第三章 烃的衍生物 整理与提升-高二化学课件（人教版2023选择性必修3）(40张ppt)

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整理与提升

第三章烃的衍生物

学业要求

1.能列举一些简单卤代烃、醇、苯酚、乙醛、羧酸、酯。油脂、酰胺等烃的衍生物的主要物理性质。

2.能根据各类衍生物官能团的的结构特点，描述和分析溴乙烷、乙醇、苯酚、乙醛、丙酮、乙酸、乙酸乙酯、油脂、酰胺的重要反应，并书写相应的化学方程式。能分析和推断其他同类物质的化学性质，并根据有关信息书写相应的化学方程式。。

3.能综合应用有关知识完成推断有机化合物、检验官能团、设计有机合成路线等任务。

4.能参与环境保护等与有机化合物性质和应用相关的社会性议题的讨论，并作出有科学依据的判断、评价和决策。

知识体系

一：烃的衍生物

类别代表物官能团官能团结构特点特征性质

卤代烃

醇

酚

醛

从官能团的视角认识有机物的分类，认识官能与有机物特征性质的关系。

C2H5OH

乙醇

CH3CHO

乙醛

CH3CH2Br

溴乙烷

碳卤键

卤素电负性比碳大，C—X易断裂

—C—X

—

—

δ+

δ-

①取代反应(碱水溶液Δ)

②消去反应(碱醇溶液Δ)

O电负性比C、H大，C—O、O—H易断裂

—O—H

δ-

δ+

①置换反应②取代反应

③消去反应④氧化反应

苯环与羟基相互影响，O电负性比H大，O—H易断裂，苯环羟基邻对位氢较活泼

—O—H

δ-

δ+

①氧化反应②弱酸性③取代反应④显色反应⑤加成反应

OH

苯酚

羟基

羟基

O

=

—C—H

δ-

δ+

醛基

O电负性比C，C＝O中的π键易断裂

①还原反应②加成反应③氧化反应

类别代表物官能团官能团结构特点特征性质

酮

羧酸

酯

胺

酰胺

CH3COOH

乙酸

CH3COOC2H5

乙酸乙酯

O

=

—C—O—H

δ-

δ+

δ-

δ+

羧基

O电负性比C、H大，C—O、O—H易断裂

①酸性

②取代反应(酯化)

O

=

—C—O—R

δ+

δ-

酯基

O电负性比C大，C—O易断裂

水解反应(取代)

NH2

苯胺

－NH2氨基

δ+

δ-

N电负性比H大，N－H易断裂,N含孤对电子，可形成配位键

①碱性②取代反应

酰胺基

乙酰胺

CH3—C—NH2

O

O、N电负性比C大，C—N易断裂,

—C—NH2

O

δ+

δ-

δ-

水解反应

CH3COCH3

丙酮

O

=

—C—

δ-

δ+

O电负性比C，C＝O中的π键易断裂

①还原反应

②加成反应

羰基

二：基本有机化学反应

反应类型反应特点举例

取代反应

加成反应

加聚反应

消去反应

氧化反应

还原反应

“有进有出”

“只进不出”

加氧去氢

加氢去氧

加成聚合成高分子

CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl

光

CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br

CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O

浓H2SO4

170℃

2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O

Cu

Ni

CH3CHO+H2

CH3CH2OH

nCH2=CH2

催化剂

CH2CH2

[

]

n

“只出不进”

缩聚反应

缩合聚合成高分子，有小分子生成

三：官能团的转化

在下图中，箭头显示各类官能团间的转化关系，请举例写出相应的化学方程式，并注明反应条件和反应类型，分析转化过程中的化学键与有机物类别的变化。

碳碳双键

C=C

-C≡C-

碳碳三键

碳卤键

—C—X

—

—

—OH

醇羟基

O

=

—C—H

醛基

O

=

—C—O—H

羧基

O

=

—C—O—R

酯基

12

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

11

13

14

四：有机合成

基础原料

逆向合成分析

目标化合物

正向合成分析

有机合成的主要任务：①构建碳骨架：碳链的增长、缩短、成环、开环

②官能团：引入、保护、转化和消除

有机合成路线的设计和实施原则：较低的成本和较高的产率，反应条件温和，操作简便，产物易于分离提纯；要贯彻“绿色化学”理念

考点一：常见官能团的主要性质及反应类型

典例1：某有机物的结构简式如下，则此有机物可发生的反应类型有

_____________________________(填序号)。

①取代反应②加成反应③消去反应④酯化反应⑤水解反应⑥氧化反应⑦中和反应⑧显色反应⑨银镜反应⑩还原反应加聚反应硝化反应

①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩

解析：该有机物含有碳碳双键，可以发生加成、加聚、氧化等，含有羧基可以发生中和、酯化等；含有酯基可以发生水解反应；含有酚—OH，可以发生取代，显色；含有醇—OH可发生消去、酯化。含有—CHO可发生银镜反应、氧化反应和还原反应。含有苯环氢原子可发生硝化、加成等。

