第2章 第1节 第2课时 消去反应、氧化反应和还原反应（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修3教师用书（鲁科版 京粤闽皖豫宁陕）

第2课时　消去反应、氧化反应和还原反应 [核心素养发展目标]　1.了解有机化学反应类型与有机物分子结构特点之间的关系，建立根据有机物的结构特点，预测物质性质的思维模型。2.从组成、结构的变化认识消去反应、氧化反应和还原反应，并能判断给定反应物和生成物变化的反应类型。3.掌握乙烯的实验室制法。 1、 消去反应 1.概念 在一定条件下，有机化合物脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有不饱和键的有机化合物的反应叫作消去反应。 2.常见的消去反应 (1)CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O。 (2)+NaOHCH2==CHCH3↑+NaCl+H2O。 3.消去规律 反应物 醇 卤代烃 反应条件 浓H2SO4、加热 强碱(如NaOH、KOH)的醇溶液、加热 反应原理 结构条件 分子中含有β⁃H 分子中含有β⁃H 4.消去反应的应用 (1)利用醇或卤代烃等的消去反应，可以在碳链上引入双键、三键等不饱和键。 (2)实验室制乙烯 ①反应原理 ②实验装置 ③实验步骤 a.组装仪器，检查实验装置气密性。 b.加入药品。在圆底烧瓶中注入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液约20 mL，并放入几块碎瓷片。 c.加热。使混合液温度迅速上升到170 ℃，乙醇便脱水生成乙烯。  d.收集气体。用排水集气法收集乙烯。 e.拆卸装置。先撤导管，后熄灭酒精灯。 ④实验现象 圆底烧瓶中溶液变黑，生成的气体能使溴水及酸性高锰酸钾溶液褪色。 1.消去反应的实质是脱去官能团[—OH或—X(卤素原子)]和官能团邻位碳原子上的氢原子生成小分子和双键或三键等。试判断： (1)发生消去反应后，生成有机物的结构简式可能为　　　　　　。  (2)能否发生消去反应，并说明原因。 提示　(1)、 (2)不能，因为与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上无氢原子。 2.实验室常用乙醇和浓硫酸加热制备乙烯，思考以下问题： (1)加热时为何使混合液温度迅速上升到170 ℃？ 提示　因为乙醇和浓硫酸混合液在170 ℃时主要生成乙烯和水，而在140 ℃时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。 (2)浓硫酸的作用是什么？如何配制浓硫酸与乙醇的混合液？ 提示　浓硫酸是催化剂和脱水剂。乙醇与浓硫酸体积比以1∶3为宜，将浓硫酸慢慢注入乙醇中，边加边振荡(搅拌)散热。 (3)有何杂质气体？如何除去？ 提示　由于无水酒精和浓硫酸发生氧化还原反应，反应制得的乙烯中往往混有CO2、SO2、H2O等气体，还有挥发出的乙醇，可将气体通过碱石灰。 (1)乙烯制备实验中，若已开始加热，发现忘记加碎瓷片，应先冷却后补加(　　) (2)乙烯制备实验中，为了防止暴沸要缓慢加热到170 ℃(　　) (3)收集乙烯既可以用排水法又可以用排空气法收集(　　) (4)乙烯制备实验中，温度计用来测量反应液的温度，温度计水银球不能触碰圆底烧瓶底部(　　) (5)乙烯制备实验中，制取的乙烯气体常含CO2、SO2等杂质(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 1.下列属于消去反应的是(　　) A.2CH3OHCH3—O—CH3+H2O B.CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O C.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl D.CH4+2O2CO2+2H2O 答案　B 解析　A、C为取代反应，D为燃烧，属于氧化反应。 2.实验室用如图装置制备乙烯，下列有关说法错误的是(　　) A.实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，防止水被倒吸进反应装置 B.