1、专题4烃的衍生物本专题内容为烃的衍生物，是在烃的基础上通过一定的化学反应在烃分子上引入一些新的官能团而衍生出的一系列物质。由于引入的官能团的种类和数目不同，从而形成了各类烃的衍生物，从而使不同类型的烃的衍生物具有不同的物理性质和化学性质。本专题是有机化学学习的延伸和提高，使有机化学的学习更系统化，更实用，更接近于生活，在有机反应类型上也更完善，更综合，为进一步提高学生分析问题、解决问题的能力打下良好的基础。本专题内容共分三部分。第一部分系统介绍了烃的衍生物之一卤代烃的性质及应用；第二部分主要介绍了醇和酚的性质及应用，以及醇类和酚类的区别与联系；第三部分主要介绍了醛类和羧酸类物质的性质及应用，同
2、时介绍了酯类的制备。学习重点：1烃的几种衍生物的分子结构、通式。2卤代烃、醇、酚、醛、羧酸的物理性质和化学性质。3消去反应的原理。学习难点：1各种烃的衍生物之间的相互转化。2利用烃和烃的衍生物的性质进行有机合成。本专题是有机化学知识重点和难点，是高考考查的重点。学好本专题关键是学好代表物的结构特点和性质，然后由点到面，认识一类有机物的通性；通过积极动手进行实验探究或观察与思考，加深对有机物的反应原理等的理解，增强感性认识；用结构决定性质，性质决定用途的化学基本思想指导本专题的学习；由官能团的结构特点，预测和记忆有机物的性质；根据基团间的相互影响，理解有机物的特殊性质；掌握好重要有机物之间的相互
3、转化关系，是顺利解答有机推断题和有机合成题的保证。第一单元的学习中，要充分利用卤代烃在不同条件下发生水解反应和消去反应的实验，通过积极参加实践活动获取感性认识；认识有机物不同条件下发生化学反应的“多面性”。第二单元的学习中，要积极参加乙醇和苯酚性质的实验探究，获取对醇类和苯酚性质的认识和探究过程的体验；通过对醇与酚的结构和性质的差异的比较分析，认识有机物分子中基团间的相互影响。第三单元学习中通过实验探究了解醛基的强还原性的同时，认识银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液的制备以及反应条件的控制。要充分了解甲醛在生产生活中的应用及对健康的危害。对乙酸与乙醇发生酯化反应的机理要通过实验，观看多媒体演示
4、，老师讲解，练习应用等多角度认识。第一单元卤代烃涂改液是中小学生广泛使用的一种学习用品，它给同学们的学习带来了方便，但同学们知道它的成分吗？大部分涂改液中含有卤代烃，如三氯甲烷、三氯乙烷等，这就是本节将要学到的内容。卤代烃都有毒，会对人体造成一定的伤害，因此，在学习了本节内容之后，同学们要正确使用涂改液。1了解卤代烃的分类、结构特点、一般通性和用途。2掌握溴乙烷的化学性质，能够由溴乙烷的性质迁移得到卤代烃的性质。(重、难点)3理解卤代烃消去反应与水解反应(取代)的区别。(重、难点)4了解氟利昂对环境的不良作用，增强环境保护意识。一、溴乙烷1溴乙烷的结构和物理性质(1)分子式为C2H5Br；结构
5、简式为CH3CH2Br，结构式为，官能团为Br。(2)纯净的溴乙烷是无色液体，沸点为38.4 ，不溶于水，密度比水大。2溴乙烷的化学性质：由于卤素原子的作用，使溴乙烷的化学性质比乙烷活泼，能发生许多化学反应：(1)水解反应C2H5BrHOHC2H5OHHBr注意：水解反应条件为NaOH水溶液、加热。由于可发生反应NaOHHBr=NaBrH2O，所以此反应还可以写成：C2H5BrNaOHC2H5OHNaBr。(2)消去反应二、卤代烃的分类及性质1卤代烃烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所得到的化合物。它的官能团为X。2卤代烃的分类(1)根据分子中所含卤素的不同，可分为氟代烃、氯代烃、溴代
6、烃、碘代烃。(2)根据分子中所含烃基的不同，可分为饱和卤代烃和不饱和卤代烃。(3)根据分子中卤素原子的数目不同，可分为一卤代烃和多卤代烃。3卤代烃的物理性质(1)溶解性：卤代烃都不溶于水，可溶于有机溶剂。(2)沸点：卤代烃的沸点随烃基的增大呈现递增的趋势，且较相应的烷烃高。这是因为CX键具有极性，增大了分子间作用力的缘故。同一卤代烃的同分异构体中支链越多，沸点越低。(3)密度：一卤代烷的密度较相应的烷烃大，但一氯代烷的密度都比水的小。在同系物中，密度随烃基的增大而呈现递减的趋势，这是卤素原子的质量分数逐渐减小的缘故。烃基相同卤原子不同的卤代烃中，密度和沸点最低的是氟代烃。4卤代烃的化学性质(1
7、)卤代烃的消去反应氢氧化钠醇溶液共热(2)水解(取代)反应氢氧化钠水溶液共热卤素原子是卤代烃的官能团，由于F、Cl、Br、I的非金属性比碳强，所以CX之间的共用电子对偏向卤素原子，形成一个极性较强的共价键。CX键容易断裂，在化学反应中卤素原子易被其他原子或原子团取代。三、卤代烃与环境污染有些多卤代烃，如氟氯代烷(商品名为氟利昂)，是含氟和氯的烷烃衍生物，它的化学性质稳定、无毒，具有不燃烧、易挥发、易液化等特点，被广泛用作制冷剂、灭火剂、溶剂等。但是，含氯、溴的氟代烷可对臭氧产生破坏作用，形成臭氧空洞，危及地球上的生物。探究点一卤代烃的消去反应和水解反应(2)卤代烃的消去反应规律没有邻位碳原子的
