复习提纲第二单元烃的衍生物.ppt
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1、第二单元烃的衍生物,1了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成 和结构特点以及它们的相互联系。2了解加成反应、取代反应和消去反应。3关注有机化合物的安全和科学使用,认识有机化合物在生 产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。,一、有机化学反应的主要类型,卤代烃的结构与性质概念:烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。物理性质(1)状态:除_、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外,其余均为液体和固体。(2)沸点:互为同系物的卤代烃,沸点随碳原子数的增多而升高。(3)密度:除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃以外液态卤代烃的密度一般比水大。(4)溶解性:卤代烃都难溶于水,能溶于大多数
2、有机溶剂。,1,2,二、,一氯甲烷,化学性质(以溴乙烷为例)(1)卤代烃比较稳定,不易被微生物降解,破坏大气臭氧层。(2)水解反应C2H5Br在碱性条件下易水解,反应的化学方程式为_(3)消去反应消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等),而生成含不饱和键(如双键或叁键)化合物的反应。溴乙烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应的化学方程式为:_,3,卤代烃遇AgNO3溶液会产生卤化银沉淀吗?提示卤代烃分子中卤素原子与碳原子以共价键相结合,属于非电解质,不能电离出卤素离子。醇和酚(一)醇概念醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳原子结合的羟基的化合物,饱
3、和一元醇的分子通式为CnH2n2O(n1)。,三、,1,分类,2,醇的化学性质,3,醇分子发生反应的部位及反应类型如下:,酚组成与结构分子式为:C6H6O,结构简式为:_或C6H5OH,结构特点:羟基与苯环直接相连。物理性质(1)颜色状态:无色晶体,露置在空气中会因部分被氧化而显粉红色;(2)溶解性:常温下在水中溶解度不大,高于65与水混溶;(3)毒性:有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用。皮肤上不慎沾有苯酚应立即用酒精清洗。,1,2,(二),化学性质(1)羟基中氢原子的反应苯酚分子中的氢氧键比醇分子中的氢氧键更容易断裂。弱酸性,3,与活泼金属反应,与Na反应的化学方程式为:_。,2C6H5OH2Na
4、2C6H5ONaH2,电离方程式为:_,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊试液变红。,与碱的反应苯酚的浑浊液中 液体变澄清 溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为:_、_。,(2)苯环上氢原子的取代反应苯酚分子中的羟基使与其相邻和相对位置上的氢原子较容易被取代。苯酚与溴水反应的化学方程式为:,_。此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。缩聚反应:_。,(3)显色反应苯酚跟FeCl3溶液作用显_色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。,紫,以C7H8O为例,分析醇与酚的同分异构关系?提示酚类与芳香醇,当碳原子数目相同时,可存在类别异构,例如分子式为C7H8O的芳香类有机物可以有下列几种同分异
5、构体:这五种结构中,前三种属于酚类,第四种属于芳香醇类,名称是苯甲醇,第五种属于醚类。,醛、酮的结构和性质醛概念:醛基与烃基(或氢原子)相连的化合物。官能团:CHO。通式:饱和一元脂肪醛_。常见物质(1)甲醛结构简式为HCHO,又名蚁醛,通常是一种有刺激性气味的气体,有毒,易溶于水,水溶液叫福尔马林。(2)乙醛结构简式为CH3CHO,易溶于水的液体,有刺激性气味。,四、,(一),1,2,3,4,CnH2nO,结构简式为_,有苦杏仁气味的液体,是制备香料、染料的重要中间体。酮概念:羰基与两个烃基相连的化合物。官能团:。通式:饱和一元脂肪酮CnH2nO。,1,2,3,(二),(3)苯甲醛,常见物质
6、丙酮是具有特殊气味的无色液体,与水互溶,是良好 的有机溶剂,还是重要的有机合成原料。羰基的加成反应机理,(三),1,4,常见的加成反应,2,氧化反应和还原反应还原反应醛、酮中都含,都能发生还原反应生成醇,如该反应也属于加成反应。氧化反应醛比酮容易发生氧化反应。醛能被O2催化氧化,也能被弱氧化剂银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液氧化,而酮对一般的氧化剂比较稳定,一般也不会被O2氧化,它只能被很强的氧化剂氧化,氧化时碳碳单键断裂。,1,(四),2,银镜反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应,做银镜反应以及新制的Cu(OH)2与乙醛的反应实验时,最关键的是什么?提示要保证实验成功,这两个实验都必须在碱性条件下