思维建模1：常见有机反应类型与有机化合物类别的关系。

基本类型有机化合物类别

取代反应卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等

酯化反应醇、羧酸、糖类等

水解反应卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等

硝化反应苯和苯的同系物等

磺化反应苯和苯的同系物等

加成反应烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等

消去反应卤代烃、醇等

基本类型有机化合物类别

氧化反应燃烧绝大多数有机化合物

酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物等

直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等

还原反应醛、葡萄糖等

聚合反应加聚反应烯烃、炔烃等

缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等

与浓硝酸的颜色反应蛋白质(含苯环的)

与FeCl3溶液的显色反应酚类物质

跟踪训练1：

咖啡酸具有止血功效，存在于多种中药中，其结构简式为

下列说法不正确的是()

A．咖啡酸可以发生取代、加成、氧化、酯化、加聚反应

B．1mol咖啡酸最多能与5molH2反应

C．咖啡酸遇FeCl3溶液显色

D．蜂胶的分子式为C17H16O4，在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种一元醇A，则醇A的分子式为C8H10O

B

典例2：从中草药中提取的calebinA(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebinA的说法错误的是()

A.可与FeCl3溶液发生显色反应

B.其酸性水解的产物均可与Na2CO3溶液反应

C.苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有6种

D.1mol该分子最多与8molH2发生加成反应

D

考点二：多官能团有机物的性质判断

思维建模2：

确定多官能团有机化合物性质的三步骤

注意：有些官能团性质存在交叉。例如,碳碳双键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。

A．分子中含有2种官能团

B．可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同

C．1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生中和反应

D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同

跟踪训练2：分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是()

B

考点三：有限制条件同分异构体的书写

香兰素

典例3：写出同时满足下列条件的香兰素的一种同分异构体的结构简式。①能与NaHCO3溶液反应②能与FeCl3溶液发生显色反应③有5种不同化学环境的氢原子

解析：第一步：确定研究对象，求分子式，算不饱和度；

第二步：审限制，定基团。①能与NaHCO3溶液反应②能与FeCl3溶液发生显色反应③有5种不同化学环境的氢原子

第三步：做减法（先减不饱和度，再减组成）；巧组合（先碳链，再官能团）。

不饱和度可能的结构

Ω=1

Ω=2

Ω=3

Ω≥4

1个双键或1个环

1、明确不饱和度（Ω）与结构的关系

1个三键或2个双键（1个双键和1个环等）

3个双键或1个三键（2个双键和1个环等）

考虑可能含有苯环

思维建模3：常见限制性条件

2、准确判断核磁共振氢谱与结构的关系

（1）确定有多少种不同环境的氢。

（2）判断分子的对称性。

性质有机物分子中的官能团或结构特征

与NaHCO3反应放出CO2

与FeCl3发生显色反应

水解后的产物与FeCl3溶液发生显色反应

能发生银镜反应

能与NaOH溶液反应

能与Na放出H2的有机物

含-COOH

含酚-OH

含酚酯结构

含-CHO或HCOO-

–OH（醇或酚）、-COOH

含酚-OH、-COOH、-COO-、-X等

3、根据性质推测官能团的种类

苯环上多元取代化合物种类的判断

（1）有二种基团:同分异构体数目是种

（2）有三种基团:

若为-X、-X、-X，同分异构体数目是种;

若为-X、-X、-Y，同分异构体数目是种;

若为-X、-Y、-Z，同分异构体数目是种。

3

10

6

3

4、特殊的结构

邻、间、对

（重要，背诵）

跟踪训练3：(1)的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与

FeCl3溶液发生显色反应的共有种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面

积比为2∶2∶2∶1∶1的为(写结构简式)。

13

(2)戊二酸（HOOCCH2CH2CH2COOH）的同分异构体中能同时满足下列条件的共有种（不含立体异构）：①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应，又能发生水解反应

其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6：1：1的是

（写结构简式)_______________

5

考点四：有机合成与推断

典例4：化合物F是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体，其合成路线如下：

Ⅱ.

Ⅲ.

Ar为芳基；X＝Cl，Br；Z或Z′＝COR，CONHR，COOR等。

回答下列问题：

(1)实验室制备A的化学方程式为___________________________________，提高A产率的方法是_______________________________________；A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子，其结构简式为________。

及时蒸出产物(或增大乙酸或乙醇的用量)

