高三化学二轮复习指导 第四部分 常见有机物及其应用 专题二 烃及其衍生物的性质与应用

专题二 烃及其衍生物的性质与应用知识点高考考试说明对应教科书内容烷、烯、炔和芳香烃在组成、结构、性质上的差异掌握烃（烷、烯、炔、芳香烃）及其衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构和性质必修2 第三章 第一、二节选修5 第二章 第一、二节天然气、石油液化气、汽油的组成、来源、应用了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用必修2 第三章 第一、二节必修2 第四章 第二节烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的作用认识烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用必修2第三章选修5第二章第一、二节烷、烯、炔、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点及其相互转化关系从官能团的角度掌握有机化合物的性质，并能列举事实说明有机物分子中基团之间的相互影响必修2 第三章 第三节选修5 第二章 第三节选修5 第三章 第一节第四节有机反应类型加成、取代和消去反应根据加成反应、取代反应和消去反应的特点，判断有机反应类型必修2 第三章选修5 第二章选修5 第三章一、知识整理1烃类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质烷烃单键相连，结构稳定1代：2化：烯烃双键活泼，易加成1加成： 2氧化：使褪色 3加聚： 炔烃三键相连，活泼易加成1加成： 2氧化：使褪色 苯及苯的同系物苯若分子具有平面正六边形结构，结构稳定1取代：2加在：3氧化： 苯的同系物苯环和侧链相互影响1取代：2被氧化2烃的衍生物类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质卤代烃键有极性，易断裂1取代：2消去：醇有键和键，有极性，与链烃基直接相连1置换：2消去：3氧化：4酯化： 酚直接跟苯环相连1弱酸性：2取代：醛双键，有极性，具有不饱和性1加成：2氧化：羧酸受影响，能够部分电离产生1. 酸的通性：2.3. 酯化：4.分子中和之间的键易断裂水解：二、重点知识解析1有机化学基本反应类型反应类型概念涉及的主要有机物类别及反应条件取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应1卤代（卤素单质）：烷（光照）、苯及其同系物（催化剂）2溴代（浓溴水）：酚3硝化（浓硝酸）：苯及其同系物（浓硫酸、加热）4酯化：酸与醇（浓硫酸、加热）5水解：酯（稀硫酸或氢氧化钠溶液加热）、卤代烃（氢氧化钠水溶液）、二糖和多糖（稀硫酸、加热）加成反应有机物分子中双键、叁键两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应碳碳双键、碳碳叁键：与、 （催化剂、加热）苯及其同系物：与（催化剂、加热）醛（酮）：与（催化剂、加热）油脂氢化（实质碳碳双键）：与（催化剂、加热）消去反应有机化合物在适当的条件下，从个分子内脱去一个小分子（如水、卤化氢等分子），而生成不饱和（双键或三键）化合物的反应醇：浓硫酸、加热卤代烃：氢氧化钠的醇溶液、加热结构要求：与羟基或卤原子相连的碳原子的邻位碳上有氢原子加聚反应分子量小的化合物（单体）分子相互结合成为分子量很大的化合物（高分子化合物）的反应碳碳双键、碳碳叁键（催化剂、加热）氧化反应有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应醇醛酸结构要求：与羟基相连的碳原子上有两个氢原子醇酮结构要求：与羟基相连的碳原子上有一个氢原子碳碳双键、碳碳叁键、醇、醛：与酸性高锰酸钾溶液有机物燃烧还原反应有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应1醛或酮与氢气反应醇2碳碳双键、碳碳叁键、苯环与氢气反应2有机分子中基团之间的相互影响 （1）苯及其同系物苯苯的同系物 如甲苯与溴单质反应的主要产物或与浓硫酸、浓硝酸、加热反应的主要产物不反应，不褪色发生氧化反应，褪色（2）醇、酚、羧酸酸性（中性）（极弱酸性）（弱酸性）（弱酸性）能反应能反应能反应不反应能反应能反应不反应能反应能反应不反应不反应能反应3有机合成（1）有机合成的方法正推法：从原料中间产物产物。