7、进行,否则不会成功。另外,做银镜反应实验时,还必须保证试管洁净和水浴加热。羧酸和酯羧酸概念:由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。分类,五、,(一),1,2,分子组成和结构,3,物理性质(1)乙酸气味:强烈刺激性气味,状态:液体,溶解性:任意比溶于水和乙醇。(2)低级饱和一元羧酸一般易溶于水且溶解度随碳原子数的增加而降低。,4.,化学性质,5,酯概念:酸与醇作用失水而生成的一类有机化合物。酯的性质(1)物理性质一般酯的密度比水小,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,低级酯是具有芳香气味的液体。(2)化学性质水解反应,(二),1,2,酯水解时断裂上式中虚线所标的键;无机酸只起催化作用,
8、对平衡无影响;碱除起催化作用外,还能中和生成的酸,使水解程度增大,若碱足量则水解进行到底。CH3COOC2H5在稀H2SO4或NaOH溶液催化作用下发生水解反应的化学方程式分,+C2H5OH,丙烯酸CH2=CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物吗?提示是同系物,因为它们分子中都含有羧基和同类型的烃基,即分子结构相似,并且在组成上相差15个CH2,完全符合同系物的定义。,卤代烃的分类方法(1)根据分子中所含卤素的不同进行分类:氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。(2)根据分子中所含烃基的不同进行分类:饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃。(3)根据分子中所含卤素原子的多少不同进行分类:一卤代
9、烃、多卤代烃。卤代烃中卤素原子的检验方法由于卤代烃均难溶于水,卤代烃分子中所含的卤素原子不能像可溶性的金属卤化物中的卤离子那样电离出来后直接用硝酸银溶液检验,因此要通过以下的步骤才能检验:,1,2,两种方法,(1)将卤代烃与过量NaOH溶液混合加热,充分振荡、静置,使卤代烃水解;(2)再向混合液中加入过量的稀HNO3,中和过量的NaOH溶液;(3)向混合溶液中加入硝酸银溶液,观察生成沉淀的颜色。若有白色沉淀生成,则证明是氯代烃;若有浅黄色沉淀生成,则证明是溴代烃;若有黄色沉淀生成,则证明是碘代烃。,两种比较1脂肪醇、芳香醇、酚类的比较,2醇、酚、羧酸分子中羟基上氢原子的活泼性比较,两种规律,醇
10、的催化氧化规律(1)若C上有2个氢原子,醇被氧化成醛,如:,(2)若C上有1个氢原子,醇被氧化成酮,如:,1,(3)C上没有氢原子,该醇不能被催化氧化,如,醇的消去反应规律(1)只有1个碳原子的醇不能发生消去反应。(2)C上有氢原子,能发生消去反应,否则不能。,2,我的总结能与H2发生加成反应的官能团:可在一定条件下与H2加成的有:,1,2烃的衍生物相互转化关系,我的闪记 卤代烃在碱性条件下是发生取代反应还是消去反应,主要是看反应条件。记忆方法:“无醇成醇,有醇成烯”。,取代反应(1)取代反应指的是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。(2)烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化
11、、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解和醇解以及蛋白质的水解等都属于取代反应。(3)在有机合成中,利用卤代烃的取代反应,将卤原子转化为羟基、氨基等官能团,从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。,有机反应基本类型,1,加成反应(1)加成反应指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合生成新化合物的反应。(2)能与分子中含碳碳双键、碳碳叁键等有机物发生加成反应的试剂有氢气、卤素单质、卤化氢、水等。此外,苯环的加氢、醛和酮与H2、X2、HX、HCN、NH3等的加成,也是必须掌握的重要的加成反应。(3)加成反应过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变,
12、这一点对推测有机物的结构很重要。(4)利用加成反应可以增长碳链,也可以转换官能团,在有机合成中有广泛的应用。消去反应(1)消去反应指的是在一定条件下,有机物脱去小分子物质(如H2O、HX等)生成分子中含双键或叁键的不饱和有机物的反应。,2,3,(2)醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。醇分子内脱水卤代烃脱卤化氢,(3)卤代烃发生消去反应时,主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子上的氢一起结合成卤化氢而脱去。如果相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。如生成,而CH3X和(CH3)3CCH2X不能发生消去反应。(4)在有机合成中,利用醇或卤代烷的消去反应可以在