烧瓶中应先加入乙醇，再缓慢加入浓硫酸 C.将产生的气体直接通到溴水中，检验是否有乙烯生成 D.反应过程中溶液的颜色逐渐变黑 答案　C 解析　配制乙醇和浓硫酸的混合液时，由于浓硫酸密度大，应在烧瓶中先加入乙醇，再缓慢加入浓硫酸，故B正确；乙烯中混有的SO2气体也能使溴水褪色，故C错误；浓硫酸具有脱水性，反应过程中使乙醇脱水生成碳，溶液的颜色会逐渐变黑，故D正确。 3.完成下列消去反应的化学方程式。 (1)+NaOHCH2==CHCH3↑+NaCl+H2O。 (2)+H2O。 二、有机化学中的氧化反应和还原反应 1.氧化反应 (1)定义：将有机化合物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应称为氧化反应。 (2)实例：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O；2CH3CHO+O22CH3COOH。 (3)有机反应中常见的氧化剂有氧气、酸性KMnO4溶液、臭氧、银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液等。 2.还原反应 (1)定义：将有机化合物分子中增加氢原子或减少氧原子的反应称为还原反应。 (2)实例：CH3CHO+H2CH3CH2OH。 (3)有机反应中常见的还原剂有氢气、氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4)等。 3.应用 利用氧化反应或还原反应，可以使有机化合物的官能团发生转变，实现醇、醛和羧酸等有机化合物之间的相互转化。如： (1)有机反应中的氧化反应是从得氧失氢的角度判断(　　) (2)若同时加氢又加氧，如乙烯与水的加成反应，既不是氧化反应，也不是还原反应(　　) (3) ―→发生的是消去反应(　　) (4)CH2==CH2CH3CHO属于氧化反应(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 1.在反应2HCHO+NaOH(浓) ―→HCOONa+CH3OH中，HCHO(　　) A.仅被氧化 B.既未被氧化，也未被还原 C.仅被还原 D.既被氧化，又被还原 答案　D 解析　HCHO―→HCOONa的过程中，HCHO被氧化，HCHO―→CH3OH的过程中，HCHO被还原。 2.完成下列转化的化学方程式，并指出反应类型。 CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH ①　　　　　， 　　　　　　反应。  ②　　　　　， 　　　　　　反应。  ③　　　　　， 　　　　　　反应。  答案　①2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O　氧化 ②2CH3CHO+O22CH3COOH　氧化 ③+H2CH3CH2OH　还原 三、有机化学反应类型的判断 根据有机化合物的结构判断 有机化合物中大都含有官能团，能发生特定的化学反应。常见反应类型与官能团的关系如表所示。 反应类型 官能团 反应试剂和条件 反应特点 取代反应 羟基、卤素原子、羧基、酯基 乙酸和乙醇的酯化反应；卤代烃在NaOH水溶液加热条件下的水解反应；酯的水解反应等 有进有出 加成反应 碳碳双键、碳碳三键、醛基、酮羰基 烯烃、炔烃与H2、H2O、HBr等加成；醛基、酮羰基与H2加成等 只进不出 消去反应 羟基、卤素原子 卤代烃：NaOH醇溶液，加热； 醇：浓硫酸，加热； (结构中均有β⁃H) 只出不进 氧化反应 碳碳双键、醛基、羟基 烯烃被酸性KMnO4溶液氧化；醇的催化氧化反应；醛的氧化反应 得氧或去氢 还原反应 碳碳双键、醛基、酮羰基 有机物加成氢气的反应等 得氢或去氧 1.某有机化合物，当它具有下列的一种官能团时，可能会发生取代反应、氧化反应、酯化反应及消去反应的是(　　) A.—COOH B. C.—OH D. 答案　C 解析　羧基可发生酯化(取代)反应，不能发生氧化反应和消去反应；酮羰基不能发生取代(包括酯化)反应；醛基可以发生氧化反应，但不能发生取代(包括酯化)反应和消去反应；羟基既可以发生取代(包括酯化)反应，又可以发生氧化反应和消去反应。 2.已知有如下转化关系：CH3CHOC2H5OHC2H4C2H5Br，则反应①、②、③的反应类型分别为(　　) A.