3.5.3 多官能团有机物的性质和官能团的检验 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第五节 有机合成 课时3.5多官能团有机物的性质 和官能团的检验 第 三 章 烃的衍生物 重点、难点： 学习有机化合物中常见官能团的检验，预测多官能团有机物的组成和性质 学习目标 1、加深对有机化合物中常见官能团性质的认识 2、学习有机化合物中常见官能团的检验 3.预测多官能团有机物的组成和性质。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 4．能够根据各类有机化合物的典型性质，对有机化合物进行检验、分离与提纯。培养证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。 【主干知识梳理】 一、几种常见官能团的检验1、烯烃：碳碳双键( )(1)方法1 实验内容 实验现象 化学方程式 向盛有少量1­己烯的试管里滴加溴水，观察现象 溴水褪色，液体分层，下层为无色油状液体 CH2=CH—C4H9＋Br2 CH2BrCHBr—C4H9 (2)方法2 实验内容 实验现象 化学方程式 向盛有少量1­己烯的试管里滴加酸性KMnO4溶液，观察现象 KMnO4溶液褪色，有无色气泡冒出 CH2=CH—C4H9＋2MnO4－＋6H＋ C4H9COOH＋CO2↑＋4H2O＋2Mn2＋ 2、卤代烃：碳卤键( ) 实验内容 实验现象 化学方程式 向试管里加入几滴1­溴丁烷，再加入2 mL 5% NaOH溶液，振荡后加热。反应一段时间后取出试管静置。小心地取数滴水层液体置于另一支试管中，加入稀硝酸酸化，加入几滴2% AgNO3溶液，观察现象 ①水浴加热后液体不再分层 ②另一试管中有淡黄色沉淀生成 CH3CH2CH2CH2Br＋NaOH CH3CH2CH2CH2OH＋NaBr NaBr＋AgNO3=AgBr↓＋NaNO3 3、酚：羟基(—OH)(1)方法1 实验内容 实验现象 化学 方程式 向盛有少量苯酚稀溶液的试管里滴加饱和溴水，观察现象 有白色沉淀生成 (2)方法2 实验内容 实验现象 化学方程式 向盛有少量苯酚稀溶液的试管里滴加FeCl3溶液，观察现象 溶液显紫色 6C6H5OH＋Fe3+ [Fe(C6H5O)6]3－＋6H+ 4、醛：醛基( ) 实验内容 实验现象 化学 方程式 在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液，滴入几滴5% CuSO4溶液，振荡。然后加入0.5 mL乙醛溶液，加热，观察现象 有砖红色沉淀生成 CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 二、阿司匹林片有效成分中羧基和酯基官能团的检验阿司匹林片的有效成分是乙酰水杨酸( )。乙酰水杨酸中有羧基，具有羧酸的性质；同时还有酯基，在酸性或碱性条件下能发生水解。可以通过实验检验乙酰水杨酸中的羧基和酯基。(1)样品处理：将一片阿司匹林片研碎后放入适量水中，振荡后静置，取用上层清液。(2)羧基和酯基官能团的检验①向两支试管中分别加入2 mL清液②向其中一支试管中加入2滴石蕊溶液，观察现象。溶液变为红色③向另一支试管中加入2滴稀硫酸，加热后滴入几滴NaHCO3溶液，振荡。再向其中滴入几滴FeCl3溶液，振荡。观察现象。溶液显紫色 问题和讨论除了化学实验方法，还常用仪器分析的方法鉴别有机化合物。下面是乙醇、乙酸和乙酸乙酯三种物质的核磁共振氢谱，请指出它们分别对应哪种物质。 CH3COOCH2CH3 CH3CH2OH CH3COOH 多官能团有机物的多重性与反应类型 【主干知识梳理】 1、常见官能团的主要性质及反应类型 有机物 烷烃 烯烃 炔烃 通式 CnH2n＋2 CnH2n CnH2n－2 代表物 CH4 CH2=CH2 CH≡CH 官能团 无 —C≡C— 主要化学性质 取代反应：光照时与气态卤素单质反应 (1)加成反应：与X2卤素单质、H2、HX卤化氢、H2O反应 (2)氧化反应：使酸性KMnO4溶液褪色 (3)加聚反应 (1)加成反应：与X2卤素单质、H2、HX卤化氢、H2O反应 (2)氧化反应：使酸性KMnO4溶液褪色 (3)加聚反应 有机物 芳香烃 芳香烃 通式 CnH2n－6 CnH2n－6 代表物 官能团 无 无 主要化学性质 (1)取代反应：①FeBr3催化下与液溴反应生成溴苯②浓硫酸催化下与浓硝酸反应生成硝基苯(2)加成反应：与H2发生加成反应生成环己烷(3)苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应 (1)取代反应：①FeBr3催化下，苯环上氢与液溴发生反应(邻、对位)②光照条件下，侧链甲基与卤素发生反应③浓硫酸催化下与浓硝酸反应生成2,4,6­三硝基甲苯(2)氧化反应：被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸(3)加成反应：与H2发生反应生成甲基环己烷 有机物 卤代烃 醇 通式 R—X R—OH 代表物 C2H5Br C2H5OH 官能团 (碳卤键) 醇羟基 —OH 主要化学性质 (1)取代反应：与NaOH水溶液共热发生水解反应生成醇 (2)消去反应：与NaOH醇溶液共热发生消去反应 (1)置换反应：与活泼金属反应产生H2 (2)取代反应：①与浓氢卤酸反应生成卤代烃②浓硫酸催化下，分子间脱水成醚③与羧酸或无机含氧酸反应生成酯 (3)消去反应：浓硫酸催化下，分子内脱水成烯 (4)氧化反应：①催化氧化为醛或酮②直接被酸性高锰酸钾或重铬酸钾氧化成羧酸 有机物 醚 醛 酮 通式 R—O—R 代表物 C2H5OC2H5 CH3CHO 官能团 醚键 醛基 羰基 主要化学性质 性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应 (1)加成反应：①与H2发生加成反应生成醇②与HCN发生加成反应 (2)氧化反应：①银镜反应：与银氨溶液反应②与新制的氢氧化铜悬浊液反应③催化氧化生成羧酸④被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化成羧酸 不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成醇 有机物 羧酸 酯 胺 酰胺 通式 R—NH2 代表物 乙酸 乙酸乙酯 乙酰胺 官能团 羧基 酯基 氨基 —NH2 酰胺基 主要化学性质 (1)酸的通性 (2)酯化反应：在浓硫酸催化下与醇反应生成酯和水 ①酸性水解生成羧酸和醇，酸性水解可逆②碱性水解生成羧酸盐和醇，碱性水解不可逆 弱碱性(与酸反应) ①酸性水解生成羧酸和铵盐 ②碱性水解生成羧酸盐和氨气 2、重要的反应及反应现象(1)有机物与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应 溴水 酸性高锰酸钾 烷烃 烯烃 炔烃 苯 苯的同系物 醇 酚 醛 羧酸 酯 不褪色 不褪色 褪色 褪色 褪色 褪色 不褪色 不褪色 不褪色 褪色 不褪色 褪色 白色沉淀 褪色 褪色 褪色 不褪色 不褪色 不褪色 不褪色 (2)有机物与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应 含羟基的物质比较项目 与Na反应 与NaOH反应 与Na2CO3反应 与NaHCO3反应 醇 酚 羧酸 反应放出H2 不反应 不反应 不反应 反应放出H2 反应 反应，生成苯酚钠和NaHCO3 不反应 反应放出H2 反应 反应放出CO2 反应放出CO2 (3)银镜反应的有机物：醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等)(4)与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应：羧酸(中和)、甲酸(先中和，但NaOH仍过量，后氧化)、醛、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖)、甘油等多羟基化合物(5)能发生水解反应的有机物：卤代烃、酯、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋白质) 3、记准几个定量关系①1mol醛基消耗2mol Ag(NH3)2OH生成2mol Ag单质、1mol H2O、3mol NH3； 1mol甲醛消耗4mol Ag(NH3)2OH②1mol醛基消耗2mol Cu(OH)2生成1mol Cu2O沉淀、2mol H2O③和NaHCO3反应生成气体：1mol —COOH生成1mol CO2气体④和Na反应生成气体：1mol —COOH生成0.5 mol H2；1mol —OH生成0.5mol H2⑤和NaOH反应：1 mol—COOH(或酚—OH，或—X)消耗1mol NaOH；1mol (R为链烃基)消耗1mol NaOH；1mol 消耗2mol NaOH 4、确定多官能团有机物性质的三步骤 【微点拨】有些官能团性质会交叉。如：碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与氢气发生加成反应等 例１、某有机物的结构简式如图所示，下列说法正确的是(　　) A．分子式为C10H12O3B．能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色C．1 mol该有机物可中和2 mol NaOHD．1 mol该有机物最多可与3 mol H2发生加成反应 Ｂ 例２、有关的说法正确的是(　　) A．可以与氢气发生加成反应 B．不会使溴水褪色 C．只含二种官能团 D．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗1 mol NaOH Ａ 例３、甲酸香叶酯(结构简式如图)为无色透明液体，其具有新鲜蔷薇嫩叶的香味，可用于配制香精。下列有关该有机物的叙述正确的是(　　) A．分子式为C11H19O2 B．含有羧基和碳碳双键两种官能团 C．能发生加成反应和水解反应 D．23 g Na与过量的该物质反应生成的气体在标准状况下为11.2 L C 例４、分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图所示，下列关于分枝酸的叙述正确的是(　　) A．分子中存在两种含氧官能团 B．1 mol该有机物可以分别与3 mol Br2和5 mol H2发生加成反应 C．该有机物均可以使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色 D．