13、碳链上引入双键、叁键等不饱和键。,有机化学中的氧化反应和还原反应(1)有机化学中,通常将有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应称为氧化反应,而将有机物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应称为还原反应。(2)在氧化反应中,常用的氧化剂有O2、酸性KMnO4溶液、O3、银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液等;在还原反应中,常用的还原剂有H2、LiAlH4和NaBH4等。(3)有机物的燃烧、有机物被空气氧化、有机物被酸性KMnO4溶液氧化、醛基被银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液氧化、烯烃被臭氧氧化等都属于氧化反应;而不饱和烃的加氢、硝基还原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等都属于还原反应。,
14、4,(4)利用氧化反应或还原反应,可以转变有机物的官能团,实现醇、醛、羧酸等物质间的相互转化。如:加聚反应(1)相对分子质量小的化合物(也叫单体)通过加成反应互相聚合成为高分子化合物的反应叫做加聚反应。(2)加聚反应的特点链节(也叫结构单元)的相对分子质量与单体的相对分子质量(或相对分子质量之和)相等。产物中仅有高聚物,无其他小分子生成,但生成的高聚物由于n值不同,是混合物。实质上是通过加成反应得到高聚物。,5,(3)加聚反应的单体通常是含有 键或CC键的化合物。可利用“单双键互换法”巧断加聚产物的单体。常见的单体主要有:乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈(CH2=CHCN)、1,3丁二烯、异
15、戊二烯和甲基丙烯酸甲酯(CH2=C(CH3)COOCH3)等。缩聚反应(1)单体间的相互反应生成高分子,同时还生成小分子(如H2O、HX等)的反应叫做缩聚反应。(2)缩聚反应与加聚反应相比较,其主要的不同之处是缩聚反应中除生成高聚物外同时还有小分子生成,因而缩聚反应所得高聚物的结构单元的相对分子质量比反应的单体的相对分子质量小。,6,显色反应(1)某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应。(2)苯酚遇FeCl3溶液显紫色,淀粉遇碘单质显蓝色,某些蛋白质遇浓硝酸显黄色等都属于有机物的显色反应。苯酚遇FeCl3溶液显紫色。(常用于苯酚或酚类物质的鉴别)淀粉遇碘单质显蓝色。这是一个特征
16、反应,常用于淀粉与碘单质的相互检验。某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。含有苯环的蛋白质遇浓硝酸加热显黄色。这是由于蛋白质变性而引起的特征颜色反应,通常用于蛋白质的检验。,7,【典例1】F是新型降压药替米沙坦的中间体,可由下 列路线合成:,(1)AB的反应类型是_,DE的反应类型是_,EF的反应类型是_。(2)写出满足下列条件的B的所有同分异构体_(写结构简式)。含有苯环含有酯基能与新制Cu(OH)2反应(3)C中含有的官能团名称是_。已知固体C在加热条件下可溶于甲醇,下列CD的有关说法正确的是_。a使用过量的甲醇,是为了提高D的产率b浓硫酸的吸水性可能会导致溶液变黑c甲醇既是反应物,又是溶剂dD的化学
17、式为C9H9NO4,(4)E的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是_(写结构简式)。(5)已知 在一定条件下可水解为,则F在强酸和长时间加热条件下发生水解反应的化学方程式是_。,解析本题主要考查烃及其衍生物之间的转化关系,意在考查考生利用所学有机知识分析解决实际问题的能力。(1)对比各物质的分子结构,结合中间过程的反应条件分析,可知A到B的反应是A分子中一个甲基被氧化为羧基的氧化反应,B到C的反应是硝化反应(取代反应),C到D的反应是酯化反应,D到E的反应是硝基被还原为氨基的反应,E到F的反应是氨基中一个氢原子被 取代的反取代的反应。(2)满足条件的酯能与新制的Cu(OH)2反应,应含有
18、醛基,是甲酸酯,可能为(甲基还可与酯基处于邻位和间位)或。,(3)C中含有硝基和羧基。酯化反应是可逆反应,使用过量的反应物甲醇可以提高生成物的产率;浓硫酸使液体变黑表现的是其脱水性;固体C溶于甲醇中,可以加快反应速率,甲醇既是反应物,又是溶剂;D的化学式为C9H9NO4。(4)苯丙氨酸形成高聚物发生的反应是缩聚反应。(5)F分子中的酰胺键和酯基在题示条件下都能水解。答案(1)氧化反应还原反应取代反应,(3)硝基、羧基a、c、d,(1)当反应条件为NaOH的醇溶液并加热时,必定为卤代烃的消去反应。(2)当反应条件为NaOH的水溶液并加热时,通常为卤代烃或酯的水解反应。(3)当反应条件为浓硫酸并加
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