高二化学选修五教案：章末归纳提升 第3章 烃的含氧衍生物
文档属性
| 名称 | 高二化学选修五教案：章末归纳提升 第3章 烃的含氧衍生物 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 756.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-09-25 13:36:16 | ||
图片预览
文档简介
一、烃的衍生物
二、有机合成
烃的含氧衍生物的化学性质
类别 通式 官能团 代表性物质 分子结构特点 主要化学性质
醇 R—OH —OH C2H5OH 有O—H键和C—O键，有极性，—OH直接跟链烃基相连 1.跟金属钠反应，生成醇钠和氢气
2.跟氢卤酸反应，生成卤代烃
3.脱水
反应
4.氧化反应：被氧化剂氧化为乙醛。在空气里能够燃烧
5.酯化反应：跟含氧酸反应生成酯
酚 — —OH OH —OH直接跟苯环相连 1.弱酸性：跟NaOH反应，生成苯酚钠和水
2.取代反应：跟浓溴水反应，生成三溴苯酚白色沉淀
3.显色反应：跟铁盐(如FeCl3)反应，生成紫色物质。可以检验酚的存在
醛 CROH COH CCH3OH COH具有不饱和性和还原性 1.加成反应：加氢(Ni作催化剂)生成乙醇
2.具有还原性：能被弱氧化剂氧化成羧酸(如银镜反应)
羧酸 CROOH COOH CCH3OOH —C—O—HO能够部分电离，产生H＋ 1.具有酸的通性
2.能起酯化反应
酯 CROOR′ COO CCH3OOC2H5 分子中CRO和—OR′之间的键容易断裂 发生水解反应生成羧酸和醇
(2013·长安一中高二期末)2011年西安世园会期间对大量盆栽鲜花施用了S?诱抗素剂，以保持鲜花盛开。S?诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是( )
A．含有碳碳双键、羧基、酯基三种官能团
B．1 mol该物质在催化剂加热条件下最多可与4 mol H2发生加成反应
C．1 mol该有机物与足量的溴水反应能消耗4 mol Br2
D．该分子中所有碳原子可能位于同一平面上
【解析】 该分子含有碳碳双键、羧基和羰基 ( http: / / www.21cnjy.com )三种官能团，A项错误；1 mol该有机物最多消耗3 mol Br2，C项错误；分子内部有饱和碳原子，D项不正确；分子中三个碳碳双键和羰基能够与H2发生加成反应，—COOH中的碳氧双键不能与H2反应，B项正确。
【答案】 B
醇、酚、羧酸中的羟基在性质上的
区别
醇、酚、羧酸的结构中均有—OH，可分别称之 ( http: / / www.21cnjy.com )为“醇羟基”、“酚羟基”和“羧羟基”。由于与—OH相连的基团不同，—OH受相连基团的影响也不同，这些羟基上的氢原子活性也就不同，表现在性质上也就有较大差异。如下表：
比较项目
羟基类型 氢原子
活泼性 电离
程度 酸碱性 与Na
反应 与NaOH
反应 与NaHCO3
反应
醇羟基
酚羟基
羧羟基 逐渐增强
极难
电离 中性 反应放
出H2 不反应 不反应
微弱
电离 很弱的
酸性 反应放
出H2 反应 不反应
部分
电离 弱酸性 反应放
出H2 反应 反应放出
CO2
由上表可知，常见分子中羟基的活泼性顺序为RCOOH＞H2CO3＞OH＞HCO＞H2O＞ROH。
(2012·上海高考)过量的下列溶液与水杨酸(COOHOH)反应能得到化学式为C7H5O3Na的是( )
A．NaHCO3溶液 B．Na2CO3溶液
C．NaOH溶液 D．NaCl溶液
【解析】 由于酸性：COOH>H2CO3> ( http: / / www.21cnjy.com )OH，可知水杨酸与NaHCO3溶液反应时只是—COOH作用转化为—COONa，产物的分子式为C7H5O3Na，A项正确；水杨酸与Na2CO3溶液反应时—COOH、—OH均反应，生成产物的分子式为C7H4O3Na2，B项错误；水杨酸与NaOH溶液反应时—COOH、—OH均反应，生成产物的分子式为C7H4O3Na2，C项错误；与NaCl溶液不反应，D项错误。
【答案】 A
关于“有机物的检验”问题
试剂 被鉴别的有机物 实验现象
KMnO4
酸性溶液
①含碳碳双键，碳碳三键的有机物
②苯的同系物
