文档文本内容
有机物的组成、分类与命名
模块1
有机物的分类
4
模块2
有机物的结构及表示方法
8
模块3
烷烃的命名
10
脂肪烃
模块1
烷烃
18
模块2
烯烃
20
模块3
炔烃
24
苯及其同系物
模块1
苯
34
模块2
苯的同系物
37
卤代烃
模块1
卤代烃概述
48
模块2
溴乙烷
50
模块3
卤素原子的检验及卤代烃的用途53
目录
Contents
乙醇和苯酚
模块1
乙醇
60
模块2
苯酚
66
乙醛
模块1
乙醛的结构及物理性质
75
模块2
乙醛的化学性质
77
羧酸和酯
模块1
羧酸
87
模块2
酯
92
第1 讲
有机物的组成、分
类与命名
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3
1
知识引航
通过高一的学习,我们知道有机物就是有机化合物的简称,世界上绝大多数含碳的化合物都是有机物,而
我们日常生活中接触到的物质也有相当多的也是有机物。有机物种类繁多,有着特定的化学组成和结构,导致
了其在物理性质和化学性质上的特殊性。如何来研究种类繁多的有机物呢?伙伴们首先想到的应该是我们学
过的分类。今天这节课我们先来学习有机物的结构及分类。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
4
1
1
模块
1
有机物的分类
知识凝炼
一、有机物的组成
大多数含碳元素的化合物称为有机化合物,简称有机物。一般有机物除含碳元素外,还含有H、O、N、S、P
及卤素等非金属元素,个别还含有Fe、Co、Mg 等金属元素
二、有机物的分类
1
按照组成元素分类
有机化合物按照组成元素分为烃和烃的衍生物。只含有碳、氢两种元素的有机物称为烃,除含碳、氢外还含
有氧、硫、氮等元素的有机物称为烃的衍生物。
2
按照碳骨架分类
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5
1
3
按官能团分类
官能团: 决定化合物化学性质的原子或原子团叫官能团。
【备注】除以上官能团外,常见的官能团还有硝基(−NO2)、氨基(−NH2)、氰基(−CN)、磺酸基(−SO3H) 等。
精讲精练
考点1: 有机物的分类
例1
★★
正确率:76%
下列有机物中,不属于烃的衍生物的是( )
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
6
1
达标检测1
★★★
正确率:56%
下列物质的类别与所含官能团都正确的是( )
①
②
③
④
⑤
A. ①②③④⑤
B. ②③④
C. ②④⑤
D. ②④
例2
★★
正确率:66%
【多选】现代家居装修材料中,普遍存在着甲醛、苯及苯的同系物等有毒物质,如果不注意处理就会对人
体产生极大的危害。按照有机物的分类,甲醛属于醛;乙酸属于羧酸。下面各项对有机物的分类方法与
此方法相同的是( )
A.
属于环状化合物
B.
属于卤代烃
C.
属于链状化合物
D.
属于醚
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7
1
达标检测2
★★★
正确率:77%
某有机物的结构简式如图,此有机化合物属于( )
①酯类化合物
②多官能团有机化合物
③芳香烃
④烃的衍生物
⑤高分子化合物
⑥酚类化合物
⑦芳香化合物
⑧醛类
A. ①②③④
B. ①②④⑦
C. ②④⑤⑥
D. ①③⑤⑧
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
8
1
2
模块
2
有机物的结构及表示方法
知识凝炼
一、有机物的成键特点
1
成键数目: 一般每个C 原子形成4 个共价键,每个N 原子形成3 个共价键,每个O 原子形成2 个共价键,
每个H 原子形成1 个共价键,每个卤族元素原子(X) 形成1 个共价键。
2
成键方式: 碳碳之间的结合方式有单键(
)、双键(
)、三键(−C ≡C−)。多个碳原子相
互结合成链状(且可带支链),也可以结合成环状。
3
成键特点: 在有机物形成的共价键中,单键(如:C−C,C−H,C−O 等) 两端的原子可以绕轴旋转,而双键
(如:C = C,C = O 等),三键不可以旋转。
二、有机物的表示方法(各种“式”)
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9
1
精讲精练
考点2: 有机物的表示方式
达标检测3
★★
下列各组表达式意义相同的是( )
A. -NO2;NO2
B. -OH;
C. -C2H5;-CH2CH3
D. HCOOCH3;HOOCCH3
例3
★★★
正确率:77%
烯烃在一定条件下发生氧化反应时C = C 键发生断裂,RCH = CHR′,可以氧化成RCHO 和R′CHO,在
该条件下,下列烯烃分别被氧化后产物可能有CH3CHO 的是( )
A. (CH3)2C = CH(CH2)2CH3
B. CH2 = CH(CH2)2CH3
C. CH3CH = CH−CH = CH2
D. CH3CH2CH = CHCH2CH3
例4
★★★★
某链状有机物分子中含a 个−CH3,b 个−CH2−,m 个
,n 个
,其余为−OH,则−OH
的个数为
。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
10
1
3
模块
3
烷烃的命名
知识凝炼
一、烷烃的命名法
1
烷烃的习惯命名法
分子内所含有的碳原子数加一个“烷”字,就是简单烷烃的习惯命名。
(1) 如果碳原子数在10 之间,就依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;
(2) 如果碳原子数大于10,则直接用十一、十二、十三……表示;
(3) 当碳原子数相同时,在某烷前面加“正”
“异”
“新”等,但这只能用于简单的烷烃的命名。例如:C2H6 为
乙烷,C4H10 为丁烷。
2
烷烃系统命名法的步骤和原则
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11
1
精讲精练
考点3: 烷烃的系统命名
达标检测4
★★★
下列烃的命名正确的是( )
A. 5- 甲基-4- 乙基己烷
B. 2- 乙基丙烷
C. 2,2,3- 三甲基丁烷
D. 3,3- 二甲基-4- 乙基戊烷
例5
★★★
写出下列有机物的系统命名或结构简式或按要求填空:
(1)
,
。
(2)3,4−二甲基−4−乙基庚烷,
。
考点4: 烷烃命名的应用
例6
★★★★
下列物质在催化剂作用下和氢气加成不能得到2−甲基戊烷的是( )
A. CH3CH = C(CH3)CH2CH3
B. CH3CH = CHCH(CH3)2
C. (CH3)2C = CHCH2CH3
D. H2C = CCH2CH(CH3)2
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
12
1
春季你会遇见
在这一讲中我们学习了烷烃的系统命名法,有机物除了烷烃,还有烯烃、炔烃等,这些物质的系统命
名与烷烃的命名规则有什么异同之处呢?我们可以看下下面这道小题:
下列有机物的命名正确的是( )
A. 1,2−二甲基戊烷
B. 2−乙基−1−戊烯
C. 3,4−二甲基戊烷
D. 3−甲基−1,3−丁二烯
答案
B
解析
A,1,2−二甲基戊烷的正确命名是2−甲基己烷,故A 错误;
B,2−乙基−1−戊烯的命名正确,B 正确;
C,3,4−二甲基戊烷的正确命名是2,3−二甲基戊烷,故C 错误;
D,3−甲基−1,3−丁二烯的正确命名是2−甲基−1,3−丁二烯,故D 错误;
选B。
寒假我们以烷烃为例学习有机物命名的基础规则,春季我们将会在此基础上拓展出烯烃、炔烃、
醇等其他有机物的命名规则。
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13
1
直击高考
考题
2016·上海
轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯(
)与苯( )
A. 均为芳香烃
B. 互为同素异形体
C. 互为同系物
D. 互为同分异构体
答案
D
解析
三元轴烯与苯分子式都是C6H6,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,只有D 正确。故选D。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
14
1
随堂测试
测试1 下列有关化学用语的表述正确的是( )
A. CH2 = CH−C(CH3) = CH2 名称是3−甲基−1,3−丁二烯
B.
名称是2−羟基丁烷
C. 二氧化碳的结构式:O=C=O
D. 乙烯的球棍模型:
测试2 下列物质所属的类别及其所含官能团的对应关系不正确的是( )
A.
