高中化学选修5第三章烃的含氧衍生物知识点总结.doc

醇 酚一、认识醇和酚羟基与 相连的化合物叫做醇；羟基与 直接相连形成的化合物叫做酚。二、醇的性质和应用1醇的分类（1）根据醇分子中羟基的多少，可以将醇分为 饱和一元醇的分子通式： （2）根据醇分子中羟基所连碳原子上氢原子数目的不同，可以分为 2醇的命名（系统命名法）一元醇的命名：选择含有羟基的最长碳链作为主链，把支链看作取代基，从离羟基最近的一端开始编号，按照主链所含的碳原子数目称为“某醇”，羟基在1位的醇，可省去羟基的位次。多元醇的命名：要选取含有尽可能多的带羟基的碳链作为主链，羟基的数目写在醇字的前面。用二、三、四等数字表明3醇的物理性质（1）状态：C1-C4是低级一元醇，是无色流动液体，比水轻。C5-C11为油状液体，C12以上高级一元醇是无色的蜡状固体。甲醇、乙醇、丙醇都带有酒味，丁醇开始到十一醇有不愉快的气味，二元醇和多元醇都具有甜味，故乙二醇有时称为甘醇（Glycol）。 甲醇有毒，饮用10毫升就能使眼睛失明，再多用就有使人死亡的危险，故需注意。（2）沸点：醇的沸点比含同数碳原子的烷烃、卤代烷 。且随着碳原子数的增多而 。（3）溶解度：低级的醇能溶于水，分子量增加溶解度就降低。含有三个以下碳原子的一元醇，可以和水混溶。4乙醇的结构分子式：C2H6O 结构式：结构简式：CH3CH2OH 5乙醇的性质（1）取代反应A与金属钠反应化学方程式： 化学键断裂位置： 对比实验：乙醇和Na反应现象： 水和钠反应现象： 乙醚和钠反应：无明显现象结论： B与HX反应化学方程式： 断键位置： 实验（教材P68页） 现象： 实验注意：烧杯中加入自来水的作用： C乙醇的分子间脱水化学方程式： 化学键断裂位置： 思考甲醇和乙醇的混合物与浓硫酸共热生成醚的种类分别为 温度计必须伸入 D酯化反应化学方程式： 断键位置： （2）消去反应化学方程式： 断键位置： 实验装置：(如图)注：乙醇的消去反应和卤代烃的消去反应类似，都属于消去，即羟基的碳原子上必须有H原子才能发生该反应（3）氧化反应点燃A燃烧CH3CH2OH 3O2 CxHyOz O2 思考某饱和一元醇与氧气的混合气体，经点燃后恰好完全燃烧，反应后混合气体的密度比反应前减小了1/5，求此醇的化学式（气体体积在105时测定）B催化氧化化学方程式： 断键位置： 说明：醇的催化氧化是羟基上的H与H脱去思考下列饱和一元醇能否发生催化氧化，若能发生，写出产物的结构简式 A B C结论：伯醇催化氧化变成 仲醇催化氧化变成 叔醇 C与强氧化剂反应乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色三、其它常见的醇（1）甲醇结构简式： 物理性质：甲醇俗称木精，能与水任意比互溶，有毒，饮用10毫升就能使眼睛失明，再多用就有使人死亡的危险，故需注意。化学性质：请写出甲醇和金属Na反应以及催化氧化的化学方程式（2）乙二醇物理性质：乙二醇是一种 的液体，主要用来生产聚酯纤维。乙二醇的水溶液凝固点很低，可作汽车发动机的 。化学性质：写出乙二醇与金属钠反应的化学方程式（3）丙三醇（甘油）丙三醇俗称 ，是无色粘稠，有甜味的液体，吸湿性强，有护肤作用，是重要的化工原料。结构简式：化学性质：A与金属钠反应：B与硝酸反应制备硝化甘油一、酚的结构与物理性质苯酚俗称 分子式为 结构简式 官能团名称 酚类的结构特点 苯酚的物理性质（1）常温下，纯净的苯酚是一种 色晶体，从试剂瓶中取出的苯酚往往会因部分氧化而略带 色，熔点为：40.9（2）溶解性：常温下苯酚在水中的溶解度 ，会与水形成浊液；当温度高于65时，苯酚能与水 。苯酚易溶于酒精、苯等有机溶剂（3）毒性：苯酚有毒。苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用，如不慎将苯酚沾到皮肤上，应立即用 清洗，再用水冲洗。二、酚的化学性质（1）弱酸性:由于苯环对羟基的影响，使苯酚中的羟基能发生微弱电离，所以苯酚能够与NaOH溶液反应：A与NaOH溶液的反应所以向苯酚的浊液中加入NaOH溶液后，溶液变 。苯酚的酸性极弱，它的酸性比碳酸还要 ，以致于苯酚 使紫色石蕊试剂变红。 B苯酚的制备（强酸制弱酸）注意：产物是苯酚和碳酸氢钠，这是由于酸性：H2CO3 苯酚 HCO3 （2）苯酚的溴化反应苯酚与溴水在常温下反应，立刻生成白色沉淀2，4，6三溴苯酚该反应可以用来 （3）显色反应：酚类化合物与Fe3 显 色，该反应可以用来检验酚类化合物。三、废水中酚类化合物的处理（1）酚类化合物一般都有毒，其中以甲酚（C7H8O）的污染最严重，含酚废水可以用 吸附或苯等有机溶剂 的方法处理。（2）苯酚和有机溶剂的分离苯酚和苯的分离：四、基团间的相互影响（1）酚羟基对苯环的影响酚羟基的存在，有利于苯环上的取代反应，例如溴代反应。苯的溴代： 苯酚的溴代： 从反应条件和产物上来看，苯的溴代需要在催化剂作用下，使苯和与液溴较慢反应，而且产物只是一取代物；而苯酚溴代无需催化剂，在常温下就能与溴水迅速反应生成三溴苯酚。足以证明酚羟基对苯环的活化作用，尤其是能使酚羟基邻、对位的氢原子更活泼，更易被取代，因此酚羟基是一种邻、对位定位基邻、对位定位基：NH2、OH、CH3（烷烃基）、X其中只有卤素原子是钝化苯环的，其它邻对位定位基都是活化苯环的基团。间位定位基：NO2、COOH、CHO、间位定位基都是钝化苯环的基团（2） 苯环对羟基的影响能否与强碱反应（能反应的写方程式）溶液是否具有酸性OHCH3CH2OH通过上面的对比，可以看出苯环的存在同样对羟基也有影响，它能使羟基上的氢更容易电离，从而显示出一定的弱酸性。五、苯酚的用途苯酚是重要的 原料，其制取得到的酚醛树脂俗称 ；苯酚具有 ，因此药皂中掺入少量的苯酚，葡萄中含有的酚可用于制造 茶叶中的酚用于制造 另外一些农药中也含有酚类物质。醛学案一、乙醛1组成与结构乙醛的分子式 结构简式 官能团 。2物理性质乙醛是 色、具有 气味的液体，密度小于水，沸点为20.8。乙醛易挥发，能与水、乙醇、氯仿等互溶。3化学性质（1）加成反应（醛基中的 能够发生加成反应） 还原反应：在有机化学反应中，常把有机物分子中得 或失 的反应。（2）氧化反应：可燃性： 催化氧化（在醛基中的碳氢之间插入 ） 氧化反应：在有机化学反应中，通常把有机物分子中得 或失 的反应。被弱氧化剂氧化银镜反应原理： 。与新制氢氧化铜的反应原理： 。二、醛类1概念：分子里由烃基与 基相连构成的化合物。2饱和一元醛的通式 3醛类的化学通性：（1）催化加氢：RCHO十H2 （还原反应）也属于加成反应（主要表现在与氢气的催化加成上，亦称为还原反应）（催化剂常用金属镍）【思考】 若已知含羰基（C）类的有机物也能发生类似的加成反应，试写出： 丙酮与氢气： 2甲基丁醛与氢气：（2）氧化反应 催化氧化：RCHO+O2 银镜反应：RCHO+ + + + 新制氢氧化铜悬浊液的反应：RCHO 4甲醛（1）结构特点：甲醛的分子式 ，结构简式 ，结构式 。（2）物理性质：甲醛又叫蚁醛是一种无色具有强烈刺激性气味的 体，易溶于水。含3540的甲醛水溶液叫 。甲醛 毒，装饰材料释放出的气体中含有甲醛，要注意安全及环境保护。5醇、醛、羧酸的相互关系。还原醇（ ） 醛（ ） 羧酸（ ）氧化氧化 羧酸 酯一、乙酸1.结构：分子式：；结构式：； 结构简式：。官能团是。2.