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1、1 / 22 第十三讲烃及其衍生物的性质（二） 【教学目标】 1.掌握烃的衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构和性质 2.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 3.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 4.认识烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用 【知识梳理】 知识点一 卤代烃 1.溴乙烷 （1）分子组成和结构： 分子式结构式结构简式官能团符号及名称 C2H5Br CH3CH2Br 或 C2H5Br Br，溴原子 （2）物理性质：纯净的溴乙烷是无色的液体，沸点低，密度比水大，不溶于水. （3）化学性质：
2、水解反应： CH3CH2Br +NaOH CH3CH2OH + NaBr 消去反应： CH3CH2Br + NaOH 乙醇 CH2CH2 + NaBr + H2O 消去反应：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H2O、HX 等）而生成 不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应。一般来说，消去反应是发生在两个相 邻碳原子上。 2 / 22 RX+H2O NaOH ROH+ HX 2.卤代烃 （1）化学性质 : 取代反应 (水解 )： 消去反应： 注： 卤代烃的水解反应和消去反应的条件不同。卤代烃和 氢氧化钠水溶液反应时， 发生水解反 应；而卤代烃和氢氧化钠醇溶液反应时，发生消
3、去反应。 消去反应与加成反应不互为可逆反应，因为它们的化学反应条件不相同。 不是所有的卤代烃都能发生消去反应 ，相邻碳原子上无氢原子(即无 H)的卤代烃，不 能发生消去反应。 与卤族原子相连的碳原子的邻位碳原子上都有氢原子，则可能有多种消去方式。 （2）卤代烃中的卤素原子的检验方法 实验原理： RX+H2O NaOH ROH+HX HX+NaOH=NaX+H2O HNO3+NaO=NaNO3+H2O AgNO3+NaX=AgX +NaNO3 根据沉淀 (AgX) 的颜色 (白色、浅黄色、黄色)可确定卤素 (氯、溴、碘 )。 实验步骤： a.取少量卤代烃b.加入 NaOH 溶液c.加热煮沸d.冷
4、却 3 / 22 e.加入稀硝酸酸化f.加入硝酸银溶液。 实验说明： a.加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同。 b.加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH 与 AgNO3反应对实验产生影 响；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。 典型例题 1 检验溴乙烷中含有溴元素存在的实验步骤、操作和顺序正确的是A 加入 AgNO 3溶液 加入 NaOH 溶液加入适量HNO3 加热煮沸一段时间冷却 A.B.C.D. 2.由 2-氯丙烷为主要原料制取1，2-丙二醇 CH3CH(OH)CH2OH 时，经过的反应为B A加成 消去 取代B消去 加成 取代 C取代 消
5、去 加成D取代 加成 消去 3.下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是C ACH3CH2CH2CH3BCH3CH(CH3)2 CCH3C(CH3)3D(CH3)2CHCH2CH3 4.分子式为C5H11Cl 的同分异构体共有（不考虑立体异构）C A6 种B7 种C8 种D9 种 4 / 22 5.某有机物的结构简式为，其不可能发生的反应有D 加成反应取代反应消去反应氧化反应 水解反应与氢氧化钠反应与稀盐酸反应 AB CD 6.某烃类化合物A 的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键， 核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢。 （1）A 的结构简式为_ ； （2