酚类−OH
B. CH3CH2COOH 羧酸−COOH
C. HCOOCH2CH3 醛类−CHO
D. CH3CH2OH 醇类−OH
测试3
正确率:100%
的名称是( )
A. 1−甲基−4−乙基戊烷
B. 2−乙基戊烷
C. 1,4−二甲基己烷
D. 3−甲基庚烷
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15
1
课堂总结
第2 讲
脂肪烃
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17
2
知识引航
经过前面的学习,我们对有机化学以及有机化合物有了比较系统的了解,对有机化合物的某些性质也进行
了学习,今天我们学习有机化合物中一个重要的组成部分——烃。有机物中的烃是很重要的一类物质,他们的
性质及制备方法是有机学习的重要思路,今天我们首先来学习一下链状烃——烷烃、烯烃和炔烃。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
18
2
1
模块
1
烷烃
知识凝炼
一. 结构特点和通式
烷烃分子中的碳原子之间只以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合。这样的烃叫做饱和烃,又
叫烷烃。通式:CnH2n+2(n ⩾1)。
二. 烷烃的物理性质
(1) 熔、沸点: 随着分子中碳原子数的递增,呈规律性变化,熔沸点逐渐升高;当碳原子数相同时,支链越多,
熔沸点越低。
(2) 相对密度: 随着分子中碳原子数的递增,相对密度逐渐增大。但烃的密度比水小,且不溶于水,易溶于
有机溶剂。
(3) 存在状态: 随着分子中碳原子数的递增,常温常压下的烷烃存在状态由气态过渡到液态、固态。气态
(n ⩽4)、液态(5 ⩽n ⩽16)、固态(n ≥17)。
新戊烷常温常压下也是气态。
三. 烷烃的化学性质
(1) 稳定性: 常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂等都不发生反应,只有在特殊条件下(如光照或
高温) 才能发生某些反应。
(2) 取代反应(特征反应): 在光照条件下,与Cl2,Br2 等卤素单质的气体发生取代反应,生成卤代烃和卤化
氢气体。
化学方程式为:
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19
2
①条件: 光照
②必须与卤素单质发生反应,与卤素单质的水溶液不能反应。
③取代产物是多种卤代烃的混合物。
(3) 氧化反应(可燃性): 烷烃在空气中燃烧的通式如下: CnH2n+2 + 3n+1
2
O2
点燃
−−→nCO2+(n+1)H2O
①烷烃点燃前要验纯。
②随着C 原子数的增加,含碳量升高,火焰燃烧的也会更明亮,甚至伴有黑烟。
精讲精练
考点1: 烷烃的物理性质
例1
★★
正确率:78%
①丁烷;②2−甲基丙烷;③戊烷;④2−甲基丁烷;⑤2,2−二甲基丙烷等物质的沸点的排列顺序正确
的是( )
A. ①> ②> ③> ④> ⑤
B. ⑤> ④> ③> ②> ①
C. ③> ④> ⑤> ①> ②
D. ②> ①> ⑤> ④> ③
考点2: 烷烃的化学性质
达标检测1
★★★
在一定条件下,能与烷烃发生反应的物质是( )
①氧气②氯气③溴水④盐酸⑤烧碱⑥KMnO4 酸性溶液
A. ①②③
B. ①③⑥
C. ①②
D. ③④⑤⑥
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2
2
模块
2
烯烃
知识凝炼
一、乙烯的结构
二、烯烃结构特点与通式
以上各有机物的结构式都含有“碳碳双键”,且仅含有C、H 两种元素,这一类有机物就是“烯烃”。
(1) 定义: 分子中含有碳碳双键的一类烃,叫做烯烃;仅有一个碳碳双键的烃叫做单烯烃。
(2) 烯烃官能团: 碳碳双键(名称)
(结构)
(3) 单烯烃通式:CnH2n(n ⩾2)
三、烯烃的性质
1
烯烃的物理性质
(1) 状态: 在常温下,C2 −C4 的烯烃为气体,C5 −C18 的为液体,C19 以上为固体。
(2) 熔沸点和密度: 沸点、熔点、密度都随相对分子质量的增加而上升,密度都小于1。
(3) 溶解性: 都是无色物质,易溶于有机溶剂,难溶于水。
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21
2
2
烯烃的化学性质
烯烃的化学性质比较活泼,其主要的化学性质由碳碳双键决定,在一定条件下烯烃易发生加成反应、氧化
反应和加聚反应。
(1) 加成反应
①与Br2 加成
烯烃与溴水的加成反应使溴水褪色。利用这一性质可以鉴别烯烃和烷烃,同时也可以除去烷烃中的
烯烃杂质。
②与H2 加成
CH2=CH−CH3+H2
催化剂
−−−−→
∆
CH3CH2CH3
③与HBr 加成
④与H2O 加成
(2) 氧化反应
烯烃可以被O2,KMnO4 等氧化剂氧化。
①燃烧: 烯烃在空气或氧气中燃烧,火焰明亮并伴有黑烟。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
22
2
单烯烃燃烧反应通式:
CnH2n + 3n
2 O2
点燃
−−→nCO2 +nH2O
②烯烃在催化剂存在的条件下,可以直接被氧气氧化。
2CH2 = CH2 +O2
催化剂
−−−−→2CH3CHO
③被KMnO4 溶液氧化
(3) 加聚反应
精讲精练
考点3: 乙烯的结构
达标检测2
★★
下列对乙烯分子的叙述中错误的是( )
A. 由乙烯分子组成和结构推测含一个碳碳双键的单烯烃通式为CnH2n
B. 乙烯的结构简式为CH2CH2,电子式为
C. 乙烯在空气中燃烧的现象与甲烷不同的原因是乙烯的含碳量高
D. 乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键
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23
2
考点4: 乙烯的加成
例2
★★★
正确率:58%
若用乙烯和氯气在适当的条件下反应制取四氯乙烷,这一过程中所发生的反应类型及耗用氯气的总的
物质的量是(设乙烯为1mol,反应产物中的有机物只有四氯乙烷)( )
A. 取代,4mol Cl2
B. 加成、取代,3mol Cl2
C. 加成,2mol Cl2
D. 加成、取代,5mol Cl2
达标检测3
★★★
某混合烃由甲烷和乙烯组成,将2L 该混合烃燃烧后得2.8L CO2 和4L 水蒸气,则该混合烃中,甲烷和
乙烯的体积比为( )
A. 2 : 3
B. 3 : 2
C. 1 : 4
D. 4 : 1
考点5: 乙烯的氧化
例3
★★★
正确率:68%
烯烃在一定条件下发生氧化反应时,碳碳双键断裂,如
被氧化为
和
,
由此推断某烯烃氧化后生成两分子CH3CHO 和一分子
,则原烯烃是( )
A. CH2 = CHCH2CH(CH3)CH = CH2
B. CH3CH = CH−CH = C(CH3)2
C. CH3CH = CHC(CH3) = CHCH3
D. CH3CH = CHCH = CHCH(CH3)2
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2
3
模块
3
炔烃
知识凝炼
一、乙炔的结构
乙炔为直线型分子,2 个碳原子和2 个氢原子均在一条直线上。
二、乙炔的物理性质
乙炔是无色、无味(电石制的乙炔因混有H2S、PH3、AsH3 而带有特殊的臭味) 的气体,密度比空气小,微溶
于水,易溶于有机溶剂。
三、乙炔的化学性质
乙炔分子中的碳碳三键容易断裂,因而化学性质比较活泼,在适宜的条件下可以发生氧化,加成,聚合等反
应。
1
氧化反应
(1) 燃烧
2C2H2+5O2
点燃
−−→4CO2+2H2O
现象: 火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟。
点燃乙炔前必须验纯。
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25
2
(2) 被氧化剂氧化
将乙炔气体缓缓通入到紫色高锰酸钾溶液中,由于乙炔的不饱和键,会使紫色KMnO4 溶液颜色褪去。利
用炔烃这一性质,我们可以鉴别烷烃、炔烃。
2
加成反应
乙炔能和溴水、卤素单质、氢气、氰化氢、卤化氢、水等在适宜的条件下发生加成反应。
(1) 与溴水反应(使溴水褪色)
CH ≡CH+Br2 →CHBr = CHBr(1,2−二溴乙烯)
CHBr = CHBr+Br2 →CHBr2 −CHBr2(1,1,2,2−四溴乙烷)
(2) 与H2 反应
CH ≡CH+H2
催化剂
→
△
CH2 = CH2
CH ≡CH+2H2
催化剂
→
△
CH3CH3
(3) 与HCl 反应
CH ≡CH+HCl催化剂
→
△
CH2 = CHCl(氯乙烯)
(4) 与HCN 反应
CH ≡CH+HCN催化剂
→
△
CH2 = CHCN(丙烯腈)
(5) 乙炔水化法
3
加聚反应
制取导电塑料—聚乙炔
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2
精讲精练
考点6: 炔烃的加成
达标检测4
★★★★正确率:66%
某气态烃1mol 能与2mol HCl 完全加成,加成后产物分子中的氢原子又可被6mol Cl2 完全取代,则此气
态烃可能是( )
A. CH3C ≡CCH3
B. CH2 = CH2
C. CH ≡CCH3
D. CH2 = CHCH3
例4
★★★
正确率:78%
用乙炔为原料制取CH2BrCHBrCl,可行的反应途径是在一定条件下( )
A. 先与Cl2 加成,再与Br2 加成
B. 先与Cl2 加成,再与HBr 加成
C. 先与HCl 加成,再与Br2 加成
D. 先与HCl 加成,再与HBr 加成
考点7: 不饱和烃性质综合
例5
★★★
某烃的结构简式为:
,下列说法不正确的是( )
A. 1mol 该烃完全燃烧消耗11mol O2
B. 与氢气完全加成后的产物中含3 个甲基
C. 1mol 该烃完全加成消耗Br2 的物质的量为3mol
D. 该烃与足量氢气加成后的产物的名称是:3−甲基己烷
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27
2
春季你会遇见
通过这一讲的学习,同学们不仅对烷烃知识在必修2 的基础上进行了复习提升,同时学习烯烃
和炔烃。对于烯烃和炔烃的加聚反应,目前阶段,我们只是学习了单一有机物的性质并没有将烃的
知识系统化,到了春季我们将烃和烃的衍生物的知识综合,除此之外,我们将会对高聚物再进行深入
的学习,如下题:
【典例分析】
有高聚物结构如下:
合成该高聚物的单体是
,
,
。
【错因分析】
本题主要考点是聚合反应,在题中出现的是多个单体的加聚,考法主要是通过加聚反应产物书
写单体,明确求算聚合反应产物单体的方法。
【试题解析】
为加聚反应产物,将中括号去掉,按照“见双键,四
个碳,无双键,两个碳”划线断开,然后将半键闭合可得该有机物的单体分别为:CH2=CH −CH=CH2、
CH2=CH2、CH2=CHCN。
【参考答案】
CH2=CHCN、CH2=CH2、CH2=CH−CH=CH2。
【春季你该怎么做】
春季应掌握高聚物单体的判断方法: 凡链节的主链上只有两个碳原子(无其它原子) 的高聚物,
其合成单体必为一种,将两半链闭合即可;凡链节主链上只有四个碳原子(无其它原子) 且链节无双
键的高聚物,其单体必为两种,在正中间画线断开,然后将四个半键闭合;凡链节主链上只有碳原子
