《課時(shí)2.1.2 有機(jī)反應(yīng)的主要類型-消去反應(yīng) 氧化與還原反應(yīng)》自主學(xué)案

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1課時(shí)2.1.2有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的主要類型——消去反應(yīng)、氧化與還原反應(yīng)自主學(xué)案[課標(biāo)要求]1.會(huì)根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析消去反應(yīng)的特點(diǎn)和規(guī)律；2.能從加氧脫氫和加氫脫氧的角度來認(rèn)識(shí)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。3．能夠從試劑、條件、產(chǎn)物等不同角度判斷有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型?！厩榫场に伎肌俊翱丈綄す饦?，折香思故人。故人隔秋水，一望一回顰”是宋朝詩(shī)人姜夔詩(shī)《桂花》中描寫桂花的花香，為香味主要來自芳樟醇的物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示，試從官能團(tuán)的角度分析其能發(fā)生什么反應(yīng)類型？提示具有碳碳雙鍵和醇的性質(zhì)：加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、加聚反應(yīng)、取代反應(yīng)、消去反應(yīng)。探究學(xué)習(xí)一、消去反應(yīng)1．實(shí)驗(yàn)室制取乙烯實(shí)驗(yàn)室制取少量乙烯裝置如下圖所示：(1)將15mL濃硫酸緩緩加入到盛有5mL95%乙醇的燒杯中，再倒入圓底燒瓶中，并加入碎瓷片。碎瓷片的作用是防止液體暴沸。(2)加熱混合溶液，迅速升溫到170℃，將氣體通入KMnO4酸性溶液和溴的四氯化碳溶液中，觀察到的現(xiàn)象是KMnO4酸性溶液、溴的四氯化碳溶液均退色。(3)由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是乙醇在濃硫酸作用下，加熱到170_℃，發(fā)生反應(yīng)，生成乙烯。(4)問題討論：①寫出上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3CH2OHCH2=CH2↑＋H2O。②該反應(yīng)中乙醇分子斷裂的化學(xué)鍵是C—O鍵和相鄰碳上的C—H鍵。然后在出現(xiàn)斷鍵的兩個(gè)碳原子之間又重新形成一個(gè)共價(jià)鍵，由單鍵變成雙鍵。2．氯乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯的反應(yīng)氯乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱反應(yīng)生成乙烯，化學(xué)方程式為：CH3CH2Cl＋NaOHCH2=CH2↑＋NaCl＋H2O。3．消去反應(yīng)(1)定義在一定條件下，有機(jī)化合物脫去小分子物質(zhì)(如H2O、HBr等)生成分子中有雙鍵或三鍵的化合物的反應(yīng)叫做消去反應(yīng)。(2)消去反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及特點(diǎn)①實(shí)質(zhì)：脫去官能團(tuán)和與官能團(tuán)相連的碳原子的鄰位碳上的氫原子，生成雙鍵或三鍵。②特點(diǎn)：分子內(nèi)脫去小分子；產(chǎn)物中含有不飽和鍵。(3)常見的能發(fā)生消去反應(yīng)的物質(zhì)及反應(yīng)條件反應(yīng)物醇鹵代烴反應(yīng)條件濃H2SO4、加熱強(qiáng)堿(如NaOH、KOH)的醇溶液、加熱原應(yīng)原理結(jié)構(gòu)條件有β-H有β-H【理解應(yīng)用】1．下列物質(zhì)能發(fā)生消去反應(yīng)，且生成物不止一種的是()A． B．C． D．CH3OH【答案】B【解析】發(fā)生消去反應(yīng)的物質(zhì)必須具有兩個(gè)條件：①主鏈碳原子至少為2個(gè)；②與鹵素原子或羥基所在碳原子相鄰的碳原子上必須有氫原子。