取代、加成、取代 B.还原、消去、加成 C.氧化、加成、消去 D.氧化、取代、取代 答案　B 解析　反应①是乙醛与氢气的加成反应，也是还原反应；反应②是乙醇的消去反应；反应③是乙烯与溴化氢的加成反应，故选B。 3.结构简式是CH2==CHCH2CHO的物质不能发生(　　) A.加成反应 B.还原反应 C.酯化反应 D.氧化反应 答案　C 解析　该有机物中含有、—CHO两种官能团，能发生加成反应、氧化反应和还原反应，没有—OH或—COOH，不能发生酯化反应。 4.按要求填写下列空白： (1)CH3CH==CH2+　　　　　 ―→，反应类型：　　　　　。  (2)CH3CH==CH2+Cl2　　　　+HCl，反应类型：　　　　　　　　。  (3)　　　　　　　　+Br2，反应类型：　　　　　。  (4)　　　　　　　　　，反应类型：　　　　　　。  (5)CH3CH==CH2　　　　　+ 　　　　，反应类型：　　　　　　　　。  答案　(1)Cl2　加成反应 (2)　取代反应 (3)CH2==CH—CH==CH2　加成反应 (4)+H2O　消去反应 (5)CH3COOH　CO2　氧化反应 解析　(2)产物中有一种为HCl，说明丙烯中有1个氢原子被氯原子取代，则发生反应的为甲基上的H，另一产物为CH2ClCH==CH2。 课时对点练　[分值：100分] (选择题1~13题，每小题5分，共65分) 题组一　消去反应的判断 1.(2024·陕西渭南期中)下列物质能发生消去反应，且生成物不止一种的是(　　) A. B. C. D.CH3OH 答案　B 解析　发生消去反应的物质必须具有两个条件：①主链碳原子至少为2个；②与卤素原子或羟基所连碳原子相邻的碳原子上必须有氢原子。A能发生消去反应，但产物只有一种，为CH2==CH—CH3；B能发生消去反应，产物有两种，分别为、；C、D不能发生消去反应。 2.已知乙烯能按下列反应流程进行一系列转化，其中属于消去反应的是(　　) CH2==CH2CH3CH2BrCH3CH2OHCH2==CH2CO2 A.① B.② C.③ D.④ 答案　C 解析　题给反应流程中①是加成反应；②是水解反应(取代反应)；③是消去反应；④是氧化反应。 3.分子式为C7H15OH的有机化合物发生消去反应的产物有3种(不考虑立体异构)，则此有机化合物的结构简式为(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　醇的消去反应原理是羟基和β⁃H结合生成H2O，分子中无β⁃H的不能发生消去反应。A、C的消去反应产物均有2种，B的消去反应产物只有1种，D的消去反应产物有3种。 题组二　氧化反应和还原反应的判断 4.下列反应类型属于还原反应的是(　　) A.CH2==CH2―→CH3CH2OH B.CH3CHO―→CH3COOH C.CH3CH2Br―→CH3CH2OH D. ―→ 答案　D 解析　A项反应为加成反应，B项反应为氧化反应，C项反应为取代反应，D项反应为还原反应。 5.(2023·上海市七宝中学高二检测)下列丙烯和其他物质的反应中，属于氧化反应的是(　　) A.和氢气反应生成丙烷 B.和氯化氢反应生成氯丙烷 C.使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.和水反应生成丙醇 答案　C 解析　丙烯和氢气发生加成反应生成丙烷，也属于还原反应，A错误；丙烯和氯化氢反应生成氯丙烷，反应类型是加成反应，B错误；酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，会将丙烯氧化产生CO2而使溶液褪色，故反应类型为氧化反应，C正确；丙烯和水发生加成反应生成丙醇，D错误。 题组三　乙烯的实验室制法 6.下列关于实验室制取乙烯的实验，说法正确的是(　　) A.反应容器(圆底烧瓶)注入乙醇与浓硫酸的体积比为3∶1 B.反应物是乙醇和过量的3 mol·L-1 H2SO4混合液 C.温度计应插入反应溶液液面下，以便控制温度 D.为检验生成的乙烯，可将生成的气体直接通入酸性KMnO4溶液中 答案　C 解析　反应药品浓H2SO4与乙醇按3∶1的体积比混合；温度计测定的是混合溶液的温度；生成的乙烯中混有二氧化硫和乙醇，二氧化硫和乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 7.