并存在碳碳双键结构的高聚物,其规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”画线断开,然后将半键闭
合,即将单双键互换。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
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2
直击高考
考题
2018·华侨、港澳台联考高考
烯烃臭氧化反应为:
。下列烯烃发生臭氧化反应,完
全转化后生成的产物多于一种的是( )
答案
C
解析
解:A. 该分子结构对称,反应后只能生成一种物质OHCCH2CHO,故A 错误;
B. 该分子结构对称,反应后只能生成一种物质,故B 错误;
C. 该物质被氧化生成HCHO、OHCCH2CH2CHO 两种物质,故C 正确;
D. 该物质被氧化生成一种物质OHCCH2CH2CHO,故D 错误。
故选:C。
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29
2
随堂测试
测试1
正确率:96%
能通过化学反应使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )
A. 苯
B. 氯化铁
C. 乙烷
D. 乙烯
测试2
正确率:64%
下列关于乙烯和聚乙烯的叙述不正确的是( )
A. 乙烯常温下是气体,为纯净物;聚乙烯常温下是固体,为混合物
B. 乙烯的化学性质比聚乙烯活泼
C. 取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后,生成的CO2 和H2O 的质量分别相等
D. 取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后,生成的CO2 和H2O 的物质的量分别相等
测试3
正确率:80%
下列关于乙烯和乙烷比较的说法中,不正确的是( )
A. 乙烯的结构简式为CH2CH2,乙烷的结构简式为CH3CH3
B. 乙烯分子中所有原子处于同一平面上,乙烷分子则为立体结构,原子不都在同一平面上
C. 乙烯分子中含有碳碳双键,乙烷分子中含有碳碳单键,双键不如单键稳定,导致乙烯的性质比乙烷活
泼
D. 乙烯分子中因含有不饱和键,导致乙烯能使酸性KMnO4 溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
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2
课堂总结
第3 讲
苯及其同系物
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3
知识引航
十九世纪初,由于冶金工业的发展,需要大量焦炭,生产焦炭的主要方法是煤的干馏即对煤隔绝空气加强
热。煤的干馏除得到焦炭外还能获得有用的煤气,但同时却生成一种黑糊糊、粘乎乎有特殊臭味的油状液体,人
们把它称作煤焦油。当时,煤焦油被当做废物扔掉,污染环境,煤焦油的堆积也愈来愈严重,煤焦油的利用就成
为当时生产中迫切需要解决的一个重要的环境和社会问题。后来,以法拉第为代表的科学家对煤焦油产生了兴
趣,并从煤焦油中分离出了以芳香烃为主的多种重要芳香族化合物,又以这些芳香族化合物为原料合成了多种
燃料、药品、香料、炸药等有机产品。到十九世纪中叶,形成了以煤焦油为原料的有机合成工业。自从1845 年
人们从煤焦油内发现苯及其它芳香烃,很长时间里煤是一切芳香烃的主要来源。但是,从1 吨煤中仅可以提取
1Kg 苯和2.5Kg 其它芳香烃。由于芳香烃的需要在不断增长,仅从煤中提炼芳香烃远不能满足化学工业的发展,
通过石油化学工业中的催化重整等工艺可以获得芳香烃。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
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3
1
模块
1
苯
知识凝炼
一、苯的结构
分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃,如:
,最简单的芳香烃是苯
苯分子是平面结构,6 个碳原子和6 个氢原子都在同一平面内,分子中的6 个碳原子构成一个正六边形。
苯分子里不存在碳碳双键与碳碳单键,分子里的6 个碳原子之间的键完全相同,是一种介于单键和双键之
间的特殊的键—大π 键。原因有:
(1)苯与酸性高锰酸钾、溴水都不反应。
(2)苯环上6 个碳碳键的键长、键能和键角都相等,说明苯环结构中的化学键只有一种。
(3)测定邻二甲苯只有一种结构。
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35
3
二、苯的物理性质
无色,有特殊气味的液体,密度比水小,熔沸点低(熔点:5.5◦C,沸点是80.1◦C,冰水冷却后可成无色晶体),
易挥发,不溶于水,易溶于有机溶剂。有很大毒性,可致癌。
三、苯的化学性质
1
苯的氧化反应
2C6H6+15O2
点燃
−−→12CO2+6H2O
【现象】苯完全燃烧,火焰明亮,同时伴有浓烈的黑烟,说明苯的含碳量很高。
2
苯的加成反应
苯可以在镍做催化剂的条件下加热与氢气发生加成反应,生成环己烷。
3
苯的取代反应
(1) 苯的溴代反应
(2) 苯的硝化反应
(3) 苯的磺化反应
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
36
3
精讲精练
考点1: 苯的结构
例1
★★★
正确率:84%
有关苯的结构和性质,下列说法正确的是( )
A.
与
是同一种物质,说明苯分子中碳碳双键、碳碳单键交替排列
B. 苯在空气中不易燃烧完全,燃烧时冒浓烟,说明苯组成中含碳量较高
C. 煤干馏得到的煤焦油可以分离出苯,苯是无色无味的液态烃
D. 向2mL 苯中加入1mL 溴的四氯化碳溶液,振荡后静置,可观察到液体分层,上层呈橙红色
达标检测1
★★
正确率:83%
苯环结构中不存在C−C 单键与C = C 双键的交替结构,可以作为证据的是( )
①苯不能因发生化学反应使溴水褪色;
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
③苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应;
④经测定,邻二甲苯只有一种结构;
⑤经测定,苯环上碳碳键的键长相等,都是1.40×10−10m。
A. ①②④⑤
B. ①②③⑤
C. ①②③
D. ①②
考点2: 苯的化学性质
例2
★★
关于苯乙烯
的下列叙述中,正确的是( )
A. 苯乙烯不可能发生加成反应
B. 苯乙烯不可能使酸性KMnO4 溶液褪色
C. 苯乙烯中8 个碳原子有可能都在同一平面上
D. 苯乙烯中8 个碳原子不可能都在同一平面上
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37
3
例3
★★★
某烃A 不能使溴水褪色,0.5molA 完全燃烧时,得到1.5mol 水和67.2L 二氧化碳(标准状况)。
(1)A 的结构简式为
。
(2)根据下列条件写出有关反应的化学方程式:
①在催化剂FeCl3 的作用下,A 与Cl2 反应生成B:
。
②在催化剂作用下A 与H2 反应生成C:
。
2
模块
2
苯的同系物
知识凝炼
一、芳香族化合物的分类
我们将含有苯环的化合物称为芳香族化合物,同时芳香族化合物也有着相应的分类方法,如下:
二、苯的同系物
1
组成与结构
(1) 定义: 苯环上的氢原子被烷烃基取代后的产物叫做苯的同系物。如: 甲苯、乙苯等。
(2) 结构特点: 有且只有一个苯环,苯环上的侧链均为烷烃基。
(3) 通式:CnH2n−6(n > 6)
2
物理性质
简单的苯的同系物如甲苯、乙苯、二甲苯等,在通常情况下,与苯相似,均为无色液体,有特殊气味,密度小
于水,难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也是有机溶剂。
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38
3
三、化学性质
1
氧化反应
都能燃烧,燃烧时有浓烟产生,且火焰明亮。其燃烧通式为:
CnH2n−6 +(3n−3
2
)O2
点燃
→nCO2+(n−3)H2O
2
取代反应
苯的同系物在一定条件下,能与卤素单质(X2)、浓硝酸等发生取代反应。
(1) 卤代反应
①苯的同系物在与卤素取代时,反应条件不同取代位置不同;
②苯的同系物不能使溴水褪色,只能与溴水发生萃取,萃取后上层呈现橙色。
(2) 硝化反应
甲苯跟浓硝酸和浓硫酸的混合酸在30◦C 可以发生取代反应,主要得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种一取
代物。在一定条件下也可以发生反应生成三硝基甲苯:
三硝基甲苯是淡黄色针状晶体,不溶于水。
(1) 在30◦C 时苯环上的氢原子被硝基取代,主要得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯两种一取代物。
(2) 由于苯环受取代基侧链的影响,使苯环上的氢原子更易被取代。
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39
3
3
加成反应
4
与KMnO4 反应
在苯的同系物中,如果侧链烃基中与苯环直接相连的碳原子上有氢原子,就会被KMnO4 酸性溶液氧化,侧
链烃基被氧化为羧基(−COOH),与侧链长短无关。
如下图苯的同系物中,苯环上有4 个侧链,其中3 个侧链均被氧化成羧基,其中一个侧链由于与苯环直接
相连的碳原子上没有氢原子,所以不能被氧化。
【总结】
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
40
3
精讲精练
考点3: 苯的同系物的判断
达标检测2
★★
正确率:73%
下列物质属于苯的同系物的是( )
A. ①⑥
B. ①②⑤⑥
C. ①②⑥
D. ②③④⑤⑥
考点4: 苯环及侧链之间的相互影响
例4
★★★
正确率:52%
下列有关甲苯的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A. 甲苯的硝化反应生成三硝基甲苯
B. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 甲苯燃烧产生带浓烟的火焰
D. 1mol 甲苯与3mol H2 发生加成反应
例5
★★
有机物分子中原子间(或者原子与原子团间)的相互影响会导致其化学性质的不同。下列各项事实不
能说明上述观点的是( )
A. 苯酚能和氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能和氢氧化钠溶液反应
B. 苯与硝酸在加热时发生取代反应,甲苯与硝酸在常温下就能发生取代反应
C. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 乙烯能发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应
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41
3
考点5: 有机物性质综合
达标检测3
★★★
下列说法中,正确的是( )
A. 有机物
属于芳香烃,含有两种官能团
B. 按系统命名法,化合物
的名称为2,3,6−三甲基−5−乙基庚烷
C.
