专题4微型专题4.docx
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1、微型专题4烃的衍生物学习目标定位1.掌握卤代烃在有机合成中的应用。2.学会从官能团认识和推断有机物质的性质。 3.掌握各类有机反应的规律(如醇的氧化反应、消去反应、酯化反应等)。4.掌握有机合成的分析方法。一、卤代烃的结构和性质例1某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。(1)A的结构简式为_。(2)A中的碳原子是否都处于同一平面?_(填“是”或“不是”)。(3)在下图中,D1、D2互为同分异构体,E1、E2互为同分异构体。C的化学名称是_;反应的化学方程式为_;E2的结构简式是_;、的反应类型依次是_、_。答案(
2、1) (2)是(3)2,3二甲基1,3丁二烯 加成反应取代反应(或水解反应)解析(1)用商余法先求该烃的化学式,n(CH2)84/146,化学式为C6H12,分子中含有一个碳碳双键,又只有一种类型的氢,说明分子结构很对称,结构简式为。(2)由于存在碳碳双键,因此分子中所有碳原子共平面。(3)A和Cl2发生加成反应,产物再经反应得共轭二烯烃C(),D1是C和Br2发生1,2-加成反应的产物,而D1和D2互为同分异构体,可知D2是C和Br2发生1,4-加成的产物,生成物D1和D2分别再发生水解反应生成醇E1和E2。解题指导通常情况下卤代烃有两个性质(1)在氢氧化钠溶液中发生取代反应生成醇类化合物:
3、如果此有机物含有一个卤素原子,则发生取代反应时只能在原有机物分子结构中引入一个OH,若此有机物含有两个或多个卤素原子时,则在原有机物分子结构中会引入两个或多个OH。(2)在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应形成不饱和的烃类:若与卤原子相连的碳原子相邻的两个碳原子上均含有氢原子时,则此有机物在发生消去反应时可能会形成两种不同结构的烯烃,如发生消去反应可生成:或,此二者互为同分异构体;若相邻的两个碳原子上均含有卤素原子时,可发生消去反应形成碳碳叁键,如发生消去反应可生成。 【考点】有机物结构式的确定;卤代烃结构与性质的综合考查【题点】根据核磁共振氢谱图判断有机物的结构简式;卤代烃性质的综合考查二、醇、
4、酚的结构与性质1醇的结构与性质例2分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种,在下列该醇的同分异构体中,DCH3(CH2)5CH2OH(1)可以发生消去反应,生成两种单烯烃的是_(填字母,下同)。(2)可以发生催化氧化生成醛的是_。(3)不能发生催化氧化的是_。(4)能被催化氧化为酮的有_种。(5)能使酸性KMnO4溶液褪色的有_种。答案(1)C(2)D(3)B(4)2(5)3解析(1)可以发生消去反应,生成两种单烯烃,表明与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子,且以OH所连碳原子为中心,分子不对称,C符合。(2)可以发生催化氧化生成醛,说明含有CH2OH结构,D符合。(3)不能
5、发生催化氧化,说明羟基所连碳原子上没有氢原子,B符合。(4)能被催化氧化为酮,说明羟基所连碳原子上含有1个氢原子,A、C符合。(5)能使酸性KMnO4溶液褪色,说明羟基所连碳原子上含有氢原子,A、C、D符合。易误辨析(1)醇发生消去反应是失去羟基的同时,还要失去与羟基直接相连的碳原子的相邻碳原子上的一个氢原子,因此,并不是所有的醇都能发生消去反应。(2)醇能发生催化氧化反应的条件是连有羟基(OH)的碳原子上必须有氢原子。连有羟基(OH)的碳原子上有氢原子的醇,其结构不同,催化氧化的产物也不相同。2醇、酚结构与性质的比较例3苯酚()在一定条件下能与氢气加成得到环己醇()。两种化合物都含有羟基。下