逆推法：目标产物中间产物原料，具体思维途径是：a首先确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。b以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经过一步反应而制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾省原料、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。（2）有机合成中常用的官能团变化官能团的引入。引入羟基（）：烯烃与水加成；醛（酮）与氢气加成；卤代烃碱性水解；酯的水解等。引入卤原子（）：烃与取代；不饱和烃与或加成；醇与取代等。引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入；醇的氧化引入等。官能团的消除。a通过加成消除不饱和键。b通过消去或氧化或酯化等消除羟基（）。c通过加成或氧化等消除醛基（）。官能团间的衍变。根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团衍变，以使中间物向产物递进。常见的有三种方式：a利用官能团的衍生关系进行衍变，如伯醇醛羧酸酯；b通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如：c通过某种反应，改变官能团的位置。碳骨架的增减。a增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。b变短：如烃的裂化裂解，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化、羧酸盐脱羧反应等。4有机推断（1）有机推断的常用方法与技巧小结加减。利用有机化学反应机理将分子式（部分分子式）进行数学意义上的“加加减减”，从而推出未知物的分子式（部分分子式）即“残基”。其本质是化学反应前后原子守恒的思想在有机反应中的应用。有机反应中“加加减减”的几个方面（即数字变化）加成反应：正推“加”逆推“减”，碳氧双键加氢气，碳碳双键加氢气、溴等；b连续氧化： （减两个原子；加一个原子）；脱水及水解反应：（加减）酸与醇的酯化和酯水解、蛋白质水解为氨基酸的反应；消去反应：（加减、卤化氢）醇、卤代烃的消去反应。逆推。找准“逆推”突破口官能团变化：特征反应（现象）、特征条件；数字变化：分子式或部分分子式间的加减法。若突破口设置在框图的起点，则运用“正推”的思路进行推断，正推是断旧键成新键。若突破口设置在框图的中间或末端，则往往运用“逆推”的思路进行推断，也就是运用逆向思维寻找一个“中间环节”（落笔点），有时“正推”和“逆推”要相结合。逆推是断新键复原旧键。相似。通过对已有知识和题设新信息进行相似性模仿、相似性联想、相似性类比和推理解决新问题的方法即为“相似”方法。信息迁移推断题往往用到“相似”方法解题，其思路：首先要获取题干中给出的相关信息；将临场学习的新信息与已有知识有效整合；解决题设问题。总之，解有机信息题时要将未知物向信息中的物质靠拢，即模仿信息中的反应来确定框图中的物质类别；然后从已知物质的碳链与官能团组合，确定未知物的结构。（2）有机物推断的突破口一般都是在物质的特殊反应、特殊规律和特殊现象中设置突破口。根据性质和有关数据推知官能团个数。如；根据某些反应的产物推知官能团的位置。如：由醇氧化得醛或羧酸，定连接在有2个氢原子的碳原子上；由醇氧化得酮，连接在只有一个氢原子的碳原子上。由消去反应产物可确定“”或“”的位置。由取代产物的种类可确定碳链结构。由加氢后碳链的骨架，可确定“碳碳双键”或“碳碳叁键”的位置。三、典型例题解析【例1】（2011年新课标全国）下列反应中，属于取代反应的是（ ）A B CD【答案】B【思路解析】属于烯烃的加成反应；属于乙醇的消去反应；属于酯化反应，而酯化反应属于取代反应；属于苯的硝化反应即取代反应，所以选项正确。