人教版高中化学选修5课件 第3章 本章整合

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一 烃的含氧衍生物的结构和性质 【例 1】(2011 年广东理综)直接生成碳碳键的反应是实现高 效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受 关注的一类直接生成碳碳键的新反应。例如： Ⅰ 化合物Ⅰ可由以下合成路线获得： Ⅰ (1)化合物Ⅰ的分子式为________，其完全水解的化学方程 式为__________________________________________________ _____________________(注明条件)。 (2) 化 合 物 Ⅱ 与 足 量 浓 氢 溴 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ______________________________________________________ ___________________(注明条件)。 (3)化合物Ⅲ没有酸性，其结构简式为___________；Ⅲ的 一种同分异构体Ⅴ能与饱和 NaHCO3 溶液反应放出 CO2，化合 物Ⅴ的结构简式为________________。 (4)反应①中 1 个脱氢剂Ⅵ(结构简式如图 12－1)分子获得 2 个氢原子后，转变成 1 个芳香族化合物分子，该芳香族化合物 分子的结构简式为____________________。 (5)1 分子 与 1 分子 在一定条件下可发 生类似反应①的反应，其产物分子的结构简式为____________ ______________________；1 mol 该产物最多可与__ mol H2 发 生加成反应。 【解析】(1)依据化合物Ⅰ的结构简式可写出其分子式为 C5H8O4；该分子中含有 2 个酯基，在碱性条件下可完全水解。 (2)由化合物Ⅰ及其合成路线逆推，Ⅳ是丙二酸，结构简式 是 HOOCCH2COOH ，因此Ⅲ是丙二 醛 ， 其 结 构 简 式 是 OHCCH2CHO ，继而推断出 化 合 物 Ⅱ 的 结 构 简 式 是 HOCH2CH2CH2OH。醇羟基可被 Br 原子取代。 (3)Ⅴ能与饱和 NaHCO3 溶液反应放出 CO2，说明分子中含 有羧基，根据Ⅲ的结构简式 HOCCH2CHO 可知化合物Ⅴ的结构 简式为 CH2 CHCOOH。 (4)芳香族化合物必须含有苯环，结合脱氢剂Ⅵ的结构简 式，两个 H 应分别加在两个 O 上，形成两个羟基。 (5)反应①的特点是 2 分子有机物各脱去一个氢原子形成一 个新 的 C—C 键 ， 因 此 1 分子 与 1 分子 在一定条件下发生脱氢反应的产物是 。该化合物中含有 2 个苯环、1 个 碳碳三键，所以 1 mol 该产物最多可与 8 mol H2 发生加成反应。 【 答 案 】 (1)C5H8O4 H3COOCCH2COOCH3 ＋ 2NaOH 2CH3OH＋NaOOCCH2COONa CH2BrCH2CH2Br ＋（ 2 ） HOCH2CH2CH2OH ＋ 2HBr 2H2O （3）OHCCH2CHO (4) （5） CH2 CHCOOH 8 二 有机物的组成规律 1．烃及烃的含氧衍生物中，氢原子个数一定为偶数，相对 分子质量亦为偶数。 2．烃类物质中，烷烃随碳原子数目的增多，含碳量增大， ×100%＝85.71%；炔烃、苯的同系物随 碳原子数增多，含碳量减小，其含碳量最小值等于 85.71%，烯 烃含碳量为一常数，其值等于 85.71%。 3．最简式相同的有机物，无论以何种比例混合，所有元素 的质量分数为常数。常见最简式同为 CH 的有：乙炔、苯、苯 乙烯；同为 CH2 的有：单烯烃和环烷烃；同为 CH2O 的有：甲 醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖。 4．烷烃与较它少一个碳原子的饱和一元醛相对分子质量相 等；饱和一元醇与较它少一个碳原子的饱和一元羧酸相对分子 质量相等。 5．CH4 是所有烃分子中唯一只有一个碳原子的分子，若混 合烃平均碳原子数小于 2，则混合烃中一定有 CH4。CH4 的式量 为 16，是烃中式量最小的，若混合烃平均式量大于 16，小于 26，则混合烃中一定有 CH4。CH4 是有机物中含氢量最高的烃。 【例 2】(2009 年海南化学)某含苯环的化合物 A，其相对分 子质量为 104，碳的质量分数为 92.3%。 (1)A 的分子式为______。 (2)A 与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为_________ __________________，反应类型是_________。 (3)已知： 。请写出 A 与稀、冷的 KMnO4 溶液在碱性条件下反应的化学方程式 ___________________________________________________。 (4)一定条件下，A 与氢气反应，得到的化合物中碳的质量 分数为 85.7%，写出此化合物的结构简式_________________。 (5)在一定条件下，由 A 聚合得到的高分子化合物的结构简 式为_____________________。 (4) 加氢反应，若只加成碳碳双键，则含 C 质量分数为 90.6%，若苯环也加氢，则含 C 质量分数为 85.7%，后者符合题 意。 (5)按碳碳双键的加聚反应写即可。 【解析】(1)M(C)总＝92.3%×104＝96，则 M(H)总＝8，不可 能再含其他原子。因 96÷12＝8，所以分子式为 C8H8。 (2)该分子中含苯环，且分子能与溴的四氯化碳溶液反应， 所以 A 应为苯乙烯，该反应为加成反应。 (3)分子中有碳碳双键，直接套用信息可得结果。 (4) (5) 加成反应（2） (3) 【答案】（1）C8H8 三 有机合成中官能团间的衍变 1．利用官能团的衍生关系进行衍变。以丙烯为例，如： 2．通过某种化学途径使一个官能团变为两个。如： 3．通过某种手段，改变官能团的位置。如： 【例 3】图 3－M－2 表示 4-溴环己烯所 发生的 4 个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是 ( )。 图 3－M－2 A．①④ B．③④ C．②③ D．①② 【解析】本题考查双键和卤代烃与其他官能团之间的衍变。 4-溴环己烯发生 4 个反应得到的产物如下所示： 显然 Y、Z 中只含一种官能团，故选 B。对于①反应，不 要求掌握双键被酸性 KMnO4 溶液氧化的产物是什么，至少要知 道双键能被酸性 KMnO4 溶液氧化成其他的官能团。 【答案】B 1 ． 以 2- 氯 丙 烷 为 主 要 原 料 制 1,2- 丙 二 醇 )。[CH3CH(OH)CH2OH]时，依次经过的反应类型为( A．加成反应→消去反应→取代反应 B．消去反应→加成反应→取代反应 C．消去反应→取代反应→加成反应 D．取代反应→加成反应→消去反应 B 2．(双选)有机物 A 结构如图 3－M－3 所示，下列说法正 确的是( )。BC A．A 在碱性条件下不能发生水解反应 B．1 mol A 能和 4 mol 氢气发生加成反应 C．和溴水反应时，1 mol A 能消耗 3 mol Br2 D．A 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 3．莽草酸可用于合成甲型流感药物 )。C——达菲。下列关于莽草酸的叙述正确的是( A．能与氯化铁溶液发生显色反应 B．能发生消去反应生成苯甲酸 C．能使溴的四氯化碳溶液褪色 D．能发生银镜反应 4．1,4-二氧六环是一种常见溶剂，它可以通过图 3－M－4 D合成路线制得，烃 A 是( A．1-丁烯 C．乙炔 )。 图 3－M－4 B．1,3-丁二烯 D．乙烯 5．香草醛是食品添加剂的增香原 料，可由丁香酚经以下反应合成香草醛。 图 3－M－5 (1)写出香草醛分子中含氧官能团的名称_________________ (任意写两种)。 醛基、羟基、醚键 (2)下列有关丁香酚和香草醛的说法正确的是_____。 A．丁香酚既能发生加成反应又能发生取代反应 B．香草醛中—OH 能被酸性 K2Cr2O7 氧化 C．丁香酚和化合物 I 互为同分异构体 D．1 mol 香草醛最多能与 3 mol 氢气发生加成反应 ABC (3) 写 出 化 合 物 Ⅲ→ 香 草 醛 的 化 学 方 程 式 ； (4)乙基香草醛(其结构见图 3－M－6)也是食品添加剂的增 香原料，它的一种同分异构体 A 属于酯类。A 在酸性条件下水 解，其中一种产物的结构见图 3 －M －7 。A 的结构简式是 。 ________________________________ _______ 6．(2011 年广东广州模拟)以苯甲醛为原料合成化合物Ⅴ的 路线如下： (1)反应①的反应类型是_________________________。 (2)反应①还可生成另外两种化合物，它们与化合物Ⅰ互为 同分异构体，它们的结构简式分别为_________和_________。 (3)化合物Ⅲ与 CH3COOH 发生酯化反应的化学方程式为 ______________________________________________________ (不要求写出反应条件)。 (4)下列说法正确的是______(填字母)。 A．化合物Ⅰ的名称是 2-硝基苯甲醛 B．化合物Ⅲ可以发生缩聚反应得到高分子化合物 C．反应⑤属于还原反应 D．化合物Ⅴ的分子式为 C16H12N2O4 (5)用丙酮( )代替化合物Ⅰ发生反应②、反应 解析：(1)反应①是硝基取代了苯环上的氢原子。(2)Ⅰ是硝 基和醛基间位，还有邻位和对位。(4)A 中化合物Ⅰ的名称是 3- 硝基苯甲醛；D 中化合物Ⅴ的分子式为 C16H14N2O4。 ③可以得到化合物Ⅵ(生产有机玻璃的中间体)，化合物Ⅵ的结 构简式为_________________________。 答案：（1）取代反应(或硝化反应) （2） (3) （4）BC （5）