A能發(fā)生消去反應(yīng)，但產(chǎn)物只有一種，分別為CH2=CH—CH3；B能發(fā)生消去反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，分別為；C、D不能發(fā)生消去反應(yīng)?！痉此?xì)w納】醇與鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)的規(guī)律1.有β-H的鹵代烴或醇可發(fā)生消去反應(yīng)。如不能發(fā)生消去反應(yīng)。2.有兩個(gè)β-C，且兩個(gè)碳原子上均有氫原子的鹵代烴或醇，發(fā)生消去反應(yīng)可能生成不同的產(chǎn)物。如發(fā)生消去反應(yīng)，產(chǎn)物有規(guī)律總結(jié)醇和鹵代烴均能發(fā)生消去反應(yīng)，其原理相同，但反應(yīng)條件不同，前者為濃硫酸、加熱，后者為NaOH的醇溶液、加熱。2．(2020湖北利川一中高二月考)有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制乙烯的說法中，不正確的是()A．溫度計(jì)的水銀球要伸入到反應(yīng)物的液面以下B．反應(yīng)過程中溶液的顏色逐漸變黑C．生成的乙烯氣體中混有少量有刺激性氣味的氣體D．加熱時(shí)不要太急，使溫度緩慢上升至170℃【答案】D【解析】制備乙烯需要控制反應(yīng)的溫度，所以溫度計(jì)的水銀球需要插入反應(yīng)物的液面以下，故A正確；濃硫酸具有脫水性，反應(yīng)過程中使乙醇脫水生成碳，溶液的顏色會(huì)逐漸變黑，故B正確；濃硫酸具有脫水性，乙醇有少量炭化，碳和濃硫酸加熱反應(yīng)有二氧化硫和二氧化碳生成，則制取的乙烯中會(huì)混有少量刺激性氣味的二氧化硫氣體，故C正確；由于在140℃時(shí)乙醇會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成乙醚，所以加熱時(shí)應(yīng)該使溫度迅速升高到170℃，故D錯(cuò)誤?！痉此?xì)w納】實(shí)驗(yàn)室制取乙烯注意事項(xiàng)(1)配制濃硫酸與乙醇(體積比約3:1)混合液操作，將15mL濃硫酸緩緩加入裝有5mL乙醇的燒杯中并不斷攪拌。(2)為防止混合液在受熱時(shí)劇烈跳動(dòng)，在燒瓶中加入碎瓷片或沸石。(3)乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃發(fā)生反應(yīng)生成乙醚，發(fā)生取代反應(yīng)：2C2H5OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O。所以加熱時(shí)要迅速升溫且穩(wěn)定在170℃。(4)溫度計(jì)水銀球要伸入液面以下。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要先將導(dǎo)氣管從溶液中取出，再熄滅酒精燈，防止溶液倒吸進(jìn)反應(yīng)裝置。3．(2020·聊城市高三3月份一模)下列實(shí)驗(yàn)室制取乙烯、除雜質(zhì)、性質(zhì)檢驗(yàn)、收集的裝置和原理正確的是()【答案】C【解析】溫度計(jì)沒有插入液面下，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室制取乙烯時(shí)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)乙醇、SO2、CO2和H2O，SO2、乙醇和乙烯均可以使酸性高錳酸鉀褪色，故B錯(cuò)誤；乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，而SO2不能，故C正確；乙烯的密度和空氣相近，不能用排空氣法收集，故D錯(cuò)誤?！痉此?xì)w納】證明乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因濃硫酸有強(qiáng)氧化性，乙醇易揮發(fā)，產(chǎn)物氣體中含有乙烯、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、乙醇蒸氣。檢驗(yàn)有乙烯生成時(shí)(即證明乙醇發(fā)生消去反應(yīng))，應(yīng)防止乙醇和二氧化硫的干擾。方法I：混合氣體依次通入NaOH溶液、品紅溶液、酸性高錳鉀溶液或溴水；方法II：將混合氣體通入溴的四氯化碳溶液。探究學(xué)習(xí)二、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型——氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)1．