该有机物可以发生氧化反应、加成反应、取代反应和水解反应 C 例５、1 mol 与足量的NaOH溶液充分反应， 消耗的NaOH的物质的量为(　　) A．5 mol　　B．4 mol C．3 mol D．2 mol Ａ 例6、草药莪术根茎中含有一种色素，它的结构简式为： 用它制成的试纸可以检验溶液的酸碱性。能够跟1 mol该化合物起反应的Br2(水溶液)或H2的最大用量分别是(　　) A．3 mol，3 mol　　　B．3 mol，5 mol C．6 mol，8 mol　　　D．6 mol，10mol Ｄ 例７、某有机物A的结构简式为 A与过量NaOH完全反应时，A与参加反应的NaOH的物质的量之比为__________；A与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时，A与被还原的Cu(OH)2的物质的量之比为______；A与参与反应的Cu(OH)2的物质的量之比可能为________。 1∶2 1∶2　 1∶3 常见有机化合物的鉴别 　　　有机化合物的检验和鉴别，依据的是有机化合物的性质，特别注意不能忽略有机化合物的物理性质。常用的检验方式如下： 1．利用有机化合物的溶解性鉴别 　　通常是根据水溶性加水检验，观察其是否能溶于水。常见的可溶于水的基团(即亲水基团)有羟基(—OH)、羧基(—COOH)、醛基(—CHO)、氨基(—NH2)、羰基(　　　　)等，难溶于水的基团(即憎水基团)有所有的烃基、卤素原子(—X)、硝基(—NO2)、酯基(—COOR)等。 2．利用液态有机化合物的密度鉴别 　　观察不溶于水的有机化合物与水混合后分层情况，可知其密度比水的密度小还是大。通常难溶于水的液态有机化合物中，密度比水小的有烃类、酯类、一氯代烃等，密度比水大的有溴代烃、多氯代烃、硝基化合物等。 3．利用有机化合物的燃烧情况鉴别　　观察有机化合物是否可燃(大部分有机化合物可燃，四氯化碳和多数无机物不可燃)；燃烧时黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔，己烷和苯，聚乙烯和聚苯乙烯)；燃烧时的气味(可区分聚氯乙烯、蛋白质)进行鉴别。 4．利用有机化合物的官能团鉴别　　基本思路：官能团→性质→方法的选择。常用的试剂与方法见下表： 被鉴别或被检验的物质 饱和烃与不饱和烃 苯与苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上有H) 试剂与方法 加入溴水或酸性KMnO4溶液 加入酸性KMnO4溶液 现象与结论 使溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是不饱和烃 使酸性KMnO4溶液褪色的是苯的同系物 被鉴别或被检验的物质 卤代烃中的卤原子 醇 试剂与方法 加碱溶液共热，先加稀硝酸中和碱，再加AgNO3溶液 加入活泼金属钠(应先排除其他酸性基团的影响，如羧基、酚羟基等)；加乙酸、浓硫酸共热 现象与结论 产生白色沉淀说明是氯代烃，浅黄色沉淀说明是溴代烃，黄色沉淀说明是碘代烃 有气体放出；生成有香味的物质 被鉴别或被检验的物质 醛 羧酸 酯 苯酚 淀粉 蛋白质 试剂与方法 加入银氨溶液水浴加热；加入新制的氢氧化铜加热 加紫色石蕊试液；加碳酸钠或碳酸氢钠溶液 闻气味；加稀NaOH溶液，水浴加热 加FeCl3溶液；加浓溴水 碘水 灼烧；加双缩脲试剂；加浓硝酸微热 现象与结论 试管底部会出现光亮的银镜；溶液中出现砖红色沉淀 显红色；有无色无味的气体逸出 有香味；分层现象消失 溶液显紫色；生成白色絮状物 变蓝 有烧焦羽毛的气味；显紫色；有黄色沉淀生成(蛋白质中含苯环) 【例1】 下列叙述错误的是 ( ) A．用金属钠可区分乙醇和乙醚 B．用酸性高锰酸钾溶液可区分己烷和3­己烯 C．用水可区分苯和溴苯 D．用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛 Ｄ 【例2】下列有机实验操作或叙述不正确的是________(填序号)。 A．用新制的氢氧化铜检验是否患糖尿病 B．乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去 C．蔗糖水解时应用浓硫酸作催化剂 D．在鸡蛋白中滴入浓硝酸，微热会产生黄色物质 E．在植物油中滴入溴水，溴水褪色 F．用盐析法分离油脂皂化反应的产物 G．在酒精中加新制生石灰后蒸馏，制无水乙醇 C [解析] (1)蔗糖水解时不能用浓硫酸作催化剂，应用稀硫酸。 【例3】下列各组有机化合物，只用一种试剂无法鉴别的是( ) A．乙醇、苯、硝基苯 B．苯乙烯、苯酚、己烷 C．苯、甲苯、环己烷 D．甲酸、乙醛、乙酸乙酯 [解析]乙醇与水互溶，苯与水互不相溶但密度比水小，硝基苯与水互不相溶但密度比水大，只用水即可鉴别三者，A不符合题意；己烷不和浓溴水反应，苯酚和浓溴水反应生成白色沉淀，苯乙烯和溴水发生加成反应使溴水褪色，只用浓溴水即可鉴别三者，B不符合题意；甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯和环己烷不能，可用酸性KMnO4溶液鉴别出甲苯，再用含铁的液溴区分苯和环己烷，能发生反应使液溴褪色的是苯，则只用一种试剂无法鉴别三者，C符合题意；甲酸能溶解新制氢氧化铜，但混合后加热则生成砖红色沉淀，乙醛不能溶解氢氧化铜，但混合后加热时生成砖红色沉淀，乙酸乙酯与新制氢氧化铜混合后分层，只用新制氢氧化铜即可鉴别三者，D不符合题意。 