有机化学电化学.docx
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有机化学电化学
一、单体推断
有机化学推断技巧训练
这类题目经常出现,其解题依据是加聚反应和缩聚(酯化反应)反应原理。
方法是:
按照加聚反应或缩聚反应原理,由高分子的链节,采用逆向思维反推单体的结构。
【方法一:
折键法】
凡链结两端连接的半键在C原子上,则将端点的半键回折,不足的键由邻位补足。
例1:
工程塑料ABS树脂(结构式如下)合成时用了三种单体,请写出这三种单体的结构式。
三种单体的结构式为:
例2:
有4种有机物:
①,②,③,④CH3-CH=CH-CN,其中可用于合成结
构简式
的高分子材料的正确组合为()
A.①③④B.①②③C.①②④D.②③④
解析:
将高分子化合物如下所示“切”成三段
,利用折键法回推单体。
所以答案选D。
有的同学会错选B。
【方法二:
补水法】O
1.凡链节中含有酯基(—C—O—)结构的,从酯基中间断开,在羰基上加羟基,在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。
2.凡链节中含有肽键(
)结构的,断开碳氮键,亚氨基上加氢原子、羰基上加羟基,所得氨基酸为单体。
3.凡链节中含有类似(
CH2
),其单体一定是酚类和醛类。
n
例3.推断合成的单体。
解析:
该高分子链中有肽键的结构(
),属“聚酰胺类”高聚物,断开碳氮键,亚氨基上加氢原子、羰基上加羟基,即可得有两种单体
。
例4.塑料制品废弃物常称为“白色污染”。
为了防治这种污染,有一条重要途径是将合成的高分子化合物重
新变成小分子化合物。
目前对结构为
已成功实现这种处理。
试分析若用甲醇来处理它,能得到的有机物可能是
解析:
用甲醇来处理即高聚物的醇解:
高分子化合物断开碳氧键,在氧原子上加氢原子,在羰基上加—OCH3,所以答案为B、D。
【同步练习】
1.有下列几种高分子化合物
①—[
③
CH2—CH—]n
CN
OH
|
②—[CH2—CH=CH—CH2—]n
CH3
④—[CH2CH2CHCH2—]n
—[—CH2—]nCH3
OO
⑤—[C—
—C—O—CH2CH2—O—]n
其中是由两种不同的单体缩聚而成的是
A.③⑤B.③④⑤C.①③④⑤D.①③④⑤
2.乙烯与丙烯1:
1(物质的量)聚合时,生成聚合物乙丙树脂C,H该聚合物的结构简式可能是
A.CH2-CH—CH2—CH2
n
CH3
B.
CH2-C—CH—CH
CH3
CH-C=CH—CH
C.n
CH3
D.
CH2-CH=CH—CH2
3.请将下列高分子材料合成的单体的结构简填入下表(有的项可能不止一个原料)
编
结构简式单体
号
(OCH2CH2OC
1)O
(CH2CCHCH2
2)CH3
(CCH2CH2CH2CH2CH2NHn
3)O
(CH2CHCH2CH2CH2CH2CH2CH
4)CN
C6H5
(
5)
CHCH
(
6)OCH2CH2OCC
OO
(
7)
(
8)
(
9)
(
10)
二、反应条件与逆推思想的运用
1.甲烷
甲烷的制取:
CH3COONa+NaOH烷烃通式:
CnH2n-2
(1)氧化反应
CaO
△
Na2CO3+CH4↑
点燃
甲烷的燃烧:
CH4+2O2CO2+2H2O
甲烷不可使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。
(2)取代反应
光
一氯甲烷:
CH4+Cl2光
二氯甲烷:
CH3Cl+Cl2光
三氯甲烷:
CH2Cl2+Cl2光
CH3Cl+HClCH2Cl2+HCl
CHCl3+HCl(CHCl3又叫氯仿)
四氯化碳:
CHCl3+Cl2CCl4+HCl
(3)分解反应高温
甲烷分解:
CH4C+2H2
2.乙烯
乙烯的制取:
CH3CH2OH烯烃通式:
CnH2n
(1)氧化反应
浓硫酸
170℃
高温
H2C=CH2↑+H2O
乙烯的燃烧:
H2C=CH2+3O22CO2+2H2O
乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。
(2)加成反应
与溴水加成:
H2C=CH2+Br2CH2Br—CH2Br
催化剂
与氢气加成:
H2C=CH2+H2△CH3CH3
与氯化氢加成:
H2C=CH2+HClCH3CH2Cl
与水加成:
H2C=CH2+H2OCH3CH2OH
图1乙烯的制取
(3)聚合反应
乙烯加聚,生成聚乙烯:
