江西省樂安一中高二化學(xué) 34烴和烴的衍生物復(fù)習(xí)培優(yōu)教案.doc

烴和烴的衍生物復(fù)習(xí)一.主要的有機(jī)物間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 1.烴的衍生物的主要化學(xué)性質(zhì)類別鹵代烴r-x醇r-oh苯酚c6h5-oh醛rcho羧酸rcooh酯rcoor代表物ch3ch2brch3ch2oh-ohch3choch3coohch3cooch2ch3代表物的主要化學(xué)性質(zhì)與稀naoh溶液作用生成乙醇與濃naoh醇溶液作用，發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯與na發(fā)生置換反應(yīng)生成乙醇鈉和氫氣與濃硫酸共熱到170發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯在催化劑作用下，被o2氧化成乙醛與酸發(fā)生酯化反應(yīng)成酯與氫鹵酸作用生成鹵代烴與naoh反應(yīng)生成苯酚鈉和水與濃溴水作用生成白色三溴苯酚沉淀和fecl3溶液作用顯紫色易被氧化顯紅色液態(tài)苯酚與na反應(yīng)，生成苯酚鈉放出h2發(fā)生銀鏡反應(yīng)被氧化劑氧化乙酸與h2加成（被還原）生成乙醇具有酸的通性，是弱酸用濃h2so4作催化和吸水試劑，與醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯用稀硫酸做催化劑與水發(fā)生水解反應(yīng)（屬于取代）生成乙酸和乙醇2.烴及其衍生物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系3.苯、甲苯、苯酚化學(xué)性質(zhì)的比較官能團(tuán)的相互影響從煤焦油里分離出苯、甲苯和苯酚，它們的主要化學(xué)性質(zhì)有些相似，也有很大的差別。（1）與kmno4(h+)溶液的反應(yīng) ch3苯（ ）不能被kmno4（h+）氧化，而 ， -c2h5等苯的同系物都能被kmno4（h+）氧化，生成苯甲酸，而使kmno4溶液褪色。無論苯環(huán)上的取代烴基含多少個碳原子，總是-碳被氧化成羧基。 -ch2ch2ch3 -cooh 苯酚不僅使kmno4溶液褪色，而且由于接觸空氣后，被氧氣氧化而變成紅色。（2）與溴水的反應(yīng)苯、甲苯跟溴水均不發(fā)生反應(yīng)，只是萃取水中的溴。而苯酚在室溫下與濃溴水順利發(fā)生取代反應(yīng)而生成三溴苯酚。（3）芳環(huán)上的取代和加h2反應(yīng)苯、甲苯、苯酚都能發(fā)生鹵代、硝化、磺化但反應(yīng)條件不同。 -br； -no2； -so3h+ （c6h12） ch3 ch3 環(huán)已烷ch3no2ch3 -br -so3h ch3 ；o2n- -no2； ch3 ； （c7h14） (甲基環(huán)已烷) br so3h如果不使用催化劑，而是在光照的條件下，則取代反應(yīng)發(fā)生在側(cè)鏈上 ch2cl chcl2 ccl3 -ch3 + + ohbrno2oh oh oh br- -br； -no2+ ； -oh 環(huán)已醇多官能團(tuán)之間要相互影響，如上所述，-ch3，-oh使苯環(huán)的鄰位和對位碳上的h活潑，比苯更易發(fā)生取代反應(yīng)，而使新引入的取代基定位在-ch3和-oh的鄰、對位上。苯環(huán)也影響甲基和羥基，使它們也變得活潑，例如，甲烷不能被kmno4氧化，而甲苯能被kmno4（h+）氧化，生成苯甲酸。而苯環(huán)影響酚羥基，使酚羥基容易失去h原子，被空氣氧化，而呈紅色。4.