③含—CHO的有机物 均使紫色溶液褪色
溴水
较稀 ①含碳碳双键，碳碳三键的有机物 ①溴水褪色
较浓 ②苯酚 ②产生白色沉淀
银氨溶液 含醛基的有机物 产生光亮的银镜
新制
Cu(OH)2
悬浊液
①含醛基的有机物 ①产生红色沉淀
②羧酸 ②悬浊液变为蓝色溶液
酸碱指
示剂 含碳原子数较少的羧酸 石蕊、甲基橙溶液显红色
Na2CO3
溶液 含碳原子数较少的羧酸 产生无色无味气体(CO2)
FeCl3溶液 苯酚 溶液显紫色
现有4种液态有机物A、B、C、D，分子式均为C3H6O2，请根据下表所给出的实验结果，判断这4种物质为何物质(写出结构简式)。
A________；B________；C________；D________。
NaOH
溶液 银氨溶液 新制Cu(OH)2
悬浊液、加热 Na
A 发生中和
反应 不反应 溶解 放出
气体
B 不反应 有银镜
产生 有红色
沉淀产生 放出
气体
C 发生水
解反应 有银镜产生 有红色
沉淀产生 不反应
D 发生水
解反应 不反应 不反应 不反应
【解析】 根据分子式为C3 ( http: / / www.21cnjy.com )H6O2，可写出如下同分异构体，羧酸：CH3CH2COOH，酯：CH3COOCH3或HCOOC2H5，羟基醛：CH2CH2CHOOH或CH3CHCHOOH，羟基酮：CH2CCH3OHO等。再根据所给实验结果知A为羧酸；B为含羟基的醛；C为酯，但同时能发生银镜反应，有醛基结构，所以为甲酸乙酯；D为酯。
【答案】 CH3CH2COOH CH2CH2CHOOH或
CH3CHCHOOH HCOOC2H5 CH3COOCH3
有机推断题的解答方法
1.根据官能团的特征性质进行推理判断
如：能使溴水褪色的有机物含有“CC键” ( http: / / www.21cnjy.com )或“—C≡C—键”等；能发生银镜反应的有机物含有“—CHO”；能与Na发生反应产生H2的有机物含有“—OH”或“—COOH”等；能与Na2CO3溶液反应产生CO2的有机物含有“—COOH”等；能水解生成醇和羧酸的有机物是酯等。
2．根据有机物之间的相互衍生关系，进行综合分析加以推断
关键掌握如下重要的烃与烃的衍生物之间相互转化的知识链。
3．根据有机物的性质和相关数据推知官能团的个数
如关系式：
R—CHO～2Ag(或Cu2O)
2R—OH～H2↑
2R—COOH～CO～CO2↑
4．根据某些反应的产物推知官能团的位置
若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“—CH2OH”；若醇能氧化为酮，则醇分子中应含有结构“—CHOH”。
由消去反应的产物可确定“—OH”或“— X”的位置；
由取代产物的种类可确定碳架结构；
由加氢后的碳架结构，可确定“CC键”或“—C≡C—键”的位置。
(2012·安徽高考)PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：
eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\co1(CHCHCOCOO,\s\do4( 马来酸酐 )) \o(――→,\s\up15(H2O),\s\do15(△))\o(HOOCCH===CHCOOH,\s\do4(A)) \o(――→,\s\up15(H2),\s\do15(催化剂))B,HC≡CH\o(――→,\s\up15(H—C—HO),\s\do15(一定条件))C ))PBS
(已知：RC≡CH＋R1—C—R2OR—CC—C—R1OHR2)
(1)A→B的反应类型是______________；B的结构简式是______________。
(2)C中含有的官能团名称是________；D的名称(系统命名)是________________________。
(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含—O—O—键，半方酸的结构简式是________。
(4)由B和D合成PBS的化学方程 ( http: / / www.21cnjy.com )式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下列关于A的说法正确的是________。
