2018年高考化學第一輪復習 專題 有機物的性質(zhì)、推斷、鑒別與合成學案 蘇教版.doc

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有機物的性質(zhì)、推斷、鑒別與合成 【本講教育信息】 一. 教學內(nèi)容： 有機物的性質(zhì)、推斷、鑒別與合成 二. 教學目標： 掌握有機合成的關鍵：碳骨架構(gòu)建和官能團的引入及轉(zhuǎn)化； 熟練應用有關反應類型的知識推測有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，并能進行有機合成； 掌握高分子化合物的結(jié)構(gòu)、合成方法和單體的推斷 了解有機合成的意義及應用. 三. 教學重點、難點： 有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的推斷、有機合成方法 四. 教學過程： 1. 各類烴的代表物的結(jié)構(gòu)、特性 烷烴 烯烴 炔烴 苯及同系物 代表物結(jié)構(gòu)式 H—C≡C—H 碳碳鍵長 （10－10m） 1.54 1.33 1.20 1.40 鍵 角 10928′ 約120 180 120 分子形狀 正四面體 平面型 直線型 平面六邊形 主要化學性質(zhì) 光照下的鹵代；裂化；不使酸性KMnO4溶液褪色 跟X2、H2、HX、H2O的加成，易被氧化；可加聚 跟X2、H2、HX加成；易被氧化 跟H2加成；Fe催化下的鹵代；硝化、碘化反應 高分子化合物的合成反應： 高分子的合成反應有兩類，即加聚反應和縮聚反應，其比較見表 類別 加聚反應 縮聚反應 反應物特征 含不飽和鍵（如C＝C） 含特征官能團（如—OH、—COOH等） 產(chǎn)物特征 高聚物與單體具有相同的組成 高聚物和單體有不同的組成 產(chǎn)物種類 只產(chǎn)生高聚物 高聚物和小分子 反應種類 單烯、雙烯加聚 酚醛、酯、肽鍵類 2. 烴的衍生物的重要類別和各類衍生物的重要化學性質(zhì) 類別 通式 官能團 代表物 分子結(jié) 構(gòu)特點 主要化學性質(zhì) 鹵代烴 R—X —X C2H5Br 鹵素原子直接與烴基結(jié)合 1.與NaOH溶液共熱發(fā)生取代反應 2.與NaOH醇溶液共熱發(fā)生消去反應 醇 R—OH —OH C2H5OH 羥基直接與鏈烴基結(jié)合，—O—H及C—O均有極性 1.跟活潑金屬反應產(chǎn)生H2 2.跟氫鹵酸反應生成鹵代烴 3.脫水反應 生成烯 4.催化氧化為醛 5.與羧酸及無機含氧酸反應生成酯 酚 —OH —OH直接與苯環(huán)上的碳相連 1.弱酸性 2.與濃溴水發(fā)生取代反應 3.遇FeCl3呈紫色 醛 有極性和不飽和性 1.與H2加成為醇 2.被氧化劑氧化為酸（如Ag（NH3）2＋、Cu（OH）2、O2等） 羧酸 受羧基影響，O—H能電離出H＋ 1.具有酸的通性 2.酯化反應 酯 分子中RCO—和—OR′之間的C—O鍵易斷裂 發(fā)生水解反應生成羧酸和醇 ［說明］ 一、有機物的推斷突破口 1. 根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)推斷官能團，如：能使溴水變成褐色的物質(zhì)含有“C═C”或“C≡C”； 能發(fā)生銀鏡反應的物質(zhì)含有“－CHO”；能與鈉發(fā)生置換反應的物質(zhì)含有“－OH”或“－COOH”；能與碳酸鈉溶液作用的物質(zhì)含有“－COOH”；能水解產(chǎn)生醇和羧酸的物質(zhì)是酯等。 2. 根據(jù)性質(zhì)和有關數(shù)據(jù)推知官能團個數(shù)。如－CHO——2Ag——Cu2O； 2－OH——H2；2－COOHCO2；－COOHCO2 3. 根據(jù)某些反應的產(chǎn)物推知官能團的位置。如： （1）由醇氧化得醛或羧酸，－OH一定連接在有2個氫原子的碳原子上；由醇氧化得酮，－OH接在只有一個氫原子的碳原子上。 （2）由消去反應產(chǎn)物可確定“－OH”或“－X”的位置。 （3）由取代產(chǎn)物的種類可確定碳鏈結(jié)構(gòu)。 （4）由加氫后碳的骨架，可確定“C═C”或“C≡C”的位置。 二、有機物的鑒別 鑒別有機物，必須熟悉有機物的性質(zhì)（物理性質(zhì)、化學性質(zhì)），要抓住某些有機物的特征反應，選用合適的試劑，一一鑒別它們。 