8、卤代烃不能发生消去反应，如CH3Br。3卤代烃的消去反应与水解反应的区别1溴乙烷发生取代反应和消去反应的条件在反应中的作用分别是什么？提示：(1)溴乙烷发生取代反应的条件：NaOH水溶液、加热。NaOH的作用是与水解产生的HX发生中和反应，减小生成物的浓度，使平衡右移，促使反应进行完全。加热的目的是提高反应速率且水解是吸热反应，升高温度也有利于平衡右移。(2)溴乙烷发生消去反应的条件：NaOH的乙醇溶液、加热。乙醇在反应中作溶剂，使溴乙烷充分溶解。2溴乙烷发生消去反应后，为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？除酸性KMnO4溶液外还可以用什么方法检验乙烯？此时还有必要将气体
9、先通入水中吗？提示：(1)因为乙醇和HBr也能使酸性KMnO4溶液褪色，对实验有干扰，所以要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛水的试管，除去乙烯中混有的乙醇和HBr气体。(2)也可以用溴水检验乙烯，因为乙醇与溴水不能发生化学反应，此时没有必要将气体通过水。【例1】在结构简式为RCH2CH2X的卤代烃中化学键如图所示。则下列说法正确的是()A发生水解反应时，被破坏的键是和B发生消去反应时，被破坏的键是和C发生水解反应时，被破坏的键是D发生消去反应时，被破坏的键是和【解析】卤代烃发生水解反应生成醇，则只断裂CX键，即图中；卤代烃发生消去反应，断裂CX键和邻位C原子上的CH键，则断裂，故选C。【
10、答案】C下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是(B)解析：卤代烃均能发生水解反应，选项中的四种物质均为卤代烃；卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。C、D项中的Br原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子，而A中无邻位碳原子，均不能发生消去反应，故选B。探究点二卤代烃中卤素原子的检验1实验原理RXNaOHROHNaXHNO3NaOH=NaNO3H2OAgNO3NaX=AgXNaNO3根据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素：AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。2实验步骤(1)取少量卤代烃；(2)加入NaOH水溶液；(3)加热；
11、(4)冷却；(5)加入稀HNO3酸化；(6)加入AgNO3溶液，观察沉淀的颜色。3实验的必要性操作及其应用(1)加热是为了加快卤代烃的水解反应速率，因不同的卤代烃水解难易程度不同。(2)加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应产生沉淀，影响对实验现象的观察和AgX沉淀的质量；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)量的关系：RXNaXAgX,1 mol一卤代烃可得到1 mol卤化银(除F外)沉淀，常利用此量的关系来进行定量测定卤代烃。1能否直接用AgNO3溶液检验溴乙烷中的溴？提示：不能。因为溴乙烷是非电解质，在溶液中不能直接电离出Br。2能否通过消去反应检
12、验卤代烃中的卤素原子？提示：不能。因为有些卤代烃(如与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上无氢，或无邻位碳原子)不能发生消去反应，即无法生成卤素离子，故不能用消去反应检验卤代烃中的卤素原子。【例2】为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行如下操作。其中合理的是()A取氯代烃少许，加入AgNO3溶液B取氯代烃少许与NaOH水溶液共热，然后加入AgNO3溶液C取氯代烃少许与NaOH水溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液D取氯代烃少许与NaOH乙醇溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液【思路分析】卤代烃中的卤素以原子形式存在，检验前要先转化为卤素离子。【解析】检验氯代烃中是否含有氯元素
13、时，由于氯代烃中的氯元素并非Cl，故应加入NaOH水溶液，并加热，先使氯代烃水解，产生Cl，然后加入稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定氯代烃中含有氯元素。先加稀HNO3酸化，是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH，再转化为Ag2O褐色沉淀干扰检验。并非所有的卤代烃都能发生消去反应，故D错。【答案】C某学生将1氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果未见到白色沉淀生成，其主要原因是(C)A加热时间太短B不应冷却后再加入AgNO3溶液C加AgNO3溶液前未用稀硝酸酸化D反应后的溶液中不存在Cl解析：卤代烃中卤素原子检验实验的关键是加AgNO3溶