6、面关于这两种有机物的叙述中,正确的是()A都能发生消去反应B都能与金属钠反应放出氢气C都能和溴水发生取代反应D都能与FeCl3溶液作用显紫色答案B解析苯酚不能发生消去反应;环己醇不能和溴水发生取代反应,也不能与FeCl3溶液作用显紫色;二者都能和金属钠反应放出氢气。【考点】醇、酚的综合考查【题点】醇、酚性质的综合考查易错辨析醇和酚尽管具有相同的官能团羟基,但它们的烃基不同,由于烃基对羟基的影响,导致了醇和酚性质的差异。相关链接1醇催化氧化反应的规律醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。2醇消去反应的规律(1)结构特点:醇分子中连有羟基(OH)的碳原子必须有相邻
7、的碳原子;该相邻的碳上必须连有氢原子,若没有氢原子则不能发生消去反应。(2)若与羟基直接相连的碳原子上连有多个碳原子且这些碳原子上都有氢原子,发生消去反应时,能生成多种不饱和烃,其中生成的不饱和碳原子上连接的烃基较多的为主要反应。例如:三、醛、羧酸的结构与性质1醛的结构与性质例4当豆油被加热到油炸温度(185 )时,会产生如图所示高毒性物质,许多疾病和这种有毒物质有关,如帕金森症。下列关于这种有毒物质的判断正确的是()A该物质分子中含有两种官能团B该物质的分子式为C9H15O2C1 mol该物质最多可以和2 mol H2发生加成反应D该物质不能发生银镜反应答案C解析该物质分子中含碳碳双键、CH
8、O、OH三种官能团,A错误;该物质的分子式为C9H16O2,B错误;CHO、碳碳双键与氢气均能发生加成反应,则1 mol该物质最多可以和2 mol H2发生加成反应,C正确;该物质分子中含CHO,能发生银镜反应,D错误。【考点】醛的结构与性质【题点】醛的结构与性质的综合易错警示含有不饱和键的物质能够发生加成反应,包括碳碳不饱和键和碳氧不饱和键等。但并不是所有的碳氧不饱和键都能发生加成反应,如羧基中的碳氧不饱和键就不能发生加成反应。2羧酸的酯化反应例5酸牛奶中含有乳酸,其结构简式为,乳酸经一步反应能生成的物质是()CH2=CHCOOHA B除外 C除外 D全部答案B解析乳酸发生消去反应可得,发生
9、氧化反应可得,乳酸分子内发生酯化反应可生成,分子间发生酯化反应可生成、。【考点】羧酸的酯化反应【题点】羧酸的酯化反应原理及类型解题指导酯化反应是羧基和羟基之间脱水形成酯基的反应。当分子中同时存在羧基和羟基时,它有多种酯化方式:分子内酯化形成环酯;分子间酯化可形成链状酯,也可形成环状酯。相关链接1醛在含氧衍生物相互转化中的桥梁作用(1)ABC。满足上述相互转化关系的A通常有醇和烯烃两大类物质。若A为醇,则B为同碳原子数的醛,C为同碳原子数的羧酸;若A能水化,则A为烯烃,B为同碳原子数的醛,C为同碳原子数的羧酸。(2)CAB。满足上述转变关系的有机物A一定属于醛类(或含醛基),则C为醇,B为羧酸。
10、若A(气态)完全燃烧后体积不变(H2O为气态),则A为甲醛,B为甲酸,C为甲醇。2“形形色色”的酯化反应酸跟醇起作用,生成酯和水的反应叫酯化反应。因醇和酸的种类较多,不同种类的醇和酸之间又可以交叉酯化,从而构成了“形形色色”的酯化反应。(1)一元羧酸与一元醇的酯化反应RCOOHHORRCOORH2O(2)一元羧酸与二元醇的酯化反应CH3COOHHOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OHH2O2CH3COOHHOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH32H2O(3)二元羧酸与一元醇的酯化反应HOOCCOOHCH3CH2OHHOOCCOOCH2CH3H2OHOOCCOOH2CH3
