2024届高考一轮复习 9-3烃的衍生物(一)　卤代烃　醇　酚　醛和酮 课件共51张

第3讲

烃的衍生物(一)卤代烃醇酚醛和酮2024届高考化学一轮复习精品系列课件第九章

有机化合物考点一卤代烃考点二醇和酚考点三醛和酮链接高考本节目录内容要求核心素养认识卤代烃、醇、酚、醛和酮的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用[宏观辨识与微观探析]认识烃的衍生物的多样性,并能从官能团角度认识烃的衍生物的组成、结构、性质和变化。[证据推理与模型认知]以卤代烃、醇、酚、醛和酮典型代表物的结构特点、官能团、重要反应、转化关系为认知载体,类比迁移学习一类有机化合物的性质、陌生有机物间的转化关系,构建有机化合物“结构决定性质,性质反映结构”的思维模型1.卤代烃的概念卤代烃是烃分子里的氢原子被

取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基),官能团是

。

2.卤代烃的性质(1)卤代烃的物理性质卤素原子碳卤键难溶易溶小大考点一卤代烃(2)卤代烃的化学性质①取代反应(水解反应)a.反应条件:NaOH水溶液,加热b.溴乙烷在NaOH水溶液条件下的水解反应方程式为

。

c.卤代烃(R—X)的水解反应方程式:

。CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBrR—X+NaOH R—OH+NaX②消去反应(消除反应)a.定义:在一定条件下从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键(双键或三键)的化合物的反应,叫消去反应(消除反应)。b.反应条件:NaOH的醇溶液,加热c.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热条件下的消去反应方程式:

;

d.卤代烃的消去反应方程式:

。CH3—CH2—Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O+NaOH +NaX+H2O3.卤代烃的获取方法(1)取代反应如乙烷与Cl2:

;

苯与Br2:

;

C2H5OH与HBr:

。

(2)不饱和烃的加成反应如丙烯与Br2的加成反应:

。CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HCl

+Br2C2H5OH+HBrC2H5Br+H2OCH3—CH=CH2+Br2

→4.

卤代烃中卤素原子的检验(1)实验原理R—X+H2O

+HX

HX+NaOH=NaX+H2OHNO3+NaOH=NaNO3+H2OAgNO3+NaX=AgX↓+NaNO3根据沉淀(AgX)的颜色(

、

、

)

可确定卤素(氯、溴、碘)。R—OH白色浅黄色黄色(2)检验方法[注意]①不能直接向卤代烃中加入AgNO3溶液检验卤素的种类,二者不反应;②卤代烃水解液呈碱性,要先加入稀硝酸酸化后,再加入AgNO3溶液,根据沉淀颜色判断卤代烃中卤素的种类。白浅黄黄(1)C2H5Br属于电解质,在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH(

)[解析]C2H5Br属于非电解质。×(2)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高(

)[解析]如CH3Cl、C(CH3)3CH2Cl,不能发生消去反应。√×(3)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应(

)基础知识秒杀(正确的打“√”,错误的打“×”)(4)CH4、CCl4、CF2Cl2均为正四面体结构的分子(

)×[解析]CF2Cl2是四面体结构,但不是正四面体结构。(5)取溴乙烷水解液,向其中加入AgNO3溶液,可观察到淡黄色沉淀(

)[解析]加入AgNO3溶液前应先加入足量稀硝酸中和过量的氢氧化钠溶液。×(6)氯代环己烷可由环己烯与氯化氢加成得到 (

)√2.以下物质中,按要求填空:①

②CH3CH2CH2Br③CH3Br

④CH3CHBrCH2CH3(1)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是

。

(2)物质④发生消去反应的条件为

,有机产物有

。

(3)由物质②制取1,2-丙二醇经历的反应类型有

。(4)检验物质③中含有溴元素的试剂有

。②④氢氧化钠的醇溶液,加热CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3消去反应、加成反应、水解反应氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液[学科能力提升]卤代烃水解反应和消去反应的比较反应类型水解反应消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式反应本质和通式卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代,生成醇;

R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX相邻的两个碳原子间脱去小分子HX;+NaOH

+NaX+H2O产物特征引入—OH,生成含—OH的化合物消去HX,生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物[核心素养提升]卤代烃分子中卤素原子的检验原理[学科能力提升]

卤代烃在有机合成中的应用(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁如醛或羧酸(2)改变官能团的个数如CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br(3)改变官能团的位置如CH2BrCH2CH2CH3

CH2=CHCH2CH3

(4)进行官能团的保护如在氧化CH2=CHCH2OH的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:CH2=CHCH2OHCH2=CH—COOH1.醇、酚的概念(1)醇是羟基与饱和碳原子相连构成的化合物,饱和一元醇的分子通式为

。

(2)酚是羟基与苯环

相连而形成的化合物,最简单的酚为

。

(3)醇的分类CnH2n+1OH(n≥1)

考点二醇和酚2.

