高中 化學 必修 第二冊 第七章 有機化合物《第三節(jié) 第3課時 官能團與有機化合物的分類》教學設計

第3課時官能團與有機化合物的分類[學習目標]1.了解根據官能團類別進行有機物分類的依據及官能團之間轉化和物質類別的關系。2.了解多官能團有機物性質分析的基本方法。任務一官能團及有機化合物的分類有機化合物類別官能團代表物烴烷烴—CH4甲烷烯烴碳碳雙鍵CH2=CH2乙烯炔烴—C≡C—碳碳三鍵CH≡CH乙炔芳香烴—苯續(xù)表有機化合物類別官能團代表物烴的衍生物鹵代烴碳鹵鍵（—X鹵素原子）CH3CH2Br溴乙烷醇—OH羥基CH3CH2OH乙醇醛醛基乙醛羧酸羧基乙酸酯酯基乙酸乙酯[交流研討]某有機物的結構簡式為HOOC—CH=CHCH2OH。(1)請寫出該有機物所含官能團的名稱。提示：羧基、碳碳雙鍵、羥基。(2)寫出該有機物與足量Na、NaOH、NaHCO3反應的化學方程式。提示：HOOC—CH=CHCH2OH＋2Na→NaOOC—CH=CHCH2ONa＋H2↑、HOOC—CH=CHCH2OH＋NaOH→NaOOC—CH=CHCH2OH＋H2O、HOOC—CH=CHCH2OH＋NaHCO3→NaOOC—CH=CHCH2OH＋CO2↑＋H2O。eq\a\vs4\al()多官能團有機物的性質多官能團有機物的性質，決定于含有哪些官能團，具有這些官能團表現的多重性質。如CH2=CH—COOH有官能團和—COOH，該有機物有烯烴和羧酸的雙重性質，但不能說明該物質既屬于羧酸，又屬于烯烴。根據有機物命名規(guī)律，該物質屬于羧酸。1．下列有機物中含有兩種官能團的是()A． B．CCl4C． D．ClCH2CH2OH答案：D解析：A．含有的官能團是羧基，故不選A；B.CCl4含有的官能團是碳氯鍵，故不選B；C．含有的官能團是羧基，故不選C；D.ClCH2CH2OH含有的官能團是碳氯鍵、羥基，故選D。2．下列物質類別與所含官能團都正確的是()答案：D解析：A．官能團是碳氯鍵，A錯誤；B.官能團是羧基(—COOH)，B錯誤；C．酯類，官能團是酯基，C錯誤；D.甲酸乙酯，官能團是酯基，D正確；故選D。3．有關官能團和物質類別的關系，下列說法正確的是()A．有機物分子中含有官能團，則該有機物一定為烯烴類B．分子中都含有（醛基），則兩者同屬于醛類C．CH3CH2Br可以看作CH3CH3的一個氫原子被Br原子代替的產物，因此CH3CH2Br屬于烴類D．的官能團為—OH（羥基），屬于醇類答案：D解析：分子中含有的有機物不一定為烯烴，如CH2=CH—COOH，A錯誤；既具有醛的性質，又具有酯的性質，為酯類，既具有醛的性質，又具有羧酸的性質，但其為羧酸類，都不為醛類，B錯誤；CH3CH2Br為烴的衍生物，屬于鹵代烴，官能團為碳溴鍵，不屬于烴，C錯誤；的名稱為乙二醇，屬于醇類，D正確。任務二認識有機化合物的一般思路1．官能團與有機物性質的關系(1)官能團對有機物的性質具有決定作用。(2)含有相同官能團的有機物在性質上具有相似之處。2．幾種重要官能團的典型化學性質官能團典型化學性質(1)可以與很多物質發(fā)生加成反應①與溴、氯氣、氯化氫等發(fā)生加成反應得到鹵代烴②與氫氣發(fā)生加成反應得到烷烴③與水發(fā)生加成反應得到醇(2)可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化—OH(1)可以和鈉單質反應生成氫氣和相應的醇鈉(2)可以被氧氣、酸性高錳酸鉀、酸性重鉻酸鉀氧化(3)可以和羧酸發(fā)生酯化反應—CHO可被氧氣等氧化劑氧化為羧基—COOH(1)類似于無機酸，具有酸的通性(2)可以和醇發(fā)生酯化反應—COOR可與水發(fā)生水解反應生成醇和羧酸3.認識有機化合物的一般思路eq\x(\a\al(有機物,結構))eq\o(→,\s\up7(分析),\s\do5())eq\x(\a\al(官能團,的種類))eq\o(→,\s\up7(聯(lián)想),\s\do5())eq\x(\a\al(官能團,的性質))eq\o(→,\s\up7(結論),\s\do5())eq\x(\a\al(有機物,的性質))1．在下列物質中，不能與發(fā)生化學反應的是()①CH3CH2OH②CH3CH2CH2CH3③Na④CH3COOHA．①② B．①④C．只有② D．③④答案：C2．某有機物的結構簡式為，下列有關說法錯誤的是()A．該有機物的分子式為C10H10O2B．該有機物能發(fā)生加成反應、取代反應、氧化反應C．該有機物中有兩種官能團D．該有機物能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色，其褪色原理相同答案：D解析：A．