鲁科版（2019）选择性必修3学案：第2章 第1节 有机化学反应的主要类型

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1、第1节 有机化学反应类型基础课时8有机化学反应的主要类型学 习 任 务1.认识加成、取代、消去反应及氧化还原反应的特点和规律。能从增(减)氧、减(增)氢的角度认识氧化反应、还原反应。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2了解有机反应类型和有机化合物组成、结构特点的关系，能预测物质的性质。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。一、加成反应1定义加成反应是有机化合物分子中不饱和键两端的两个原子与其他原子或原子团结合，生成新的有机化合物的反应。2参与反应的有机化合物本身的结构特点(1)能发生加成反应的不饱和键：碳碳双键、碳碳三键、苯环、碳氧双键(羰基)等。(2)能发生加成反应的物质类别：烯烃、炔烃

2、、芳香族化合物、醛、酮等。(3)发生加成反应的试剂：氢气、卤素单质、氢卤酸、氢氰酸(HCN)、水等。3完成下列化学方程式(1)CH2=CH2HBrCH3CH2Br。(2)CH2=CH2H2OCH3CH2OH。(3)CHCHHCNCH2=CHCN(丙烯腈)。4根据有机物本身及试剂的结构特点，不同类型的不饱和键通常能与不同的试剂发生加成反应。结构试剂产物H2、X2、HX、H2O烷、卤代烃、醇CCH2、X2、HX、H2O、HCN烷、烯、烯醇、卤代烃、腈、卤代烯烃H2、HCN醇、羟基腈H2环烷烃判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)能发生加成反应的有机物一定含不饱和键。()(2)单烯烃加成反应的

3、产物可以有两种。()通常情况下，丙烯与HCl发生加成反应主要产生，其原因是什么？提示：CH3是推电子基团，使碳碳双键链端碳原子带部分负电荷()，另一成键碳原子带部分正电荷()，双键带部分正电荷的原子与另一试剂带部分负电荷的原子或原子团结合，双键带部分负电荷的原子与试剂带部分正电荷的原子或原子团结合，即：。二、取代反应1定义有机化合物分子中的某个(或某些)原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应称取代反应。2分析取代反应的一种方法从化学键类型上分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。有机化合物分子中有极性单键时，有可能发生取代反应。有机化合物与极性试剂的取代反应可用通式表示：根据上述规律完成下列反

4、应方程式：CH3CH2ClNH3CH3CH2NH2HCl；CH3CH2BrNaCNCH3CH2CNNaBr；CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O。3H的取代反应在含有官能团的有机化合物分子中，与官能团直接相连的碳原子称为C，其上的氢原子称为H；与C相连的碳原子称为C，其上的氢原子称为H。由于受官能团影响C上的碳氢键最容易断裂，发生取代反应。如：三、消去反应1实验室利用乙醇的消去反应制备乙烯实验室制取少量乙烯装置如下图所示：(1)将15 mL浓硫酸缓缓加入盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中，再倒入圆底烧瓶中，并加入几块碎瓷片。碎瓷片的作用是避免混合液在受热时暴沸。(2)加热混合液，使混合液

5、温度迅速上升到170 ，将气体分别通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察到的现象是酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液均褪色。(3)由上述实验得出的结论是乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ，发生反应，生成乙烯。(4)问题讨论：写出上述实验中发生反应的化学方程式：CH3CH2OHCH2=CH2H2O。该反应中乙醇分子断裂的化学键是CO键和相邻碳原子上的CH键。然后在出现断键的两个碳原子之间又重新形成一个共价键，由单键变成双键。实验室用乙醇制乙烯，加热时为什么要迅速升温至170 ？提示：升温慢会发生副反应：2C2H5OHCH3CH2OCH2CH3H2O。2消去反应在一定条件下，有机化合物

6、脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有不饱和键的有机化合物的反应。3氯乙烷转化为乙烯的反应氯乙烷与NaOH的乙醇溶液共热反应生成乙烯，化学方程式为CH3CH2ClNaOHCH2=CH2NaClH2O。四、氧化反应和还原反应1氧化反应(1)从分子中氢、氧原子数目变化分析，有机化合物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应，称为氧化反应。(2)常见的氧化剂：氧气、酸性KMnO4溶液、臭氧(O3)、银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液等。2还原反应(1)从分子中氢、氧原子数目变化分析，有机化合物分子中增加氢原子或减少氧原子的反应，称为还原反应。(2)常见的还原剂：氢气、氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠

7、(NaBH4)等。下列反应中，属于还原反应的是_(填序号，下同)，属于氧化反应的是_。由乙醇制取乙醛由乙醛制取乙醇乙醛的银镜反应甲醛与新制的氢氧化铜反应乙烯与氢气的加成 乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色丙酮(CH3COCH3)与氢气生成2丙醇甲烷的燃烧反应提示：探究有机物的消去反应问题1卤代烃和醇发生消去反应时，所需的反应条件一样吗？请分析说明。提示：不一样。卤代烃消去的条件是强碱的醇溶液、加热；醇消去的条件是浓硫酸、加热。问题2分析能发生消去反应吗？如果能，写出可能的化学方程式。提示：该有机物有两个C，且两个碳原子上均有氢原子，所以能发生消去反应。能生成两种不同的产物，化学方程式为问题3有机物能发

