) 【能力训练】 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____ _____________。 2、有机物A的分子量为128，燃烧只生成CO2和H2O。 (1)写出A的可能分子式5种________、________、_________、_________、_________。 (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)_________________________________________ 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。 【能力训练答案】 1、27种，烯酚或环酚类。 和 2、(1) C10H8、C9H20、C8H16O、C7H12O2、C6H8O3 (2) 3、当 1为烷烃，当x=1为烯烃，当1 | 