C 【例４】为顺利鉴别苯酚溶液、己烷、己烯、乙酸和乙醇5种无色液体，可选用的最合理的试剂是 ( ) A．饱和溴水、银氨溶液 B．FeCl3溶液、氢氧化钠、饱和溴水、石蕊试液 C．石蕊试液、饱和溴水 D．酸性KMnO4溶液、石蕊溶液 [解析]苯酚与饱和溴水反应生成2,4,6­三溴苯酚白色沉淀；己烷会萃取溴水中的溴，上层是橙色的有机层，下层是无色的水层；己烯会与溴水反应，上、下两层均为无色；乙酸和乙醇均溶于溴水，现象相同，无法区分；乙酸与石蕊试液混合呈红色，而乙醇加入石蕊试液中无明显现象。乙醇、苯酚、己烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此C项试剂最为合理。 C [解析]丙醛含有醛基，可被溴水氧化，戊烯可与溴水发生加成反应，二者都与溴水反应，A错误；苯酚和乙酸都与碳酸钠反应，可用碳酸氢钠溶液除去苯酚中的乙酸，B错误；甲酸甲酯和乙酸的核磁共振氢谱中峰的化学位移不同，可用核磁共振氢谱鉴别，C错误；苯甲酸和氯化钠在水中的溶解度随温度的变化不同，可用重结晶的方法分离，D正确。 【例５】下列有关有机物鉴别、分离、提纯的方法正确的是( )A．用溴水除去丙醛中的戊烯B．用饱和碳酸钠溶液除去苯酚中的乙酸 C．用核磁共振氢谱不能鉴别甲酸甲酯和乙酸D．用重结晶的方法分离苯甲酸和氯化钠的混合物 D 【例6】下列区分苯和己烯的实验方法和判断都正确的是 ( ) A．分别点燃，无黑烟生成的是苯 B．分别加入溴水，振荡，静置后分层，下层红棕色消失的是己烯 C．分别加入溴水，振荡，静置后分层，上、下两层红棕色均消失的是己烯 D．分别加入酸性KMnO4溶液，振荡，静置后分层且紫色消失的是苯 [解析] [苯的含碳量高，点燃苯时有黑烟生成，A错误。苯与溴水不反应，但会把溴从溴水中萃取出来，分层后下层为水层，无色；己烯与溴水反应，使溴水褪色，上、下两层均无色，B错误，C正确。分别加入酸性KMnO4溶液，振荡，苯不能与高锰酸钾反应，己烯能被高锰酸钾氧化，即静置后分层且紫色消失的是己烯，D错误。] C 4.苯酚是一种重要的化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。含酚类物质的废水对生物具有毒害作用，会对水体造成严重污染。化工厂和炼焦厂的废水中常含有酚类物质，在排放前必须经过处理。下列提供了两种分离、回收苯酚的方案： 对于类型一中： (1)开始加入苯，利用苯的什么性质？能否改用酒精？为什么？ (2)分液用到的玻璃仪器是什么？分液时上、下层液体如何分离？ (3)苯酚的苯溶液中加入NaOH溶液，写出反应的化学方程式。 (4)从苯酚的浊液中分离苯酚为什么用分液而不用过滤？ [提示](1)苯酚易溶于苯，且苯与水不相溶。不能改用酒精，因为酒精与水互溶。(2)分液漏斗，先把下层液体从分液漏斗的下端放出，然后再把上层液体从分液漏斗的上口倒出。 (4)苯酚与水形成的是乳浊液而非悬浊液，静置后分层，用分液法分离。 类型一 废水中含有苯酚，其回收方案为 类型二 乙醇中混有苯酚，其回收方案为 对于类型二中： (1)不加NaOH溶液，直接蒸馏可以吗？为什么？ (2)蒸馏所用的玻璃仪器有哪些？ (3)蒸馏后所得的水溶液中通入足量CO2充分反应，写出有关的化学方程式。 (4)含苯酚的浊液静置后分层，苯酚在哪层？ [提示] (1)不可以，苯酚和乙醇均易挥发，无法分离。(2)蒸馏烧瓶、温度计、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶。 (4)苯酚在下层。 有机化学中的重要反应类型 1.取代反应 (1)反应实质与特点: 实质:有机物分子中的园子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。 特点:有上有下或有进有出。 (2)反应规律 A1-B2 + A2-B1 有机物或官能团 饱和烃 苯环 卤代烃(—X) 醇(—OH) 羧酸(—COOH) 酯(—COO—) 烯、炔、醛、酮、羧酸 常见试剂 X2 X2、HNO3、H2SO4 H2O、NaCN HX、R—COOH R—OH H2O、NaOH X2 取代基团或位置 碳氢键上的氢原子 碳氢键上的氢原子 卤素原子 羟基上的氢或—OH 羧基中的—OH 酯基中的碳氧单键 α-H (3)有机物或官能团与对应的试剂及其取代位置: CH3—CH2—COOH CH3—CH2—CHO CH3—CO—CH3 CH2=CH—CH3 CH≡C—CH3 (4)类型 ①卤代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被卤素原子(—X，X＝F，Cl，Br，I)所替代的反应。 a．CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl d．CH3CH2OH＋HBr CH3CH2Br＋H2O ②硝化反应：有机物分子里的某些原子或原子团被硝基(—NO2)所替代的反应。 ③磺化反应：有机物分子里的某些原子或原子团被磺酸基(—SO3H)所替代的反应。   ④酯化反应：醇和羧酸或无机含氧酸反应生成酯和水的反应。 