a．能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色
b．能与Na2CO3反应，但不与HBr反应
c．能与新制Cu(OH)2反应
d．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2
【解析】 (1)A的结构中含有碳碳双键，与H ( http: / / www.21cnjy.com )2发生加成反应生成B：HOOCCH2CH2COOH。(2)甲醛分子内的醛基与乙炔分子内的氢原子发生加成反应生成C：COHHHCCCOHHH，含有碳碳三键和羟基。D的名称是1,4 丁二醇。(3)马来酸酐的分子式为C4H2O3，不饱和度为4，根据要求可写出半方酸的结构简式为CHCCOCOHO。
(4)HOOCCH2CH2 ( http: / / www.21cnjy.com )COOH与HOCH2CH2CH2CH2OH发生酯化反应的化学方程式为nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH
?CCH2CH2COOCH2CH2CH2CH2O?O＋2nH2O。
(5)A分子内含有碳碳双 ( http: / / www.21cnjy.com )键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，能与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色，也能与HBr发生加成反应；分子内含有羧基，可以与Na2CO3反应生成CO2；A分子内不含醛基，但含有羧基，与氢氧化铜发生酸碱中和反应；A的分子式为C4H4O4,1 mol A完全燃烧消耗氧气3 mol。
【答案】 (1)加成反应(或还原反应)
HOOCCH2CH2COOH
(2)碳碳三键(或碳碳叁键)、羟基 1,4 丁二醇
(3)CHCCOCOHO
(4)nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OHHO?C(CH2)2C—O(CH2)4O?HOO＋
(2n－1)H2O
或nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH
?C(CH2)2C—O(CH2)4O?OO＋2nH2O
(5)ac
二、有机合成
烃的含氧衍生物的化学性质
类别 通式 官能团 代表性物质 分子结构特点 主要化学性质
醇 R—OH —OH C2H5OH 有O—H键和C—O键，有极性，—OH直接跟链烃基相连 1.跟金属钠反应，生成醇钠和氢气
2.跟氢卤酸反应，生成卤代烃
3.脱水
反应
4.氧化反应：被氧化剂氧化为乙醛。在空气里能够燃烧
5.酯化反应：跟含氧酸反应生成酯
酚 — —OH OH —OH直接跟苯环相连 1.弱酸性：跟NaOH反应，生成苯酚钠和水
2.取代反应：跟浓溴水反应，生成三溴苯酚白色沉淀
3.显色反应：跟铁盐(如FeCl3)反应，生成紫色物质。可以检验酚的存在
醛 CROH COH CCH3OH COH具有不饱和性和还原性 1.加成反应：加氢(Ni作催化剂)生成乙醇
2.具有还原性：能被弱氧化剂氧化成羧酸(如银镜反应)
羧酸 CROOH COOH CCH3OOH —C—O—HO能够部分电离，产生H＋ 1.具有酸的通性
2.能起酯化反应
酯 CROOR′ COO CCH3OOC2H5 分子中CRO和—OR′之间的键容易断裂 发生水解反应生成羧酸和醇
(2013·长安一中高二期末)2011年西安世园会期间对大量盆栽鲜花施用了S?诱抗素剂，以保持鲜花盛开。S?诱抗素的分子结构如图，下列关于该分子说法正确的是( )
A．含有碳碳双键、羧基、酯基三种官能团
B．1 mol该物质在催化剂加热条件下最多可与4 mol H2发生加成反应
C．1 mol该有机物与足量的溴水反应能消耗4 mol Br2
D．该分子中所有碳原子可能位于同一平面上
【解析】 该分子含有碳碳双键、羧基和羰基 ( http: / / www.21cnjy.com )三种官能团，A项错误；1 mol该有机物最多消耗3 mol Br2，C项错误；分子内部有饱和碳原子，D项不正确；分子中三个碳碳双键和羰基能够与H2发生加成反应，—COOH中的碳氧双键不能与H2反应，B项正确。