nH2C=CH2
3.乙炔
一定条件
CH2-CH2n
乙炔的制取:
CaC2+2H2OHC≡CH↑+Ca(OH)2
炔烃的通式:
CnH2n-2
(1)氧化反应点燃
乙炔的燃烧:
HC≡CH+5O24CO2+2H2O
乙炔可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。
(2)加成反应
与溴水加成:
HC≡CH+Br2HC=CHBrBr
CHBr=CHBr+Br2CHBr2—CHBr2
注意:
制取乙烯、乙炔均用排水
与氢气加成:
HC≡CH+H2
催化剂
H2C=CH2
图2乙炔的制取
法收集;乙烯、乙炔的加成反应
一般都需要催化剂(溴除外)。
与氯化氢加成:
HC≡CH+HCl△
(3)聚合反应
CH2=CHCl
Cl
一定条件
氯乙烯加聚,得到聚氯乙烯:
nCH=CHCl
一定条件
CH2—CHn
乙炔加聚,得到聚乙炔:
nHC≡CH
CH=CHn
4.苯
苯的同系物通式:
CnH2n-6
(1)氧化反应
点燃
苯的燃烧:
2C6H6+15O212CO2+6H2O
苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取代反应
①苯与溴反应
+Br2
②硝化反应
—Br+HBr
(溴苯)
+HO—NO2
—NO2
+H2O
(硝基苯)
苯硝化反应生成硝基苯,它是一种带有苦杏仁味、无色油状液体,有毒。
③磺化反应
+HO—SO3H
(3)加成反应
+3H2
2
(苯磺酸)
(环己烷)
苯还可以和氯气在紫.外.光.照射下发生加成反应,生成C6H6Cl6(剧毒农药)。
5.甲苯
(1)氧化反应
点燃
甲苯的燃烧:
C7H8+9O27CO2+4H2O
甲苯不能使溴水褪色,但可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取代反应
CH3
|
+3HNO3
浓硫酸O2N—
CH3
|
—NO2
|NO2
+3H2O
甲苯硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,简称三硝基甲苯,又叫梯恩梯(TNT),是一种淡黄色晶体,不溶于水。
它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿等。
CH3
|
CH3
|
24
+3HSOHO3S——SO3H+3H2O
|SO3H
注意:
甲苯在光照条件下发生侧链的取代,而在催化剂条件下发生苯环上的取代。
(3)加成反应
CH3
|
+3H2
—CH3
(甲基环己烷)
烃的衍生物的重要类别和主要化学性质:
类别
通式
代表性物质
分子结构特点
主要化学性质
卤代
烃
R—X
溴乙烷
C2H5Br
C—X键有极性,易
断裂
1.取代反应:
与NaOH溶液发生取代反应,生成醇;
2.消去反应:
与强碱的醇溶液共热,生成烯烃。
醇
R—OH
乙醇
C2H5OH
有C—O键和O—H键,有极性;—OH与链烃基直接相连
1.与钠反应,生成醇钠并放出氢气;2.氧化反应:
O2:
生成CO2和H2O;氧化剂:
生成乙醛;3.脱水反应:
140℃:
乙醚;170℃:
乙烯;4.酯化反应。
酚
苯酚
—OH
—OH直接与苯环相连
1.弱酸性:
与NaOH溶液中和;
2.取代反应:
与浓溴水反应,生成三溴苯酚白色沉淀;
3.显色反应:
与铁盐(FeCl3)反应,生成紫色物质
醛
O
||
R—C—H
乙醛
O
||
CH3—C—H
C=O双键有极性,具有不饱和性
1.加成反应:
用Ni作催化剂,与氢加成,生成乙醇;
2.氧化反应:
能被弱氧化剂氧化成羧酸(如银镜反应、
还原氢氧化铜)。
羧酸
O
||
R—C—OH
乙酸
O
||
CH3—C—OH
受C=O影响,O—H能够电离,产生H+
1.具有酸的通性;
2.酯化反应:
与醇反应生成酯。
酯
O
||
R—C—OR’
乙酸乙酯
CH3COOC2H5
分子中RCO—和
OR’
之间容易断裂
水解反应:
生成相应的羧酸和醇
6.溴乙烷
纯净的溴乙烷是无色液体,沸点38.4℃,密度比水大。
(1)取代反应
点燃
溴乙烷的水解:
C2H5—Br+H2OC2H5—OH+HBr
(2)消去反应
醇
溴乙烷与NaOH溶液反应:
CH3CH2Br+NaOH△
7.乙醇
(1)与钠反应
CH2=CH2↑+NaBr+H2O
乙醇与钠反应:
2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑(乙醇钠)
