高中化学鲁科版有机化学基础本册总复习总复习 第一节有机化学反应类型

第2章官能团与有机化学反应烃的衍生物烃的衍生物是有机化学的重要组成部分，在有机合成中，它常常是重要的中间体，起着桥梁的作用。在日常生活和生产中，许多烃的衍生物有着直接的广泛的用途。在介绍各类烃的衍生物之前，先介绍官能团与有机化学反应，突出官能团的作用，强调官能团与性质的关系，同时也体现通过官能团的转化来实现各类物质之间的转化。本章共分四节：有机化学反应类型；醇和酚；醛和酮、糖类；羧酸、氨基酸和蛋白质。第1节有机化学反应类型1．结合已经学习过的有机化学反应，根据有机化合物的组成和结构特点，认识加成反应、取代反应和消去反应。初步形成根据有机化合物结构特点分析它能与何种试剂发生何种类型的反应生成何种产物的思路，能够判断给定化学方程式的反应类型，也能书写给定反应物和反应类型的反应的化学方程式。2．分别从加(脱)氧、脱(加)氢和碳原子的氧化数变化的角度来认识氧化反应(还原反应)。3．从不同角度来分析有机化学反应，了解研究有机化合物的化学性质的一般程序。一、有机化学反应的主要类型1．加成反应。(1)定义：有机化合物分子中的________的原子与其他________结合，生成饱和或比较饱和的有机化合物的反应。定义中应注意的几个问题：①加成反应中的不饱和键并不一定是碳碳双键或碳碳叁键。②发生加成反应的位置是不饱和键两端的原子。③加成反应不能写成化合反应：在有机反应中应用加成反应表示。(2)能发生加成反应的不饱和键：________、________、________、________。(3)能发生加成反应的物质类别：________、________、________、________等。(4)发生加成反应的试剂：________、________、________、________、________等。2．取代反应。(1)定义：有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应。(2)不同类别物质发生取代反应的试剂及取代位置。有机物或官能团试剂取代位置实例饱和烃X2碳氢键上的氢原子光照CH3—CH3＋Cl2→________苯环X2、HNO3、H2SO4卤代烃(—X)N2O、NH2、NaCN卤素原子CH3CH2Br＋NaOH→________醇(—OH)HX、R—COOH羟基上的氢或—OHCH3CH2OH＋HBr→________(续表)有机物或官能团试剂取代位置实例羧酸(—COOH)R—OH羧基中的—OHCH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))_______________酯(—COO—)H2O酯基中的碳氧单键CH3COOC2H5＋H2O_______________烯、炔、醛、酮、羧酸X2α­HCH3CHCH2＋Cl2→_______________(3)取代反应的应用：①官能团的转化；②增长碳链。3．消去反应。(1)定义。在一定条件下，有机化合物______________________叫做消去反应。(2)特点。①________________________；②产物中含________，二者缺一不可。醇的消去反应与卤代烃的消去反应对比：CH3CH2BrCH3CH2OH反应条件NaOH、________溶液，加热浓硫酸，加热到________化学键的断裂C—Br、C—HC—O、C—H化学键的生成反应产物CH2=CH2、NaBr、H2OCH2=CH2、H2O答案:1．(1)不饱和键两端原子或原子团(2)碳碳双键碳碳叁键苯环羰基(3)烯烃炔烃芳香族化合物醛酮(4)氢气卤素单质氢卤酸氢氰酸(HCN)水2．(2)CH3CH2Cl＋HClSO3H＋H2OCH3CH2OH＋NaBrCH3CH2Br＋H2OCH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OHClCH2CH=CH2＋HCl3．(1)脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有双键或叁键的化合物的反应(2)①分子内消去分子②不饱和键乙醇170二、有机化学中的氧化反应和还原反应1．氧化反应。(1)定义：有机化学中，通常将有机化合物分子中________________或________________的反应称为氧化反应。(2)类型：①烃或烃的含氧衍生物在空气或氧气中燃烧。②烃或烃的含氧衍生物在催化剂存在时被氧气氧化。例如：2CH2=CH2＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))2CH3CHO2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu或),\s\do5(Ag))2CH3CHO＋2H2O2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3COOH③有机物被某些非O2的氧化剂氧化。包括：能被酸性KMnO4溶液氧化的是含、、—CHO及部分含—OH的物质。包括：烯、炔、二烯、油脂、苯的同系物、酚、醛、葡萄糖、部分醇等。答案:(1)增加氧原子减少氢原子思考：能使溴水和酸性KMnO4溶液退色的有机物有哪些？答案:(1)能使溴水退色的有机物有：①与烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃发生加成反应而使溴水退色；②与含醛基的物质等发生氧化反应而使溴水退色；③与苯酚等发生取代反应而使溴水退色；④汽油、苯、四氯化碳、己烷等分别与溴水混合，通过萃取使溴水中的溴进入有机溶剂层而使水层退色，但这是物理变化。