常用的試劑及某些可鑒別物質(zhì)種類和實驗現(xiàn)象歸納如下： 試劑 名稱 酸性高錳 酸鉀溶液 溴 水 銀氨 溶液 新制 Cu(OH)2 FeCl3 溶液 碘水 酸堿 指示劑 少量 過量、 飽 和 被鑒別 物質(zhì)種 類 含的物質(zhì)；烷基苯 含的物質(zhì) 苯酚 溶液 含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麥芽糖 含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麥芽糖 苯酚 溶液 淀粉 羧酸 現(xiàn)象 高錳酸鉀 紫紅色褪色 溴水褪色 出現(xiàn)白 色沉淀 出現(xiàn)銀鏡 出現(xiàn)紅色沉淀 呈現(xiàn) 紫色 呈現(xiàn) 藍色 使石蕊或甲基橙變紅 三、有機物的合成： 1、合成有機高分子化合物的方法主要有兩種：加聚和縮聚反應。加聚反應是含有不飽和C＝C、C＝O或C≡C的物質(zhì)在一定條件下發(fā)生聚合反應生成的有機高分子化合物，此時，不飽和有機物：“雙鍵變單鍵，組成不改變；兩邊伸出手，彼此連成鏈”發(fā)生加聚反應的有機物必含有不飽和鍵，結(jié)構(gòu)中主鍵原子數(shù)必為偶數(shù)；而縮聚反應則是由含有兩個官能團的有機物通過縮合脫水所生成的有機高分子化合物，一般為含有兩個官能團的二元羧酸和二元醇，也可以是既有羥基又有羧基的羥基酸或氨基酸等含有兩個官能團的有機物。 2、有機合成的常規(guī)方法 Ⅰ、官能團的引入 ①引入羥基（—OH）：a.烯烴與水加成；b.醛（酮）與氫氣加成；c.鹵代烴堿性水解；d.酯的水解等。 ②引入鹵原子（—X）：a.烴與X2取代；b.不飽和烴與HX或X2加成；c.醇與HX取代等。 ③引入雙鍵：a.某些醇或鹵代烴的消去引入C＝C；b.醇的氧化引入C＝O等。 Ⅱ、官能團的消除： ①通過加成消除不飽和鍵。 ②通過消去或氧化或酯化等消除羥基（—OH）。 ③通過加成或氧化等消除醛基（—CHO）。 Ⅲ、官能團的衍變： 根據(jù)合成需要（有時題目信息中會明示某些衍變途徑），可進行有機物的官能團衍變，以使中間物向產(chǎn)物遞進。常見的有三種方式： ①利用官能團的衍生關系進行衍變，如伯醇醛羧酸； ②通過某種化學途徑使一個官能團變?yōu)閮蓚€，如CH3CH2OHCH2＝CH2Cl—CH2—CH2—ClHO—CH2—CH2—OH; ③通過某種手段，改變官能團的位置。 Ⅳ、碳骨架的增減、閉環(huán)與開環(huán)： ①增長：有機合成題中碳鏈的增長，一般會以信息形式給出，常見方式為有機物與HCN反應以及不飽和化合物間的加成、聚合等。 ②變短：如烴的裂化裂解，某些烴（如苯的同系物、烯烴）的氧化、羧酸鹽脫羧反應等。 3、有機合成題的解題思路 解答有機合成題目的關鍵在于： ①選擇出合理簡單的合成路線； ②熟練掌握好各類有機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互衍生關系以及重要官能團的引進和消去等基礎知識。 有機合成路線的推導，一般有兩種方法：一是“直導法”；二是“反推法”。比較常用的是“反推法”，該方法的思維途徑是： （1）首先確定所要合成的有機產(chǎn)物屬何類別，以及題中所給定的條件與所要合成的有機物之間的關系。 （2）以題中要求最終產(chǎn)物為起點，考慮這一有機物如何從另一有機物甲經(jīng)過一步反應而制得。如果甲不是所給的已知原料，再進一步考慮甲又是如何從另一有機物乙經(jīng)一步反應而制得，一直推導到題目中給定的原料為終點。 （3）在合成某一種產(chǎn)物時，可能會產(chǎn)生多種不同的方法和途徑，應當在兼顧原料省、產(chǎn)率高的前提下選擇最合理、最簡單的方法和途徑。 【典型例題】 例1. 某烴類化合物A的質(zhì)譜圖表明其相對分子質(zhì)量為84，紅外光譜表明分子中含有碳碳雙鍵，核磁共振氫譜表明分子中只有一種類型的氫。 （1）A的結(jié)構(gòu)簡式為_______________________； （2）A中的碳原子是否都處于同一平面？_________（填“是”或者“不是”）； （3）在下圖中，D1、D2互為同分異構(gòu)體，E1、E2互為同分異構(gòu)體。 