2.加成反应 (1)反应实质与特点: 实质:有机物分子中的双键或三键断开一个或二个,加上其他原子或原子团。 特点:只加不减。 (2)官能团(原子团)与对应的试剂: 能发生加成反应的官能团或结构有碳碳双键、碳碳三键、苯环、羰基(醛、酮)等。 注意：①羧酸和酯中的碳氧双键一般不能与H2发生加成反应。 ②羰基不能与卤素单质(X2)、卤化氢(HX)发生加成反应。 ③共轭二烯烃有两种不同的加成方式。 注意：其他含有碳碳双键、碳碳三键的有机物，比如不饱和酸甘油酯等，也能发生类似的加成反应。除了卤素单质外，烯烃、炔烃等与其他试剂发生加成反应一般都要有合适的催化剂、一定的温度和适当的压强。 (3)类型①烯烃、炔烃的加成反应a．CH2=CH2＋H2 CH3—CH3b．CH2=CH2＋Br2 CH2Br—CH2Brc．CH≡CH＋HCl CH2=CHCld．CH2=CH—CH3＋H—OH　 CH3—CHOH—CH3（主要） 催化剂 催化剂 催化剂 加热、加压 ②苯环的加成反应 ③醛、酮与H2、HCN、ɑ-H的加成反应 注意：其他含有醛基或酮羰基的有机物，如葡萄糖、果糖等，也能与H2发生加成反应。 3．消去反应(消除反应)(1)定义：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、HX等)，而生成含不饱和键的化合物的反应。 反应特点: ①分子内脱去小分子; ②产物中含不饱和键. 能发生消去反应的官能团:—OH(醇)、—X(卤代烃)等。 (2)类型①卤代烃的消去反应 ②醇的消去反应 （主要产物） 4．氧化反应(1)定义：有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应。(2)类型①醇的催化氧化反应羟基的O—H断裂，与羟基相连的碳原子上的C—H断裂，形成C=O。与羟基相连的碳原子上无氢原子时，醇不能被催化氧化。 ②醛的氧化反应 醛基的C—H断裂，醛基被氧化成羧基。 ③有机物的燃烧、不饱和烃和苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上有氢原子的)使酸性KMnO4溶液褪色等。 ④醛及含醛基的化合物与新制的Cu(OH)2或银氨溶液的反应。 ⑤苯酚在空气中放置被氧化，生成粉红色物质。 5．还原反应(1)定义：有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应。(2)类型①醛、酮、烯烃、炔烃、苯及其同系物、酚等的催化加氢反应。②—NO2被还原成—NH2的反应。 判断有机反应类型的常用方法 1、根据官能团种类判断发生的反应类型 2、根据特定的反应条件判断反应类型 ①当反应条件是稀硫酸并加热时，通常为酯类或糖类的水解反应。 ②当反应条件为Cu或Ag作催化剂、加热并有O2参加反应时，通常为醇的催化氧化 ③当反应条件为催化剂并有H2参加反应时，通常为碳碳双键、苯环的加成反应 ④当反应条件为光照且与卤素单质(Cl2或溴蒸气)反应时，通常为烷烃或苯环侧链烷烃基上的氢原子发生的取代反应。 ⑤当反应条件为铁或FeX3作催化剂且与X2反应时，通常为苯环上的氢原子被取代，发生取代反应 ⑥当反应条件是NaOH的乙醇溶液，加热时，通常为卤代烃的消去反应。 3、根据反应物和产物的结构不同判断反应类型 【例1】下列有机合成所涉及的反应类型有误的是( ) A．由丙醛制1,2­-丙二醇：第一步还原，第二步消去，第三步加成，第四步取代 B．由1-­溴丁烷制1,3­-丁二烯：第一步消去，第二步加成，第三步消去 B 【典型例题1】醛分子在稀碱溶液存在下,可发生羟醛缩合反应,生成羟基醛,如图,请问两步反应各是什么反应类型? 提示:加成反应和消去反应。 【典型例题2】 氯普鲁卡因盐酸盐是一种局部麻醉剂,麻醉作用较快、较强、毒性较低,其合成路线如下:指出各步反应的类型 1.下列反应中,属于还原反应的是　　　　　(填序号,下同),属于氧化反应的是　　　　　　　　。  ①由乙醇制取乙醛　②由乙醛制取乙醇　③乙醛的银镜反应 ④甲醛与新制的氢氧化铜反应　　⑤乙烯与氢气的加成 ⑥乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色　 ⑦丙酮(CH3COCH3)与氢气生成2-丙醇　⑧甲烷的燃烧反应 ②⑤⑦ ①③④⑥⑧ 2.官能团是对有机化合物的性质有重要影响的原子或原子团,现有如下4种物质,均含有一定的官能团,请根据所学知识判断它们中能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是 (　　　）　 【做一做】 A 4.写出下列物质间转化的反应类型 由E→F的反应类型为 [来源 由C→D的反应类型为 [来源 由C→D的反应类型为 [来源 取代反应 取代反应 氧化反应 【课堂回眸】 判断有机化学反应类型的基本思路 常见有机物的官能团异构体找法【方法与规律】 一、同分异构体的概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫做同分异构现象；具有同分异构现象的化合物互称同分异构体二、同分异构体的种类1、碳架异构：由碳链骨架不同而产生的异构现象如：C5H12有三种同分异构体，即正戊烷、异戊烷和新戊烷2、位置异构：由官能团在碳链中位置不同而产生的同分异构现象 如：1—丁烯与2—丁烯、1—丙醇与2—丙醇3、官能团异构：由官能团类别不同而产生的同分异构现象 如：1—丁炔与1，3—丁二烯、丙烯与环丙烷、乙醇与甲醚 4、立体异构：手性异构和顺反异构 (1)、手性异构(对映异构、镜像异构) ①定义：如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体，也叫对映异构体。