【例2】（2012江苏）普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构如下图所示（未表示出其空间构型）。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是（ ）A能与，溶液发生显色反应B能使酸性溶液褪色C能发生加成、取代、消去反应D1 mol该物质最多可与反应【答案】【思路解析】该题以晋伐他汀为载体，考查学生对有机化合物的分子结构、官能团的性质等基础有机化学知识的掌握。选项：分子中无苯环，不与反应。选项：酯基水解，最多与反应。所以选正确。【例3】乙基香草醛（）是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。（1）写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称_。（2）乙基香草醛的同分异构体是一种有机酸，可发生以下变化：提示：与苯环直接相连的碳原子上有氢时，此碳原子才可被酸性溶液氧化为羧基（a）由的反应属于_（填反应类型）。（b）写出的结构简式_。（3）乙基香草醛的另一种同分异构体（）是一种医药中间体，请设计合理方案用茴香醛（）合成（其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件）。例如：【答案】（1）醛基、羟基（酚）、醚键（2）（）取代反应 （）（3）【思路解析】已知联系实际的结构简式很容易确定含氧官能团；乙基香草醛的同分异构体是一种有机酸，由与酸性高锰酸钾反应的产物相似联想提示，逆推出的结构特点：苯环上只含一个取代基，且与苯环直接相连的原子上含有原子，的分子式为，利用加减方法确定“残基”：，即，或由的转化联想提示的反应条件、反应物和产物的结构特点，推断出中苯环上一元取代基中含有结构，则的结构简式为：；迁移醇羟基被取代反应的已有知识；第（3）小题用合成乙基香草醛的另一个同分异构体（），比较二者的结构特点，确定官能团的转化关系：醛基羧基酯基，完成方案设计。【例4】菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸发生酯化反应的产物。（1）甲一定含有的官能团的名称是_。（2）甲完全燃烧可产生和，甲蒸气对氢气的相对密度是29，甲分子中不含甲基，且为链状结构，其结构简式是_。（3）苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体，其中能与溶液发生显色反应，且有2种一硝基取代物的同分异构体是（写出任意2种的结构简式）_。（4）已知： （、代表烃基）菠萝酯的合成路线如下：试剂不可选用的是（选填字母）_。溶液 溶液 溶液 d丙的结构简式是_，反应的反应类型是_。反应的化学方程式是_。【答案】（1）羟基（2）（3）（答对其中任意两个均给分）（4）、 取代反应【思路解析】（1）由酯化机理和题干叙述可知甲中含有羟基；（2）利用燃烧产物计算甲的分子式为，其不饱和度为l，无支链，则结构简式为；（3）符合题干要求的苯氧乙酸的同分异构体与溶液发生显色反应，说明其中含有苯环和酚羟基，且一硝基取代物有两种的酯类，说明酯基与酚羟基处于苯环的对位，利用酯基的翻转与插入方法确定同分异构体有三种（见答案）；（4）合成菠萝酯关键是利用第二个信息通过反应合成苯氧乙酸，由苯氧乙酸的结构简式逆推丙为，再利用第一个信息逆推乙为，利用酯化机理完成反应。【例5】丙烯可用于合成杀除根瘤线虫的农药（分子式为）和应用广泛的树脂：已知酯与醇可发生如下酯交换反应： （、代表烃基）（1）农药分子中每个碳原子上均连有卤原子。的结构简式是_，含有的官能团名称是_；由丙烯生成的反应类型是_。（2）水解可得到，该水解反应的化学方程式是_。（3）蒸气密度是相同状态下甲烷密度的倍，中各元素的质量分数分别为：碳60，氢8，氧32。的结构简式是_。（4）下列说法正确的是（选填序号字母）_。能发生聚合反应、还原反应和氧化反应含有2个甲基的羧酸类同分异构体有4个催化加氢的产物与具有相同的相对分子质量具有芳香气味，易溶于乙醇（5）的水解产物经分离最终得到甲醇和，二者均可循环利用于树脂的制备。