高中化学选修5第三章烃的含氧衍生物知识点总结

发布时间:2020-11-20 00:18:16   来源:文档文库   
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、认识醇和酚

羟基与 相连的化合物叫做醇;羟基与 直接相连形成的化合物叫做酚。

二、醇的性质和应用

1醇的分类

(1)根据醇分子中羟基的多少,可以将醇分为

饱和一元醇的分子通式:

(2 )根据醇分子中羟基所连碳原子上氢原子数目的不同,可以分为

2.醇的命名(系统命名法)

一元醇的命名:选择含有羟基的最长碳链作为主链,把支链看作取代基,从离羟基最近的

一端开始编号,按照主链所含的碳原子数目称为“某醇” ,羟基在1位的醇,可省去羟基

的位次。

多元醇的命名:要选取含有尽可能多的带羟基的碳链作为主链, 羟基的数目写在醇字的前面。

用二、三、四等数字表明

3.醇的物理性质

(1) 状态:C1-C4是低级一兀醇,是无色流动液体,比水轻。 C5-Cii为油状液体,Ci2以上高

级一元醇是无色的蜡状固体。甲醇、 乙醇、丙醇都带有酒味,丁醇开始到十一醇有不愉

快的气味,二元醇和多元醇都具有甜味,故乙二醇有时称为甘醇( Glycol )。

甲醇有毒,饮用10毫升就能使眼睛失明,再多用就有使人死亡的危险,故需注意。

(2) 沸点:醇的沸点比含同数碳原子的烷烃、卤代烷 。且随着碳原子数的增多而

(3)溶解度:低级的醇能溶于水,分子量增加溶解度就降低。含有三个以下碳原子的一元 醇,可以和水混溶。

4.乙醇的结构

分子式:GHbO

结构式:

结构简式:CHCHOH

5.乙醇的性质

(1 )取代反应

A.与金属钠反应

化学方程式:

化学键断裂位置:

对比实验:乙醇和 Na反应现象:

水和钠反应现象:

乙醚和钠反应:无明显现象

结论:①

B.HX反应

化学方程式:

断键位置:

实验(教材P68页)

现象: 实验注意:烧杯中加入自来水的作用:

C.乙醇的分子间脱水

化学方程式:

化学键断裂位置:

1思考甲醇和乙醇的混合物与浓硫酸共热生成醚的种类分别为





化学方程式:

断键位置:

(2 )消去反应 化学方程式: 断键位置:

实验装置:(如图)

注:乙醇的消去反应和卤代烃的消去反应类似, 有H原子才能发生该反应

(3 )氧化反应

A.燃烧

CHCHQH+ 302

CxHyoz +

思考某饱和一元醇与氧气的混合气体,经点燃后恰好完全燃烧,反应后混合气体的密度 比反应前减小了 1/5,求此醇的化学式(气体体积在 105 C时测定)

B.催化氧化

化学方程式:

断键位置:

说明:醇的催化氧化是羟基上的 Ha - H脱去

思考下列饱和一元醇能否发生催化氧化,若能发生,写出产物的结构简式

A B C

结论:伯醇催化氧化变成

仲醇催化氧化变成

叔醇

C.与强氧化剂反应

乙醇能使酸性KM nQ溶液褪色

三、其它常见的醇

(1)甲醇

结构简式:

物理性质:甲醇俗称木精,能与水任意比互溶,有毒,饮用 10毫升就能使眼睛失明,再

多用就有使人死亡的危险,故需注意。

化学性质:请写出甲醇和金属 Na反应以及催化氧化的化学方程式

(2)乙二醇

物理性质:乙二醇是一种 的液体,主要用来生产聚酯纤维。乙二

醇的水溶液凝固点很低,可作汽车发动机的

化学性质:写出乙二醇与金属钠反应的化学方程式

(3)丙三醇(甘油)

丙三醇俗称 ,是无色粘稠,有甜味的液体,吸湿性强,有护肤作用,是重要

的化工原料。

结构简式:

化学性质:

A.与金属钠反应:

B.与硝酸反应制备硝化甘油

一、 酚的结构与物理性质

1苯酚俗称 分子式为 结构简式 官能团名称

酚类的结构特点

2苯酚的物理性质

(1)常温下,纯净的苯酚是一种 色晶体,从试剂瓶中取出的苯酚往往会因部分氧化而

略带 色,熔点为:40.9 C

(2 )溶解性:常温下苯酚在水中的溶解度 ,会与水形成浊液;当温度高于 65C时,苯

酚能与水 。苯酚易溶于酒精、苯等有机溶剂

(3)毒性:苯酚有毒。苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用,如不慎将苯酚沾到皮肤上,

应立即用 清洗,再用水冲洗。

二、 酚的化学性质

(1)弱酸性由于苯环对羟基的影响,使苯酚中的羟基能发生微弱电离,所以苯酚能够与

NaOH溶液反应:

A.NaOH溶液的反应

所以向苯酚的浊液中加入 NaOH溶液后,溶液变

苯酚的酸性极弱,它的酸性比碳酸还要 ,以致于苯酚 使紫色石蕊试剂变红。

B.苯酚的制备(强酸制弱酸)

注意:产物是苯酚和碳酸氢钠,这是由于酸性: HbCQ 苯酚HCO3

(2)苯酚的溴化反应

苯酚与溴水在常温下反应,立刻生成白色沉淀 2, 4, 6-三溴苯酚

该反应可以用来

(3)显色反应:酚类化合物与 Fe3+ 色,该反应可以用来检验酚类化合物。

三、 废水中酚类化合物的处理

(1 )酚类化合物一般都有毒,其中以甲酚( GHO)的污染最严重,含酚废水可以用

吸附或苯等有机溶剂 的方法处理。

(2 )苯酚和有机溶剂的分离

苯酚和苯的分离:

四、 基团间的相互影响

(1)酚羟基对苯环的影响

酚羟基的存在,有利于苯环上的取代反应,例如溴代反应。

苯的溴代:

苯酚的溴代:

从反应条件和产物上来看, 苯的溴代需要在催化剂作用下, 使苯和与液溴较慢反应, 而且

产物只是一取代物;而苯酚溴代无需催化剂,在常温下就能与溴水迅速反应生成三溴苯酚。

足以证明酚羟基对苯环的活化作用, 尤其是能使酚羟基令邻、对位的氢原子更活泼,更易被

取代,因此酚羟基是一种邻、对位定位基

令邻、对位定位基: 一NH、一 0H CH (烷烃基)、一X

其中只有卤素原子是钝化苯环的,其它邻对位定位基都是活化苯环的基团。

间位定位基:—NO、— COOHCHO间位定位基都是钝化苯环的基团

(2) 苯环对羟基的影响

能否与强碱反应(能反应的写方程式)

溶液是否具有酸性

^^OH

CHCHOH

通过上面的对比,可以看出苯环的存在同样对羟基也有影响,它能使羟基上的氢更容 易电离,从而显示出一定的弱酸性。

五、苯酚的用途

苯酚是重要的 原料,其制取得到的酚醛树脂俗称 ;苯酚具有

,因此药皂中掺入少量的苯酚,葡萄中含有的酚可用于制造 茶 叶中的酚用于制造 另外一些农药中也含有酚类物质。

醛学案

一、乙醛

1组成与结构

乙醛的分子式 结构简式 官能团

2.物理性质

乙醛是_色、具有 气味的液体,密度小于水,沸点为 20.8 C乙醛易挥发,

能与水、乙醇、氯仿等互溶。

3•化学性质

1 )加成反应(醛基中的 能够发生加成反应)

还原反应:在有机化学反应中,常把有机物分子中得 或失 的反应。

2)氧化反应:

1可燃性:

2催化氧化(在醛基中的碳氢之间插入

氧化反应:在有机化学反应中,通常把有机物分子中得 或失 的反应。

3被弱氧化剂氧化

银镜反应原理:

与新制氢氧化铜的反应原理:

二、醛类

1•概念:分子里由烃基与 基相连构成的化合物。

2•饱和一元醛的通式

3•醛类的化学通性:

1)催化加氢:RCHOh H2 (还原反应)

也属于加成反应(主要表现在与氢气的催化加成上,亦称为还原反应)

(催化剂常用金属镍)

【思考】 若已知含羰基(一C—)类的有机物也能发生类似的加成反应, 试写出:①丙酮与氢气:

2 —甲基丁醛与氢气:

2 )氧化反应

1催化氧化RCHO+O

2银镜反应:RCHO+ + + +

3新制氢氧化铜悬浊液的反应: RCHQ- + +

4.甲醛

1) 结构特点:甲醛的分子式 ,结构简式 ,结构式

2) 物理性质:甲醛又叫蚁醛是一种无色具有强烈刺激性气味的 体,易溶于水。

35%〜40%的甲醛水溶液叫 。甲醛 毒,装饰材料释放出的气

体中含有甲醛,要注意安全及环境保护。

5•醇、醛、羧酸的相互关系。

)醛氧化

还原

醇(

)

羧氧化 (

)

羧酸酯

一、乙酸

1.结构:分子式: ;结构式: ; 结构简式: 。官能团是.