有手性异构体的分子称为手性分子②判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子，常用*C表示 (2)、烯烃的顺反异构形成条件①具有碳碳双键 ②组成双键的每个碳原子必须连接两个不同的原子或原子团 定义 结构 名称 顺式结构 两个相同的原子或原子团居于同一边的为顺式 顺—2—丁烯 反式结构 两个相同的原子或原子团分居两边的为反式 反—2—丁烯 三、不饱和度1、概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用Ω表示2、有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为： 3、几种常见结构的不饱和度 官能团或结构 不饱和度 1 C==O(醛、酮、羧酸、酯) 1 环 1 —C≡C— 2 苯环 4 1、等效氢原子法(对称法)(1)同一个碳原子上连接的氢原子等效，如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的(2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效，如：新戊烷(　　　　　　)分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H原子是等效的(3)分子中处于对称位置上的氢原子是等效的，如：正丁烷(CH3CH2CH2CH3)分子中两端的甲基6个氢原子等效，中间的两个亚甲基的4个氢原子也是等效的 2、等同转换法：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也有两种结构【结论】对于烃(CxHy)，它的a取代物与(y-a)取代物个数相等3、基团连接法：将有机物看成由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。常用于写卤代烃、醇、醛、羧酸、酯的同分异构体的书写。 如：丁基有四种，一氯丁烷(看作丁基与氯原子连接而成)也有四种 五、常见有机物的同分异构体找法1、烷烃同分异构体的找法 方法　　　减碳法：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边 2、烷烃烃基的找法：(记住是关键) 甲基 1 乙基 1 丙基 2 丁基 4 戊基 8 4、烯烃同分异构体的找法　CnH2n　　(n≥2) 方法1：变键法：单键变双键，要求相邻的两个碳上必须各有一个氢原子(箭头是指将单键变成双键) 方法2：插入法：先碳链异构再双键位置异构 4、环烷烃同分异构体的找法　CnH2n　　(n≥3) 方法：减环法：先写出最大的碳环，侧链先一个侧链，再两个侧链 C5H10的同分异构体 4、苯的同系物的找法及一氯代物的找法 通式 不饱和度 方法 以“C8H10”为例，并找出一氯代物 规律 CnH2n-6(n≥6) 4 去掉苯环六个碳原子，先一个侧链、再两个侧链，依次类推 　　　 　　　(3+2)、　　(2+1)、　　　(3+1)、　　　　　　(1+1) (1)若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种 (2)若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种 (3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基，其结构有6种 (4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 5、醇的同分异构体　CnH2n+2O　(n≥1) 方法：取代基法：羟基取代氢原子，先碳链异构再羟基位置异构 5、醚的同分异构体　CnH2n+2O　(n≥2)　　 方法：插入法：在C—C单键之间插入氧原子 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 6、酚类同分异构体找法 方法：取代基法：羟基取代苯环上氢原子 C7H8O CnH2n-6O (n≥6) 芳香醇 酚 方法：取代基法：羟基取代苯环侧链氢原子 方法：插入法：在C—C单键之间插入氧原子 芳香醚 C8H10O 芳香醇 酚 芳香醚 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 7、醛的同分异构体找法 通式 不饱和度 类别异构体 常考三类异构体 方法 以“C5H10O”为例 CnH2nO(n≥1) 1 醛、酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 醛 (n≥1) 醛基属于端位基，将烃分子中链端的甲基变成醛基 CnH2nO(n≥1) 1 