11、CH2OHCH3CH2OOCCOOCH2CH32H2O乙二酸二乙酯(4)二元羧酸与二元醇的酯化反应生成普通酯,如:HOOCCOOHHOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OHH2O生成环酯,如:2H2O生成聚酯,如:nHOOCCOOHnHOCH2CH2OH(2n1)H2O(5)羟基酸自身酯化反应分子间生成普通酯,如:分子间生成环酯,如:分子内生成酯,如:分子间生成聚酯,如:(n1)H2O(6)无机酸与醇的酯化反应制硝化甘油:酯化反应的实质是“酸脱羟基醇脱氢”,因此学习有机反应的重要方法就是分析反应中化学键的断裂和化学键的形成。四、含氧衍生物结构与性质的综合1限定条件的同分异构体数目的判断
12、例6某有机物的分子式为C9H10O2,分子中含有苯环,苯环上有2个取代基,且其中一个为甲基,则能与NaOH溶液反应的该物质的结构有()A4种 B7种C9种 D12种答案D解析能与NaOH溶液反应,则分子中含有COOH或酯基,符合条件的物质有以下4种:每类物质各有邻、间、对3种结构,故共有12种。规律方法对于限制性同分异构体数目判断,首先根据题目给出的分子式和限制条件,如例6中,确定含有1个苯环,且苯环上有1个甲基,即,又知该物质能与NaOH反应,故其应该含有羧基或酯基,写出其中的一种,即,然后在此基础上进行演变即可得出其余同分异构体,注意苯环上取代基的“邻、间、对”3种结构。2有机反应中的定量
13、关系例7某有机物M的结构简式如图所示,若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为()A111 B241 C121 D122答案B解析金属钠可以与M中的酚羟基、羧基发生反应;氢氧化钠溶液能使酯基水解,溴原子水解,也能与酚羟基和羧基反应;碳酸氢钠溶液只能与羧基发生反应,因此1 mol M消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2 mol、4 mol、1 mol。易错辨析(1)OH连在不同的基团上活泼性不同。(2)酯基水解生成的羧酸能和氢氧化钠溶液反应;若是酚酯,水解生成的酚也消耗氢氧化钠溶液。(3)卤代烃在氢氧化钠溶
14、液、加热的条件下可以水解,生成的氢卤酸和氢氧化钠反应。3含氧衍生物结构与性质的综合例8(2019海安高中高二月考)Y是一种皮肤病用药,它可以由原料X经过多步反应合成。原料X产物Y下列说法正确的是()AX与Y互为同分异构体B1 mol X最多可以与5 mol H2发生加成反应C产物Y能发生氧化、加成、取代、消去反应D1 mol Y最多能与2 mol NaOH发生反应答案A解析原料X与产物Y的分子式相同,但结构不同,则二者互为同分异构体,故A正确;X中苯环和碳碳双键能与氢气加成,则1 mol X最多可以与4 mol H2发生加成反应,故B错误;苯环较稳定,羟基连接在苯环上,不能发生消去反应,故C错
15、误;Y中酚羟基和酯基均能和NaOH反应,并且酯基可水解生成酚羟基和羧基,则1 mol Y最多能与3 mol NaOH发生反应,故D错误。规律方法确定多官能团有机物性质的三步骤相关链接1分析限定条件同分异构体的基本步骤(1)首先根据限定的条件确定有机物中含有的结构片段或官能团。(2)分析可能存在的官能团类别异构。(3)分析各类官能团存在的位置异构。2有机反应中的常见数量关系(1)醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时,量的关系为RCHO2Ag、RCHO2Cu(OH)2Cu2O;甲醛()相当于含有2个醛基,故甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时,量的关系分别为HCHO4Ag、HCHO4