其中将甲醇与分离的操作方法是_。（6）的分子式为。单体为苯的二元取代物，且两个取代基不处于对位，该单体苯环上的一溴取代物只有两种。和反应生成：单体的化学方程式是_。【答案】（1） 碳碳双键、氯原子取代反应（2）（3）（4）（5）蒸馏（6）【思路解析】本题考查有机推断、典型有机反应类型、同分异构、有机结构与性质。 （1）在500时与发生取代反应生成，与发生加成反应生成。含有碳碳双键和氯原子两种官能团。（2）在溶液中发生水解反应生成，其化学方程式为：。（3）的相对分子质量，的分子式为。与发生酯交换反应生成、，能发生水解反应，说明为酯，为羧酸的钠盐，为羧酸，结合和丙烯的分子式，推知为，为，为。（4）选项，中含有碳碳双键，所以能发生聚合、氧化、还原反应。选项，符合条件的同分异构体有如下两种：、。选项，和相对分子质量为60。选项，是具有芳香气味的酯，且易溶于乙醇中。（5）为沸点很高的，沸点较低，故可采用蒸馏方法分离。（6）苯环上只有两个取代基，且取代基不处于对位，只有两个相同的取代基处于邻位时，其苯环上的一溴代物有两种。为，与发生酯交换反应生成和单体，推知为，生成单体的化学方程式为：。四、反馈练习1咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用，其结构简式如下所示：关于咖啡鞣酸的下列说法不正确的是（ ）A 分子式为B与苯环直接相连的原子都在同一平面上C咖啡鞣酸水解时可消耗D与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应2只用水就能鉴别的一组物质是（ ）A苯、乙酸、四氯化碳 B乙醇、乙醛、乙酸C乙醛、乙二醇、硝基苯 D甲苯、汽油、甘油3某有机物是农药生产中的一种中间体，其结构简式如右。下列叙述正确的是（ ）A有机物属于芳香烃B有机物可以和的溶液发生加成反应C有机物和浓硫酸混合加热，可以发生消去反应D和足量的溶液反应，可以消耗4某物质的球棍模型如下图所示，下列关于该物质的说法不正确的是（ ）A该物质的结构简式为B该物质可以发生加成反应C该物质既可以与强酸反应也可以与强碱反应D该物质可以聚合成高分子物质5下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是（ ）A乙醇、甲苯、硝基苯 B苯、苯酚、己烯C苯、甲苯、环己烷 D甲酸、乙醛、乙酸6有关下图所示化合物的说法不正确的是（ ）A既可以与的溶液发生加成反应，又可以在光照下与发生取代反应B该化合物最多可以与反应C既可以催化加氢，又可以使酸性溶液褪色D既可以与溶液发生显色反应，又可以与溶液反应放出气体7和在一定条件下可合成芳香族化合物，已知可以在一定条件下转化为，且在标准状况下密度为。各物质间相互转化关系如下图：（1）中的官能团的名称为_；的反应类型为_。（2）的化学反应方程式为_；与新制氢氧化铜反应的化学方程式为_。（3）与具有相同官能团，且苯环上只有一个取代基的同分异构体还有5种，它们是、_、_。8化合物是一种治疗心脏病药物的中间体，以为原料的工业合成路线如下图所示。已知：根据题意完成下列填空：（1）写出反应类型。反应_，反应_。（2）写出结构简式。_，_。（3）写出的邻位异构体分子内脱水产物香豆素的结构简式_。（4）由生成的另一个反应物是_，反应条件是_。（5）写出由生成的化学反应方程式_。（6）也是制备环己醇（）的原料，写出检验已完全转化为环己醇的方法。_。9已知： I冠心平是降血脂、降胆固醇的药物，它的一条合成路线如下：（1）为一元羧酸，与足量，溶液反应生成 （标准状况），的分子式为_。（2）写出符合分子式的所有甲酸酯的结构简式：_。（3）是氯代羧酸，其核磁共振氢谱有两个峰，写出的反应方程式：_。（4）反应类型为_。（5）写出和的结构简式：_；_。（6）的苯环上有两种氢，它所含官能团的名称是_；按如下路线，由可合成高聚物：（7）的反应类型为_。（8）写出反应的化学方程式_。【反馈练习答案】1C 2A 3D 4A 5C 6D 7（1）羟基 取代（2） （3）8（1）加成反应 氧化反应（2） （3）（4） 浓硫酸，加热（5）（6）取样，加入溶液，颜色无明显变化9（1）（2） （3） （4）取代反应（5） （6）氯原子、酚羟基 溶液（7）消去反应（8）