8、生消去反应吗？分析其原因。提示：不能，因为这两种有机物C上无氢原子，所以不能发生消去反应。1消去反应的规律(1)发生消去反应的条件是卤素原子或醇羟基有直接相连的碳原子且相邻碳原子上必须有氢原子，即必须有H，否则不能发生消去反应，如CH3OH。(2)有两个不对称相邻碳原子，且碳原子上均带有氢原子，发生消去反应可能得到不同的产物，如。2卤代烃、醇的消去反应特点(1)醇的消去反应反应条件：浓硫酸、加热。反应机理：(2)卤代烃的消去反应反应条件：强碱(如NaOH、KOH)的醇溶液、加热。反应机理：1下列有机化合物中，能发生消去反应生成不饱和化合物的是()A醇和卤代烃发生消去反应的条件是与羟基或卤素原子

9、相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子，A项符合题意。2下列反应属于消去反应的是()A苯与浓硝酸、浓硫酸混合，温度保持在5060 B乙醇与浓硫酸共热，温度保持在170 C乙醇与浓硫酸共热，温度保持在140 D乙醇、乙酸和浓硫酸共热B苯与浓硝酸、浓硫酸混合，温度保持在5060 ，苯环上的氢原子被硝基取代生成硝基苯，该反应为取代反应，故A不符合题意；乙醇与浓硫酸共热至170 ，乙醇脱去H2O，生成不饱和的CH2=CH2，属于消去反应，故B符合题意；乙醇与浓硫酸共热至140 ，发生分子间脱水生成乙醚，属于取代反应，故C不符合题意；乙醇、乙酸和浓硫酸共热可能发生消去反应生成乙烯，也可能发生取代反应生成

10、乙酸乙酯，故D不符合题意。探究官能团与有机反应类型的关系“空山寻桂树，折香思故人。故人隔秋水，一望一回颦。”这是宋朝诗人姜夔诗桂花中描述桂花的诗句。金秋十月桂花香，这香味主要来自一种叫芳樟醇的物质。其结构简式如图。问题1试从官能团的角度分析芳樟醇能发生什么反应类型？提示：芳樟醇中含有羟基，能发生消去、取代、氧化等反应；含有碳碳双键，能发生加成、氧化等反应。问题2芳樟醇能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，与其分子中的什么官能团有关？两者的反应类型是否相同？提示：碳碳双键。反应类型不同，芳樟醇使溴水褪色属于加成反应，使酸性KMnO4溶液褪色属于氧化反应。1加成反应(1)反应实质与特点实质：有机物分子

11、中的双键或三键断开一个或两个，加上其他原子或原子团。特点：只加不减。(2)官能团(原子团)与对应的试剂官能团(原子团)试剂H2、X2、HX、HCN、H2O等CCH2、X2、HX、HCN等H2、Cl2等H2、HCN、NH3及其衍生物、醇、RMgX、含H的醛或酮等CNH2、HCN、NH3等注意：氢气能与绝大多数含有不饱和键的有机化合物发生加成反应，但一般不能直接与羧基或酯基发生加成反应。2取代反应(1)反应实质与特点实质：有机化合物分子中的某些极性单键打开，其中的一部分原子或原子团被其他原子或原子团代替。特点：有加有减，取而代之。(2)有机物或官能团与对应的试剂及其取代位置有机物或官能团常见试剂取

12、代基团或位置饱和烃X2碳氢键上的氢原子苯环X2、HNO3、H2SO4卤代烃(X)H2O、NaCN卤素原子醇(OH)HX、RCOOH羟基上的氢原子或OH羧酸(COOH)ROH羧基中的OH酯(COO)H2O、NaOH酯基中的碳氧单键烯、炔、醛、酮、羧酸X2H注意：饱和烃、苯与卤素单质的水溶液不反应，但可与纯卤素单质发生取代反应。3消去反应(1)反应特点：分子内脱去小分子；产物中含不饱和键。(2)能发生消去反应的官能团：OH(醇)、X(卤代烃)等。4有机化学反应中常见的氧化反应(1)醇的氧化去氢式，如：2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O。反应机理：醇分子脱去羟基上的氢原子和连着羟基的碳原子

13、上的氢原子后，原羟基氧原子和该碳原子有多余电子而再形成新的共价键。(2)醛的氧化加氧式，如：2CH3CHOO22CH3COOH。反应机理：醛的氧化是在醛基的CH键的两个原子间插入氧原子。(3)有机物的燃烧。(4)烯烃、炔烃、酚、醛等有机物使酸性KMnO4溶液褪色。(5)含醛基的有机化合物与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液的反应。5有机化学反应中常见的还原反应烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、不饱和油脂等的催化加氢。1有下列反应：取代反应加成反应消去反应使溴水褪色使酸性KMnO4溶液褪色与AgNO3溶液反应生成白色沉淀加聚反应有机物CH3CH=CHCl能发生的反应有()A以上反应均可发生B只有