化学小组设计在实验室中制取乙烯并验证乙烯的不饱和性，利用如图所示装置(部分夹持装置略去)不能达到相应实验目的的是 (　　) A.利用装置 Ⅰ 制取乙烯 B.利用装置 Ⅱ 除去乙烯中的CO2和SO2 C.利用装置 Ⅲ 收集乙烯 D.利用装置 Ⅳ 验证乙烯的不饱和性 答案　C 解析　利用无水乙醇和浓硫酸加热发生消去反应生成乙烯，装置 Ⅰ 是制取乙烯的发生装置，A不符合题意；二氧化碳和二氧化硫是酸性氧化物，可以通过装置 Ⅱ 中的氢氧化钠溶液除去，B不符合题意；用排水法收集难溶性气体，导气管应短进长出，装置 Ⅲ 中气体流向是长进短出，不能收集到气体，C符合题意；冰水中乙烯和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，溶液颜色变浅或消失，观察到明显现象，可以利用装置Ⅳ验证乙烯的不饱和性，选项D不符合题意。 8.兴趣小组用乙醇和浓硫酸制取乙烯，并验证乙烯气体的生成，所用实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.装置A烧瓶中应加入浓硫酸、再沿烧瓶内壁缓慢加入乙醇 B.反应时迅速升温到170 ℃，并控制温度保持不变 C.为除去乙烯中混有的SO2杂质，装置B洗气瓶中应装入酸性KMnO4溶液 D.实验中有少量副产物乙醚生成，分离乙醇和乙醚的混合物可以采用分液的方法 答案　B 解析　装置A应先加入乙醇，然后再沿烧瓶内壁缓慢加入浓硫酸，故A错误；浓硫酸和乙醇在140 ℃会生成乙醚，因此制取乙烯时，应迅速升温到170 ℃，并控制温度保持不变，故B正确；乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化，因此装置B洗气瓶中不能装入酸性KMnO4溶液，故C错误；乙醇和乙醚互溶，则分离乙醇和乙醚的混合物不可以采用分液的方法，故D错误。 9.按如图路线制聚氯乙烯，未发生的反应类型是(　　) C2H5Br―→CH2==CH2―→CH2Cl—CH2Cl―→CH2==CHCl―→ A.取代反应 B.消去反应 C.加成反应 D.加聚反应 答案　A 解析　C2H5Br―→CH2==CH2发生消去反应，CH2==CH2―→CH2Cl—CH2Cl发生加成反应，CH2Cl—CH2Cl―→CH2==CHCl发生消去反应，而CH2==CHCl―→发生加聚反应，整个合成路线中未发生取代反应，A符合题意。 10.下列各组中的反应，属于同一反应类型的是(　　) A.由1⁃溴丙烷水解制1⁃丙醇；由丙烯与水反应制丙醇 B.由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸 C.由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1，2⁃二溴丙烷 D.由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇 答案　D 解析　A项，1⁃溴丙烷的水解是取代反应，丙烯与水的反应是加成反应；B项，甲苯的硝化反应是取代反应，由甲苯制取苯甲酸是氧化反应；C项，两反应分别是消去反应、加成反应；D项，两个反应均为取代反应。 11.(2024·深圳月考)下列有机物： ①、②CH3CH2CH2OH、 ③CH2==CHCH2OH、④CH2==CHCOOCH3、 ⑤CH2==CHCOOH中既能发生酯化反应、加成反应、加聚反应，又能发生氧化反应的是(　　) A.③⑤ B.①③⑤ C.②④ D.①②③⑤ 答案　A 解析　有碳碳双键结构的有机物能发生加成反应、加聚反应、氧化反应；有—OH结构的有机物能发生取代反应、酯化反应、氧化反应；有—COOH结构的有机物能发生酯化反应；有结构的有机物能发生水解反应。因此上述物质中既能发生酯化反应、加成反应、加聚反应，又能发生氧化反应的有机物是③和⑤。 12.糠醇可用于有机合成树脂、涂料等，四氢糠醇可做印染工业的润湿剂和分散剂，它们的转化关系如图，下列说法正确的是(　　) A.该反应类型为还原反应 B.糠醇分子中所有原子可能共平面 C.四氢糠醇可以发生取代、还原、消去、水解反应 D.