16、Cu(OH)22Cu2O。(2)醇、酚与Na反应中量的关系:2OH2NaH2。(3)烯烃、炔烃、苯的同系物等与H2反应中量的关系:(4)卤代烃、酚与NaOH反应中量的关系:RXNaOH、OH(酚羟基)NaOH。(5)酯与NaOH反应中量的关系:NaOH,若为酚酯,则有3烃的含氧衍生物的重要类别和化学性质类别官能团通式结构特点主要化学性质醇OHROH、CnH2n2O(饱和一元醇)CO、OH键有极性,易断裂(1)与钠反应(2)取代反应(3)消去反应(4)分子间脱水(5)氧化反应(6)酯化反应酚OH CnH2n6OOH与苯环直接相连,OH与苯环相互影响(1)有弱酸性(2)显色反应(3)取代反应:OH
17、的邻、对位被取代醛CHORCHO CnH2nO(饱和一元醛)C=O有不饱和性,CHO中CH键易断裂(1)氧化反应(2)还原反应羧酸COOHRCOOH CnH2nO2(饱和一元羧酸)CO、OH键有极性,易断裂(1)具有酸性(2)酯化反应酯COORCOORCnH2nO2(饱和一元酯)CO键易断裂水解反应五、有机合成与推断1有机合成例9(2019扬州高二期末)(15分)氧化芪三酚(H)具有抵抗疱疹、防御病毒等作用。它的一种合成路线如下:(1)B中的官能团名称为_。(2)EF的反应类型为_。FG反应中的另一产物为_。(3)化合物C的结构简式为_。(4)写出同时满足下列条件的H的一种同分异构体的结构简式
18、:_。分子中有两个苯环,且能与FeCl3溶液发生显色反应;能发生银镜反应;能发生水解反应;只有5种不同化学环境的氢。(5)已知:;酸性条件下,NaNO2会与碳碳双键发生反应。请以、乙醇为原料制备,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。_。答案(1)醚键、碘原子(2)取代反应CO2(3) (4) (5) 解析(2)E与丙烯酸发生取代反应生成F和HI;根据F和G的结构差异可以判定,F分子内脱去一个CO2分子得到G。(3)由B的结构简式以及C的分子式判断,B在HI的条件下脱去两个甲基得到。(4)有两个苯环,有酚羟基,考虑对称的对位结构,则存在两个酚羟基,剩余两个氧原
19、子,要求能发生银镜反应以及水解反应,则考虑甲酸酯结构,保证对称结构,所以甲酸酯的结构位于两个苯环之间。(5)根据信息,先将NO2还原为NH2,再根据AB的反应条件,用碘原子将NH2取代,由CGH的信息可知,碘原子被取代,所以需要将CH2CH2CH2Br发生消去反应。题中信息说明应先还原,再消去,否则NO2会与碳碳双键反应。【考点】有机合成中的碳链变化和官能团衍变【题点】常见官能团引入或转化的方法规律方法在进行有机合成时经常会遇到这种情况:欲对某一官能团进行处理,其他官能团可能会受到“株连”而被破坏。我们可以采用适当的措施将不需转变的官能团暂时先“保护”起来,当另一官能团已经转变后再将其“复原”
20、。这是有机合成中又一种常用的策略。2有机推断例10(2019宜兴中学高二期中)某芳香烃A(相对分子质量为92)是一种重要的有机化工原料,以它为初始原料经过如下转化关系(部分产物、合成路线、反应条件略去)可以合成阿司匹林、扁桃酸等物质。其中D能与银氨溶液发生银镜反应。已知:. (苯胺,易被氧化). (X为Cl或Br).大多数苯的同系物易被酸性KMnO4氧化为苯甲酸(1)B的结构简式为_。C转化为D的反应类型为_。(2)反应和顺序能否对换?_(填“能”或“不能”);理由是_。(3)写出反应的化学方程式:_。答案(1) 氧化反应(2) 不能如果对换,氨基将被氧化(3) (n1)H2O解析(1)芳香烃
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