既属于醇类又属于羧酸
D. 2−甲基−3−丁烯的命名错误原因是选错了主链
例6
★★★
分子组成为C9H12 的苯的同系物,已知苯环上只有一个取代基,下列说法中正确的是( )
A. 该有机物不能发生加成反应,但能发生取代反应
B. 该有机物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但能使溴水褪色
C. 该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上
D. 该有机物的一溴代物最多有6 种同分异构体
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42
3
春季你会遇见
在这一讲我们重点学习了芳香烃中苯及苯的同系物的性质,在春季我们将学习有机合成中芳香
烃的考点类型,如下题:
【典例分析】按要求填空: 苯的同系物中,有的侧链能被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成芳香酸,反应如
下:
(R、R’表示烷基或氢原子)
①现有苯的同系物甲和乙,分子式都是C10H14。甲不能被酸性高锰酸钾溶液氧化为芳香酸,它
的结构简式是
;乙能被酸性高锰酸钾溶液氧化为分子式为C8H6O4 的芳香酸,则乙可能的
结构有
种。
②有机物丙也是苯的同系物,分子式也是C10H14,它的苯环上的一溴代物只有一种。丙的结构
简式共有四种,写出其余三种:
、
、
、
。
【试题解析】①能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点: 侧链与苯环相连的碳原子上
有氢原子,产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目,若苯的同系物能被氧化为
分子式为C8H6O4 的芳香酸(二元酸),说明苯环上有两个侧链,可能是两个乙基,也可能是一个甲基
和一个丙基,而丙基又有两种结构(−CH2CH2CH3 和
),两个侧链在苯环上的位置又有邻
位、间位和对位3 种可能,故分子式为C10H14,有两个侧链的苯的同系物有3×3 = 9 种结构;
②分子式为C10H14 的苯的同系物的苯环上的一溴代物只有一种,其苯环上可能只有2 个相
同侧链且位于对位,或4 个相同的侧链,可为
。
【易错点击】
在春季芳香烃的学习中,我们遇见的不再是单纯性的芳香烃间的转化,而是重点掌握芳香烃在
有机合成中的作用及转化条件。在有机合成中我们还需要会写限制条件的芳香族化合物的同分异
构体。
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43
3
直击高考
考题
已知苯可以进行如下转化:
回答下列问题:
如何仅用水鉴别苯和溴苯
。
答案
加入水,油层在上层的为苯,油层在下层的为溴苯
解析
解: 苯的密度比水小,溴苯的密度比水大,加入水,油层在上层的为苯,油层在下层的为溴苯,故答案为:
加入水,油层在上层的为苯,油层在下层的为溴苯。
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44
3
随堂测试
测试1
正确率:99%
在一定条件下,苯与氯气在氯化铁催化下连续反应,生成以氯苯、氯化氢为主要产物,邻二氯苯、对二氯
苯为次要产物的粗氯代苯混合物。有关物质的沸点、熔点如下:
下列说法不正确的是( )
A. 该反应属于取代反应
B. 反应放出的氯化氢可以用水吸收
C. 用蒸馏的方法可将邻二氯苯从有机混合物中首先分离出来
D. 从上述两种二氯苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二氯苯分离出来
测试2 下列关于苯的叙述正确的是( )
A. 苯的分子式为C6H6,它不能使酸性KMnO4 溶液褪色,属于饱和烃
B. 从苯的凯库勒式(
)看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃
C. 在催化剂作用下,苯与液溴反应生成溴苯,发生了加成反应
D. 苯分子为平面正六边形结构,6 个碳原子之间的价键完全相同
测试3
正确率:89%
只用一种试剂就能将甲苯(已知其密度比水小)、己烯、四氯化碳、碘化钾溶液区分开来,这种试剂是
( )
A. 溴水
B. 溴化钾溶液
C. 硝酸银溶液
D. 酸性KMnO4 溶液
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45
3
课堂总结
第4 讲
卤代烃
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47
4
知识引航
2010 年6 月7 日《广州日报》报道,过去60 年中,温室效应使大量珊瑚虫死亡,造成南太平洋一些岛国,
如图瓦卢面积略微变大,其境内9 个环状珊瑚岛中有7 个面积增加超过3%。但是气候变暖导致海平面上升,
使景色秀丽的图瓦卢将于50 年后沉入海底,图瓦卢居民要求地球上60 亿人都应该向他们道歉。造成温室效
应的主要成分是CO2,此外还有CH4 等。除此之外,臭氧层破坏也是全球环境的一大热点,造成臭氧层破坏的
主要成分有NOx 和氟氯代烷,氟氯代烷在紫外线照射下能产生Cl 原子,对臭氧有长久的破坏作用。CH4 属于
烃,氟氯代烷属于卤代烃,它们有怎样的结构及性质呢,这节课我们来一探究竟。
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48
4
1
模块
1
卤代烃概述
知识凝炼
一、卤代烃的组成和结构
1
定义: 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物,称为卤代烃。
2
官能团: 卤素原子、-X(X 为F、Cl、Br、I)。
3
分子通式: 一卤代烃的通式为R−X。
饱和一卤代烃的通式为CnH2n+1X。
二、卤代烃的分类
三、卤代烃的物理性质
1
状态: 常温下,只有少数卤代烃为气态(如:CH3Cl、CH3Br、C2H5Cl 等),有刺激性气味,有毒,大多数为液体
或固体。
2
溶解性: 卤代烃均难溶于水,但易溶于有机溶剂,有些卤代烃本身也是良好的有机溶剂,如CCl4。
3
溶沸点:
①同一卤素(相同的卤素原子个数) 的卤代烃沸点随着碳原子数增加而增加,且高于相应烷烃的熔沸点。
如:CH3CH2Cl < CH3CH2CH2Cl < CH3CH2CH2CH2Cl
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49
4
②卤代烃同分异构体之间熔沸点比较是支链越多,熔沸点越低如:CH3CH3CH2Cl >
③同一烃基不同卤代烃熔沸点的比较: 卤素原子的相对原子质量越大,熔沸点越高。
如:RF < RCl < RBr < RI
4
密度:
①卤代烃的密度随烃基中碳原子数的增加而增大,随卤素原子数的增加而升高,密度比相应的烷烃密度
大。
②同一烃基不同卤代烃密度的比较: 卤素原子的相对原子质量越大,密度越大。
如:RF < RCl < RBr < RI
③脂肪卤代烃的一氯代物和一氟代物密度小于水,其他的一般大于水。
精讲精练
考点1: 卤代烃的概念
例1
★★
正确率:59%
下列关于卤代烃的说法正确的是( )
A. 卤代烃大多数是脂肪烃,少数是芳香烃
B. 卤代烃中一定含有C、H 元素和一种卤素X
C. 卤代烃不一定是烃分子和卤素单质发生取代反应得到的
D. 溴乙烷中碳原子数小于4,在常温下为气态
达标检测1
★★
正确率:66%
最近美国宇航局(NASA) 马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效104 倍的“超级温室气体”全氟丙烷
(C3F8),并提出用其“温室化火星”使其成为第二个地球的计划。有关全氟丙烷的说法正确的是( )
A. 全氟丙烷的电子式:
B. 分子中三个碳原子可能处于同一直线上
C. 相同压强下,沸点:C3F8 < C3H8
D. 全氟丙烷分子中既有极性键又有非极性键
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50
4
2
模块
2
溴乙烷
知识凝炼
一、溴乙烷的结构
二、溴乙烷的性质
1
物理性质
溴乙烷常温下为无色液体,沸点38.4◦C,难溶于水,易溶于多种有机溶剂,密度比水大。
2
化学性质
(1) 水解反应(取代反应):
溴乙烷可以与NaOH 水溶液发生取代反应,羟基取代溴原子生成乙醇和溴化钠。
C2H5Br+NaOH
H2O
−−→
∆
C2H5OH+NaBr
【反应原理】
①反应条件:NaOH 水溶液、加热
②本质:
NaOH+HBr = NaBr+H2O
NaOH 的作用是中和水解产生的HBr,减小生成物的浓度,促使反应右移。加热的目的是提高反应速率且
水解是吸热反应,升高温度促使反应右移。
(2) 消去反应:
一定条件下,从有机物分子中脱去一个或几个小分子。同时生成不饱和有机物(如烯烃或炔烃)的反应。
如将溴乙烷与强碱(NaOH 或KOH) 的乙醇溶液共热,将脱去HBr 分子,发生消去反应而不发生取代反应。
C2H5Br+NaOH 醇
−→
∆CH2=CH2 ↑+NaBr+H2O
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51
4
【反应原理】
①反应条件:NaOH 醇溶液、加热
②本质:
断键方式为
从分子中相邻的碳原子上脱去一分子的HBr,生成含有不饱和键的化合物和小分
子的HBr。产生的HBr 会与NaOH 发生反应,HBr+NaOH=NaBr+H2O。
(1) 没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去;
(2) 有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去;
(3) 直接连在苯环上的卤原子不能发生消去。
精讲精练
例2
★★
正确率:87%
有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是( )
A. 溴乙烷不溶于水,其密度比水的小
B. 在溴乙烷中滴入AgNO3 溶液,立即有淡黄色沉淀生成
C. 溴乙烷与NaOH 的醇溶液混合共热可生成乙烯
D. 溴乙烷通常用乙烷与液溴直接反应来制取
考点2: 卤代烃的水解及消去
达标检测2
★★★
正确率:66%
以溴乙烷为原料制备乙二醇,下列方案中最合理的是( )
A. CH3CH2Br
NaOH/H2O
→
△
CH3CH2OH
浓H2SO4
→
170◦C CH2 = CH2
Br2
→CH2BrCH2Br水解
→乙二醇
B. CH3CH2Br
Br2
→CH2BrCH2Br水解
→乙二醇
C. CH3CH2BrNaOH/醇
→
△
CH2 = CH2
Br2
→CH2BrCH2Br水解
→乙二醇
D. CH3CH2BrNaOH/醇
→
△
CH2 = CH2
HBr
→CH2BrCH3
Br2
→CH2BrCH2Br水解
→乙二醇
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52
4
例3
★★★★
卤代烃能够发生反应2CH3CH2Br+2Na →CH3CH2CH2CH3 +2NaBr,下列有机物可合成环丙烷的是
( )
A. CH3CH2CH2Br
B. CH3CHBrCH2Br
C. BrCH2CH2CH2Br
D. CH3CH2CHBr2
达标检测3
★★★
正确率:96%
下列说法中,正确的是( )
A. 烃和卤代烃都不溶于水,且密度比水小
B. 沸点由高到低顺序为CH3CH2CH2Br > CH3CH2Br > CH3CH2Cl > CH3CH3
C. CH3Cl、
、CH3CH2Br 都能发生水解反应和消去反应
D. CH3CH2I 与酸化的AgNO3 溶液反应会产生黄色沉淀
考点3: 有机物的性质综合
达标检测4
★★★
有机物CH3 −CH = CH−Cl 能发生的反应有( )
①取代反应;②加成反应;③消去反应;④使溴的四氯化碳溶液褪色;⑤聚合反应;⑥使酸性高锰酸
钾溶液褪色
A. 全部
B. 除⑤外
C. 除①外
D. 除①、⑤外
例4
★★★
正确率:86%
由2−氯丙烷制取少量的1,2−丙二醇
时,需要经过下列哪几步反应?( )
A. 加成→消去→取代
B. 消去→加成→水解
C. 取代→消去→加成
D. 消去→加成→消去