定義(1)氧化反應(yīng)：有機(jī)物分子中增加氧原子或減少氫原子的反應(yīng)。(2)還原反應(yīng)：有機(jī)物分子中減少氧原子或增加氫原子的反應(yīng)。2．常見的氧化劑、還原劑(1)常用的氧化劑：O2、酸性KMnO4溶液、O3、銀氨溶液和新制的Cu(OH)2懸濁液等；(2)常見還原劑：氫氣、氫化鋁鋰(LiAlH4)和硼氫化鈉(NaBH4)等。3．氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的應(yīng)用(1)小分子烷烴的氧化反應(yīng)有很高的應(yīng)用價(jià)值(用做燃料)。(2)利用氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)可以轉(zhuǎn)變有機(jī)化合物的官能團(tuán)。通過氧化或還原消除醛基(—CHO)，實(shí)現(xiàn)醇、醛、羧酸和酯等物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。如：【理解應(yīng)用】3．書寫有機(jī)方程式(1)已醇催化氧化：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。(2)已醛發(fā)生還原反應(yīng)：2CH3CHO＋O22CH3COOH。【歸納總結(jié)】1.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中常見的氧化反應(yīng)(1)醇的氧化——去氫式。反應(yīng)機(jī)理：醇分子脫去羥基上氫原子和連著羥基的碳原子上的氫原子后，原羥基氧原子和該碳原子有多余電子而再形成新的共價(jià)鍵。(2)醛的氧化——加氧式。反應(yīng)機(jī)理：醛的氧化是在醛基的C—H鍵的兩個(gè)原子間插入氧原子。(3)有機(jī)物的燃燒。(4)強(qiáng)氧化劑氧化。烯烴、炔烴、酚、醛等有機(jī)物使酸性KMnO4溶液褪色。(5)含醛基的有機(jī)化合物與新制Cu(OH)2懸濁液、銀氨溶液的反應(yīng)。2．有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中常見的還原反應(yīng)烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、不飽和油脂等的催化加氫。4．已知乙烯在酸性KMnO4溶液的作用下，碳碳雙鍵完全斷裂，生成CO2；在銀做催化劑時(shí)，可與氧氣反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。即：①CH2=CH2CO2②CH2=CH2下列說法正確的是()A．反應(yīng)①是還原反應(yīng)，反應(yīng)②是氧化反應(yīng)B．反應(yīng)①是氧化反應(yīng)，反應(yīng)②是還原反應(yīng)C．反應(yīng)①②都是氧化反應(yīng)D．反應(yīng)①②都是還原反應(yīng)【答案】C【解析】反應(yīng)①由CH2=CH2生成CO2，從分子組成上看，少了氫原子，多了氧原子，故反應(yīng)①是氧化反應(yīng)；反應(yīng)②在分子組成上只增加了氧原子，故反應(yīng)②是氧化反應(yīng)。5．下列反應(yīng)類型與CH3CHO→CH3CH2OH類型相同的是()A．CH2=CH2→CH3CH2OHB．CH3CHO→CH3COOHC．CH3CH2Br→CH3CH2OHD．→【答案】D【解析】首先判斷CH3CHO→CH3CH2OH的反應(yīng)類型為還原反應(yīng)(即加H)。A為乙烯加成，B為氧化，C為取代，D為加氫脫氧，屬還原反應(yīng)。6．(2020桂林中學(xué)高二段考)某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。關(guān)于該有機(jī)物，下列敘述不正確的是()A．能與NaOH的醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)B．能使溴水退色C．一定條件下，能發(fā)生加聚反應(yīng)D．一定條件下，能發(fā)生取代反應(yīng)【答案】A【解析】與—Cl相連C原子的鄰位C原子上沒有H原子，不能發(fā)生消去反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；含，能使溴水退色，故B正確；含，一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)，故C正確；含—Cl，一定條下能發(fā)生取代反應(yīng)，故D正確?！