有机教案(3)

高中化学总复习教案·有机化学

基，从离卤原子最近的一端开始给主链上的碳原子进行编号，其余步骤同烷烃的系 统命名法。 如： 4．卤代烃的物理性质 (1)卤代烃不溶于水，溶于有机溶剂。 (2)卤代烃分子的极性比烃分子强，卤原子的质量比氢原子的质量大许多，因此齿代烃的沸点和密度都大于同碳原子数的烃。 (3)相同卤代物中，它们的沸点随着碳原子数的增加而增大(因碳原子数增多分子量增大，引起分子间作用力增大)，密度却随着碳原子数的增加而减小。(因碳原子数增多，卤代烃分子中卤原子的质量分数降低)。 (4)室温下少数低级卤代烃(1～3个碳原子的氟代物，l～2个碳原子的氯代物和溴甲烷)为气体，其余为液体，高级(碳原子数多)卤代烃为固体。 释疑 课本第147页讨论。 烃基不同时，一方面氯代烃的沸点随烃基中碳原子数的增加而升高；另一方面，如果烃基中所含碳原子数目相同时，氯代烃的沸点随烃基中支链的增多而降低。 5．卤代烃的化学性质 卤代烃的化学性质较活泼，这是由于卤原子(官能团)的作用所致。卤原子结合电子的能力比碳原子强。当它与碳原子形成碳卤键时，共用电子对偏向卤原子，故碳卤键的极性较强，在其他试剂作用下，碳卤键很容易断裂而发生化学反应。 (1)水解反应 或写作： 注解 ①卤代烃水解反应实质是可逆反应。为了促使正反应进行得较完全，水解时一定要加入可溶性强碱并加热，加强碱可与水解生成的卤代氢发生中和反应，减少生成物浓度，平衡右移，加热可提高水解反应的速率。 ②所有的卤代烃在一定条件下都可发生水解反应，卤代烃的水解反应可看成是卤代烃分子中的卤原子被水分子中的羟基取代(卤代烃分子中碳卤键断裂)，故卤代烃的水解反应又属取代反应。 (2)消去反应 注解 ①卤代烃的水解反应和消去反应的条件不同。卤代烃和氢氧化钠水溶液反应时，卤基被羟基取代。而卤代烃和氢氧化钠醇溶液反应时，氢氧化钠在醇这类弱极性物质中钠氧键不断裂，所以不能发生羟基的取代反应，只能发生消去反应。 ②消去反应与加成反应不互为可逆反应，因为它们的化学反应条件不相同。 ③不是所有的卤代烃都能发生消去反应，相邻碳原子上无氢原子(即无a—H) 的卤代烃，不能发生消去反应。

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如等均不能发生消去反应。 6．卤代烃的作用 ①在烃分子中引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用。 ②有些卤代烃特别是一些多卤代烃可直接用作溶剂、农药、制冷剂、灭火剂、麻醉剂和防腐剂等。

③氟氯烃是一类多卤代烃，主要含氟和氯的烷烃衍生物，有的还含有溴原子。氟氯烃大多为无色、无臭的气体，化学性质稳定、无毒，曾被认为是安全无害的物质，加之其具有不燃烧、易挥发、易液化等特性，几十年来被广泛用作冷冻设备和空气调节装置的制冷剂，以及用于制雾化剂，聚乙烯等泡沫塑料的发泡剂，电子和航空工业的溶剂、灭火剂，等等。但是，也恰恰是由于氟氯烃的化学性质稳定，使其在大气中既不发生变化，也难被雨雪消除，在连年使用之后，每年逸散出的氟氯烃积累滞留在大气中，使其在大气中的含量逐年递增。大气中的氟氯烃随气流上升，在平流层中受紫外线照射，发生分解，产生氯原子，氯原子可引发损耗臭氧的反应。在这种反应中，氯原子并没有消耗，消耗的只是臭氧，所以实际上氯原子起了催化作用。因此即使逸入平流层中的氟氯烃不多，但由它们分解出的氯原子却仍可长久地起着破坏臭氧的作用。臭氧层被破坏，意味着有更多的紫外线照射到地面，而过多紫外线的照射，则会危害地球上的人类、动物和植物，造成全球性的气温变化。因此，为了保护臭氧层，人类采取了共同的行动，签订了以减少并逐步停止生产和使用氟氯烃为目标的《保护臭氧层维也纳公约》、《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等国际公约。 3.卤代烃的一般通性 (1)物理通性：都不溶于水，可溶于有机溶剂。氯代烷的沸点随烃基增大呈现升高的趋势；氯代烷的密度随烃基增大呈现减小的趋势。 (2)化学通性：卤代烃的化学性质通常比烃活泼，能发生许多化学反应。 ①取代反应： CH3Cl+H2OCH3OH+HCl (一卤代烃可制一元醇) BrCH2CH2Br+2H2OHOCH2CH2OH+2HBr (二卤代烃可制二元醇) ②消去反应： BrCH2CH2Br+NaOHCH2═CH—Br+NaBr+H2O (消去1分子HBr) BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH+2NaBr+2H2O (消去2分子HBr) 4.氟氯烃(氟利昂)对环境的影响 (1)氟氯烃破坏臭氧层的原理 ①氟氯烃在平流层中受紫外线照射产生Cl原子。 ②Cl原子可引发损耗臭氧的循环反应： Cl+O3ClO+O2 ClO+OCl+O2 总的反应式： O3+O2O2