2.物理性质:

乙酸俗称 ,它是一种无色 气味的—体,易挥发,熔、沸点较—,其熔点

16.6 C时,因此当温度低于 16.6 C时,乙酸就凝成像冰一样的晶体,故无水乙酸又 称 。它易溶于水和乙醚等溶剂。

3.化学性质:

⑴酸性:电离方程式:

写出有关反应的离子方程式:

A:与大理石反应:

B:与小苏打溶液反应:

C:设计一个简单的一次性完成的实验装置,验证乙酸、碳酸和苯酚溶液的酸性强弱。

⑵酯化反应: CHCOO- QHsOHCiCOO C5+ H0

1试剂加入顺序:

2加热目的:

3饱和 NS2CO的作用:

4现象:

5注意事项:

A 化学原理:浓硫酸起催化脱水作用。

B装置:液-液反应装置。用烧瓶或试管。试管倾斜成 45°(使试管受热面积大) 弯导管起冷凝回流作用。 导气管不能伸入饱和 NqCG溶液中(防止NqCG溶液倒流入反应装 置中)。

C饱和NqCQ溶液的作用。①.乙酸乙酯在饱和 NqCQ溶液中的溶解度较小,减小溶 解,利于分层。②挥发出的乙酸与 N32CO反应,除掉乙酸;挥发出的乙醇被 N32CO溶液吸收。 避免乙酸特殊气味干扰乙酸乙酯的气味。

二、羧酸

⑴定义:由烃基或 H与羧基相连的一类化合物,官能团为COOH

⑵分类:

原子数目:低级,高级脂肪酸 脂肪酸*

*烃基的饱和情况:饱和,不饱和 芳香酸

一元羧酸

多元羧酸

⑶饱和一元羧酸:GH2nQ

①酸GHnQ的同分异构体的数目:看 R— COO中— R的异构体数目

②与C数相同的饱和一元酯异构

⑷物性:①熔沸点:随 nf而升高

②溶解性:随nf而减小(低级脂肪酸易溶,高级脂肪酸不溶)

(5)甲酸:俗称蚁酸,结构式 结构简式 ,所以甲酸即具有酸的

性质又具有醛的性质。甲酸被氧化成碳酸。在碱性条件下,甲酸可发生银镜反应, 可跟新制 氢氧化铜作用析出氧化亚铜红色沉淀,可是酸性高锰酸钾和溴水退色。

三、酯

1•定义:酸( )与醇发生酯化反应生成的一类有机化合物。

举例:CHCOOC5C2H5ONO硝化甘油、油脂(脂肪、油)、涤纶树脂、有机玻璃 苹果、菠萝、香蕉中的香味物质

2•组成、结构、通式

有机酸酯的结构通式: 官能团:

饱和一元酯:CHQ n > 2

3.命名:某酸某酯 写出下列物质的结构简式:

乙二酸二乙酯、乙二酸乙二酯、二乙酸乙二酯、乙二酸乙二酯 物性:⑴低级酯具有芳香气味,可作香料;

⑵一般是比水 溶于水的中性油状液体,可作有机溶剂。

5 •化性:水解反应

①水解条件:

水解方程式:

③与酯化反应的关系:互为可逆反应

RCOOH + HO- R' RCOOR+ 0

思考:分析酯化反应正向和逆向进行的措施。

特殊的酯一一甲酸酯: HCOOR

①水解;②氧化反应:能被银氨溶液、新制Cu(OH 2碱性浊液氧化成 HOCOOR碳酸酯) (酯中只有甲酸酯才能发生银镜反应)