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53
4
3
模块
3
卤素原子的检验及卤代烃的用
途
知识凝炼
一、卤代烃中卤素原子的检验
1
实验步骤
(1) 用试管取少量卤代烃;
(2) 加入NaOH 水溶液;
(3) 加热煮沸;
(4) 冷却后加入过量稀硝酸酸化;
(5) 冷却后加入AgNO3 溶液,观察沉淀颜色。
2
实验原理
R−X+NaOH 水
−→
∆R−OH+NaX
HNO3 +NaOH=NaNO3 +H2O
AgNO3 +NaX=AgX ↓+NaNO3
根据AgX 沉淀的颜色(白色、淡黄色、黄色) 可确定卤素(氯、溴、碘)。
3
实验说明
(1) 加热煮沸是为了加快水解速率;
(2) 加入过量稀硝酸酸化的作用: 中和过量的NaOH,防止NaOH 与AgNO3 反应,产生的沉淀干扰实验现
象。
二、卤代烃的用途
有些多卤代烃,如氟氯代烷(商品名氟利昂) 是含有氟和氯的烷烃衍生物,它们化学性质稳定、无毒,具有不
燃烧、易挥发、易液化等特性,曾被广泛用作制冷剂、灭火剂、溶剂等。近年来发现含氯、溴的氟代烷可对臭氧层
产生破坏作用,形成臭氧空洞,危及地球上的生物。国际上已禁止、限制使用,正研制、推广使用替代品。
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4
精讲精练
考点4: 卤代烃中卤素原子的检验
达标检测5
★★★
下列关于2−溴丁烷的叙述正确的是( )
A. 与NaOH 乙醇溶液共热发生取代反应
B. 加入AgNO3 溶液会产生浅黄色沉淀
C. 加入NaOH 水溶液共热,然后加入稀HNO3,使溶液呈酸性,再滴入AgNO3 溶液,检验溴原子的存在
D. 发生消去反应的产物只有1 种
例5
★★★★
化合物Z 由如下反应得到C4H9Br
醇,△
→
NaOHY
Br2
→
CCl4
Z,Z 的结构简式不可能是( )
A. CH3CH2CHBrCH2Br
B. CH3CH(CH2Br)2
C. CH3CHBrCHBrCH3
D. CH2BrCBr(CH3)2
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4
直击高考
考题
2018·海南
下列氯代烃中不能由烯烃与氯化氢加成直接得到的有( )
A. 氯代环己烷
B. 2,2- 二甲基-1- 氯丙烷
C. 2- 甲基-2- 氯丙烷
D. 2,2,3,3- 四甲基-1- 氯丁烷
答案
B、D
解析
解:A. 氯代环己烷可以由环己烯与HCl 加成得到,故A 不符合;
B.2,2- 二甲基-1- 氯丙烷分子中与氯原子连接的碳原子相连的碳原子上不含有H 原子,不能由烯烃
与HCl 加成得到,故B 符合;
C.2- 甲基-2- 氯丙烷可以由2- 甲基丙烯与HCl 加成得到,故C 不符合;
D.2,2,3,3- 四甲基-1- 氯丁烷分子中与氯原子连接的碳原子相连的碳原子上不含有H 原子,不能由
烯烃与HCl 加成得到,故D 符合。
故选:BD。
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4
随堂测试
测试1 下列关于乙烯和氯乙烯相同点的说法不正确的是( )
A. 都属于有机物中的烃类
B. 都含有双键而具有不饱和性
C. 都可发生加聚反应
D. 都是重要的化工生产原料
测试2 (I)1−溴丙烷与2−溴丙烷分别和氢氧化钠的乙醇溶液混合加热,
(Ⅱ)1−溴丙烷与2−溴丙烷分别和氢氧化钠的水溶液混合加热,
则( )
A. (I)(Ⅱ)产物均相同
B. (I)(Ⅱ)产物均不同
C. (I)产物相同,
(Ⅱ)产物不同
D. (I)产物不同,
(Ⅱ)产物相同
测试3
正确率:97%
对溴丙烷进行水解实验并证明水解成功,一支试管中滴加AgNO3 溶液(无明显现象发生),另一支试
管中下列试剂的添加顺序正确的是( )
A. NaOH、HNO3、AgNO3
B. NaOH、AgNO3、HNO3
C. HNO3、AgNO3、NaOH
D. AgNO3、NaOH、HNO3
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57
4
课堂总结
第5 讲
乙醇和苯酚
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59
5
知识引航
据我国《周礼》记载,早在周朝就有酿酒和制醋作坊,可见人类制造和使用有机物有很长的历史。结构上,
酒、醋、苹果酸、柠檬酸等有机物,可以看做是烃分子里的氢原子被含有氧原子的原子团取代而衍生成的,它们
被称为烃的含氧衍生物。烃的含氧衍生物种类很多,可分为醇、酚、醛、羧酸、酯等,它们的性质主要由所含的官
能团决定。这节课我们先来学习醇和酚的性质。
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5
1
模块
1
乙醇
知识凝炼
一、乙醇的结构
二、乙醇的物理性质
乙醇俗称酒精,是无色、有特殊香味的液体,密度比水小。熔沸点较低,易挥发,能够与水以任意比例互溶,
同时也是一种良好的溶剂。
三、乙醇的化学性质
1
乙醇与钠的反应
2C2H5OH+2Na →2C2H5ONa+H2 ↑
2
氧化反应
(1) 燃烧反应
乙醇在空气中燃烧,发出淡蓝色的火焰,放出大量的热。
C2H5OH+3O2
点燃
−−→2CO2+3H2O
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5
(2) 催化氧化
2C2H5OH+O2
Cu/Ag
−−−→
△
2CH3CHO+2H2O
小结
①乙醇发生催化氧化时,断裂的键是
。
②乙醇催化氧化的产物取决于
,当
是1 个时,产物为
,当
是2 个时,产物为
;当
是0 时,不能
催化氧化。
(3) 强氧化剂氧化
乙醇具有还原性,可以被酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液等强氧化剂氧化为乙酸,其氧化过程分为两个
阶段。
有机物的氧化反应、还原反应的含义:
小结
①氧化反应: 有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应(失H 或加O)
②还原反应: 有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应(加H 或失O)
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
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5
3
取代反应
(1) 与HX 反应—制备卤代烃
乙醇与浓氢溴酸混合加热发生取代反应,生成溴乙烷:
(2) 酯化反应
CH3COOH+CH3CH2OH
浓硫酸
⇌
△
CH3COOCH2CH3+H2O
小结
乙醇发生酯化反应时,断裂的键是
。
(3)分子间脱水成醚
乙醇与浓硫酸共热至140◦C 时,每两个乙醇分子间脱去一个水分子,生成乙醚,反应中断①②键:
4
消去反应
在烯烃的学习中,乙烯的实验室制取是乙醇和浓硫酸迅速升温至170◦C,利用了乙醇的消去反应。断②⑤
键。
醇的消去反应必须满足的条件:
①至少2 个碳原子。
②羟基所连碳原子的邻碳上要有氢,且邻碳不能为苯环上的碳原子。
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63
5
精讲精练
考点1: 乙醇的结构
达标检测1
★★
正确率:79%
乙醇结构与性质方面的说法中正确的是( )
A. 乙醇结构中有−OH,所以乙醇溶于水,可以电离出OH−而显碱性
B. 乙醇中的羟基可以和钠反应,同样也可以和氢氧化钠溶液反应
C. 乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇显酸性
D. 乙醇与钠反应非常平缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼
例1
★★★
正确率:72%
A、B、C 三种醇同足量的金属钠反应,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之
比为3 : 6 : 2,则A、B、C 三种醇分子中的羟基数之比是( )
A. 3 : 2 : 1
B. 2 : 6 : 3
C. 3 : 6 : 2
D. 2 : 1 : 3
达标检测2
★★★
要从乙酸的乙醇溶液中回收乙酸,合理的操作组合是( )
①蒸馏;②过滤;③静置分液;④加足量钠;⑤加入足量H2SO4;⑥加入足量NaOH 溶液;⑦加入乙
酸与浓H2SO4 混合液后加热;⑧加入浓溴水
A. ⑦③
B. ⑧⑤②
C. ⑥①⑤②
D. ⑥①⑤①
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
64
5
例2
★★★★
(多选) 乙醇(C2H6O) 的结构可能有两种:
关于确定是(II)而不是(I),下列说法中正确的是( )
A. 1 mol 乙醇与足量的钠作用生成0.5 mol H2
B. 1 mol 乙醇完全燃烧时生成3 mol H2O
C. 乙醇与乙酸发生酯化反应,有1 mol 乙醇参与反应时,生成1 mol H2O
D. 乙醇可以制酒精饮料
考点2: 乙醇的化学性质
达标检测3
★★★
乙醇分子中不同的化学键如图所示,对乙醇在各种反应中应断裂的键说法不正确的是( )
A. 和金属钠作用时,键①断裂
B. 和浓H2SO4 共热至170◦C 时,键②和⑤断裂
C. 和HBr 共热时,键①断裂
D. 在Ag 催化剂下和O2 反应时,键①和③断裂
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65
5
例3
★★★★
有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识。下图是某化学兴趣小组设计的
乙醇催化氧化的实验装置。(提示:通常用新制的Cu(OH)2 悬浊液产生砖红色沉淀来检验物质中含有醛
基)
请据图回答以下问题:
(1)仪器连接安装完毕,进行实验前如何检验装置的气密性?答:
。
(2)对A 中的乙醇采用水浴加热的目的是
。
(3)实验时,点燃B 处的酒精灯后,先
,再集中火焰加热铜丝,随后向装置中不断地缓缓鼓入空
气,此时B 中观察到的现象是
,发生的主要反应的化学方程式为
。当反应进行一段时间后,移去酒精灯,继续不断缓缓地鼓入空
气,B 中仍重复如上现象,说明B 处发生的反应是一个
反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)装置C 的作用是
,能在此处观察到的现象是
。
(5)装置D 中的现象是
。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
66
5
2
模块
2
苯酚
知识凝炼
一、苯酚的结构
1
酚与芳香醇概念的对比
酚——有机物分子里含有与苯环直接相连的羟基的化合物。苯酚(
) 是酚类化合物中最简单
的一元酚。
芳香醇——苯环侧链上含有羟基的化合物,如:
。
2
苯酚的组成与结构
苯酚分子中除−OH 上的H 以外的所有原子都在同一平面上,且−OH 上的H 也可能出现在该平面。
二、苯酚物理性质
纯净的苯酚是无色有特殊气味的晶体,在空气中放置易被氧化为粉红色。熔点为43◦C,易溶于乙醇等有机
溶剂。在室温下,苯酚的溶解度是9.3g,温度高于65◦C 时,能与水互溶。苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,当沾到皮
肤上时,应立即用酒精擦洗。
三、苯酚的化学性质
1
弱酸性
向盛有苯酚晶体的试管中滴加蒸馏水,振荡,出现浑浊现象;静置后再向其滴加5% 的NaOH 溶液,浑浊的
溶液变为澄清,此时苯酚与氢氧化钠溶液发生了反应。然后继续向反应后的澄清溶液中滴加盐酸,或通入二氧
化碳,澄清的溶液再次恢复浑浊。
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67
5
(1) 苯酚与氢氧化钠的反应
(2) 苯酚钠溶液中通入CO2
C6H5ONa+CO2 +H2O →C6H5OH+NaHCO3
(3) 苯酚的电离
小结
①由于苯环对羟基的影响,使苯环直接相连的酚羟基发生电离,产生氢离子。
②苯酚的酸性很弱,弱到不能使指示剂石蕊变色,俗称“石炭酸”。