净A(chǔ)落實(shí)】1．下列物質(zhì)中，發(fā)生消去反應(yīng)生成的烯烴只有一種的是()①2-氯丁烷②2-氯-2-甲基丙烷③1-氯丁烷④2-氯-2-甲基丁烷A．①②B．①③C．②③D．②④【答案】C【解析】2-氯-2-甲基丙烷消去只生成2-甲基丙烯；1-氯丁烷消去只生成1-丁烯。2．下列物質(zhì)中能發(fā)生消去反應(yīng)但不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)的是()A．B．(CH3)2CHOHC．CH3CH2C(CH3)2OHD．(CH3)3CCH2OH【答案】C【解析】反應(yīng)①是乙醇的催化氧化反應(yīng)；反應(yīng)②是乙烯的加成反應(yīng)；反應(yīng)③是溴乙烷的消去反應(yīng)。3．在2HCHO＋NaOH(濃)→HCOONa＋CH3OH反應(yīng)中，HCHO()A．僅被氧化B．僅被還原C．既未被氧化也未被還原D．既被氧化又被還原【答案】D【解析】HCHO→HCOONa加氧被氧化，HCHO→CH3OH加氫被還原。4．(2020山西懷仁一中高二月考)已知有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：CH3CHOC2H5OHC2H4C2H5Br，則反應(yīng)①、②、③的反應(yīng)類型分別為()A．取代、加成、取代 B．還原、消去、加成C．氧化、加成、消去 D．氧化、取代、取代【答案】B【解析】反應(yīng)①是乙醛與氫氣的加成反應(yīng)，也是還原反應(yīng)；反應(yīng)②是乙醇的消去反應(yīng)；反應(yīng)③是乙烯與溴化氫的加成反應(yīng)，故選B。5．下列各組中的反應(yīng)，屬于同一反應(yīng)類型的是()A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯與水反應(yīng)制丙醇B．由甲苯硝化制對(duì)硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸C．由氯代環(huán)己烷消去制環(huán)己烯；由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇【答案】D【解析】A項(xiàng)，溴丙烷的水解屬于取代反應(yīng)，丙烯與水的反應(yīng)是加成反應(yīng)；B項(xiàng)，甲苯的硝化反應(yīng)是取代反應(yīng)，由甲苯制取苯甲酸是氧化反應(yīng)；C項(xiàng)，兩反應(yīng)分別是消去反應(yīng)、加成反應(yīng)；D項(xiàng)，兩個(gè)反應(yīng)均為取代反應(yīng)。6．下列鹵代烴在KOH醇溶液中加熱不反應(yīng)的是()A．①③⑥B．②③⑤C．全部 D．②④【答案】A【解析】氯苯分子中含有穩(wěn)定的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，假設(shè)氯苯與KOH醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)，將破壞苯環(huán)的穩(wěn)定性，因此不能發(fā)生消去反應(yīng)，①符合；和氯原子相連的碳原子的相鄰碳原子上有氫原子，因此該鹵代烷烴能發(fā)生消去反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的烯烴，②不符合；和氯原子相連的碳原子的相鄰碳原子上沒有氫原子，因此該鹵代烷烴不能發(fā)生消去反應(yīng)，③符合；和氯原子或溴原子相連的碳原子的相鄰碳原子上有氫原子，因此該多鹵代烷烴能發(fā)生消去反應(yīng)，④不符合；和溴原子相連的碳原子的相鄰碳原子上有氫原子，因此一溴環(huán)己烷能發(fā)生消去反應(yīng)，生成環(huán)己烯，⑤不符合；CH2Cl2不能發(fā)生消去反應(yīng)，因二氯甲烷分子中只有一個(gè)碳原子，沒有相鄰的碳原子和氫原子，⑥符合?！舅仞B(yǎng)提升】7．根據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給信息填空：AB(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，名稱是。(2)①的反應(yīng)類型是，②的反應(yīng)類型是