(2)C→D的反应类型为________；E中含氧官能团的名称为____________。

取代反应

羰基、酰胺基

(3)C的结构简式为________________，F的结构简式为________________。

CH3COCH2COOH

CH3COOH＋HOC2H5

CH3COOC2H5＋H2O

(4)Br2和的反应与Br2和苯酚的反应类似，以和

为原料合成，写出能获得更多目标产物

的较优合成路线(其他试剂任选)。

解析AB()，结合信息Ⅰ推知A是CH3COOC2H5。

B在加热条件下发生碱性水解，并酸化得到C，则C是。C

与SOCl2在加热条件下反应生成D，D与反应生成E，结合信息Ⅱ推知，

D是，E是。E

F(C10H9NO2)，结合信息Ⅲ推知，F是。

(4)Br2和的反应与Br2和苯酚的反应类似，类比推理可知，

和Br2发生取代反应生成，结合信息Ⅱ，

与发生取代反应可得到

再经信息Ⅲ中的两步转化得到，据此写出合成路线。

思维建模4：有机合成与推断

1.有机合成三种常用策略分析。

有机合成题是中学化学常见题型,“乙烯辐射一大片,醇、醛、酸、酯一条线”是有机合成的基本思路。但是这条思路并不是万能的,在有机合成的过程中,有时还需要合成另外的一些物质来“牵线搭桥”。看起来是舍近求远,实质上是“以退为进”,是一种策略。在中学阶段,进行有机合成常使用以下三种策略。

(1)先消去后加成。

使官能团转换位置或数目增多一般都采取先消去后加成的方法,可以由醇或卤代烃先发生消去反应,再与HX、X2或H2O发生加成反应。这是有机合成中一种常用的策略。

(2)先保护后复原。

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影响而被破坏。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”。这是有机合成中又一种常用的策略。

(3)先占位后移除。

在芳香化合物的苯环上,往往先引入一个基团,让它占据苯环上一定的位置,反应完毕后再将该基团除去。这也是有机合成中常用的一种策略。

2.有机推断题的常见“突破口”。

突破口常见实例

反应条件①浓硫酸加热可能是乙醇制乙烯或酯化反应;②NaOH的醇溶液可能是卤代烃消去反应生成烯;③NaOH的水溶液是卤代烃取代反应生成醇;④光照可能是烷烃或苯环侧链烃基上H原子的卤代反应;⑤Fe或FeX3作催化剂是苯环上的卤代反应;⑥浓硫酸、浓硝酸是苯环发生硝化;⑦稀硫酸或NaOH溶液可能是酯的水解;⑧Cu或Ag/O2是醇氧化生成醛或酮

突破口常见实例

特征现象①加FeCl3溶液发生显色反应,可能是酚类;②能与银氨溶液或新制的氢氧化铜反应可能含醛基;③能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色的可能含有碳碳双键或碳碳三键;④与Na反应生成H2的可能含有—OH或—COOH;⑤与碳酸盐反应生成CO2的可能含有—COOH;⑥能水解的可能含有酯基或—X

转化关系①连续氧化,醇→醛→羧酸;②既能被氧化又能被还原的是醛

特定的量①相对分子质量增加16,可能是加进了一个氧原子;②根据发生酯化反应生成物减轻的质量就可以求出羟基或羧基的个数;③由银镜反应生成Ag的质量可确定醛基的个数

跟踪训练4：有机化工原料1，4－二苯基－1，3－丁二烯及某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如下(部分反应略去试剂和条件)：

B

C

(C7H8O)

芳香烃A

(C7H8)

Cl2

条件X

(ⅱ)酸化

(ⅰ)NaOH溶液

D

E

F

G

H

(CH3CO)2O

氧化

Δ

浓硝酸，浓硫酸

(ⅱ)酸化

(ⅰ)NaOH溶液，Δ

COOH

H2N

OH

还原

某结肠炎药物有效成分

Cl2

条件Y

Cl

Mg/乙醚

(ⅱ)H2O,H+

CHO

CHO

(ⅰ)

－CH＝CH－CH＝CH－

1，4－二苯基－1，3－丁二烯

③

①

②

已知：

R－Cl

Mg/乙醚

RMgCl

(ⅱ)H2O,H+

R′CHO

(ⅰ)

R－CH－R′

OH

(R、R′表示烃基)

OH

(CH3CO)2O

O－C－CH3

O

＝

请完成下列各题。

(1)抗结肠炎药物有效成分分子中的含氧官能团是_____________。

(2)②中的反应条件是___________；F生成G的反应类型是_______________。

(3)①的化学方程式是__________________________________。

(4)E的结构简式是_______________________。

(5)③的化学方程式是

__________________________________________________________________。

羧基和羟基

光照

取代反应

+Cl2

FeCl3

+HCl

Cl

O－C－CH3

O

＝

COOH

－CH2CH－CHCH2－

－

－

OH

OH

浓硫酸

Δ

－CH=CH－CH=CH－

+2H2O

(6)设计C→D和E→F两步反应的目的是____________________________。

(7)1,4-二苯基-1,3-丁二烯有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异

构体的结构简式：______________________________

_______________________________;

a.结构中有两个苯环，无其他环状结构b.苯环上的一硝基取代产物有两种

保护酚羟基，防止其被氧化

CH=CH2

CH2=CH

CH3

C≡C

CH3

课堂小结

1．俗称“一滴香”的有毒物质被人食用后会损伤肝脏，还能致癌，“一滴香”的键线式如图所示，下列说法正确的是()

课堂达标

A

A．1mol该有机物最多能与3molH2发生加成反应

B．该有机物的一种芳香族同分异构体能发生银镜反应

C．该有机物的分子式为C7H6O3

D．该有机物能发生取代、加成和水解反应

2．我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而