6、）A 中的碳原子是否都处于同一平面？是（填 “ 是” 或者 “ 不是 ” ） ； （3）在图中， D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。 反应 的化学方程式为 C的 化 学 名 称 为2 ， 3- 二 甲 基 -1 ， 3- 丁 二 烯； E2的 结 构 简 式 是；、的反应类型依次是1，4-加成反应；取代反应。 知识点二醇、酚的性质 5 / 22 1.乙醇 （1）物理性质：无色,有特殊香味的液体，密度比水小，能与水以任意比互溶，熔沸点低， 易挥发。 （2）化学性质： 与金属 Na 反应： 2C2H5OH+2Na 2C2H5ONa+H2 脱水反应： 分子内脱水： C2H5OH=
7、浓硫酸 170= CH2=CH2 + H2O（消去反应） 分子间脱水： C2H5OH+HOC2H5 = 浓硫酸 140=C2H5OC2H5+H2O （取代反应） 取代反应： C2H5OH + HBr 加热 C2H5Br+ H2O 氧化反应： 燃烧反应： C2H5OH+3O2 点燃2CO2+3H2O 催化氧化： 2CH3CH2OH +O2=Cu加热 =2CH3CHO+2H2O 酯化反应： C2H5OH +CH3COOH= 浓硫酸加热 = CH3COOCH2CH3 + H2O 2. 醇类 （1）定义：羟基与烃基或苯环侧链上 的碳原子相连的化合物。 （2）饱和一元醇的通式：CnH2n+1OH （3）
8、醇的化学反应规律 催化氧化反应规律 a. 与羟基（ -OH ）相连碳原子上有两个氢原子的醇（-OH 在碳链末端的醇），被氧化成醛。 2R-CH2-CH2OH+O2 =Cu加热 = 2R-CH2-CHO+2H2O b. 与羟基 (-OH) 相连碳原子上有一个氢原子的醇(-OH 在碳链中间的醇)，被氧化成酮。 6 / 22 c. 与羟基 (-OH) 相连碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化。 不能形成双键，不能被氧化成醛或酮。 消去反应发生的条件和规律： （ 羟基相邻 C（碳）上有氢 才能发生消去反应。） 3.苯酚 （1）分子式： C6H6O；结构简式： （2）物理性质：纯净的苯酚是无色晶体，但放
9、臵时间较长的苯酚往往是粉红色的（部分苯 酚被 空气 氧化所致）。苯酚具有特殊的气味，熔点43。苯酚易溶于 乙醇 等有机溶剂；室温 下，在水中的溶解度不大，当温度高于65时，能与水混溶。 （3）化学性质： 酸性（俗名：石炭酸 ， 不能 使指示剂变色） +Na2CO3+NaHCO3 注： a. 不管 CO2通入量多少，产物都是NaHCO3 7 / 22 b. 酸性： H2CO3 HCO3- c. 苯酚的分离提纯 苯环上的取代反应 注：常用于苯酚的检验 显色反应：苯酚跟三氯化铁溶液作用能显示紫色。 注：检验苯酚的存在 酚醛树脂的合成（方程式） （4）用途： 重要的化工原料，可用来制造酚醛塑料（俗称电
10、木）、合成纤维（如锦纶） 、医药、染料、农 药等。用于环境消毒。可配成洗剂和软膏，有杀菌和止痛效用。药皂中也掺入少量的苯酚。 典型例题 1.欲除去溴乙烷中含有的乙醇，下列操作方法中正确的是C A加氢氧化钠水溶液，加热煮沸B加氢氧化钠醇溶液，加热煮沸 C加水振荡，静臵后分液D加浓硫酸，加热至170 8 / 22 2.乙醇分子中不同的化学键如图。关于乙醇在不同的反应中，断裂化学键的说明不正确的 是B A和金属钠反应键 断裂 B在 Ag 催化下和O2反应键 断裂 C与 CuO 反应时键 断裂 D和浓硫酸共热140时键 或键 断裂； 170 时键 断裂 3.分子式为C4H10O 并能与金属钠反应放出氢
11、气的有机化合物有B A3 种B 4 种C5 种D6 种 4. 下列关于苯酚的叙述中，错误 的是 D A其水溶液显弱酸性,俗称石炭酸 B其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，如果不慎沾在皮肤上，应立即用酒精擦洗 C其在水中的溶解度随温度的升高而增大，超过65可以与水以任意比互溶 D碳酸氢钠溶液中滴入苯酚的水溶液后立即放出二氧化碳 5. 已知维生素A 的结构简式可写为：以键线式表示，线 的交点与端点处代表碳原子，并用氢原子数补足四价，但C、H 原子未标记出来关于它的 叙述正确的是A A维生素A 的分子式为C20H30O B维生素A 是一种易溶于水的醇 C维生素A 分子中含有苯环结构 D1 mol 维生素