三種羥基性質(zhì)的比較（1）羥基中h原子的反應(yīng)有機(jī)物電離常數(shù)與na反應(yīng)與naoh反應(yīng)與na2co3反應(yīng)與nahco3反應(yīng)醇ch3ch2ohka=3.010-20酚c6h5ohka=1.010-10（液）羧酸ch3coohka=1.810-5（2）生成酯的反應(yīng)條件乙醇和乙酸成酯反應(yīng)，需濃硫酸存在的條件下，加熱，可生成乙酸乙酯。濃h2so4 o och3-c - oh+h - och2ch3 ch3c-och2ch3+h2o如果是多元醇制取乙酸酯，應(yīng)該在乙酸存在的條件下，與乙酸酐反應(yīng)生成ch3cooh cho cho酯，如：choh +（ch3co）2o chococh3 +h2o ch2oh ch2ococh3苯酚也能成酯，但教材中沒介紹，在97年高考試題中涉及到酚羥基成酯，現(xiàn)介紹兩種苯酚成酯的反應(yīng)。酚跟醇不一樣，它不能與酸直接酯化成酯，但是可以用酸酐或酰氯等化合物與酚作用制備有機(jī)酸酯及無機(jī)酸酯。例如： ch3co o -oh + o -o-c-ch3+ch3cooh ch3co 醋酸苯酯 醋酸酐 o o -oh +ch3-c-cl -o-c-ch3+hcl 乙酰氯3 -oh+pocl3 ( -o)3po+3hcl 磷酰氯 磷酸三苯酯例1:某芳香烴衍生物的化學(xué)式為c8h8o4，已知等量的該芳香烴衍生物分別與na、naoh、nahco3完全反應(yīng)時，所需三種物質(zhì)的量之比為3：2：1；又知該化合物分子中苯環(huán)上的一氯取代物有兩種，寫出該衍生物的結(jié)構(gòu)簡式。解：由于與na反應(yīng)的取代基，應(yīng)該有酚羥基、醇羥基和羧基；與naoh反應(yīng)的有酚羥基和羧基；而與nahco3反應(yīng)的只有羧基。又由于苯環(huán)上的一氯取代物只有兩種，那么芳環(huán)上應(yīng)有兩種不同的氫原子，那么必然有兩種不同的取代基連在苯環(huán)的對位上，這個芳烴衍生物的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)該是：ho- -ch-cooh oh例2：（1997年全國高考第33題）通常情況下，多個羥基連在同一個碳原子上的分子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，容易自動失水，生成碳氧雙鍵的結(jié)構(gòu)-c-oh-c=o+h2o，下面8個化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系： oh （1）化合物是_，它跟氯氣發(fā)生反應(yīng)的條件a是_。（2）化合物跟可在酸催化下去水生成化合物，的結(jié)構(gòu)簡式是_，名稱是_。（3）化合物是重要的定香劑，香料工業(yè)上常用化合物和直接合成它，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。 解：題給信息是-c-oh-c=o+h2o，這是解題關(guān)鍵。根據(jù)這一信息，聯(lián)系 oh題中化合物與cl2反應(yīng)生成，水解生成 -ch2oh，化合物就是 -ch2cl是 -chcl2則是 -ccl3。一定是 -ch3，條件a是光照。 oh化合物是 -ccl3，水解應(yīng)生成 -c-oh ，不穩(wěn)定失去1分子水得， oh o o是 -c-oh。 -c-oh和 -ch2oh在酸催化下發(fā)生酯化反應(yīng)生成化合物， o是酯，其結(jié)構(gòu)簡式是 -c-och2- ，名稱叫苯甲酸苯甲酯。 o o化合物是 -ch2cl，化合物是2 -c-oh + na2co32 -c-ona o+h2o+co2的產(chǎn)物 -c-ona。