反應②的化學方程式為_______________________________________；C的化學名稱是__________；E2的結(jié)構(gòu)簡式是______________；④、⑥的反應類型依次是__________。 解析：根據(jù)題給信息：A的相對分子質(zhì)量為84，分子中所有H原子呈對稱結(jié)構(gòu)且存在雙鍵，則A的結(jié)構(gòu)為：，由于雙鍵屬于sp2雜化，與C＝C雙鍵直接相連的原子處于同一平面，故A中碳原子全部共面。 根據(jù)上述框圖可知：A與Cl2發(fā)生加成反應后，在作用下發(fā)生消去反應生成，然后，C與Br2在一定條件下發(fā)生1,2加成或1,4加成，產(chǎn)物在堿的水溶液作用下發(fā)生水解反應生成二元醇。 答案：（1）。 （2）是。 （3）＋2NaOH＋2NaCl＋2H2O； 2,3－二甲基－1,3－丁二烯； ； 1,4－加成反應、取代反應。 例2. 酚酞是常用的酸堿指示劑，其結(jié)構(gòu)如下圖，其生產(chǎn)過程是 （1）在加熱和催化劑作用下，用空氣氧化鄰二甲苯得鄰苯二甲酸。 （2）鄰苯二甲酸加熱到200℃時脫水得鄰苯二甲酸酐。 （3）鄰苯二甲酸酐在ZnCl2存在時與苯酚縮合成酚酞。 請寫出以苯、氯氣、鄰二甲苯、水、空氣為原料，在一定條件下制取酚酞的化學方程式。 解析：首先應分析酚酞的分子結(jié)構(gòu)，它是由鄰苯二甲酸酐打開一個與兩分子苯酚對位上氫原子縮合一分子水而成。然后分別制取苯酚和鄰苯二甲酸酐。由苯制取氯苯，氯苯水解得苯酚；制鄰苯二甲酸酐的反應雖在中學未學到，但可由題目所給予的信息提示而解。 答案： 例3. 以為原料，并以Br2等其他試劑制取，寫出有關反應的化學方程式，并注明反應條件（注，已知碳鏈末端的羥基能轉(zhuǎn)化為羧基）。 解析：1. 原料要引入—COOH，從提示可知，只有碳鏈末端的—OH（伯醇）可氧化成—COOH，所以首先要考慮在引入—OH。 2. 引入—OH的方法：①與H2O加成；②轉(zhuǎn)化成鹵代烴，由鹵代烴水解。 在中，由于碳碳雙鍵不對稱，與H2O加成得到的是（叔醇），叔醇中—OH不能氧化成—COOH，所以應采用方法②。 若將先脫水成再氧化的話，會使和—OH同時氧化，所以必須先氧化后脫水。多官能團化合物中，在制備過程中要考慮到官能團之間互相影響，互相制約。本題中，在制備—COOH時，先將以形式保護、掩蔽起來，待末端碳鏈上—OH氧化成—COOH后，再用脫水方法將演變過來。 答案： 例4. 在醛、酮中，其它碳原子按與羰基相連的順序，依次叫，，…碳原子，如：…。在稀堿或稀酸的作用下，2分子含有－碳原子的醛能自身加成生成1分子－羥基醛，如： 巴豆酸（CH3—CH＝CH—COOH）主要用于有機合成中制合成樹脂或作增塑劑。現(xiàn)應用乙醇和其它無機原料合成巴豆酸。請寫出各步反應的化學方程式。（西安市模擬題） 解析：用反推法思考： 本題合成涉及官能團的引入、消除、衍變及碳骨架增長等知識，綜合性強，需要熟練掌握好各類有機物性質(zhì)、相互衍變關系以及官能團的引進和消去等知識。 答案： 例5. 為擴大現(xiàn)有資源的使用效率，在一些油品中加入降凝劑J，以降低其凝固點，擴大燃料油品的使用范圍。J是一種高分子聚合物，它的合成路線可以設計如下，其中A的氧化產(chǎn)物不發(fā)生銀鏡反應： 試寫出： （l）反應類型；a 、b 、p （2）結(jié)構(gòu)簡式；F 、H （3）化學方程式：D→E E＋K→J 解析：根據(jù)產(chǎn)物J的結(jié)構(gòu)特點，說明J是兩個烯烴間通過加聚反應得到的高分子化合物。采用逆推的方法得到K、H、G、F中含有碳碳雙鍵，所以F為1，4加成產(chǎn)物。 即：E為：CH2＝C（CH3）－COOC16H33，D為：CH2＝C（CH3）－COOH；K為：，H為：HOOC－CH＝CH－COOH，G為：HO－CH2CH＝CHCH2OH，F(xiàn)為：Cl－CH2CH＝CHCH2－Cl,則A為：CH3CH（OH）CH3。 答案：（l）加成、消去、取代（水解） （2）F：Cl－CH2CH＝CHCH2－Cl、H：HOOC－CH＝CH－COOH （3）D→E：CH2＝C(CH3)－COOH＋C16H33OH→CH2＝C(CH3)－COOC16H33＋H2O E＋K→J：nCH2＝C（CH3）－COOC16H33＋n