物理性质：乙酸俗称 ，它是一种无色 气味的 体，易挥发，熔、沸点较 ，其熔点为16.6时，因此当温度低于16.6时，乙酸就凝成像冰一样的晶体，故无水乙酸又称 。它易溶于水和乙醚等溶剂。化学性质： 酸性：电离方程式：写出有关反应的离子方程式：A：与大理石反应：B：与小苏打溶液反应：C： 设计一个简单的一次性完成的实验装置，验证乙酸、碳酸和苯酚溶液的酸性强弱。酯化反应：CH3COOHC2H5OHCH3COO C2H5H2O试剂加入顺序： 加热目的： 饱和Na2CO3的作用： 现象： 注意事项：A、化学原理：浓硫酸起催化脱水作用。B、装置：液液反应装置。用烧瓶或试管。试管倾斜成45（使试管受热面积大）。弯导管起冷凝回流作用。导气管不能伸入饱和Na2CO3溶液中（防止Na2CO3溶液倒流入反应装置中）。C、饱和Na2CO3溶液的作用。.乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小，减小溶解，利于分层。挥发出的乙酸与Na2CO3反应，除掉乙酸；挥发出的乙醇被Na2CO3溶液吸收。避免乙酸特殊气味干扰乙酸乙酯的气味。二、羧酸 定义：由烃基或H与羧基相连的一类化合物，官能团为 COOH 分类： C原子数目：低级，高级脂肪酸脂肪酸 烃基种类 烃基的饱和情况：饱和，不饱和羧酸 芳香酸 一元羧酸 羧基数目 多元羧酸w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 饱和一元羧酸：CnH2nO2酸CnH2nO2的同分异构体的数目：看RCOOH中R的异构体数目与C数相同的饱和一元酯异构物性：熔沸点：随n而升高 溶解性：随n而减小（低级脂肪酸易溶，高级脂肪酸不溶） (5)甲酸：俗称蚁酸，结构式 结构简式 ，所以甲酸即具有酸的性质又具有醛的性质。甲酸被氧化成碳酸。在碱性条件下，甲酸可发生银镜反应，可跟新制氢氧化铜作用析出氧化亚铜红色沉淀，可是酸性高锰酸钾和溴水退色。三、酯定义：酸（ 、 ）与醇发生酯化反应生成的一类有机化合物。 举例：CH3COOC2H5、C2H5ONO2、硝化甘油、油脂（脂肪、油）、涤纶树脂、有机玻璃 苹果、菠萝、香蕉中的香味物质 组成、结构、通式 有机酸酯的结构通式： 官能团： 饱和一元酯：CnH2nO2 （n2） 3.命名：某酸某酯 写出下列物质的结构简式： 乙二酸二乙酯、乙二酸乙二酯、二乙酸乙二酯、乙二酸乙二酯w.w.w.k.s.5.u.c.o.m4.物性：低级酯具有芳香气味，可作香料； 一般是比水 ， 溶于水的中性油状液体，可作有机溶剂。5化性：水解反应 水解条件： 水解方程式：与酯化反应的关系：互为可逆反应 RCOOHHOR RCOOR H2O 思考：分析酯化反应正向和逆向进行的措施。w.w.w.k.s.5.u.c.o.mw.w.w.k.s.5.u.c.o.m6.特殊的酯甲酸酯：HCOOR水解；氧化反应：能被银氨溶液、新制Cu（OH）2碱性浊液氧化成HOCOOR（碳酸酯）（酯中只有甲酸酯才能发生银镜反应） 有 机 合 成1、有机合成遵循的原则（1）起始原料要价廉、易得、简单，通常采用四个碳以下的单官能团化合物和单取代苯。（2）尽量选择步骤最少的合成路线。（3）“绿色、环保”。（4）操作简单、条件温和、能耗低，易于实现。（5）不能臆造不存在的反应事实。2、有机合成的解题方法首先要看目标产物属于哪一类、带有何种官能团。然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法。3、解答有机合成题的关键在于：(1)选择合理简单的合成路线。(2)熟练各类物质的组成、结构、性质、相互衍生关系以及官能团的引进和消去等知识。