和直接反應(yīng)的化學(xué)方程式是： o o -ch2cl+ -c-ona -c-och2- +nacl ch2onaonach2ohonach2ohohch2ohohh2o例3:為實現(xiàn)以下各步的轉(zhuǎn)化，請在括號中填入適當(dāng)?shù)某Ｓ玫脑噭ㄒ髮懟瘜W(xué)式） -cooh -coona -coona -coona解：試劑不與酚羥基和醇羥基反應(yīng)，只與羧羥基反應(yīng)，應(yīng)該用nahco3。不與醇羥基反應(yīng)，而與酚羥基反應(yīng)，應(yīng)該用naoh。與醇羥基反應(yīng)應(yīng)該是金屬na。試劑是把羧酸鹽恢復(fù)成羧酸，應(yīng)該是比苯甲酸更強(qiáng)的酸，可以是hcl或h2so4。把酚鈉鹽恢復(fù)為苯酚，應(yīng)該通入co2。二.幾種重要的有機(jī)反應(yīng)類型:1.取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。例如：鹵代：ch4+cl2ch3cl+ +br2 -br + hbrch3no2硝化： +hno3 -no2+h2o ch3 +3hno3o2n- -no2 +3h2o磺化： +hoso3h（濃） -so3h +h2oohso3h oh oh +hoso3h（濃） -so3h + +h2o水解：ch3ch2br+h2och3ch2oh+hbr （hbr+naoh=nabr+h2o） ch3cooch2ch3+h2och3cooh+ch3ch2oh o o酯化：ch3-c-oh+hoch3ch3-c-och3+h2o2.加成反應(yīng)：有機(jī)物分子里的不飽和碳原子與其它原子或原子團(tuán)直接結(jié)合而生成別的物質(zhì)的反應(yīng)。因為加成反應(yīng)發(fā)生在具有不飽和鍵的有機(jī)物質(zhì)中，所以烯烴、炔烴、芳香烴、醛類都能發(fā)生加成反應(yīng)。例如：烯烴的加成ch2=ch2+h2；ch2=ch2+br2ch2=ch2+h2och3ch2oh炔烴的加成chch+2h2；chch+br2（2br2）chch+hclch2=chclchch+h2och3chochch+hcnch2=ch-cn（丙烯腈）苯的加成（苯?jīng)]有典型的雙鍵故加成反應(yīng)比烯、炔要難得多） +3h2 （c6h12） 環(huán)已烷醛的加成 o ch3-c-h+h2ch3ch2oh 因為有機(jī)物加氫（或去氧）稱為還原反應(yīng)，故這一反應(yīng)又是還原反應(yīng)。 o o oh och3-c-h+ch3-c-hch3-ch-ch2c-h3.聚合反應(yīng)：由不飽和的單體（相同或不相同）通過相互加成的方式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng)叫加聚反應(yīng)。單體相互作用生成高分子化合物的同時，還有小分子生成的反應(yīng)叫縮聚反應(yīng)。二者合稱聚合反應(yīng)。烯的加聚nch2=ch2 ch2-ch2 n 聚乙烯 clnch2=ch ch2-ch n cl 聚氯乙烯苯酚和甲醛的縮聚 oh o ohn +nh-c-h -ch2 n +nh2o 酚醛樹脂4.消去反應(yīng)：有機(jī)化合物在適當(dāng)條件下，從一個分子里相鄰的兩個原子上脫去一個小分子（如水、鹵化氫等），而生成具有不飽和鍵化合物的反應(yīng)。例如：鹵代烴的消去反應(yīng)ch3-ch-ch2+naohch3ch=ch2-nabr+h2o h br醇的消去反應(yīng)ch2-ch2ch2=ch2+h2oh oh5.酯化反應(yīng)：酸和醇作用生成酯和水的反應(yīng)。有機(jī)酸和醇的酯化反應(yīng)濃h2so4 o och3-coh+ho-ch2ch3 ch3c-och2ch3+h2o無機(jī)酸和醇的酯化反應(yīng)ch2-oh ch2-o-no2ch-oh +3hono2 ch-o-no2 +3h2och2-oh ch2-o-no2 三硝酸甘油酯6.