14、液前应先加入稀硝酸，中和未反应的NaOH，防止生成褐色Ag2O沉淀干扰卤离子的检验。探究点三卤代烃的同分异构体的写法1等效氢法2替代法如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，则四氯苯也有3种同分异构体，即将二氯苯中的二氯换成四氯苯中的二氢即可得出结论。又如，丙烷(C3H8)的二氯代物有4种，则其六氯代物也有4种。由此可推论得出如下结论：若烃中有n个氢原子，则其x元氯代物与nx元氯代物的同分异构体数目相同。3基元法可将卤代烃写成RX，其中R有n种同分异构体，则RX有n种同分异构体，如C4H9Cl，其中丁基(C4H9)有四种同分异构体，则C4H9Cl也有4种同分异构体。4对称轴法因苯的结构特殊
15、，判断因取代基位置不同而形成的同分异构体时，通常采用“对称轴”法。即在被取代的主体结构中，找出对称轴，取代基只能在对称轴的一侧，在对称轴上而不能越过对称轴(针对一元取代物而言)。如二甲苯的对称轴如下(虚线表示)：【例3】分子式为C3H6Cl2的氯代烃分子中的1个氢原子被氯原子取代后，可得到2种同分异构体，则C3H6Cl2的名称是()A1,3二氯丙烷 B1,1二氯丙烷C1,2二氯丙烷 D2,2二氯丙烷【思路分析】解答本题的思路如下：【解析】C3H6Cl2的氯代烃分子中的1个氢原子被氯原子取代后，可得到2种同分异构体，说明C3H6Cl2分子中有2种氢原子。各选项中物质的结构简式分别为由它们的结构简
16、式可以看出，1,3二氯丙烷分子中有2种氢原子，故它们分子中的1个氢原子被氯原子取代后，可得到2种同分异构体。而1,1二氯丙烷、1,2二氯丙烷、2,2二氯丙烷含有的氢原子种数分别为3种、3种、1种。故它们分子中的1个氢原子被氯原子取代后，得到的同分异构体数目分别为3种、3种、1种。【答案】A将1氯丙烷跟NaOH的醇溶液共热，生成的产物再跟溴水反应，得到一种有机物，它的同分异构体有几种(B)A2种 B3种C4种 D5种解析：探究点四卤代烃在有机合成中的应用1在烃分子中引入卤素原子2卤代烃在有机合成中的应用(1)在烃分子中引入羟基如由苯制苯酚，先使苯与液溴在催化剂作用下反应生成溴苯，再使溴苯水解制得
17、苯酚。(2)在特定碳原子上引入卤素原子如由1溴丁烷制取1,2二溴丁烷，先由1溴丁烷发生消去反应得到1丁烯，再由1丁烯与溴加成得到1,2二溴丁烷。 (3)改变某些官能团的位置如由1丁烯制取2丁烯，先由1丁烯与氯化氢加成得到2氯丁烷，再由2氯丁烷发生消去反应得到2丁烯。 (4)增长碳链或构成碳环 卤代烃能与活泼金属反应，形成金属有机化合物。其中格氏试剂是有机合成中非常重要的试剂之一，它是通过卤代烃与镁(用醚作溶剂)作用得到烃基卤化镁(RMgX)。1制备一氯乙烷的方法有哪些？提示：CH2=CH2HClCH3CH2Cl、CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl，其中乙烷与Cl2光照取代生成产物不唯一。
18、2设计由CH3CH2ClCH2ClCH2Cl的流程。提示：CH3CH2ClCH2=CH2CH2ClCH2Cl。【例4】由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇时，需要经过下列哪几步反应()A消去、加成、取代B加成、消去、取代C取代、消去、加成D消去、加成、消去【解析】由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇，可用逆推法判断：CH3CHOHCH2OHCH3CHBrCH2BrCH3CH=CH2CH3CHClCH3。2氯丙烷应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2，CH3CH=CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br，CH3CHBrCH2Br发生水解反应(或取代反应)可生成1,2丙二醇，故选A。【答案】A有机
19、化合物分子中能引入卤素原子的反应是(C)在空气中燃烧取代反应加成反应水解反应A BC D解析：有机物在空气中燃烧生成二氧化碳和水等，不能引进卤素原子；卤素原子取代有机物中的氢原子或OH，生成卤代烃或衍生物，能引进卤素原子，如苯与液溴反应、乙醇与浓HBr反应等；烯烃、炔烃的加成反应可引入卤素原子生成卤代烃；水解反应是有机物和水的反应，不会引进卤素原子；故选C。1下列卤代烃中沸点最低、密度最小的是(B)ACH3CH2CHCl2 BCH3CH(Cl)CH3CCH3CH2CH2Br DCH3CH(Br)CH3解析：碳原子数相同、结构相似的卤代烃的沸点随卤素原子相对原子质量的增大而升高，根据此规律判断，