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③实际上氯原子起了催化作用。 (2)臭氧层被破坏的后果 臭氧层被破坏，会使更多的紫外线照射到地面，会危害地球上的人类、动物和植物，造成全球性的气温变化。

二、能力基础——不饱和度（Ω）的求算及应用

1．含义：完全由碳氢两种元素形成的分子，若分子内全部是单键结合，并且没有环状结构存在，这种烃为烷烃，通式为CnH2n+2，我们说这种烃不饱和度（Ω）为零。当分子中有一个双键或有一个碳环存在时，在原分子的基础上减去2个氢原子，这称为分子中有一个不饱和度。同理，依次增加不饱和度。

2．意义：有了不饱和度，看到一个烃分子的结构，仅知道其中碳原子或氢原子就可以很迅速地求出另外一种原子；更重要的是，仅知道某分子的分子式，可先求不饱和度，从而反推其分子结构的可能性是一个极有力的推断工具。 3．求算方法： ①对于烃：CxHy Ω=

2x?2?y 22x?2?(y?z)

2②对于卤代烃:CxHyXz可以等效于CxHy+z Ω=

③烃的含氧衍生物：CxHyOz，氧原子为二价基团，可认为其在分子中的存在形式为C—O—C，其对不饱和度没有贡献。Ω=

2x?2?y。若分子中存在“C=O”结构时，在求算2不饱和度时，可不考虑该原子，在落实不饱和度时，必须考虑进去。 ④含N衍生物（除铵盐之外）：

CxHyNz:认为N是3价，将（NH）合为一体，可认为是2价基团，与氧原子一同处理。一NO2其中有1个不饱和度。 ∴CxHyNz等效于CxHy-z(NH)z, Ω=

2x?2?(y?z)，

22?7?2?6?5

2⑤铵盐：将HN4用一个H代替，余同。

如某物质化学式为C7H7NO2等效于C7H6（NH）O2，其不饱和度为Ω=

分子中必含苯环，Ω=4,另一个不饱和度可表现在—NO2，也可以是羧基或醛基。

4．空间结构中不饱和度的数目确定：

一些空间结构的不饱和度在数环状结构时容易重复计算，不适宜采用算不饱和度的方法。 三、学法指要 【例1】 某有机物为烃的含氧衍生物，在1.01×105Pa、120℃时，取其蒸气40ml与140ml

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氧气混合点燃，恰好完全反应生成等体积的CO2和水蒸气。当恢复到反应前的状况时，反应后混合物的体积比反应前混合物的体积多60ml。求该有机物的分子式，若该有机物能和Na2CO3作用，试写出它的结构简式。

【分析】有机物分子式为C3H6O2。结构简式为CH3—CH2—COOH。

【例2】 常温下为液态的某烃的含氧衍生物，取一定量在1.01×105Pa、120℃时全部气化，

测得体积为20ml，在同一状况下，取100ml O2 与它混合后完全燃烧，测得反应产物CO2与水蒸气的体积比为3：4，将反应前后的混合气体恢复到原状态，经测定其密度比反应前减少了1/6，再将此混合气体用碱石灰吸收后，体积还剩下10ml（体积已换算成原状态），求此有机物分子式。