水解反應(yīng)：化合物和水作用生成兩種或兩種以上的物質(zhì)的反應(yīng)。例如：鹵代烴的水解ch3ch2br+h2och3ch2oh+hbr（hbr+naoh=nabr+h2o）酯的水解反應(yīng)ch3cooch2ch3+h2och3cooh+ch3ch2oh7.氧化反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中加進(jìn)氧原子或去掉氫原子的反應(yīng)。烯、炔、苯同系物的側(cè)鏈、醇、醛等都能被氧化。例如：伯醇氧化成醛，仲醇氧化成酮。2ch3ch2oh+o22ch3cho+2h2o o2ch3chch3+o22ch3cch3+2h2o oh 丙酮醛氧化成酸2ch3cho+o22ch3cooh乙烯氧化成乙醛2ch2=ch2+o22ch3cho丁烷氧化成乙酸2ch3ch2ch2ch3+5o22ch3cooh+6h2o8.還原反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中加氫原子或去掉氧原子的反應(yīng)。例如：醛還原為醇ch3cho+h2ch3ch2oh9.顏色反應(yīng)（顯色反應(yīng)）苯酚遇三氯化鐵溶液紫色淀粉遇碘溶液藍(lán)色例41mol烴a，充分燃燒可得8molco2和4molh2o，烴a可通過如下圖的各個反應(yīng)得到各種化合物和聚合物。（1）寫出8種化合物的分子式（g寫結(jié)構(gòu)簡式）a _ b _ c _ d _ e _ f _ g _ h _ （2）寫出化學(xué)方程式，指出各屬于哪個反應(yīng)類型ab_；屬于_反應(yīng)。ac_；屬于_反應(yīng)。cd_；屬于_反應(yīng)。dh_；屬于_反應(yīng)。aco2+h2o_；屬于_反應(yīng)。解：（1）a：c8h8；b：(c8h80n；c：c8h9br；d：c8h10o；e：c8h8br2；f：c8h6； br brg： -c - ch；h：c10h12o2 br br （2）ab n -ch=ch2 ch-ch2 n聚合反應(yīng) br ac -ch=ch2 +hbr -ch-ch3 加成反應(yīng) br oh cd -ch-ch3 +h2o -ch-ch3 +hbr 取代反應(yīng) （naoh+hbr=nabr+h2o） o ch3-c oh o +ch3c-ohch3-c o dh -ch-ch3+ o -ch-ch3 o-c-ch3 屬于酯化反應(yīng) o aco2+h2o c8h8+10o28co2+4h2o屬于氧化反應(yīng)三.有機(jī)物燃燒的規(guī)律:1.等物質(zhì)的量的有機(jī)物完全燃燒消耗氧氣、生成水及二氧化碳的量的比較 烴完成燃燒耗氧氣的量由決定，生成co2的量由x決定，生成h2o的量由y決定。含c、h、o三種元素的含氧有機(jī)物完全燃燒，也把含氧有機(jī)物的化學(xué)式改寫成烴與氧化物（水及二氧化碳）的組合形式，即cxhy(h2o)n(co2)m。等物質(zhì)的量的衍生物完全燃燒耗氧也由決定，生成co2的量由化學(xué)式中碳原子總數(shù)(x+m)決定，生成水的量由氫原子總數(shù)(y+2n)決定。例5：燃燒相同物質(zhì)的量的下列有機(jī)物a ch3ch3 b ch2=ch2 c chch d ch3ch2ohe ch3ch2cooh f ch3ch2cho g ch3cho（1）消耗o2的量由多到少的順序是_。（2）生成co2的量由多到少的順序是_。（3）生成h2o的量由多到少的順序是_。