(2)氧化反应
乙醇的燃烧:
2CH3CH2OH+O2
(3)消去反应
催化剂
△
2CH3CHO+2H2O(乙醛)
乙醇在浓硫酸做催化剂的条件下,加热到170℃生成乙烯。
注意:
该反应加热到140℃时,乙醇进行另一种脱水方式,生成乙醚。
浓硫酸
2C2H5OH
140℃
C2H5—O—C2H5+H2O(乙醚)
8.苯酚
苯酚是无色晶体,露置在空气中会因氧化显粉红色。
苯酚具有特殊的气味,熔点
43℃,水中溶解度不大,易溶于有机溶剂。
苯酚有毒,是一种重要的化工原料。
(1)苯酚的酸性
—OH+NaOH
苯酚(俗称石炭酸)的电离:
—ONa+H2O
(苯酚钠)
—OH
+H2O
—O-+HO+
3
苯酚钠与CO2反应:
22
—ONa+CO+HO
(2)取代反应
—OH+NaHCO
3
OH
|
—OH
+3Br2
Br—
|
—Br↓+3HBr
(三溴苯酚)
(3)显色反应Br
苯酚能和FeCl3溶液反应,使溶液呈紫色。
9.乙醛
乙醛是无色无味,具有刺激性气味的液体,沸点20.8℃,密度比水小,易挥发。
(1)加成反应
O
||催化剂
乙醛与氢气反应:
CH3—C—H+H2△
CH3CH2OH
(2)氧化反应
O
||催化剂
乙醛与氧气反应:
2CH3—C—H+O2△2CH3COOH(乙酸)
乙醛的银镜反应:
△
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O(乙酸铵)
注意:
硝酸银与氨水配制而成的银氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银),
△
乙醛还原氢氧化铜:
CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O+2H2O
10.乙酸
(1)乙酸的酸性
乙酸的电离:
CH3COOHCH3COO-+H+
(2)酯化反应
O
浓硫酸||
CH3—C—OH+C2H5—OHCH3—C—OC2H5+H2O(乙酸乙酯)
△
注意:
酸和醇起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。
11.乙酸乙酯
乙酸乙酯是一种带有香味的物色油状液体。
(1)水解反应
无机酸
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
(2)中和反应
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH
附加:
烃的衍生物的转化
水解
氧化酯化
水解氧化
还原水解
加消加
消成去成
去不饱和烃
有机反应条件
浓硫酸、加热——羟基断裂,生成水
反应类型反应举例框图/重点提示酸与醇的酯化
反应注意缩聚反应
A→B
醇的消去反应
醇的分子间脱水
注意加多去少原则易出现成环问题
芳香烃的硝化TNT
其他类型1
磺化反应
其他类型2
形成酸酐
光照/卤化铁
反应类型反应举例框图/重点提示链上卤代
环上卤代
NaOH溶液、加热
反应类型反应举例框图/重点提示
注意推断题中
酯的水解
CHCOOCH
+
NaOH−−∆→CHCOONa+CHOH
325
325
产物的判断
易出现在消耗氢氧化
卤代烃水解
钠问题中;并要注意同一碳上2个羟基不稳定
卤代烃消去注意加多去少原则
中和反应羧酸也能够中和
[Ag(NH3)2]+或新制Cu(OH)2溶液
反应类型反应举例框图/重点提示
甲醛的银镜反应
醛的氧化
银氨溶液的制取
Ag/Cu做催化剂
氢氧化铜必须新制
反应类型反应举例框图/重点提示
铜先转化为氧化铜,参
醇的氧化
Ni做催化剂
与反应后又还原为铜单质
反应类型反应举例框图/重点提示醛的加成
苯环加成双键加成
稀硫酸/H+
反应类型反应举例框图/重点提示酯的水解
酸化
4、根据学习的知识填写下列空格
若B为溴乙烷则:
ABCDEF
条件
①②③④⑤若E为苯甲酸则
ABCDEF
条件
①②③④⑤
若F为则:
ABCDEF
条件
①②③④⑤
5、【2011—2012东城高三期末18】(11分)某芳香族化合物A的水溶液硅酸性,测得A分子中无酚羟基。
A可发生下图所示转化,其中F为五元环状化合物;G可使溴的四氯化碳溶液褪色;F和G互为同分舜构体;H和I都是医用高分子材料。
请回答:
(1)E中的官能团名称是羟基、。
(2)③的反应类型是。
(3)②的化学方程式是。
(4)A与H的结构简式分别是、。