(2)能使酸性KMnO4溶液退色的有机物有：①分子中含C=C或CC的不饱和有机物，都能被酸性KMnO4溶液氧化而使其退色。②苯环上的侧链能使酸性KMnO4溶液退色。③含有醇羟基、酚羟基、醛基的有机物，一般也能被酸性KMnO4溶液氧化而使其退色。2．还原反应。(1)定义。有机化学中，将有机化合物分子中____或____的反应称为还原反应。(2)类型：含、—CHO、羰基、苯环的物质与H2的加成反应，包括：烯、二烯、炔、芳香族化合物、油脂、醛、甲酸及其盐和酯、酮、葡萄糖、麦芽糖等。例如：CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△))CH3CH2OHNO2＋3Fe＋6HCl→NH2＋2H2O＋3FeCl2答案:(1)增加氢原子减少氧原子1．下列反应中属于取代反应的是()A．nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))B．CH2CH2＋Br2→BrCH2CH2BrC．CH3CH2CH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH3CHCH2↑＋NaCl＋H2OD．Cl＋H2Oeq\o(→,\s\up7(一定条件下))OH＋HCl解析：要弄清取代反应的实质——类似于无机反应中的复分解反应，A项为加聚反应，B项为加成反应，C项为消去反应，而D项的水解反应实质上是取代反应。答案：D2．(双选)用正丙醇制取的过程，可能发生的反应类型有()A．取代B．消去C．加成D．加聚解析：由正丙醇制取反应有CH3CH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3CH=CH2↑＋H2O，nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5())。答案：BD3．由2­氯丙烷制取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→取代C．取代→消去→加成D．取代→加成→消去解析：由，对比始态、终态物质，其碳链没有变化，只有官能团及数目发生了变化，若一氯代物能变成二氯代物就迎刃而解了。因此，可以从最终产物往始态反应物进行联系、分析——即逆向思维。若往前推，其为，那么再往前，。如何变成？能否通过卤代反应直接得到呢？一般来说烃类卤代是光化学反应，反应产物难于控制，不易得到所需要的唯一产物。那么是否可以通过烯烃加成呢？回答是肯定的。所以正确的反应途径是：答案：B4．下列化合物中，能发生取代、还原、加成、消去四种反应的是()解析：A项中对应的—OH可以发生取代反应和消去反应，—CHO可与H2发生加成反应(还原反应)，符合题意。B项中—Cl可以发生消去反应和取代反应，不能发生加成和还原反应；C项中键可以发生加成反应，—CHO发生加氢还原反应，—CH3可发生α­H的取代反应，不能发生消去反应，D项能与H2发生加成反应(还原反应)和α­H的取代反应，但不能发生消去反应，故答案选择A项。答案：A5．溴丁烷分别跟下列溶液共热，各得到什么产物？试写出有关反应方程式，并说明各属于哪一种反应类型。(1)NaOH的水溶液；(2)NaOH的醇溶液。解析：本题主要考查卤代烃的取代反应和消去反应。卤代烃与NaOH的水溶液共热，其实质就是卤代烃分子中的卤原子(—X)被羟基(—OH)所取代；而卤代烃与NaOH的醇溶液共热，就是脱去卤化氢而生成烯烃。答案：(1)CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))NaBr＋H2O＋CH3CH2CH2CH2OH；取代反应。(2)＋NaOHeq\o(→,\s\up7(醇),\s\do5(△))CH3CH2CHCH2↑＋NaBr＋H2O；消去反应。6．根据下面的有机物合成路线回答下列问题：(1)写出A、B、C的结构简式：A：____________，B：____________，C：____________。(2)各步反应类型：①________，②________，③______；④________，⑤________。(3)A→B的反应试剂及条件：____________________________。解析：在这一系列的反应中，有机物保持了六元环状结构，但苯环变成了环己烷环。反复的“消去”“加成”可在环己烷环上增加氯原子，且氯原子能定位、定数。答案：(1)(2)加成反应消去反应加成反应消去反应加成反应(3)NaOH的醇溶液，加热eq\x(基)eq\x(础)eq\x(达)eq\x(标)1．在下列反应中，有机物能发生的是()①置换反应②加成反应③醇羟基上的取代反应④去氢氧化⑤消去反应A．①②③⑤B．①②③④C．①②④⑤D．①②③④⑤解析：有双键可发生加成反应，有醇羟基可发生置换反应、取代反应和去氢氧化，但无β­H不能发生消去反应。答案：B2．某气态烃mol能与1molHCl完全加成，加成后产物分子上的氢原子又可与4molCl2发生取代反应，则此气态烃可能是()A．CH2=CH—CH3B．CH2=CH2C．CH2=CH—CH=CH2D．CH2=C(CH3)2解析：mol烃与1molHCl加成，则每个烃分子中多加了2个H和2个Cl，加成后mol产物可与4molCl2发生取代反应，说明每个分子中有8个氢，那么与HCl加成前分子中应有6个氢原子，所以原来的烃是CH2=CH—CH=CH2。答案：C3．(双选)发生消去反应后的生成物不止一种结构的卤代烃是()解析：生成和两种产物。答案：CD4．某有机物的结构简式为，则该物质不能发生的反应有()A．加成反应B．消去反应C．取代反应D．氧化反应解析：与氯原子相连的碳原子的邻位碳上无氢原子，不能发生消去反应。