根據結構簡式可知該有機物的分子式為C10H10O2，A正確；B.該有機物分子中含有不飽和的碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應、氧化反應，含有羧基，能夠發(fā)生取代反應，B正確；C．根據物質結構簡式可知：該有機物中有羧基及碳碳雙鍵兩種官能團，C正確；D.該有機物含有不飽和的碳碳雙鍵及苯環(huán)上的甲基，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液紫紅色褪色，含有不飽和的碳碳雙鍵，能夠與溴水發(fā)生加成反應而使溴水褪色，可見二者的褪色原理不相同，D錯誤；故符合題意的選項是D。任務三有機化合物的轉化1．幾種重要的有機反應類型總結2．幾種重要有機物的轉化關系總結已知A的產量通常用來衡量一個國家的石油化工水平，現以A為主要原料合成一種具有果香味的D，其合成路線如圖所示。請回答下列問題：(1)A的結構式為，B、C分子中官能團名稱是、。(2)E是一種常見的塑料，其結構簡式為__________________________。(3)寫出下列反應的化學方程式，并注明反應類型。①_____________________________________________________，反應。②____________________________________________________，反應。答案：(1)羥基羧基(2)CH2—CH2(3)①CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱、加壓))CH3CH2OH加成②2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu或Ag),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O氧化1．下列原子或原子團中，不屬于官能團的是()A．—X B．—OHC．—NO2 D．—CH3答案：D解析：A．—X是鹵代烴的官能團，名稱為碳鹵鍵，A不符合題意；B.—OH是醇或酚的官能團，名稱為羥基，B不符合題意；C．—NO2是硝基化合物的官能團，名稱為硝基，C不符合題意；D.—CH3是甲基，僅表示烴基原子團，不表示官能團，D符合題意；故選D。2．下列有機化合物的分類不正確的是()答案：A解析：分子結構中無苯環(huán)，不屬于苯的同系物。3.某有機物的結構簡式如圖所示，下列有關該有機物的說法正確的是()A．分子中含有兩種官能團B．該有機物可以發(fā)生取代、加成、氧化、置換、水解反應C．該有機物的分子式為C10H16O3D．與鈉和氫氧化鈉溶液都能發(fā)生反應，且得到的有機產物相同答案：C解析：A．有羥基、羧基和碳碳雙鍵三種官能團，故A錯誤；B.該有機物中羥基可以發(fā)生取代反應、氧化反應，碳碳雙鍵可以發(fā)生加成反應，羧基和羥基可以和鈉發(fā)生置換反應，不能發(fā)生水解反應，故B錯誤；C．該有機物的分子式為C10H16O3，故C正確；D.分子中羥基和羧基均能和鈉反應，只有羧基能與氫氧化鈉反應，所以產物不同，故D錯誤；故答案選C。4．乙烯是一種重要的化工原料，以乙烯為原料衍生出部分化工產品的反應如圖所示（部分反應條件已略去）。已知：①乙醇可以被強氧化劑（如酸性KMnO4溶液）直接氧化生成乙酸；②在一定條件下與H2O反應生成。(1)A的化學名稱是，在A～E中，屬于醇類的是（填字母，下同），屬于羧酸的是，屬于酯類的是。(2)B和A反應生成C的化學方程式為______________________________________________________________________________________________________________，該反應的類型為。(3)D的結構簡式為__________________________________________________。(4)D的同分異構體的結構簡式為_________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)乙醇AEBC(2)CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(?,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O酯化（或取代）反應(3)(4)CH3CHO解析：由題給流程和信息可知，乙烯和水在催化劑作用下發(fā)生加成反應生成的A為乙醇，乙醇氧化生成的B為乙酸，乙酸(B)和乙醇(A)發(fā)生酯化反應生成的C為乙酸乙酯，乙烯和O2在Ag催化作用下生成的D為，(D)和H2O反應生成(E)。