醛、酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 酮(n≥3) 碳碳单键变成碳氧双键 　 　(无) CnH2nO(n≥1) 1 醛、酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 烯醇(n≥3) 多官能团，变键优先，取代其次：先找烯烃，再用羟基取代 醛　方法２：取代基法：醛基取代烃上氢原子 以C5H10O为例 C━C━C━C C━C━C　 ┃ C CH2CH2CH2CH3 CHO ┃ CH3CHCH2CH3 CHO ┃ CH2CHCH3 CHO ┃ CH3 ┃ CH3CCH3 CHO ┃ CH3 ┃ 酮　方法２：插入法：在C—C单键之间插入羰基 C━C━C━C C━C━C　 ┃ C CH3　　　　CH2CH2CH3 ━C━ O ┃ ┃ CH3CH2　　　　CH2CH3 ━C━ O ┃ ┃ CH2　　　　CHCH3 CH3 ┃ ━C━ O ┃ ┃ 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 8、酯的同分异构体的找法 通式 不饱和度 类别异构体 方法 以“C4H8O2”为例 CnH2nO2(n≥1) 1 羧酸 (n≥1) 羧基属于端位基，将烃分子中链端的甲基变成醛基 CnH2nO2(n≥1) 1 酯(n≥2) 无苯环结构用加法；有苯环结构用“变键插键”的思想 1+3：甲酸丙酯(丙醇有两种结构) 2+2：乙酸乙酯 3+1：丙酸甲酯共4种 CnH2nO2(n≥1) 1 羟基醛(n≥2) 多官能团，变键优先，取代其次：先找醛，再用羟基取代 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 提示：写酯也可且取代基法，先碳链异构再羧基位置异构 用“变键插键”的思想全面剖析酯的同分异构体找法 方法 以“C4H8O2”为例 以“C8H6O2”为例(芳香酯) 若在链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对芳香酯比较有效 用“变键插键”的思想全面剖析酯的同分异构体找法 酯可以理解为先插入　　　再在羰基左、右两边插入氧原子，也就是先找出酮，再插入氧，以“C5H10O2”为例 　、　　　　　　　　　、 、　　　　　　　　、 若在链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对芳香酯比较有效 限定条件下的同分异构体的书写 【方法与规律】一、巧用不饱和度记住常见有机物的官能团异构1、不饱和度(1)概念：不饱和度又称缺氢指数，即有机物分子中的氢原子与和它碳原子数相等的链状烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用Ω表示(2)有机化合物(CxHyOz)分子不饱和度的计算公式为：【微点拨】在计算不饱和度时，若有机化合物分子中含有卤素原子，可将其视为氢原子；若含有氧原子，则不予考虑；若含有氮原子，就在氢原子总数中减去氮原子数 (3)几种常见结构的不饱和度 官能团或结构 不饱和度 1 C=O(醛、酮、羧酸、酯) 1 环 1 —C≡C— 2 苯环 4 2、常见有机物的官能团异构 通式 CnH2n+2 CnH2n CnH2n－2 CnH2n＋2O CnH2nO CnH2nO2 CnH2n＋1O2N 不饱和度 0 1 2 0 1 1 1 常见类别异构体 无类别异构体 单烯烃、环烷烃 单炔烃、二烯烃、环烯烃、二环烃 饱和一元醇、饱和一元醚 饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、烯醚、环醇、环醚 饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟醛、羟酮 氨基酸、硝基烷 二、四种方法全面剖析同分异构体1、取代思想：采用等效氢、对称的方法，适用于一卤代物、醇、醛、羧酸的找法(1)一卤代烃：看作是氯原子取代烃分子中的氢原子，以“C5H11Cl”为例 (2)醇：看作是—OH原子取代烃分子中的氢原子，以“C5H12O”为例 2、变建思想：即将有机物中某个位置化学键进行变化得到新的有机物，适用于烯烃、炔烃、醛和羧酸(1)烯烃：单键变双键，要求相邻的两个碳上至少各有1个氢原子，以“C5H10”为例 箭头指的是将单键变成双键 箭头指的是将单键变成双键 新戊烷中间碳原子上无氢原子，不能变成双键 (2)炔烃：单键变三键，要求相邻的两个碳上至少各有2个氢原子，以“C5H8”为例 箭头指的是将单键变成三键 异戊烷第2个碳原子只有1个氢原子，两边单键不能变成三键 新戊烷中间碳原子上无氢原子，不能变成三键 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 (3)醛：醛基属于端位基，将烃分子中链端的甲基变成醛基，以“C5H10O”为例 箭头指向是指将链端甲基变成醛基，数甲基个数即可 箭头指向是指将链端甲基变成醛基，数甲基个数即可 箭头指向是指将链端甲基变成醛基，数甲基个数即可 (4)羧酸：羧基属于端位基，将烃分子中链端的甲基变成羧基，以“C5H10O2”为例 箭头指向是指将链端甲基变成羧基，数甲基个数即可 箭头指向是指将链端甲基变成羧基，数甲基个数即可 箭头指向是指将链端甲基变成羧基，数甲基个数即可 