糠醇可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，而四氢糠醇不可以 答案　A 解析　反应中碳碳双键与氢气加成生成碳碳单键，则该反应既属于加成反应也属于还原反应，故A正确；糠醇分子含有饱和碳原子，具有甲烷的结构特点，则所有的原子不可能共平面，故B错误；四氢糠醇不能发生水解反应，故C错误；四氢糠醇含有—CH2OH，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，故D错误。 13.甲(C4H10O)乙(C4H8)丙(C4H8Br2)，下列推断正确的是(　　) A.乙可使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，且褪色原理相同 B.丙的结构简式可能为CH3CH(CH2Br)2 C.满足题意的甲和乙的同分异构体均有4种(不考虑立体异构) D.若丙为(CH3)2CBrCH2Br，则甲可能为(CH3)3COH 答案　D 解析　乙使溴水褪色是加成反应，而使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应，A错误；丙是烯烃与Br2的加成产物，两个Br原子应在相邻的两个碳原子上，B错误；甲为丁醇(C4H9—OH)，根据丁基有4种结构可确定甲有4种同分异构体，乙为丁烯，同分异构体有3种：CH3CH2CH==CH2、CH3CH==CHCH3、(CH3)2C==CH2，C错误；若丙为(CH3)2CBrCH2Br，则乙为(CH3)2C==CH2，则甲可能为(CH3)3COH或(CH3)2CHCH2OH，D正确。 14.(14分)实验室可用乙醇、浓硫酸做试剂来制备乙烯，但实验过程中有许多副反应发生，如反应中会生成SO2、CO2等无机物。某研究性学习小组欲用如图所示的装置制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型。 请回答下列问题： (1)写出制备乙烯的化学方程式：　　　　 　　　　　， 实验中，混合浓硫酸与乙醇时是将　　　　　慢慢加入另一种物质中；加热F装置时必须使液体温度　　　　　　　　　　　　。  (2)为实现上述实验目的，装置的连接顺序为F→　　　　　　　　　　　→D。(各装置限用一次)  (3)当C中观察到　　　　　　　　时，表明单质溴能与乙烯反应；当D中　　　　　　　　时，表明C中发生的是取代反应，若D中没有出现此现象，表明C中发生的是　　　　　　反应。  答案　(1)CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O　浓硫酸　迅速升至170 ℃　(2)A→B→E→C (3)溶液颜色变浅或褪去　有浅黄色沉淀生成　加成 15.(21分，每空3分)石油裂化可得到有机物(CH3)2C==C(CH3)2(以下用A表示)。 (1)A的系统命名为　　　　　　　；A在通常状况下呈　　　　(填“气”“液”或“固”)态。  (2)A与Br2的加成产物B与NaOH的乙醇溶液共热可生成二烯烃C，则C的结构简式为　　　　　；  B生成C的反应类型为　　　　　　　　。  (3)C与一定量Br2反应可能生成D、E和G，而D与HBr的加成产物只有F，则F的结构简式为　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)已知：可以在一定的条件下被氧化为。C的一种同分异构体H与酸性KMnO4溶液反应生成己二酸()，则H的结构简式为　　 　；C的同分异构体中不可能有　　　　(填字母)。  a.芳香烃 b.炔烃 c.环烯烃 d.二烯烃 答案　(1)2，3⁃二甲基⁃2⁃丁烯　液 (2)　消去反应 (3)　(4)　a 解析　(1)根据系统命名法知A的名称为2，3⁃二甲基⁃2⁃丁烯；由于碳原子数大于4，通常状况下呈液态。 (2)A与Br2加成生成B：，B在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应生成C：。(3)C与Br2加成可以生成、、，而D与HBr加成只有一种产物F，可以确定D为，F为。 (4)根据题意知，碳碳双键被酸性KMnO4溶液氧化后断键生成羧基。C的一种同分异构体H氧化后生成己二酸，逆推可以确定H为；C中有2个双键，同分异构体不可能为芳香烃。 学科网（北京）股份有限公司 $