因此A的化學名稱為乙醇，屬于醇類的是A(CH3CH2OH)、E()，屬于羧酸的為B(CH3COOH)，屬于酯類的為C(CH3COOCH2CH3)，根據D的分子式C2H4O，可得其同分異構體的結構簡式為CH3CHO。課時測評21官能團與有機化合物的分類（本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂?。╊}點一官能團與有機化合物的分類1．（2024·河南信陽高一期末）下列官能團的名稱和寫法都正確的是()A．碳碳三鍵(C≡C) B．羧基()C．羥基(OH－) D．酯基()答案：D2．某有機物的結構簡式為HCOOCH2CH=CH2，它不具有的官能團是()答案：B解析：根據有機物的結構簡式可知，該有機物含有酯基()、碳碳雙鍵和醛基()，沒有羧基()。3．下列物質的類別與所含官能團都表達錯誤的是()答案：C解析：為酯基，為酯。4．現代家居裝修材料中，普遍存在著甲醛，如果不處理，就會對人體產生極大的危害。按照有機物的分類，甲醛屬于醛類化合物。下面各項對有機物的分類方法與此方法相同的是()答案：B解析：對于有機物的分類，從結構上有兩種依據。一是按碳骨架進行分類，如A、C、D；二是按官能團進行分類，如B。題目中所給的甲醛是含有醛基的化合物，官能團為，所以B項符合要求。題點二多官能團有機化合物的性質5．（2024·云南高一期末）肉桂酸（結構如圖）可用于香精香料、食品添加劑、醫(yī)藥工業(yè)等方面。有關說法正確的是()A．分子式為C9H11O2B．屬于乙酸的同系物C．可與H2O發(fā)生加成反應D．其官能團有羧基、碳碳雙鍵和苯環(huán)答案：C解析：A．根據肉桂酸分子結構簡式，結合C原子價鍵是4個，可知其分子式是C9H8O2，A錯誤；B.肉桂酸分子中烴基部分不飽和，不是飽和烴基，在分子組成上與乙酸不是相差CH2的整數倍，因此與乙酸不屬于同系物，B錯誤；C．該物質分子中含有不飽和的碳碳雙鍵，因此在一定條件下能夠與H2O發(fā)生加成反應，C正確；D.該物質含有的官能團是碳碳雙鍵和羧基，苯環(huán)不屬于官能團，D錯誤。6．某有機物的結構簡式為，它在一定條件下可發(fā)生的反應為()①酯化反應②氧化反應③加聚反應④取代反應A．②③④ B．①②③C．①②④ D．①③④答案：C解析：該物質含有羥基、羧基和酯基，能發(fā)生酯化反應、氧化反應和取代反應，但不含碳碳雙鍵或碳碳三鍵，不能發(fā)生加聚反應，C正確。7.（2024·湖南益陽高一期末）某有機物的結構簡式如圖，下列關于該有機物的說法正確的是()A．分子式為C7H6O5B．1mol該物質能與4molNa發(fā)生反應C．分子中含有兩種官能團D．該物質只能發(fā)生加成反應，不能發(fā)生取代反應答案：B解析：A．該有機物分子中含有1個環(huán)、2個雙鍵，與同數碳原子的烷烴相比，少了6個H原子，則分子式為C7H10O5，A錯誤；B.該物質分子中的—OH、—COOH都能與Na反應，則1mol該物質能與4molNa發(fā)生反應，B正確；C．該物質分子中含有羥基、羧基、碳碳雙鍵三種官能團，C錯誤；D.該物質分子中含有的碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應，羥基、羧基等能發(fā)生取代反應，D錯誤。8．某有機物的結構簡式如圖所示，下列關于這種有機物的說法不正確的有()①該物質的分子式為C12H12O3②能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色③分別與Na、NaHCO3反應，兩個反應中反應物的物質的量之比均是1∶1④能發(fā)生取代、加成、水解、氧化反應⑤在水溶液中羧基和羥基均能電離出H＋A．1種B．2種C．3種D．4種答案：D解析：由有機化合物的結構簡式可知，該物質分子式為C12H14O3，①錯誤；該物質分子中含有碳碳雙鍵，可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，②正確；題述有機物與Na反應時消耗有機物與Na的物質的量之比是1∶2，與NaHCO3反應時消耗有機物與NaHCO3的物質的量之比是1∶1，③錯誤；題述有機物不能發(fā)生水解反應，④錯誤；羥基不能電離出H＋，⑤錯誤。題點三有機化合物的轉化9．