12、A 在催化剂作用下最多可与7 mol H2发生加成反应 9 / 22 6.膳食纤维具有突出的保健功能，人体的“ 第七营养素 ” 木质素是一种非糖类膳食纤维，其单 体之一是芥子醇，结构简式如右图所示。下列有关芥子醇的说法不正确的是A A芥子醇的分子式是C11H14O4，属于芳香烃 B芥子醇分子中所有碳原子有可能在同一平面 C芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应 D芥子醇能发生的反应类型有氧化、取代、加成 7乙醇分子结构中，各种化学键为 关于乙醇在各种反应中，断裂键的说法不正确的是(A ) A和乙酸、浓H2SO4共热时断裂 键 B和金属钠反应时断裂键 C和浓 H2SO4共热至 170时断裂 键
13、D在 Ag 催化下和O2反应时断裂 键 8下面 4种变化中，有一种变化与其他3 种变化类型不同的是(B ) ACH3CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH3H2O BCH3CH2OHCH2CH2 H2O C2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O DCH3CH2OHHBrCH3CH2Br H2O OHCHCHCH2OH O OCH3 CH 3 10 / 22 9下列物质能发生消去反应的是( B ) ACH3Cl B CD 10下列物质既能发生消去反应生成相应的烯烃，又能氧化生成相应的醛的是( B ) ACH3OH BCH3CH3CH3OH CD 知识点三醛、酮、酸、酯的性质
14、一、醛 1.乙醛 （1）分子式： C2H4O结构简式： CH3CHO官能团： CHO 或醛基 （2）物理性质：乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8 ，易挥发， 易燃烧，能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。 （3）化学性质： 加成反应：碳氧双键上的加成（还原反应） （催化剂一般为Ni） 11 / 22 氧化反应 a.与 O2反应 燃烧： OHCOOCHOCH 2223 4452 点燃 催化氧化： 2CH3CHO+3O2 2CH3COOH b.银镜反应 AgNO3 + NH3 H2O = AgOH + NH4NO3 AgOH + 2NH3 H2O = Ag(NH3)2OH + 2
15、H2O （银氨溶液的配制） CH3CHO+2Ag(NH3)2OH =加热 = CH3COONH4+2Ag +3NH3+H2O（检验醛基） 注： 试管必须洁净热水浴温热温热时不能振荡或摇动试管清洗银镜可 用稀 HNO3 c.与新制的 Cu(OH)2悬浊液反应 CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH3COONa + Cu2O + 3H2O（检验醛基） 注： 加热至沸腾 NaOH 溶液过量 小结： CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH （4）乙醛的主要制法（知识拓展） 乙炔水化法：CH CH + H 2OCH3CHO 乙烯氧化法：CH2=CH 2 +O2CH3CHO 乙醇氧
16、化法：2CH 3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 还原氧化 12 / 22 2.醛类 （1）定义：由烃基和醛基相连而构成的化合物。 结构通式：或简写为 RCHO。 饱和一元醛分子通式：CnH2nO （2）醛类的主要化学反应： 醛被还原成醇通式：R-CHO+H2R-CH2OH 醛的氧化反应： a.催化氧化2R-CHO + O22R-COOH b.被银氨溶液氧化 R-CHO + 2Ag(NH3)2OH R-COONH4+2Ag +3NH3+H2O 注： 1mol-CHO2molAg ，1molHCHO4molAg. c.被新制氢氧化铜氧化 R-CHO +2Cu(OH)2 +NaOH=加热