(4) 苯酚与金属钠的反应:
(5) 苯酚与碳酸钠的反应:
【总结】酸性强弱:CH3COOH > H2CO3 > C6H5OH > HCO-
3
2
加成反应
苯酚中的苯环可以与氢气发生加成反应生成环已醇。
四、苯酚的用途
苯酚是一种重要的化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
68
5
精讲精练
考点3: 苯酚的物理性质
例4
★★
正确率:72%
下列关于苯酚的叙述中,错误的是( )
A. 其水溶液显强酸性,俗称石炭酸
B. 其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,如果不慎沾在皮肤上,应立即用酒精擦洗
C. 其在水中的溶解度随温度的升高而增大,超过65◦C 可以与水以任意比互溶
D. 碳酸氢钠溶液中滴入苯酚的水溶液后不会放出二氧化碳
考点4: 苯酚的酸性
例5
★★★★正确率:76%
(多选) 已知酸性强弱顺序为:H2CO3 > C6H5 −OH > HCO−
3 ,下列化学方程式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
考点5: 有机物性质综合
达标检测4
★★★
正确率:80%
丁香油酚的结构简式是
,该物质不应有的化学性质是( )
①可以燃烧②可以跟溴加成③可以将酸性KMnO4 溶液还原④可以跟NaHCO3 溶液反应⑤可以
跟NaOH 溶液反应⑥可以发生消去反应
A. ①③
B. ③⑥
C. ④⑤
D. ④⑥
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69
5
春季你会遇见
【邂逅】
在这一节课我们新学习了有机物醇和苯酚,从官能团结构上看酚与醇很相似,但是苯酚自身具
有特殊的性质。在春季我们会学习到酚羟基显色的性质。例如:
下列说法正确的是( )
A. 苯酚显酸性,是因为羟基对苯环影响的结果
B. 分子式为C2H4 和C3H6 的物质一定互为同系物
C. 聚合物
是苯酚和甲醛在一定条件下反应得到的高分子化合物
D. 1mol
与足量的NaOH 溶液加热充分反应,最多能消耗
5molNaOH
答案
C
解析
A. 酚羟基显酸性,是苯环对羟基的影响,故A 错误;B.C3H6 可能为环丙烷,C2H4 为乙烯,结
构不相似,故B 错误;C. 苯酚和甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂
,故C 正
确;D. 酚−OH,−OOC−均与NaOH 反应,且水解生成的酚−OH 也与碱反应,则
1mol
与足量NaOH 溶液充分反应,消耗4molNaOH,故D 错误。
重难点分析:
C、D 两个选项。在C 选项中考了酚醛树脂的合成过程中发生的是缩聚反应。D 选项中的有机
化合物是酯类,同时还具有2 个酚羟基,那么当该有机物与NaOH 溶液发生反应时,需要注意的是
除了酚羟基与NaOH 发生中和反应,酯基在NaOH 条件下水解,那么重点是水解后的产物又再次形
成酚羟基,继续需要1molNaOH 溶液。
【春季你应怎么做】
在春季的学习中,我们要会书写酚类与醛的缩聚反应,了解并掌握其断键机理;同时我们还要学
会存在酯当中的酚羟基,注意水解产物中形成的酚羟基会继续消耗氢氧化钠溶液。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
70
5
直击高考
考题
2018·江苏
根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
答案
B
解析
解:A. 苯酚和Na2CO3 反应生成NaHCO3 和苯酚钠,导致浊液变澄清,根据强酸制取弱酸原理知,苯酚
酸性大于HCO−
3 的而不是碳酸的,故A 错误;
B. 向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色,说明碘被萃取到CCl4 中,由
此证明I2 在CCl4 中的溶解度大于在水中的溶解度,故B 正确;
C. 同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,该反应为Cu2+ +Fe === Cu+Fe2+,
该反应中氧化剂是Cu2+,氧化产物是Fe2+,则氧化性Cu2+ > Fe2+,故C 错误;
D. 离子浓度相同条件下,溶度积越小的越易先产生沉淀,因为c(Cl−)、c(I−) 相对大小未知,导致无法判
断溶度积大小,故D 错误;
故选:B。
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71
5
随堂测试
测试1
正确率:87%
下列物质既能发生消去反应生成相应的烯烃,又能氧化成相应的醛的是( )
A. CH3OH
B. HOCH2CH2CH3
C. (CH3)3COH
D. (CH3)2CHOH
测试2 薄荷醇的结构简式如下图,下列说法正确的是( )
A. 薄荷醇属于芳香烃的含氧衍生物
B. 薄荷醇分子式为C10H20O,它是环己醇的同系物
C. 薄荷醇环上的一氯取代物只有三种
D. 在一定条件下,薄荷醇能与氢气、溴水反应
测试3
正确率:85%
下列各种醇既可发生消去反应,又可被催化氧化的是( )
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
72
5
课堂总结
第6 讲
乙醛
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75
6
1
模块
1
乙醛的结构及物理性质
知识凝炼
一、醛的概述
1
醛的结构
醛是由烃基(或氢原子) 与醛基相连而构成的化合物,简写为R−CHO。醛的官能团为醛基,写作−CHO 或
−
O
||
C −H ,不可写成−COH。醛基不能在主链中间出现,只能位于主链的末端或作为支链出现。如常见的醛有:
甲醛(HCHO)、乙醛(CH3CHO)、苯甲醛(
)。
2
醛的分类
(1) 按醛分子中烃基的种类来分:
(2) 按醛分子中醛基的个数来分:
①一元醛:CH3CHO,CH3CH2CHO
②二元醛:OHC−CHO
③多元醛
饱和一元醛的通式为CnH2nO(n ⩾1) 或CnH2n+1CHO(n ⩾0)。
3
醛的物理性质
(1) 常温下,除了甲醛是气体外,其余的醛类都是无色液体或固体。醛类的熔沸点随着碳原子数的增加而
逐渐升高。
(2) 碳原子数较少的醛类物质可以与水互溶,但随着碳原子数的增多,醛在水中的溶解度逐渐降低,直至难
溶。
(3) 常见的醛有甲醛、乙醛和苯甲醛,它们的物理性质如表格所示:
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
76
6
精讲精练
考点1: 醛类物质的判断
例1
★
正确率:73%
下列化合物中,属于醛类的是( )
A. (CH3)3C−OH
B.
C.
D.
达标检测1
★★
正确率:82%
下列关于醛的说法中正确的是( )
A. 甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛
B. 醛的官能团是−COH
C. 饱和一元醛的分子式符合CnH2nO
D. 甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体
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77
6
2
模块
2
乙醛的化学性质
知识凝炼
一、乙醛的还原反应
醛基可与H2 发生加成反应,该反应也属于还原反应。
CH3CHO+H2
Ni
−→
∆CH3CH2OH
二、乙醛的氧化反应
1
氧气氧化
乙醛易被氧化,在点燃的条件下,能在空气或氧气中燃烧。在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空
气中的氧气氧化成乙酸,工业上就是利用这个反应制取乙酸。
(1) 燃烧:
2CH3CHO +5O2
点燃
−−→4CO2+4H2O
(2) 催化氧化:
2CH3CHO+O2
催化剂
−−−−→
∆
2CH3COOH
2
银镜反应
(1) 银氨溶液的配制
【实验】
向洁净的试管中加入1mL2% 的AgNO3 溶液,同时边振荡试管边向AgNO3 溶液中滴加2% 的稀氨水,至
最初产生的沉淀恰好完全溶解为止,此时制得银氨溶液。
AgNO3+NH3 ·H2O=AgOH ↓+NH4NO3
AgOH+2NH3 ·H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
78
6
①试管洁净: 应先用热碱溶液洗涤试管去油污,再用清水清洗。
②现用现配: 不可久置,防止产生爆炸性物质。
③氨水适量: 恰好使产生的沉淀溶解。
④滴加顺序: 将适量的氨水逐滴滴加到硝酸银溶液中,顺序不可颠倒。
(2) 银镜的形成
向银氨溶液中加入3 滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,在试管内壁出现了一层均匀光亮的银镜。
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH ∆−→CH3COONH4+3NH3+2Ag ↓+H2O
3
乙醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化
(1) 氢氧化铜的制取
【实验】
向洁净的试管中加入2mL10% 的NaOH 溶液,再向试管中滴加2% 的CuSO4 溶液4−6 滴,出现蓝色絮
状沉淀,得到新制氢氧化铜。
2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 ↓
①所用的Cu(OH)2 必须是新制的,而且制备时,NaOH 溶液必须明显过量。
②在制取Cu(OH)2 时试剂滴加的顺序应该是CuSO4 向NaOH 中滴加。
(2) 乙醛与新制氢氧化铜的反应
向振荡后的氢氧化铜溶液中加入0.5mL 乙醛溶液,将混合后的溶液在酒精灯上加热,此时会出现砖红色沉
淀。
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79
6
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH ∆−→CH3COONa+Cu2O ↓+3H2O
①加热时必须将混合液加热至沸腾,才能看到明显的砖红色沉淀。
②加热煮沸时间不能过长,防止Cu(OH)2 受热分解成黑色的CuO。
③葡萄糖中也含有醛基,可以用新制氢氧化铜来检验病人尿液中是否含有葡萄糖。
银氨溶液和新制氢氧化铜都是弱氧化剂,它们均能氧化乙醛,同时乙醛也能使高锰酸钾溶液,溴水溶液褪
色,因为乙醛中的醛基具有较强的还原性,能被银氨溶液或新制Cu(OH)2 悬浊液等弱氧化剂氧化。而溴水或酸
性KMnO4 溶液的氧化能力比银氨溶液、新制Cu(OH)2 悬浊液强得多,故溴水、酸性KMnO4 溶液也能氧化乙醛,
而自身被还原,从而使溶液褪色。
精讲精练
例2
★★
某学生做乙醛还原性的实验,取1mol/L 的硫酸铜溶液2mL 和0.4mol/L 的氢氧化钠溶液4mL,在一个
试管内混合加入0.5mL40% 乙醛溶液加热至沸腾,无红色沉淀。实验失败的原因是( )
A. 氢氧化钠的量不够
B. 硫酸铜的量不够
C. 乙醛溶液太少
D. 加热时间不够
考点2: 醛的氧化
达标检测2
★★★
正确率:64%
做乙醛被Cu(OH)2 氧化实验时,有以下步骤:①加入0.5mL 乙醛溶液;②加入2% 硫酸铜溶液4−5 滴;
③加入10%NaOH 溶液2mL;④加热至沸腾。其正确的操作顺序是( )
A. ①②③④
B. ③②①④
C. ②③①④
D. ①③②④
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
80
6
考点3: 银镜反应的相关计算
例3
★★★★
某饱和一元醛发生银镜反应时,生成21.6g 银,将等质量的醛完全燃烧,生成的CO2 在标准状况下的体
积为13.44L,则该醛是( )
A. 丙醛
B. 丁醛
C. 己醛
D. 3−甲基丁醛
例4
★★★
正确率:65%
有机物甲能发生银镜反应,甲经催化加氢还原为乙,1mol 乙与足量钠反应产生氢气22.4L(标准状况
下),据此推断乙可能是( )
A. CH3-CH2-OH
B. CH3-CH2-CH2-OH
C. HO-CH2-CH2-CH2-OH
D.