【答案】 B
醇、酚、羧酸中的羟基在性质上的
区别
醇、酚、羧酸的结构中均有—OH，可分别称之 ( http: / / www.21cnjy.com )为“醇羟基”、“酚羟基”和“羧羟基”。由于与—OH相连的基团不同，—OH受相连基团的影响也不同，这些羟基上的氢原子活性也就不同，表现在性质上也就有较大差异。如下表：
比较项目
羟基类型 氢原子
活泼性 电离
程度 酸碱性 与Na
反应 与NaOH
反应 与NaHCO3
反应
醇羟基
酚羟基
羧羟基 逐渐增强
极难
电离 中性 反应放
出H2 不反应 不反应
微弱
电离 很弱的
酸性 反应放
出H2 反应 不反应
部分
电离 弱酸性 反应放
出H2 反应 反应放出
CO2
由上表可知，常见分子中羟基的活泼性顺序为RCOOH＞H2CO3＞OH＞HCO＞H2O＞ROH。
(2012·上海高考)过量的下列溶液与水杨酸(COOHOH)反应能得到化学式为C7H5O3Na的是( )
A．NaHCO3溶液 B．Na2CO3溶液
C．NaOH溶液 D．NaCl溶液
【解析】 由于酸性：COOH>H2CO3> ( http: / / www.21cnjy.com )OH，可知水杨酸与NaHCO3溶液反应时只是—COOH作用转化为—COONa，产物的分子式为C7H5O3Na，A项正确；水杨酸与Na2CO3溶液反应时—COOH、—OH均反应，生成产物的分子式为C7H4O3Na2，B项错误；水杨酸与NaOH溶液反应时—COOH、—OH均反应，生成产物的分子式为C7H4O3Na2，C项错误；与NaCl溶液不反应，D项错误。
【答案】 A
关于“有机物的检验”问题
试剂 被鉴别的有机物 实验现象
KMnO4
酸性溶液
①含碳碳双键，碳碳三键的有机物
②苯的同系物
③含—CHO的有机物 均使紫色溶液褪色
溴水
较稀 ①含碳碳双键，碳碳三键的有机物 ①溴水褪色
较浓 ②苯酚 ②产生白色沉淀
银氨溶液 含醛基的有机物 产生光亮的银镜
新制
Cu(OH)2
悬浊液
①含醛基的有机物 ①产生红色沉淀
②羧酸 ②悬浊液变为蓝色溶液
酸碱指
示剂 含碳原子数较少的羧酸 石蕊、甲基橙溶液显红色
Na2CO3
溶液 含碳原子数较少的羧酸 产生无色无味气体(CO2)
FeCl3溶液 苯酚 溶液显紫色
现有4种液态有机物A、B、C、D，分子式均为C3H6O2，请根据下表所给出的实验结果，判断这4种物质为何物质(写出结构简式)。
A________；B________；C________；D________。
NaOH
溶液 银氨溶液 新制Cu(OH)2
悬浊液、加热 Na
A 发生中和
反应 不反应 溶解 放出
气体
B 不反应 有银镜
产生 有红色
沉淀产生 放出
气体
C 发生水
解反应 有银镜产生 有红色
沉淀产生 不反应
D 发生水
解反应 不反应 不反应 不反应
【解析】 根据分子式为C3 ( http: / / www.21cnjy.com )H6O2，可写出如下同分异构体，羧酸：CH3CH2COOH，酯：CH3COOCH3或HCOOC2H5，羟基醛：CH2CH2CHOOH或CH3CHCHOOH，羟基酮：CH2CCH3OHO等。再根据所给实验结果知A为羧酸；B为含羟基的醛；C为酯，但同时能发生银镜反应，有醛基结构，所以为甲酸乙酯；D为酯。
【答案】 CH3CH2COOH CH2CH2CHOOH或
CH3CHCHOOH HCOOC2H5 CH3COOCH3
有机推断题的解答方法
1.根据官能团的特征性质进行推理判断
如：能使溴水褪色的有机物含有“CC键” ( http: / / www.21cnjy.com )或“—C≡C—键”等；能发生银镜反应的有机物含有“—CHO”；能与Na发生反应产生H2的有机物含有“—OH”或“—COOH”等；能与Na2CO3溶液反应产生CO2的有机物含有“—COOH”等；能水解生成醇和羧酸的有机物是酯等。
2．根据有机物之间的相互衍生关系，进行综合分析加以推断
关键掌握如下重要的烃与烃的衍生物之间相互转化的知识链。
3．根据有机物的性质和相关数据推知官能团的个数
如关系式：
R—CHO～2Ag(或Cu2O)
2R—OH～H2↑
2R—COOH～CO～CO2↑