17、=R-COONa + Cu2O + 3H2O 注： 1mol-CHO1molCu2O 3.甲醛 （1）结构：分子式CH2O结构式 H C H O 结构简式： HCHO （2）物理性质：甲醛又称蚁醛，是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。 35 40的甲醛水溶液称为福尔马林 。 13 / 22 O CH3C CH3 （3）化学性质 能与 H2发生加成反应：HCHO+H 2 CH3OH 具有还原性。 HCHO + 4Ag(NH3)2OH (NH4) 2CO3 4Ag 6NH32 H2O HCHO 4Cu(OH)2 +2NaOH Na2CO3 + 2Cu2O + 6H2O （4）用途：甲醛是
18、一种重要的有机原料，主要用于塑料工业（如制酚醛树脂电木） 、合成 纤维、皮革工业、医药、染料等。 二、丙酮 （1）结构：分子式C3H6O ，结构简式或 CH3COCH3 。 酮的通式： R1COR2。酮是羰基直接与两个烃基相连， （2）物理性质：丙酮易挥发、易燃烧，可跟水、乙酸及乙醚等以任意比互溶，能溶解多种 有机物，是一种重要的有机溶剂。 （3）化学性质：CH3COCH3 H2 CH3CH2CH3 （还原反应） 酮不能发生银镜反应， 也不能被新制的Cu(OH)2氧化，因此，可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2 来区分醛和酮。 三、酸 1.乙酸 （1）结构组成：分子式：C2H4O2 、结构简式：
19、 （2）物理性质：纯净的乙酸是无色液体、有刺激性酸味，易溶于水，在16.6以下为针状 催化剂 14 / 22 晶体（冰乙酸、冰醋酸）。 （3）化学性质： 酸性：弱酸 a.使酸碱指示剂变色 b.与碱反应： NaOH+CH3COOH CH3COONa+H2O c.与碱性氧化物反应：CaO + 2CH3COOH (CH3COO)2Ca+2 H2O d.与盐反应： Na2CO3+2CH3COOH 2CH3COONa+CO2 + H2O e.与活泼金属反应：Fe+2CH3COOH (CH3COO)2Fe+H2 酯化反应：酸去羟基醇去氢 注： 浓硫酸的作用：催化剂，吸水剂 饱和碳酸钠溶液的作用：中和乙酸，
20、溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度 2.羧酸 （1）定义：是由烃基与羧基相连组成的有机化合物。羧基是羧酸的官能团。 （2）化学性质： 常见一元羧酸的酸性强弱顺序为：甲酸、苯甲酸、乙酸、碳酸 酯化反应： R1 COOH + R2-CH2OH R1-COOCH2-R2 +H2O 四、酯 1.组成和结构（饱和一元酯） 15 / 22 简式通式： RCOOR 分子通式： CnH2nO2 注：与 相同碳原子数的羧酸互为同分异构体 2.存在：水果、饮料、糖类、糕点等 3.物理性质：一般的酯有香味，密度比水小，难溶于水，易溶于有机溶剂，熔沸点低。 4.化学性质： （1）酯的酸式水解：酯+水酸+醇 （2）酯的碱式
21、水解：酯+水羧酸盐 +醇 5.知识拓展 羧酸与醇发生酯化反应的一般规律。 （1）一元羧酸与一元醇之间的酯化反应 （2）一元羧酸与多元醇之间的酯化反应 （3）多元羧酸与一元醇之间的酯化反应 （4）多元羧酸与多元醇之间的酯化反应 生成链酯： 生成环酯： 16 / 22 生成聚酯（缩聚反应） ： （5）羟基酸自身的酯化反应 生成普通酯： 生成环状交酯： 生成高聚酯： 典型例题 1.（2015 海淀零模）醋硝香豆素是一种治疗心脑血管疾病的药物，能阻碍血栓扩展，其结 构简式为： O OH O CH NO2 CH2C O CH3 醋硝香豆素可以通过以下方法合成（部分反应条件省略）。 17 / 22 CH3
22、 浓 HNO3 H2SO4 浓 ABCD Br2 光 M=153 () CHO NO2 CH3CCH3 O 一定条件 E GOH C9H6O3 () 丙二酸酐 一定 条件 醋硝香豆素 O OCH2CCH3 O NO2 O 已知： R1CHO CH3CR2 O 一定条件 R1CHCHCR2 O + H2O 回答以下问题： （1）反应的反应类型是取代反应（或硝化反应）。 （2）从 A 到 B 引入的官能团名称是溴原子。 （3）反应的化学方程式为 O2NCH2BrNaOH H2O O2NCH2OHNaBr+ 。 （4）反应的化学方程式为 CHO NO2 +CH3CCH3 O 一定条件 CH NO2