3、插键思想：在有机物结构式中的某个化学键的位置插入原子而得到新的有机物的结构，适用于醚和酯(1)醚：醚键可以理解为在C—C单键之间插入氧原子，以“C5H12O”为例 箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子 箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子 箭头指向是指在C—C单键之间插入氧原子 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 (2)酯：酯可以理解在　　　左、右两边插入氧原子，可以先找出酮，再插入氧，以“C5H10O2”为例 若在　　　链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对含苯环 类的非常有效 若在　　　链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对含苯环 类的非常有效 若在　　　链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对含苯环 类的非常有效 若在　　　链端，注意只能在一边插入氧原子，另外要注意对称性，此法对含苯环 类的非常有效 总的方法是：先碳链异构再官能团位置异构 4、多官能团同分异构体(1)同种官能团：定一移一，以“C3H6Cl2”为例 立法一：先碳链异构找氢的种类，再分类（两氯在同一碳上和在不同碳上），两氯在在不同碳上用定一移二 方法二：先碳链异构找氢的种类，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子 C━C━C ② ① ① C━C━C ② ① ① C━C━C ② ① ① C━C━C ② ① ① 两氯在同一碳上 两氯在不同碳上 无 (2)不同种官能团：变键优先，取代最后，以“羟基醛(C5H10O2)”为例 先找戊醛，再用羟基取代氢原子，即羟基位置异构，也就是先碳链异构找氢的种类，再定一移二 先找戊醛，再用羟基取代氢原子，即羟基位置异构，也就是先碳链异构找氢的种类，再定一移二 先找戊醛，再用羟基取代氢原子，即羟基位置异构，也就是先碳链异构找氢的种类，再定一移二 先找戊醛，再用羟基取代氢原子，即羟基位置异构，也就是先碳链异构找氢的种类，再定一移二 三、记住常见同分异构体的数目1、烷烃 烷烃 个数 甲烷 1 乙烷 1 丙烷 1 丁烷 2 戊烷 3 己烷 5 庚烷 9 2、烷基 烷基 个数 甲基 1 乙基 1 丙基 2 丁基 4 戊基 8 3、含苯环同分异构体数目确定技巧(1)若苯环上连有2个取代基，其结构有邻、间、对3种(2)若苯环上连有3个相同的取代基，其结构有3种(3)若苯环上连有—X、—X、—Y 3个取代基，其结构有6种(4)若苯环上连有—X、—Y、—Z 3个不同的取代基，其结构有10种 四、限定条件和同分异构体书写技巧 (1)确定碎片：明确书写什么物质的同分异构体，该物质的组成情况怎么样？解读限制条件，从性质联想结构，将物质分裂成一个个碎片，碎片可以是官能团，也可是烃基(尤其是官能团之外的饱和碳原子) (2)组装分子：要关注分子的结构特点，包括几何特征和化学特征 ①几何特征是指所组装的分子是空间结构还是平面结构，有无对称性 ②化学特征包括等效氢、核磁共振氢谱 　　　　　结构 　　　　　　　(邻甲基苯甲酸) 第一步：确定有机物的类别，找出该有机物常见的类别异构体 (可以结合不饱和度)技巧：原题有机物属于羧酸类，与羟基醛、酯互为类别异构体 第二步：结合类别异构体和已知限定条件确定基团和官能团(核心步骤) 综上所述，符合本题条件的有两大类：①羟基醛[(酚)—OH，—CHO]；②甲酸酯(—OOCH) 第三步：按类别去找，方便快捷不出错①若为羟基醛[(酚)—OH，—CHO]，则还剩余一个碳原子，分两种情况讨论若本环有有两个侧链，此时—CH2—只能和醛基一起，有邻、间、对3种若本环有有三个侧链，则为—OH，—CHO、—CH3，苯环连接三个不同的取代基总共有10种②若为甲酸酯(—OOCH)：则用—OOCH取代甲苯上的氢原子，总共4种；总共17种 要求 ①属于芳香化合物②能与银氨溶液反应产生光亮的银镜③能与NaOH溶液反应 第一步：确定有机物的类别，找出该有机物常见的类别异构体 (可以结合不饱和度)技巧：原题有机物属于羧酸类，与羟基醛、酯互为类别异构体 第二步：结合类别异构体和已知限定条件确定基团和官能团(核心步骤) 综上所述，符合本题条件的有两大类：①羟基醛[(酚)—OH，—CHO]；②甲酸酯(—OOCH) 第三步：按类别去找，方便快捷不出错①若为羟基醛[(酚)—OH，—CHO]，则还剩余一个碳原子，分两种情况讨论若本环有有两个侧链，此时—CH2—只能和醛基一起，有邻、间、对3种若本环有有三个侧链，则为—OH，—CHO、—CH3，苯环连接三个不同的取代基总共有10种②若为甲酸酯(—OOCH)：则用—OOCH取代甲苯上的氢原子，总共4种；总共17种 羧酸 羟基醛 酯 与银氨溶液 × √ 甲酸酯√ 与NaOH溶液 √ 苯酚√；醇× √ 备注 醇羟基与NaOH溶液不反应，但酚羟基可以 酯与银氨溶液不反应，但甲酸酯可以 注意细节乃做题制胜法宝 注意细节乃做题制胜法宝 注意细节乃做题制胜法宝 注意细节乃做题制胜法宝 （甲酸√）