14、不能发生C只有不能发生 D只有不能发生C因该卤代烃中含有碳碳双键，属于不饱和卤代烃，则该卤代烃不仅具有卤代烃的共性能发生取代反应和消去反应，而且具有烯烃的性质能发生加成反应、加聚反应和氧化反应，使溴水褪色，使酸性KMnO4溶液褪色；因卤代烃中卤素原子和碳原子形成的是共价键，则该卤代烃不能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀。2下列各组中的物质均能发生加成反应的是()A乙烯和乙醇 B苯和氯乙烯C乙酸和溴乙烷 D丙烯和丙烷B乙烯、丙烯中含有碳碳双键，能发生加成反应；乙醇、溴乙烷和丙烷分子中均是饱和键，只能发生取代反应，不能发生加成反应；乙酸中含有羧基，但不能发生加成反应；只有B项，苯和氯乙烯中均含有不

15、饱和键，能发生加成反应，答案选B。1下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是()A乙炔通入溴水中B乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中C在镍作催化剂的条件下，苯与氢气反应D乙烷与氯气光照下发生反应D乙炔分子中含有碳碳三键，与溴发生加成反应生成1，2二溴乙烯或1，1，2，2四溴乙烷，该反应为加成反应，故A错误；乙烯分子中含有碳碳双键，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，该反应为氧化反应，不属于取代反应，故B错误；苯与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成环己烷，该反应不属于取代反应，故C错误；光照条件下，乙烷分子中的H原子被Cl原子取代生成氯代乙烷，属于取代反应，故D正确。2下列反应中，与由乙烯制备氯乙烷的反应类型

16、相同的是()A由苯制备环己烷B由乙烷制备氯乙烷C将乙烯通入酸性KMnO4溶液中D由乙烯制备聚乙烯A由乙烯制备氯乙烷，发生的是加成反应。由苯制备环己烷，发生的是加成反应，A正确；由乙烷制备氯乙烷，发生的是取代反应，B错误；将乙烯通入酸性KMnO4溶液中，发生的是氧化反应，C错误；由乙烯制备聚乙烯，发生的是加聚反应，D错误。3有机化合物C7H15OH的消去反应产物有三种，则此有机化合物的结构简式可能为()D在C7H15OH的四种同分异构体中，A和C的消去反应产物有两种，B的消去反应产物只有一种，D的消去反应产物有三种，故选D。4茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下：下列关于茉莉醛的叙述错误的是

17、 ()A在加热和催化剂作用下，能被氢气还原B能被酸性KMnO4溶液氧化C在一定条件下能与溴发生取代反应D不能与溴化氢发生加成反应D茉莉醛中的苯环、醛基和碳碳双键均能与H2发生加成反应，属于还原反应，苯环支链、醛基及都能被酸性KMnO4溶液氧化，苯环和烷基上的H原子在一定条件下能和Br2发生取代反应，A、B、C项正确；能和HBr发生加成反应，D项错误。5实验室用浓硫酸和乙醇制取乙烯时，常会看到烧瓶中液体变黑，并在制得的乙烯中混有CO2、SO2等杂质。某课外小组设计了如图所示装置，证明乙烯中混有CO2、SO2，并验证乙烯的性质。回答下列问题：(1)装置A是乙烯的发生装置，图中有一处明显的错误是_，

18、烧瓶中碎瓷片的作用是_。(2)若要检验A装置中所得气体含有SO2，可将混合气体直接通入_(填代号，下同)装置；若要检验A装置中所得气体含有CH2=CH2，可将混合气体先通入B装置，然后通入_装置，也可将混合气体干燥后，通入_装置。(3)小明将从A装置出来的混合气体依次通过B、E、D、E装置，发现D装置前面的石灰水无明显变化，D装置后面的石灰水变浑浊。请对出现该现象的原因进行合理猜想：_。(4)若要一次性将三种气体全部检验出来，气体被检验出来的先后顺序是_、_、_。解析本题中乙烯是用乙醇和浓硫酸在170 的温度下反应制得的，由于测定的是混合液的温度，因此温度计水银球必须插入液面以下。由于反应物都

19、是液体，因此需要加入碎瓷片，防止暴沸。根据CO2、SO2和CH2=CH2三种物质的性质可知，CO2和SO2都能与NaOH、Ca(OH)2溶液反应，SO2和CH2=CH2都能与溴水、酸性KMnO4溶液反应，但只有SO2能与品红溶液反应，只有CH2=CH2能与溴的CCl4溶液反应，因此检验CO2前必须先检验并除去SO2，检验SO2前必须先检验并除去CH2=CH2。第(3)小题中，使D后面的石灰水变浑浊的气体只有CO2，但原来的CO2已被除尽，所以只能是新生成的，即只能是乙烯被氧化后的产物。答案(1)温度计水银球没有插入液面以下防止混合液在受热时暴沸(2)CD(或F或G)G(3)乙烯被酸性KMnO4溶液氧化，生成CO2(4)乙烯SO2CO2