23、CHC O CH3 + H2O 。 （5）关于 E 物质，下列说法正确的是cd（填字母序号） 。 a在核磁共振氢谱中有四组吸收峰 b可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别D 和 E c可以发生加成反应、聚合反应、氧化反应和还原反应 d存在顺反异构 18 / 22 2.（2015 房山二模25） 有机化合物I 分子结构中含有三个六元环，其合成路线如下： 已知： 回答以下问题： （1）D 中所含官能团的名称是羟基、醛基。 CH2=CH2 B 的反应类型是加成。 （2）A + C D的化学反应方程式是 。 （3）F 的反式结构式是。 （4）H I的化学反应方程式是。 （5）下列说法正确的是a、b、c、d。 aA
24、、C 为同系物bE、F 均能自身发生聚合反应 cE、H 互为同分异构体dI、 G 均易溶于水和有机溶剂 （6）E 的同分异构体有多种，符合以下要求: 苯环上只有两个对位取代基FeCl3溶液发生显色反应 19 / 22 能发生银镜反应能发生水解反应 写出 E 的同分异构体的结构简式。 【巩固练习】 期中、期末试题 1.下列说法正确的是D A蛋白质的水解可用于分离和提纯蛋白质 B丙烯酸甲酯可通过缩聚反应生成高分子化合物 C用乙醇和浓硫酸制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度 D有机物 H3C CH3 CH3的核磁共振氢谱有两个峰，且峰面积之比为 31 2下列说法不正确的是A A分子式为C5H10O
25、2的羧酸共有3 种 B分子式为C3H9N 的异构体共有4 个 C某烷烃CnH2n+2的一个分子中，含有共价键的数目是3n+1 D某烷烃CnH2n+2的一个分子中，含有非极性键的数目是n-1 3. 绿原酸的结构简式如图，下列有关绿原酸的说法不正确的是D A分子式为C16H18O9 B能与 Na2CO3反应 C能发生取代反应和消去反应 D0.1 mol 绿原酸最多与0.8 mol NaOH 反应 20 / 22 HI OOHO OCH 3 H 3CO OOHO OH H 3CO 异秦皮啶 秦皮素 4.异秦皮啶具有镇静安神抗肿瘤功效，秦皮素具有抗痢疾杆菌功效。它们在一定条件下可发 生转化，如图所示。
26、有关说法正确的是D A异秦皮啶与秦皮素互为同系物 B异秦皮啶分子式为C11H12O5 C秦皮素一定条件下能发生加成反应、消去反应和取代反应 D1mol 秦皮素最多可与2molBr2(浓溴水中的 )、4molNaOH 反应 5.下列说法正确的是B A （CH3）3CCH2C（CH3）=CH2的名称为2， 2，4 一三甲基 -4-戊烯 B化合物不是苯的同系物 C分子中所有碳原子一定共平面 D除甲酸外的羧酸均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 6.下列说法正确的是D A.丁烷的沸点高于丙醇 B.聚丙烯的结构简式为CH3-CH-CH2n C. 由苯酚和甲酸缩聚而成 D可用新制的Cu(OH)2鉴别乙醛、乙酸、乙
27、醇 21 / 22 7氯霉素主要成分的结构简式为: 下列有关该化合物的说法不正确的是C A属于芳香族化合物 B能发生水解反应 C不能发生消去反应 D能发生催化氧化 【拓展提升】 模拟、高考试题 1 阿斯巴甜是目前使用最广泛的甜味剂甜度约为蔗糖的200 倍，其结构简式为： 下列关于阿斯巴甜的说法正确的是D A属于糖类B分子式为C14H19N2O5 C不能发生水解反应D既能与酸反应又能与碱反应 2. 有机物 A 可用于制备抗凝血药，其结构简式如图所示：C 有关该有机物说法正确的是 A. A 遇氯化铁溶液能显色 B. 1molA 最多可消耗3molNaOH C. 乙酸和 A 形成的酯的化学式是C11
28、H8O4 D. A 可能发生加成、取代、消去、缩聚等反应 22 / 22 3.某高分子化合物R 的结构简式为： 下列有关R 的说法正确的是C AR 的单体之一的分子式为C9H10O2 BR 完全水解后生成物均为小分子有机物 C通过加聚反应和缩聚反应可以生成R D碱性条件下，1 mol R 完全水解消耗NaOH 的物质的量为2 mol 4.（2015 东城一模）化合物 H（C13H16O2）是一种香料，存在于金橘中，以烷烃A 为原料 合成 H 的路线如下： 请回答： （1）的反应类型是消去反应。 （2）H 中的含氧官能团名称是羧基。 （3）F 属于芳香族化合物，它的分子具有反式结构，则F 的结构是。 （4）B 是 A 的一卤代物，经测定B 分子中有3 种不同化学环境的氢，则A 的名称（系统 命名）是2-甲基丙烷。