【分析】有机物分子式为C6H8O。

【例3】 已知丙二酸(HOOC—CH2—COOH)用P2O5脱水得到的主要产物的分子式是C3O2，

它跟水加成仍是到丙二酸。C3O2是一种非常“活泼”的化合物，除能跟水加成生成丙二酸外，还能跟NH3、HCl、ROH（R为链烃基）等发生加成反应。例如C3O2与NH3加成：

试写出：

（1）C3O2的结构简式 O=C=C=C=O 。

（2）C3O2分别HCl，CH3CH2OH发生加成反应的化学方程式 ， 。 【例4】 烯烃A中混有烷烃B,在120C时A和B的气体混合物对H2相对密度为12,取此混

合气体1L与4L氧气一起放入一密闭容器中,测得其压强为1.01×105Pa,用电火花引燃,使两种烃都充分氧化,待温度恢复到反应前时,测得其压强为1.04×1.01×105Pa,问A、B各是什么烃？其体积分数分别是多少？

A为C4H8，含量为20%（物质的量分数）B为CH4，含量为80%。

【例5】有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程图生产的 ，图中的M（C3H4O）和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基一氯取代位置有三种：

试写出：物质的结构简式：A ，M ， 物质A的同类别同分异构为 。 N+B→D的化学方程: ， 反应类型X ，Y 。

【分析】则A：CH3CH2CH2CHO；M：CH2=CHCOOH；同分异构（CH3）2CHCHO N+B→D：

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CH2＝CHCOOH+CH3(CH2)2CH2OHCH2＝CHCOOCH2(CH2)2CH3+H2O

X是加成反应：Y是加聚反应。

【例6】A是一种酯，分子式是C14H12O2，A可以由醇B跟羧酸C制得,氧化B可得C。 (1) 写出A、B、C的结构简式。 (2) 写出C的两种同分异构体的结构简式，它们都可以跟NaOH反应。

【例7】标准状况下，1LCO和某单烯烃的混合物与9L O2混合点燃，在压强不变、136.5C时，测得气体体积为15L，求该烯烃可能的分子式及其体积分数。

【分析】1L CO和烯烃的混合气体完全燃烧时，最多消耗6L O2（C4H8），故9L O2过量，把标况下，10L混合气体换算成136.5C时的体积，为

10?(273?136.5)?15(L)反应前273后体积不变。

由题意哥知，n=2，3，4，0

【例8】由一种气态烷烃和一种气态单烯烃组成的混合气体，它对H2的相对密度是13.2，将1L混合气体和4L O2在容积固定的密闭容器中完全燃烧并保持原来的温度（120C），测得密闭容器内压强比反应前增加4%，试确定混合气体的成份及体积比。 含CH4:60%;C3H6:40%;CH4与C3H6之体积为3:2

【例9】对同样的反应物,若使用不同的催化剂,可得到不同的产物,如:

C2H5OH CH3CHO+H2↑

2C2H5OH CH2=CH—CH=CH2+H2↑+2H2O

Al2O32C2H5OH H2O+C2H5OC2H5

250℃

已知C2H5OH在活性铜催化剂作用下生成CH3COOC2H5及其它产物，则其它产物为 。 2H2↑。

【例10】某烃A与溴加成生成二溴衍生物B，且1molA只能跟1molBr2完全反应，B用热NaOH醇溶液处理得化合物C，经测定C的分子式为C5H6，C分子中没有支链，则A为 ，B为 ，C为 （填结构简式）。

【例11】式量为300以下的某脂肪酸1.0g与2.7g碘完全加成，也可被0.2gKOH所中和，由此推测该脂肪酸的准确式量是 。

A.282 B.280 C.278 D.无法确定 【分析】C

【例12】乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂A，核磁共振谱表明A分子里的氢原子没有差别；红外光谱表明A分子里存在羰基，而且A分子里所有原子在一个平面上。A很容易与水反应重新变为乙酸。

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550℃O3 ZnO 、 Cr 2 450℃ Ag

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