4．根据某些反应的产物推知官能团的位置
若醇能氧化为醛或羧酸，则醇分子中应含有结构“—CH2OH”；若醇能氧化为酮，则醇分子中应含有结构“—CHOH”。
由消去反应的产物可确定“—OH”或“— X”的位置；
由取代产物的种类可确定碳架结构；
由加氢后的碳架结构，可确定“CC键”或“—C≡C—键”的位置。
(2012·安徽高考)PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：
eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\co1(CHCHCOCOO,\s\do4( 马来酸酐 )) \o(――→,\s\up15(H2O),\s\do15(△))\o(HOOCCH===CHCOOH,\s\do4(A)) \o(――→,\s\up15(H2),\s\do15(催化剂))B,HC≡CH\o(――→,\s\up15(H—C—HO),\s\do15(一定条件))C ))PBS
(已知：RC≡CH＋R1—C—R2OR—CC—C—R1OHR2)
(1)A→B的反应类型是______________；B的结构简式是______________。
(2)C中含有的官能团名称是________；D的名称(系统命名)是________________________。
(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含—O—O—键，半方酸的结构简式是________。
(4)由B和D合成PBS的化学方程 ( http: / / www.21cnjy.com )式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下列关于A的说法正确的是________。
a．能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色
b．能与Na2CO3反应，但不与HBr反应
c．能与新制Cu(OH)2反应
d．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2
【解析】 (1)A的结构中含有碳碳双键，与H ( http: / / www.21cnjy.com )2发生加成反应生成B：HOOCCH2CH2COOH。(2)甲醛分子内的醛基与乙炔分子内的氢原子发生加成反应生成C：COHHHCCCOHHH，含有碳碳三键和羟基。D的名称是1,4 丁二醇。(3)马来酸酐的分子式为C4H2O3，不饱和度为4，根据要求可写出半方酸的结构简式为CHCCOCOHO。
(4)HOOCCH2CH2 ( http: / / www.21cnjy.com )COOH与HOCH2CH2CH2CH2OH发生酯化反应的化学方程式为nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH
?CCH2CH2COOCH2CH2CH2CH2O?O＋2nH2O。
(5)A分子内含有碳碳双 ( http: / / www.21cnjy.com )键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，能与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色，也能与HBr发生加成反应；分子内含有羧基，可以与Na2CO3反应生成CO2；A分子内不含醛基，但含有羧基，与氢氧化铜发生酸碱中和反应；A的分子式为C4H4O4,1 mol A完全燃烧消耗氧气3 mol。
【答案】 (1)加成反应(或还原反应)
HOOCCH2CH2COOH
(2)碳碳三键(或碳碳叁键)、羟基 1,4 丁二醇
(3)CHCCOCOHO
(4)nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OHHO?C(CH2)2C—O(CH2)4O?HOO＋
(2n－1)H2O
或nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH
?C(CH2)2C—O(CH2)4O?OO＋2nH2O
(5)ac