人教版选修5课件 第三章 本章整合

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一 烃的含氧衍生物的结构和性质 【 例 1 】 (201 1 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 NaHCO 3 溶液反应放出 CO 2 ，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 H 2 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 C 5 H 8 O 4 ；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 HOOCCH 2 COOH ，因此 Ⅲ 是丙二 醛 ， 其 结 构 简 式 是 OHCCH 2 CHO ，继而推断出 化 合 物 Ⅱ 的 结 构 简 式 是 HOCH 2 CH 2 CH 2 OH 。醇羟基可被 Br 原子取代。 (3)Ⅴ 能与饱 和 NaHC O 3 溶液反应放出 CO 2 ，说明分子中含 有羧基，根据 Ⅲ 的结构简式 HOCCH 2 CHO 可知化合物 Ⅴ 的结构 简式为 CH 2 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 H 2 发生加成反应。 【 答 案 】 (1)C 5 H 8 O 4 H 3 COOCCH 2 COOCH 3 ＋ 2NaOH 2CH 3 OH ＋ NaOOCCH 2 COONa CH 2 BrCH 2 CH 2 Br ＋ （ 2 ） HOCH 2 CH 2 CH 2 OH ＋ 2HBr 2H 2 O （ 3 ） OHCCH 2 CHO (4) （ 5 ） CH 2 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 CH 2 的有：单烯烃和环烷烃；同为 CH 2 O 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 ． CH 4 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 CH 4 。 CH 4 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 CH 4 。 CH 4 是有机物中含氢量最高的烃。 【 例 2 】 (200 9 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 KMnO 4 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 C 8 H 8 。 (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 ） C 8 H 8 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 】 (201 0 年全国卷 Ⅰ) 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 KM nO 4 溶液氧化的产物是什么，至少要知 道双键 能被酸性 KMnO 4 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 ) 。 [CH 3 CH(OH)CH 2 OH] 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 Br 2 D ． A 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 3 ． (2010 年广 东广州二模 ) 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 ． (2010 年广 东广州二模 ) 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 K 2 Cr 2 O 7 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 CH 3 COOH 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 C 16 H 12 N 2 O 4 (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 C 16 H 14 N 2 O 4 。 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 ）