有机合成

1 有机合成遵循的原则

1) 起始原料要价廉、易得、简单, 通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。

2 尽量选择步骤最少的合成路线。

3 “绿色、环保”。

4 操作简单、条件温和、能耗低,易于实现。

5 不能臆造不存在的反应事实。

2 有机合成的解题方法

首先要看目标产物属于哪一类、带有何种官能团。

然后结合所学过的知识或题给信息,寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法。

3、 解答有机合成题的关键在于: 1)选择合理简单的合成路线。

(2)熟练各类物质的组成、结构、性质、相互衍生关系以及官能团的引进和消去等知识。

二、有机物的种类、官能团之间的转换

1 官能团的引入

1 )引入羟基(一 OH烯烃与水加成,卤代烃水解,酯的水解,醛、酮与 H2加成还原等

2)引入卤原子(一 X):烃的取代,不饱和烃与 X2HX的加成,醇或酚与 HX的取代等

3 )弓|入C=C卤代烃消去 醇消去 炔烃不完全加成。

4)引入:醇的催化氧化

2 官能团的消除

1 通过加成消除不饱和键。

2 通过加成(加 H或氧化(加 O除醛基。

3 通过消去或氧化或酯化等消去羟基。

3 官能团的衍变

1 利用衍生关系引入官能团,如醇醛羧酸

2 通过化学反应增加官能团

CH2=CH2

CHOH ",消去 CH==CH

3)通过某种手段,改变官能团位置

女口: CHCHCHOHC€H==CH

4、各类官能团之间的互换和变化,一般来说有以下几种情况

(1)相互取代关系:如卤代烃与醇的关系, R-XR-OH (-XOH之间的取代)

(3)消去加成关系:如①R0H与浓硫酸共热170 C消去反应生成 C=C和水,而C=C在催 化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成 R0H

②:RXNaOH的醇溶液中消去成 C=CHXC=C在催化加热下与 HX加成为RX 结合重组关系:如醇与羧酸的酯化与酯的水解 RCOOWR'OHCOOR + H20

5、碳骨架的增减

1增长:有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出。

2变短:如烃的裂化、裂解,某些烃的氧化。

三、有机合成题的解题方法

(1)顺合成法:其思维程序是:原料t中间产物t产品。

▲ ( 2)逆合成法:此法是采用逆向思维方法,从产品的组成、结构、性质入手,找出合成

所需要的直接或间接的中间产物,逐步推向已知原料,其思维程序是:

(3)综合比较法:此法是采用综合思维的方法, 将正向或逆向推导出的几种合成途径进

行比较,从而得到最佳的合成路线。

四、 相关链接

1.有机反应类型及相应有机物种类

(1)取代反应:烷烃(卤代),苯及其同系物(卤代、硝化、磺化),醇(卤代),苯酚(溴 代)。

(2)加成反应:烯烃(XH2 HX HQ,炔烃(XHs HX,(H),(IH),油脂(C=(氢化)。

(3)消去反应:卤代烃脱 HX醇分子内脱 H2O0

(4)酯化反应:醇和羧酸,纤维素和酸,甘油和酸,醇和无机含氧酸。

(5)水解反应:卤代烃,酯、油脂,二糖和多糖,蛋白质。

(6)氧化反应:烯、炔、烷基苯、醇、醛等。

(7) 还原反应:醛、葡萄糖与 H2加成。

(8)加聚反应:乙烯、异戊二烯、氯乙烯等。

(9)缩聚反应:苯酚和甲醛等。

2.重要的有机反应规律

(1)双键的加成和加聚:双键之一断裂,加上其他原子或原子团或断开键相互连成链。

(2) 醇的消去反应:消去和羟基所在 C相邻的C上的H,若相邻的C上无H则不能发生 消去。

(3) 醇的催化氧化反应:和羟基相连的 C上若有H则可被氧化为醛或酮,若无 H则不能

被氧化。

(4) 有机物成环反应:a.二元醇脱水,b.羟酸的分子内或分子间酯化, c.氨基酸脱水,

d.二元羧酸脱水,e.以上化合物之间的脱水或酯化。

五、 拓展迁移

1 碳链的增长或缩短

(1 )增长:有机物与 HCN加成;单体通过加聚或缩聚等。

女口 CHCHBrCHCHCNCbCHCOOH

(2)减少:烃的裂化或裂解,脱羧反应(如制 CH),苯的同系物的氧化,烯烃的氧化等。

2 原子经济性

最大限度地利用原料分子的每一个原子, 使反应达到零排放。原子经济性可以用原子

利用率来衡量。原子的利用率越高,原子经济性越强。

预期产物的相对原子质量总和

反应物的相对原子质量总和

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/0c7f8c46acaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d04.html

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