二、有机物的种类、官能团之间的转换1、官能团的引入（1）引入羟基（OH）：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与H2加成还原等。（2）引入卤原子（X）：烃的取代，不饱和烃与X2、HX的加成，醇或酚与HX的取代等。（3）引入C=C：卤代烃消去 醇消去 炔烃不完全加成。（4）引入：醇的催化氧化2、官能团的消除（1）通过加成消除不饱和键。（2）通过加成（加H）或氧化（加O）消除醛基。（3）通过消去或氧化或酯化等消去羟基。3、官能团的衍变（1）利用衍生关系引入官能团，如醇醛羧酸（2）通过化学反应增加官能团CH2=CH2如C2H5OHCH2=CH2（3）通过某种手段，改变官能团位置如：CH3CH2CH2OHCH3CH=CH24、各类官能团之间的互换和变化，一般来说有以下几种情况(1)相互取代关系：如卤代烃与醇的关系，RXROH （X与OH之间的取代）。(2)氧化还原关系：如醇与醛、酸之间的转化，CH2OHCHOCOOH(3)消去加成关系：如ROH与浓硫酸共热170 消去反应生成C=C和水，而C=C在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成ROH。：RX在NaOH的醇溶液中消去成C=C、和HX，而C=C在催化加热下与HX加成为RX(4)结合重组关系：如醇与羧酸的酯化与酯的水解RCOOHROHRCOORH2O。 5、碳骨架的增减增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出。变短：如烃的裂化、裂解，某些烃的氧化。三、有机合成题的解题方法（1）顺合成法：其思维程序是：原料中间产物产品。（2）逆合成法：此法是采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：（3）综合比较法：此法是采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合成路线。四、相关链接1.有机反应类型及相应有机物种类（1）取代反应：烷烃（卤代），苯及其同系物（卤代、硝化、磺化），醇（卤代），苯酚（溴代）。（2）加成反应：烯烃（X2、H2、HX、H2O），炔烃（X2、H2、HX），苯（H2），醛（H2），油脂（C=C氢化）。（3）消去反应：卤代烃脱HX，醇分子内脱H2O。（4）酯化反应：醇和羧酸，纤维素和酸，甘油和酸，醇和无机含氧酸。（5）水解反应：卤代烃，酯、油脂，二糖和多糖，蛋白质。（6）氧化反应：烯、炔、烷基苯、醇、醛等。（7）还原反应：醛、葡萄糖与H2加成。（8）加聚反应：乙烯、异戊二烯、氯乙烯等。（9）缩聚反应：苯酚和甲醛等。2.重要的有机反应规律（1）双键的加成和加聚：双键之一断裂，加上其他原子或原子团或断开键相互连成链。（2）醇的消去反应：消去和羟基所在C相邻的C上的H，若相邻的C上无H则不能发生消去。（3）醇的催化氧化反应：和羟基相连的C上若有H则可被氧化为醛或酮，若无H则不能被氧化。（4）有机物成环反应：a.二元醇脱水，b.羟酸的分子内或分子间酯化，c.氨基酸脱水，d.二元羧酸脱水，e.以上化合物之间的脱水或酯化。五、拓展迁移1、碳链的增长或缩短（1）增长：有机物与HCN加成；单体通过加聚或缩聚等。如CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH。（2）减少：烃的裂化或裂解，脱羧反应（如制CH4），苯的同系物的氧化，烯烃的氧化等。2、原子经济性最大限度地利用原料分子的每一个原子，使反应达到零排放。原子经济性可以用原子利用率来衡量。原子的利用率越高，原子经济性越强。原子利用率=100%