考点4: 有机物性质综合
达标检测3
★★★
正确率:68%
茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示。下列检验茉莉醛中官能团的试剂和顺序正确的是
( )
A. 先加KMnO4 酸性溶液,再加银氨溶液,微热
B. 先加溴水,再加KMnO4 酸性溶液
C. 先加入足量的新制Cu(OH)2 悬浊液,煮沸,酸化后再加溴水
D. 先加足量银氨溶液,微热,酸化后再加KMnO4 酸性溶液
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81
6
达标检测4
★★★★
(多选) 下列离子方程式不正确的是( )
A. 乙醛与银氨溶液反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH
△
→CH3COO−+NH+
4 +2Ag ↓+3NH3 +H2O
B. 醋酸溶液与新制氢氧化铜反应:2CH3COOH+Cu(OH)2 →Cu2+ +2CH3COO−+2H2O
C. 苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:2C6H5O−+CO2 +H2O →2C6H5OH+CO2−
3
D. 溴乙烷水解生成乙醇:CH3CH2Br+OH−H2O
→
△CH3CH2OH+Br−
例5
★★★
实验室做乙醛和银氨溶液发生银镜反应的实验时:
(1)为产生光亮的银镜,试管用蒸馏水洗涤后再用
溶液煮沸,倒掉煮沸液后再用清水将试管冲
洗干净。
(2)配制银氨溶液时向盛有
溶液的试管中逐滴滴加
溶液,边滴边振荡直到
为止。有关反应的化学方程式:
、
。
(3)加热时应用
加热,产生银镜的离子反应方程式为
。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
82
6
春季你会遇见
【邂逅】
这节课我们以乙醛为例学习了醛的性质以及醛基的检验,在春季我们会遇见与醛相关的计算题
及一些特殊的醛类物质。
某饱和一元醛发生银镜反应时生成21.6 克的银,若将等质量的该醛完全燃烧,生成二氧化碳体积
为13.44L(标况下),则该醛是( )
A. 甲醛 B.3-甲基丁醛 C. 已醛 D. 丁醛
【答案】C
【解析】n(Ag) =
21.6g
108g/mol = 0.2mol,醛基和银的关系−CHO ∼2Ag,所以n(−CHO) = 0.1mol,即饱和
一元醛的物质的量为0.1mol,点燃生成CO2 的物质的量n(CO2) =
13.4L
22.4L/mol = 0.6mol,所以碳原子
数目为6,分子式为:C6H12O,为己醛。
【本题重难点】
在本题中饱和一元醛的通式是CnH2nO,根据醛基和银的关系−CHO →2Ag,结合生成金属银的
量可以获得醛的物质的量,根据生成二氧化碳的量结合碳原子守恒可以获得C 的个数,进而确定分
子式即可。
【春季你会遇见】
本题考查醛的化学性质及银镜反应,注意醛基的量和生成金属银的量之间的关系即可解答,
−CHO →2Ag,但是HCHO 的结构式:
相当于2 个醛基的性质,所以对应关系为
HCHO →4Ag。关于甲醛的更多性质,我们在春季将会一探究竟。
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83
6
直击高考
考题
2015·上海
甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法,例如:在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入
甲醛水溶液,经充分反应后,产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等,然后用已知浓度的硫
酸滴定氢氧化钠。完成下列填空:
甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性,发生反应的化学方程式通常表示如下:
HCHO + 2Cu(OH)2
△−→HCOOH + Cu2O ↓+ 2H2O
若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛,充分反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,设计一个简单
实验验证这一判断。
①主要仪器:试管、酒精灯
②可供选用的试剂:硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液
。
答案
向NaOH 溶液中滴加硫酸铜溶液,振荡,然后加入甲酸,加热至沸腾。如果出现砖红色沉淀,表明甲酸或
甲酸盐会继续与氢氧化铜反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐。
解析
甲酸HCOOH 或甲酸盐如HCOONa 等都含有醛基,所以要证明向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛,
充分反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,只要证明在物质中不含有醛基就可以。方法是向NaOH
溶液中滴加硫酸铜溶液,振荡,然后加入甲酸,加热至沸腾。如果出现砖红色沉淀,表明甲酸或甲酸盐会
继续与氢氧化铜反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐。或在试管中加入2mL10% 的NaOH 溶液,
然后向其滴加2% 的硫酸铜溶液4 ∼6 滴,产生Cu(OH)2 蓝色絮状沉淀,取少量反应后的溶液,加入到
新制Cu(OH)2 悬浊液中,加热煮沸,观察有无砖红色沉淀产生,若有证明含有甲酸或甲酸盐,否则不含
有甲酸或甲酸盐。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
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6
随堂测试
测试1
正确率:95%
有机物CH2 = CH−CHO 能发生:①加成②消去③取代④氧化⑤还原⑥银镜⑦加聚⑧水解
等反应中的( )
A. ①④⑤⑥⑦
B. ①③⑥⑦⑧
C. ①③⑤⑦
D. ②④⑥⑧
测试2 已知柠檬醛的结构简式为:
,根据已有知识判定下列说法不正
确的是( )
A. 它可使酸性KMnO4 溶液褪色
B. 它可以与溴发生加成反应
C. 它可以发生银镜反应
D. 它被催化加氢后最终产物的化学式为C10H20O
测试3 某同学在做乙醛被新制Cu(OH)2 氧化的实验时,没有观察到预期的实验现象,其分析原因较为全面合
理的是( )
①没有将混合液煮沸;
②CuSO4 溶液过量;
③NaOH 溶液过量;
④所用乙醛已变质。
A. ①
B. ①②
C. ①②④
D. ①②③
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6
课堂总结
第7 讲
羧酸和酯
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7
知识引航
为何俗语说酒香不怕巷子深?厨师在烧鱼时常加醋并且还会加点酒,这样鱼的味道就变得无腥、香醇,特别
鲜美,这是为什么呢?通过本节课的学习,大家便会知道其中的奥妙。
1
模块
1
羧酸
知识凝炼
一、羧酸的概述
1
羧酸的结构: 羧酸是由烃基和羧基相连构成的有机化合物。
羧酸的官能团是羧基,写为:−COOH(或−
O
||
C−OH)。
2
羧酸的通式
一元羧酸的通式一般为R-COOH 或R−
O
||
C−OH,饱和一元羧酸的通式为CnH2n+1COOH(n ⩾0) 或CnH2nO2
(n ⩾1)。
二、羧酸的分类
常见的高级脂肪酸有: 硬脂酸(C17H35COOH),软脂酸(C15H31COOH),油酸(C17H33COOH),亚油酸
(C17H31COOH)。
高二化学·目标清北班(选修5)·寒
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7
三、物理性质
乙酸是食醋的主要成分,所以又被称为醋酸,乙酸是具有强烈刺激性气味的液体,熔点16.6◦C,沸点
117.9◦C,易溶于水和乙醇。当温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,所以纯净的乙酸又称为冰醋酸。
其他羧酸的物理性质与乙酸相比有一定的不同,其递变如下:
(1) 羧酸的沸点比相同碳原子数的醇的沸点高,如乙酸的沸点高于乙醇的沸点。
(2) 低级脂肪酸一般能溶于水,高级脂肪酸一般难溶于水,如碳原子数在4 以下的羧酸能与水互溶,随着碳
原子数的增加,羧酸在水中的溶解度逐渐降低。
四、化学性质
羧酸的化学性质主要是由官能团羧基(−COOH) 决定的,羧基上的氢原子比醇羟基上的氢原子更活泼易电
离,所以羧酸显酸性。随着碳原子数的增多,羧酸的酸性减弱;随着分子中羧基的数目增多羧酸的酸性增强。
羧基中虽然也含有碳氧双键,但与醛酮中的碳氧双键相比,羧基中的羰基很难通过催化加氢的方法被还
原。我们以乙酸为例, 来学习羧酸的化学性质。
1
乙酸的酸性(乙酸具有酸的通性)
乙酸可以溶于水,在水中可以部分电离而产生氢离子,所以乙酸具有弱酸性,其电离方程式为:
CH3COOH ⇌CH3COO-+H+,体现乙酸酸性的反应具体如下:
(1) 酸碱指示剂: 向乙酸中滴加紫色石蕊试液,指示剂变红。
(2) 与活泼金属的反应:
2CH3COOH+Mg →(CH3COO)2Mg + H2 ↑
(3) 与碱反应:
CH3COOH+NaOH →CH3COONa+H2O
(4) 与碱性氧化物的反应:
2CH3COOH+CuO →(CH3COO)2Cu+H2O
(5) 与某些盐反应:
①与Na2CO3 的反应:
2CH3COOH+Na2CO3 →2CH3COONa+H2O+CO2 ↑
②与NaHCO3 的反应:
CH3COOH+NaHCO3 →CH3COONa+H2O+CO2 ↑
【结论】酸性强弱:
CH3COOH > H2CO3 > C6H5OH
2
酯化反应
向试管中先加入2mL 乙醇,然后慢慢注入2mL 浓H2SO4,待冷却后再向试管中加入乙酸溶液并加热。
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7
实验结束后,饱和碳酸钠溶液上层有无色透明的油状液体产生,并能闻到果香味道。因为在浓硫酸做催化
剂和加热的条件下,乙酸和乙醇发生酯化反应,并生成了乙酸乙酯。
CH3COOH+CH3CH2OH
浓硫酸
⇌
△
CH3COOCH2CH3+H2O
(1) 酯化反应的特点: 反应速率小,反应是可逆的。
(2) 酯化反应的条件: 浓H2SO4 做催化剂,加热。
(3) 反应中碎瓷片的作用: 防止暴沸。
(4) 试剂加入顺序: 应先加乙醇再加浓硫酸,冷却后再加乙酸。
(5) 导管不能伸入饱和碳酸钠溶液中: 防止倒吸。
(6) 饱和碳酸钠的作用: 中和乙酸,溶解乙醇,减少乙酸乙酯的溶解量,易于分层析出。
精讲精练
考点1: 乙酸的化学性质
达标检测1
★★
正确率:89%
下列说法.不.正.确的是( )
A. 羧基是乙酸的官能团,羟基是乙醇的官能团
B. 乙酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,说明乙酸的酸性强于碳酸
C. 乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应属于酸碱中和反应
D. 乙酸乙酯是密度比水小的、无色透明的、不溶于水的有香味的油状液体
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7
考点2: 乙酸乙酯的制备实验
达标检测2
★★★
正确率:68%
如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述中,不正确的是( )
A. 试管b 中导气管下端管口不能浸入液面的目的是防止实验过程中产生倒吸现象
B. 实验时加热试管a 的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
C. 试管b 中饱和Na2CO3 溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
D. 向a 试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
考点3: 有机物性质综合
例1
★★
正确率:70%
下列有机物中,既能发生消去反应,又能发生酯化反应,还能发生催化氧化,且催化氧化产物能发生银镜
反应的是( )
A. CH3OH
B. CH3CH(OH)COOH
C. (CH3)2C(OH)CH2CH3
D. HOCH2CH2COOH
例2
★★★★正确率:60%
在同温同压下,某有机物和过量的Na 反应得到V1L 氢气,另取一份等量的该有机物和足量的NaHCO3
溶液反应得到V2L 二氧化碳,若V1 = V2̸ = 0,则有机物可能是( )
A.
B. HOOC−COOH
C. HOCH2CH2OH
D. CH3COOH
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7
例3
★★★★
乙醇是一种重要的化工原料,由乙醇为原料衍生出的部分化工产品如图所示:
回答下列问题:
(1)A 的结构简式为
。
(2)B 的化学名称是
。
(3)由乙醇生成C 的反应类型为
。
(4)E 是一种常见的塑料,其化学名称是
。
(5)由乙醇生成F 的化学方程式为
。
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7
2
模块
2
酯
知识凝炼
一、酯的概述
酯是羧酸分子羧基中的−OH 被−OR′ 取代后的产物,酯的通式为RCOOR′ 。饱和一元羧酸和饱和一元醇
形成的酯的分子式为CnH2nO2(n ⩾2)。
酯的表示中R 可以是烃基,也可以是氢原子,但是R′ 不能为氢原子。
物理性质: 酯难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,密度比水小,低级酯是有芳香气味的液体,存在于各
种水果和花草中。
二、酯的化学性质
以CH3OOCCH3 为例,我们来学习酯的水解反应。
【实验】
设计如下实验验证酯在酸性、碱性、中性条件下的水解难易。
向装有等量乙酸乙酯的三支试管分别加入约5mL 的蒸馏水、稀硫酸溶液以及浓的氢氧化钠溶液,将三支
试管放入70−80◦C 的水浴中加热,加热3min,观察实验现象并得到如下表格。
(1) 酯在酸性条件下水解: 酯+ 水
H+
⇌
△酸+ 醇
如:CH3COOCH2CH3+H2O
H+
⇌
△CH3COOH+CH3CH2OH
(2) 酯在碱性(NaOH) 条件下水解: 酯+ 水OH-
−−→
△
羧酸钠+ 醇
如:CH3COOCH2CH3+NaOH
H2O
−−→
△
CH3COONa+CH3CH2OH
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7
小结
酯水解过程中易断酯基中的碳氧单键,酯在酸性或碱性条件下易水解,中性
条件下难水解。
精讲精练
考点4: 酯的化学性质
达标检测3
★★★
某有机物在一定条件下既可以氧化成羧酸,又可以还原成醇,该酸和该醇可生成分子式为C4H8O2 的酯,
则下列说法错误的是( )
A. 该有机物既有氧化性又有还原性
B. 该有机物能发生银镜反应
C. 将该有机物和分子式C4H8O2 的酯组成混合物,只要总质量一定不论怎样调整二者的物质的量之比,
完全燃烧时得到二氧化碳的量必定相等
D. 该有机物是乙酸的同系物
例4
★★★
某有机物的结构如图。下列有关叙述中不正确的是( )
A. 该有机物的分子式是C14H10O9
B. 能与Na2CO3 溶液反应放出CO2
C. 与稀硫酸共热时可生成两种有机物
D. 与氢氧化钠溶液共热,1mol 该有机物能消耗8molNaOH
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7
考点5: 有机物性质综合
达标检测4
★★★
有甲(
)、乙(
)两种有机物,下列说法中.不.正.确的是( )
A. 可用新制的氢氧化铜悬浊液区分这两种有机物
B. 甲、乙互为同分异构体
C. 1mol 甲与H2 在一定条件下反应,最多消耗3mol H2
D. 等物质的量的甲、乙分别与NaOH 溶液反应消耗NaOH 的量相同
例5
★★★★正确率:80%
有机物A 的产量是衡量一个国家石油工业发展水平的标志,可发生以下系列转化,B、D 是生活中常见
的两种有机物,下列说法.不.正.确的是( )
A. A 的结构简式为CH2=CH2
B. 1molB 物质可以与足量Na 反应生成0.5molH2
C. B、D、E 三种物质可以用饱和Na2CO3 溶液鉴别
D. 由B、D 制备E 时,浓H2SO4 只作吸水剂
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7
春季你会遇见
1 mol 有机物
与足量的NaOH 溶液充分反应, 消耗的
NaOH 的物质的量为( )
A.5 mol
B.4 mol
C.3 mol
D.2 mol
【错因分析】本题考查酯在碱性条件下水解消耗碱的量,常规解法是酯水解产生的羧酸与碱发生中
和反应, 而忽略了酚羟基也能与碱发生反应。
【试题解析】没有掌握酯水解后的产物和官能团的性质,容易错选。观察该有机物的结构,它含有1
个酚羟基,2 个酯基, 酯基水解后得到2 个羧基和2 个酚羟基, 能与氢氧化钠反应的官能团共有5
个, 故1 mol 该有机物消耗氢氧化钠的物质的量共为5 mol。
【参考答案】A
酯化反应和酯的水解反应考查中的常见误区
误区一 反应条件
酯的水解反应是酯化反应的逆反应,酯化反应的条件是浓硫酸并加热,目的是有利于酯的生成。
而酯在酸性条件下的水解反应的条件是稀硫酸及加热,不能用浓硫酸。
误区二 反应进行的程度
酯化反应是可逆反应,酯在酸性条件下的水解反应也是可逆反应,而酯在碱性条件下的水解反
应是不可逆的。
误区三 反应方程式
酯化反应方程式必须用可逆符号,且生成物除酯外,还有小分子——水分子,水分子不能省略,
否则就会导致方程式出现错误。
误区四 消耗碱的量
酯在碱性条件下发生水解反应时,常需要计算消耗碱的量,特别容易忽视的是部分含有苯环的
酯在水解后有酚羟基生成,酚羟基也能与碱反应,所消耗碱的量不能忽略。
春季我们会着重练习与量有关的定量计算,所以伙伴们春季见!
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7
直击高考
考题
2016·北京
功能高分子P 的合成路线如下:
反应⑤的化学方程式:
。
答案
解析
反应⑤的化学方程式:
。
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7
随堂测试
测试1
正确率:93%
向平衡CH3COOH+CH3CH2OH
浓硫酸
⇌
△
CH3COOCH2CH3 +H2O 中加入CH3CH218OH,则平衡时,含有18O
的物质的种类是( )
A. 1 种
B. 2 种
C. 3 种
D. 4 种
测试2
正确率:96%
下列物质与NaOH 的酚酞溶液共热时,能使溶液颜色变浅或褪去的有( )
①乙酸 ②乙醇 ③乙酸乙酯 ④氯乙烷
A. ①
B. ②③
C. ②④
D. ①③④
测试3
正确率:72%
苹果酸的结构简式为
,下列说法正确的是( )
A. 苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2 种
B. 1mol 苹果酸可与3mol NaOH 发生中和反应
C. 1mol 苹果酸与足量金属Na 反应生成1mol H2
D.
与苹果酸互为同分异构体
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课堂总结
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