醇、酚的物理性质(1)醇类物理性质的变化规律升高

(2)苯酚的物理性质被氧化

3.由断键方式理解醇的化学性质如果将醇分子中的化学键进行标号(如图所示),那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示:以乙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键位置及反应类型。(1)与Na反应:

,

,

。

(2)与HBr的取代:

,

,

。

(3)催化氧化:

,

,

。

(4)①浓硫酸,加热分子内脱水:

,

,

。

2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O2CH3CH2OH+O2

2CH3CHO+2H2OCH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O置换反应取代反应氧化反应消去反应①②①③②⑤②浓硫酸,加热分子间脱水:

,

,

。

(5)与乙酸的酯化反应:

,

,

。

2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O取代反应酯化反应或取代反应①②①4.由基团之间的相互影响理解酚的化学性质(1)苯环对羟基的影响——弱酸性由于苯环对羟基的影响,使酚羟基比醇羟基更活泼,可以发生电离。①苯酚的电离方程式为

。苯酚俗称石炭酸,但酸性

,

使石蕊溶液变红。②与碱的反应:苯酚的浑浊液

现象为

现象为

。

该过程中发生反应的化学方程式分别为

+NaOH→ +H2O、

+H2O+CO2

→ +NaHCO3。③与活泼金属反应:2 +2Na→2 +H2↑。C6H5OH⇌C6H5O-+H+很弱不能液体变澄清溶液又变浑浊(2)羟基对苯环的影响——苯环上羟基邻、对位氢原子的取代反应由于羟基对苯环的影响,使苯酚中苯环上的氢原子比苯分子中的氢原子

。苯酚稀溶液中滴入过量的浓溴水产生的现象为

。其化学方程式为

+3Br2

→↓+3HBr。

(3)显色反应:苯酚溶液中滴加FeCl3溶液,溶液变为紫色。(4)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色,易被酸性KMnO4溶液氧化,易燃烧。(5)缩聚反应:苯酚与甲醛在催化剂作用下,可发生缩聚反应,化学方程式:n +nHCHO +(n-1)H2O。活泼产生白色沉淀5.醚(1)概念:氧原子与两个烃基相连的化合物,其结构可表示为

,官能团为

,

称为

。

(2)常见的醚类:甲醚CH3—O—CH3,乙醚

。

(3)碳原子数相同的醚与醇(烃基饱和)互为同分异构体。R—O—R'醚键CH3CH2OCH2CH3(1)苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性 (

)(2)乙醇的分子间脱水反应和酯化反应都属于取代反应

(

)(3)所有的醇都能发生催化氧化反应和消去反应(

)(4)向苯酚钠溶液中通入二氧化碳,溶液变浑浊,证明苯酚的酸性比碳酸弱(

)√√×√(5)

和

含有的官能团相同,二者的化学性质相似(

)[解析]没有2,4,6-三溴苯酚沉淀出现,生成的2,4,6-三溴苯酚会溶解在苯中,不易分离。[解析]二者的化学性质不同。(6)苯中含有苯酚杂质,可加入浓溴水使苯酚生成2,4,6-三溴苯酚沉淀,然后过滤除去(

)××基础知识秒杀(正确的打“√”,错误的打“×”)(7)0.1mol乙醇与足量的钠反应生成0.05molH2,说明每个乙醇分子中有一个羟基(

)(8)1mol

中加入足量浓溴水,最多能与3molBr2发生取代反应(

)√[解析]酚中羟基的邻、对位上的氢原子易被取代,该酚与浓溴水反应时,最多能与2molBr2发生取代反应。×2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。①CH3CH2CH2CH2OH ②

③

④

分析其结构特点,用序号解答下列问题:(1)其中能与钠反应产生H2的有

。

(2)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是

。

①②③④①③[解析](1)所有的醇都能与钠反应产生H2。(2)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“—CH2OH”,①和③符合题意。2.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。①CH3CH2CH2CH2OH ②

③

④

分析其结构特点,用序号解答下列问题:

(3)能被氧化成酮的是

。

(4)能发生消去反应且生成两种产物的是

。

②②[解析](3)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”,②符合题意。(4)若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有两种氢原子,则发生消去反应时,可以得到两种产物,②符合题意。[学科能力提升]

1.醇的催化氧化规律: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.醇的消去反应规律(1)结构条件:醇分子中连有羟基的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。CH3OH(无相邻碳原子),

、

(相邻碳原子上无氢原子)等结构的醇不能发生消去反应。(2)醇消去反应的条件是浓硫酸、加热。(3)一元醇发生消去反应生成的烯烃种数等于连有羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下的氢原子的种数。3.醇和酚的性质比较类别脂肪醇芳香醇苯酚实例CH3CH2OH官能团羟基(—OH)羟基(—OH)羟基(—OH)结构特点

—OH与脂肪烃基相连

—OH与苯环侧链上的碳原子相连

—OH与苯环直接相连类别脂肪醇芳香醇苯酚化学性质(1)与活泼金属反应;(2)取代反应;(3)消去反应;(4)燃烧反应;(5)氧化反应;(6)酯化反应(1)弱酸性;(2)取代反应;(3)显色反应;(4)氧化反应;(5)加成反应类别脂肪醇芳香醇苯酚羟基中H的活泼性酚羟基>醇羟基特性