答案：B5．要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是()A．加入氯水振荡，观察水层是否有棕红色出现B．滴入AgNO3溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成D．加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成解析：检验卤代烃中含有溴元素首先将它转化为溴离子，采用卤代烃的水解方法，即加入氢氧化钠，在水解后生成的溴离子可以和银离子反应，生成淡黄色不溶于硝酸的沉淀溴化银，由此来检验溴乙烷中的溴元素，所以操作为：加入NaOH溶液，加热，卤代烃在碱性条件下水解生成溴化钠和醇，冷却，加入稀HNO3酸化后加入AgNO3溶液，溴离子和银离子反应生成淡黄色不溶于硝酸的溴化银沉淀。答案：C6．与CH2=CH2→CH2Br—CH2Br的变化属于同一反应类型的是()A．CH3CHO→C2H5OHB．C2H5Cl→CH2=CH2C．→NO2D．CH3COOH→CH3COOC2H5解析：乙醛与氢气在一定条件下发生加成反应生成乙醇，故A正确；氯乙烷转化为乙烯，属于消去反应，故B错误；苯环中H原子被硝基取代生成硝基苯，属于取代反应，故C错误；乙酸与乙醇反应，乙酸中—OH被—OC2H5取代生成乙酸乙酯，属于取代反应，故D错误。答案：A7．下列反应中属于氧化反应的是()A．①④⑤B．②③C．①②④D．②③⑤解析：有机化学反应中，加氢去氧是氧化反应，加氧去氢是还原反应，故①④⑤属于氧化反应，②③属于还原反应。答案：A8．有机化学中取代反应范畴很广，下列反应中，属于取代反应范畴的是()①＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(50～60℃))＋H2O②CH3CH2CH2CHOHCH3eq\o(→,\s\up7(60%H2SO4),\s\do5(95℃))CH3CH2CH=CHCH3＋H2O③2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O④(CH3)2CHCH=CH2＋2HI→A．①③B．②④C．①④D．②③解析：有机物里某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应是取代反应，其中①可以看作苯环上一个氢原子被硝基取代，③可以看作一个乙醇分子中的氢原子被乙基所取代，两者都属于取代反应；而②是消去反应，④是加成反应。答案：A9．卤代烃RCH2CH2X中化学键如下，则下列说法中正确的是()A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和③B．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①C．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和②解析：当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①，生成－OH，当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和③，生成碳碳双键和HX。答案：B10．(湖北省2023届百所重点学校联考)3­氯戊烷是一种有机合成中间体，下列有关3­氯戊烷的叙述正确的是()A．3­氯戊烷的分子式为C6H9Cl3B．3­氯戊烷属于烷烃C．3­氯戊烷的一溴代物共有3种D．3­氯戊烷的同分异构体共有6种解析：A项，3­氯戊烷的分子式为C5H11Cl，错误；B项，烷烃分子中只含有碳元素和氢元素，故3­氯戊烷不属于烷烃，错误；C项，3­氯戊烷的一溴代物共有3种，正确；D项，3­氯戊烷的同分异构体共有8种，错误。答案：Ceq\x(能)eq\x(力)eq\x(提)eq\x(升)11．乳酸类饮品越来越成为人们所喜爱的健康食品。它能促进食物的消化和吸收，促进人体生长。乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH。(1)乳酸分子中官能团的名称是________。(2)乳酸分子可以发生反应的类型有______________________________________________________(选填“取代”“加成”“氧化”“消去”或“中和”)。答案:(1)羟基、羧基(2)取代、氧化、消去、中和12．(1)乙烯与溴的四氯化碳溶液的反应是________反应，反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________。乙烯通入KMnO4酸性溶液中，观察到的现象是____________，反应的类型是________反应。(2)某烯烃与H2加成后的产物是2，2，3，4­四甲基戊烷，试写出该烯烃可能的结构简式__________、________、________、________(可不填满，也可补充)。解析：(2)(逆推法)：先写出2，2，3，4­四甲基戊烷的结构简式：，再逆推碳碳双键的位置：凡相邻两C原子上都有H原子者，该处原来可能是碳碳双键，共4处：①②③④所示，其中③④等同。答案：(1)加成CH2=CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br溶液退色氧化(2)13．有机化合物与极性试剂发生取代反应的结果可以用下面的通式表示：eq\o(A,\s\up6(δ＋))1—eq\o(B,\s\up6(δ－))1＋eq\o(A,\s\up6(δ＋))2—eq\o(B,\s\up6(δ