解：先改寫含氧衍生物的分子式，dch3ch2ohc2h4h2o ech3ch2coohc2h6co2fch3ch2choc3h4h2o gch2-ch2 o所以消耗o2的量由多到少的順序是：fa=eb=dc=g生成co2的量由多到少的順序是：f=ea=b=c=d=g生成h2o的量由多到少的順序是：a=d=e=fb=gc結(jié)論：（1）相同物質(zhì)的量的不同有機(jī)物cxhy（h2o）n（co2）m與cxhy（h2o）n（co2）m（m、n、m、n取0、1、2）完全燃燒耗o2量相同。（2）在總物質(zhì)的量相同的前提下，由符合上述條件的有機(jī)物組成的混合物，無論以何種比例混合，完全燃燒消耗o2的物質(zhì)的量相同，且等于相同物質(zhì)的量所在任一組分充分燃燒的耗o2量。例6:（95年全國高考試題）有機(jī)化合物a、b分子式不同，它們只可能含有碳、氫、氧元素中的兩種或三種。如果將a、b不論以何種比例混合，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒時所耗o2和生成水的物質(zhì)的量也不變。那么，a、b組成必須滿足的條件是_。若a是甲烷，則符合上述條件的化合物b中，分子量最小的是_，并寫出分子量最小的含甲基的b的2種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_，_。解：由于消耗o2的量和生成水的量相同，所以a、b必須符合通式cxhy(co2)m（m取0，1，2），即滿足化學(xué)式中氫原子數(shù)相同，且相差m個碳原子，同時相差2m個氧原子。若a是ch4，則通式符合ch4（co2）m，當(dāng)m=1時，b的分子量最小，即c2h4o2，其結(jié)構(gòu)簡式分別為，ch3cooh和hcooch3。2.等質(zhì)量的烴完全燃燒時消耗o2，生成co2和h2o的量的比較1molc，質(zhì)量12g，燃燒生成co2，消耗o21mol，4molh，質(zhì)量4g，燃燒生成h2o，消耗o21mol。所以等質(zhì)量的烴完全燃燒，h%越高，耗o2越多，生成h2o的量越多，co2越少。通常把cxhy改換成，值越大，h%越高，消耗o2的量越多。例7:燃燒相同質(zhì)量的下列烴a ch3ch3b ch2=ch2c chchd ch4e c6h6f c8h10耗o2量由多到少的順序是_解：a ch3ch3的實驗式是ch3，b的實驗式是ch2，c的實驗式是ch，d實驗式是ch4，e的實驗式是ch，f的實驗式ch1.25，比較實驗式得出耗o2由多到少的順序是：dabfc=e。結(jié)論：（1）等質(zhì)量具有相同實驗式的有機(jī)物完全燃燒時，耗o2的量相同，生成co2和h2o的量也相同。（2）實驗式相同的有機(jī)物無論以何種比例混合，只要總質(zhì)量相同，充分燃燒耗o2的量及生成co2和h2o的量也相同。（3）質(zhì)量相等時，無論實驗式相同與否，只要h%相同，充分燃燒生成h2o的量相同，如c12h8與 c8h8o3，c12h8與c2h4o3。同理若c%相同，充分燃燒生成co2的量相同，如 ch4和c10h8o2但耗o2量就不一定相同。例8:ab是分子量不等的兩種有機(jī)物，無論以何種比例混合，只要混合物的總質(zhì)量不變，完全燃燒后，產(chǎn)生水的質(zhì)量不變。試寫出兩組符合上述情況的有機(jī)物的分子式，并回答a、b應(yīng)滿足什么條件。解：在混合物總質(zhì)量不變的條件下，實驗式相同的有機(jī)物完全燃燒生成水的質(zhì)量一定不變。實驗式相同的有：（1）c2h2 -ch=ch2 （2）ch2o c2h4o2 c3h6o3 c6h12o6 （3）c2h4o c4h8o2實驗式不同，若h%相等，充分燃燒產(chǎn)生水的質(zhì)量一定相同，如c12h8與c2h4o3，c8h8o3與c6h4。a、 b應(yīng)滿足的條件是兩化合物h%相等。b、四.幾條規(guī)律：1.關(guān)于相對分子質(zhì)量:（1）具有n個碳原子的烷烴相對分子質(zhì)量等于具有（n-1）個碳原子的飽和一元醛的相對分子質(zhì)量。例如：mr（c2h6）=mr（hcho）=30