20、B项正确。2下列化合物中，能发生消去反应生成两种烯烃，又能发生水解反应的是(B)解析：3如图表示4溴环己烯所发生的四个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是(B)AB CD解析：由结构可知，有机物中含碳碳双键和Br，为氧化反应，产物中有COOH和Br两种官能团；为水解反应，产物中有碳碳双键和OH两种官能团；为消去反应，产物中只有碳碳双键一种官能团；为加成反应，产物中只有Br一种官能团，则产物只含有一种官能团的反应是，故选B。4下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是(B)A丁属于芳香烃B四种物质中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成C四种物
21、质中加入NaOH的醇溶液共热，后加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成D乙发生消去反应得到两种烯烃解析：丁分子中有卤素原子，而烃只含有C、H两种元素，丁不属于芳香烃，故A错误。甲和丙中加入NaOH溶液共热，水解生成氯化钠，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；乙和丁中加入NaOH溶液共热，水解生成溴化钠，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，故B正确。甲只含有1个碳原子，加入NaOH的醇溶液共热，不能发生消去反应，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，无沉淀生成；乙中加入NaOH的醇溶液共热，发生消去反应，生成溴化钠，故加入稀硝酸至酸
22、性，再滴入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成；丙中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，故加入NaOH的醇溶液共热，不能发生消去反应，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，无沉淀生成；丁中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，故加入NaOH的醇溶液共热，不能发生消去反应，故加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，无沉淀生成，故C错误。乙中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上只有1种氢原子，故乙发生消去反应，只能生成1种烯烃，故D错误。5某有机物的结构简式为，下列叙述中不正确的是(C)A1 mol该有机物在加热和催化剂作用下，最多能和4 mol H2反应B该有机物能使溴水褪色也能
23、使酸性KMnO4溶液褪色C该有机物遇AgNO3溶液产生白色沉淀D该有机物在一定条件下，能发生消去反应或取代反应解析：1个分子中含1个苯环、1个双键，所以1 mol该有机物能消耗4 mol氢气，A项正确；分子中含碳碳双键，所以能与溴水和酸性KMnO4溶液反应使之褪色，B项正确；分子中的氯原子与分子中的碳原子形成的是共价键，不能与AgNO3溶液反应，C项错误；卤代烃能水解即能发生取代反应，该有机物也能发生消去反应，D项正确。6欲证明某一卤代烃为溴代烃，甲、乙两同学设计了如下方案。甲同学：取少量卤代烃，加入NaOH的水溶液，加热，冷却后加入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。乙同学：取少
24、量卤代烃，加入NaOH的乙醇溶液，加热，冷却后，用硝酸酸化，加入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是(C)A甲同学的方案可行B乙同学的方案可行C甲、乙两位同学的方案都有局限性D甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样解析：甲同学让卤代烃水解，在加热冷却后没有用稀硝酸酸化，由于OH也会与Ag作用生成褐色的Ag2O，会掩盖AgBr的淡黄色，不利于观察现象，所以甲同学的实验有局限性；乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离子，但是，不是所有的卤代烃都能发生消去反应，所以此法也有局限性。7根据下面的反应路线及所给信息填空：解析：8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，核磁共振氢谱表明分子中只有一种环境的氢原子。