乳酸在發(fā)生下列變化時所用的試劑a、b分別為()CH3CH(OH)COOHeq\o(→,\s\up7(a),\s\do5())CH3CH(OH)COONaeq\o(→,\s\up7(b),\s\do5())CH3CH(ONa)COONaA．Na、NaOH B．Na、Na2CO3C．NaOH、NaHCO3 D．NaOH、Na答案：D解析：由合成流程可知，第一步轉化中—COOH變?yōu)椤狢OONa，而—OH不變，則試劑a應為NaOH或Na2CO3或NaHCO3；第二步轉化中只有—OH變?yōu)椤狾Na，則試劑b應為Na。10．聚氯乙烯是生活中常用的塑料的主要化學成分。工業(yè)生產聚氯乙烯的一種合成路線如圖：下列說法正確的是()A．上述反應①為取代反應B．1，2-二氯乙烷和氯乙烯分子中所有原子均共平面C．乙烯和聚氯乙烯均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D．乙烯的產量可以用來衡量一個國家石油化學工業(yè)的發(fā)展水平答案：D解析：乙烯和氯氣反應生成1，2-二氯乙烷的反應為加成反應，A選項錯誤；1，2-二氯乙烷分子的碳原子為飽和碳原子，所有原子不可能共平面，B選項錯誤；聚氯乙烯中沒有碳碳雙鍵，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C選項錯誤；乙烯是重要的有機化工原料，用途廣泛，其產量可以用來衡量一個國家石油化學工業(yè)的發(fā)展水平，D項正確。11．甲、乙、丙三種物質是合成聚酯玻璃鋼的基本原料。下列說法錯誤的是()A．甲在酸性條件下的水解產物之一與乙互為同系物B．1mol乙物質可與2mol鈉完全反應生成1mol氫氣C．甲、丙物質都能使溴的四氯化碳溶液褪色D．甲、乙、丙均能和O2在一定條件下發(fā)生氧化反應答案：A解析：甲在酸性條件下的水解產物是、CH3OH，CH3OH與乙中羥基個數不同，不互為同系物，A錯誤。12.昆蟲信息素是昆蟲之間傳遞信號的化學物質。人工合成信息素可用于誘捕害蟲、測報蟲情等。一種信息素的分子結構簡式如圖所示，下列關于該化合物的說法不正確的是()A．屬于烷烴 B．可發(fā)生水解反應C．可發(fā)生加聚反應 D．具有一定的揮發(fā)性答案：A解析：該有機物含有C、H、O三種元素，且含有酯基和碳碳雙鍵，不屬于烷烴，A項錯誤；分子中含有酯基，能發(fā)生水解反應，且所含碳原子數較少，屬于低級酯，具有一定的揮發(fā)性，B、D項正確；分子中含有碳碳雙鍵，能發(fā)生加聚反應，C項正確。13．乙烯的相關轉化關系如圖，下列說法正確的是()A．聚乙烯是純凈物B．X為Cl2C．CH3OCH3與甲互為同分異構體D．甲→乙反應類型為取代反應答案：C解析：聚乙烯中的聚合度不同，所以聚乙烯不是純凈物，A項錯誤；乙烯與HCl發(fā)生加成反應生成氯乙烷，則X是HCl，B項錯誤；乙烯與水發(fā)生加成反應生成乙醇，則甲是乙醇，乙醇與甲醚互為同分異構體，C項正確；乙醇在Cu作催化劑，加熱條件下與氧氣發(fā)生氧化反應生成乙醛，所以甲到乙的反應為氧化反應，D項錯誤。14.脫落酸是一種抑制生長的植物激素，因能促使葉子脫落而得名，其結構簡式如圖所示，試回答下列問題。(1)脫落酸的分子式為，分子中所含官能團除羰基()外還有（寫名稱）。(2)根據脫落酸的結構簡式，下列關于脫落酸的性質說法正確的是（填字母）。A．脫落酸既可以和乙醇，也可以和乙酸發(fā)生酯化反應B．1mol脫落酸和足量的鈉反應生成2molH2C．脫落酸可以使溴的四氯化碳溶液褪色D．1mol脫落酸最多可以和2molBr2發(fā)生加成反應E．脫落酸可以和NaOH發(fā)生中和反應，且1mol脫落酸最多需要消耗2molNaOH答案：(1)C15H20O4碳碳雙鍵、羥基、羧基(2)AC解析：(1)根據有機物的結構簡式知，脫落酸的分子式為C15H20O4，分子中所含官能團除羰基()外還有碳碳雙鍵、羥基和羧基。(2)脫落酸分子中含有醇羥基，可以和乙酸發(fā)生酯化反應，含有羧基，可以和乙醇發(fā)生酯化反應，A正確；1mol脫落酸分子中含1mol羥基和1mol羧基，可以和足量鈉反應生成1molH2，B錯誤；脫落酸中含有碳碳雙鍵，可以和溴發(fā)生加成反應，故能使溴的四氯化碳溶液褪色，C正確；1mol脫落酸中含3mol碳碳雙鍵，故1mol脫落酸可以和3molBr2發(fā)生加成反應，D錯誤；脫落酸中含有的羧基可以和NaOH發(fā)生中和反應，但醇羥基和NaOH不反應，故1mol脫落酸消耗1molNaOH，E錯誤。15．丙烯酸乙酯是一種食用香料，用乙烯