将灼热铜丝插入醇中,有刺激性气味的气体生成

与FeCl3溶液反应显紫色物质颜色气味状态密度水溶性甲醛

气味

—

乙醛

气味

液体比水小

1.醛的概念:由

与醛基相连而构成的化合物,可表示为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为CnH2nO(n≥1)。

2.甲醛、乙醛

考点三醛和酮3.醛的化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为醇

醛

羧酸以乙醛为例写出醛类反应的主要化学方程式:(1)氧化反应①银镜反应

;

②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应

。

(2)还原反应(催化加氢)

。

4.醛的应用和对环境、健康产生的影响(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。(2)35%~40%的甲醛水溶液俗称

;具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。

(3)劣质的装饰材料中挥发出的

是室内主要污染物之一。

5.酮的结构与性质(1)结构①酮的结构简式可表示为

。②饱和一元酮的分子通式为CnH2nO(n≥3)。(2)化学性质①不能发生银镜反应,不能被新制的Cu(OH)2氧化。②能发生加成反应 +H2

(3)丙酮丙酮是最简单的酮,无色透明的液体,易挥发,可与水、乙醇、乙醚等以任意比例互溶,能溶解多种有机化合物。(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛 (

)(2)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇(

)(3)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下(

)(4)1molHCHO与足量银氨溶液在加热条件下充分反应,可析出2molAg(

)×[解析]含醛基的有机物不一定属于醛类,如葡萄糖、甲酸酯类。[解析]1molHCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应,析出4molAg。√×√基础知识秒杀(正确的打“√”,错误的打“×”)(5)做过银镜反应的试管内壁上有一层银,可以用稀硝酸清洗(

)(6)实验室配制银氨溶液时,应将2%的硝酸银溶液滴入2mL2%的氨水中(

)(7)欲检验CH2=CH—CHO分子中的官能团,应先检验“”后检验“—CHO”(

)×[解析]实验室配制银氨溶液时,应将氨水滴入硝酸银溶液中,直至最初产生的沉淀溶解,顺序不能颠倒。[解析]检验“”一般用溴水或KMnO4(H+)溶液,而两种试剂均可氧化“—CHO”,故应先用新制Cu(OH)2或银氨溶液检验“—CHO”,后检验“”。√×2.下列叙述正确的是(

)A.醛和酮是不同类的同分异构体,二者的化学性质相似B.能发生银镜反应的物质是醛,1mol醛与银氨溶液反应只能还原出2molAgC.醛类化合物既能发生氧化反应又能发生还原反应D.丙醛、丙酮、丙酸均能与氢气在催化剂作用下发生加成反应C[解析]醛和酮含有的官能团分别是醛基和酮羰基,化学性质不同,故A错误;1mol甲醛能还原出4molAg,故B错误;醛类既能发生氧化反应,又能发生还原反应,故C正确;丙酸中含有羧基,—COOH不能与氢气发生加成反应,故D错误。[核心素养提升]醛基的检验方法

银镜反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应反应现象产生光亮的银镜产生砖红色沉淀定量关系

R—CHO~2Ag

HCHO~4Ag

R—CHO~2Cu(OH)2~Cu2OHCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O

银镜反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应注意事项①试管内壁必须洁净;②银氨溶液随用随配,不可久置;③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;④醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;②配制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量1.[2022·湖北卷]莲藕含多酚类物质,其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错误的是(

)

A.不能与溴水反应 B.可用作抗氧化剂C.有特征红外吸收峰

D.能与Fe3+发生显色反应A[解析]苯酚可以和溴水发生取代反应,取代位置在酚羟基的邻、对位,同理该物质也能和溴水发生取代反应,A错误;该物质含有酚羟基,酚羟基容易被氧化,故可以用作抗氧化剂,B正确;该物质红外光谱能看到苯环、C=O、O—H等特征吸收峰,C正确;该物质含有酚羟基,能与铁离子发生显色反应,D正确。链接高考2.

[2022·山东卷]γ-崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于γ-崖柏素的说法错误的是(

)A.可与溴水发生取代反应B.可与NaHCO3溶液反应C.分子中的碳原子不可能全部共平面D.与足量H2加成后,产物分子中含手性碳原子B[解析]由题中信息可知,γ-崖柏素中碳环具有类似苯环的共轭体系,其分子中羟基具有类似酚羟基的性质。酚可与溴水发生取代反应,γ-崖柏素有酚的通性,且γ-崖柏素的环上有可以被取代的H,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A正确;酚类物质不与NaHCO3溶液反应,γ-崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团,故其不可与NaHCO3溶液反应,B错误;γ-崖柏素分子中有一个异丙基,异丙基中间的碳原子与其相连的3个碳原子不共面,故其分子中的碳原子不可能全