(5)D与足量X溶液反应后可得到C7H5O3Na,则X溶液中所含溶质的化学式是。
(6)符合下列条件的G的同分异构体中有一种具有反式结构.该反式结构是(用结构简式表示)。
①能发生水解反应②分子中不含环状结构
③核磁共振氢谱显示分子中有4种不同化学环境的氢原子
6、【2011—2012东城高三期末10】
下列关于阿斯巴甜的说法正确的是()
A.属于糖类B.分子式为C14H19N2O5
C.不能发生水解反应
D.既能与酸反应又能与碱反应
7、【2011—2012西城高三期末22】(16分)合成纤维Z的吸湿性接近于棉花。
合成Z的流程图如下所示:
已知:
下列反应中R、R′、R″代表烃基
(1)A的结构简式是。
(2)B的分子式为C2H4O,其官能团的名称是。
(3)反应①的化学方程式是。
(4)下列说法正确的是。
a.D→E的反应类型为消去反应b.D能与Na、NaOH、NaHCO3反应
c.Q是一种水溶性很好的高分子化合物d.G在酸性或碱性环境中均能水解
(5)E有多种同分异构体,与E具有相同官能团的有种(含顺反异构体),其中核磁共振氢谱有3组吸收峰,且能发生银镜反应的结构简式是。
(6)反应③的化学方程式是。
(7)合成纤维Z含有六元环状结构,Z的结构简式是。
8【2011—2012西城高三期末10】下列说法正确的是()
A.乙烯和聚乙烯都可与溴水发生加成反应
B.酸性高锰酸钾溶液能鉴别苯、甲苯和四氯化碳
C.(NH4)2SO4、CuSO4、C2H5OH都能使蛋白质变性
D.葡萄糖、麦芽糖、蔗糖均能发生银镜反应
9【2011—2012海淀高三期末3】下列有机物命名正确的是()
10【2011—2012海淀高三期末4】下列生活中常见有机物的应用,不.正.确.的是()
A.青霉素是重要的抗生素
B.为提高运动员的兴奋程度服用麻黄碱
C.为增强对传染病的抵抗力服用适量维生素C
D.使用酚醛树脂做绝缘、隔热、难燃和隔音器材
11【2011—2012海淀高三期末8】下列实验操作正确的是()A.制乙酸酯时,迅速将乙醇注入浓硫酸中B.手上沾有少量苯酚,立即用氢氧化钠溶液清洗
C.少量浓硫酸沾在皮肤上,立即用大量清水冲洗
D.用氢气还原氧化铜时,加热一段时间后再通入氢气
12、【2011—2012海淀高三期末9】某有机物的结构简式为
其不.可.能.发生的反应有()
①加成反应②取代反应③消去反应④氧化反应⑤水解反应⑥与氢氧化钠反应⑦与稀盐酸反应
A.②③④B.①④⑥C.③⑤⑦D.⑦
13、【2011—2012海淀高三期末15】(10分)有机物A是常见的有机物,现有如下反应关系
已知:
①醛可以发生如下反应:
②B与乙酸酐()能发生取代反应生成阿司匹林()
③F为一种可降解高分子聚合物。
(1)A生成D的化学方程式是。
(2)B分子中的含氧官能团是。
(3)G的结构简式是。
(4)E生成F的化学方程式是。
(5)H与C互为同分异构体,H分子中苯环上取代基与C相同,H的结构简式可能是
。
14、【2011—2012海淀高三期末17】(9分)有机物A只含有C、H、O三种元素,常用作有机合成的中间体。
16.8g该有机物经燃烧生成44.0gCO2和14.4gH2O;质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的CC键,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积为6:
1:
1。
(1)A的分子式是。
(2)下列物质中,一定条件能与A发生反应的是。
A.H2B.NaC.KMnO4D.Br2
(3)A结构简式是。
(4)有机物B是A的同分异构体,1molB可与1molBr2加成。
该有机物所有碳原子在同一个平面,没有顺反异构现象。
B的结构简式是。
15、【2011—2012丰台高三期末5】下列说法正确的是()
A.淀粉和纤维素互为同分异构体,化学式均为(C6H10O5)n
B.油脂在酸性条件下的水解反应叫皂化反应
C.鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液会变性
D.淀粉、纤维素、蛋白质和油脂均属于天然高分子化合物
16、【2011—2012丰台高三期末20】(16分)风靡全球的饮料果醋中含有苹果酸(MLA),苹果酸经聚合生成聚苹果酸(PMLA)。
已知:
⑴0.1mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48LCO2(标准状况);
⑵苹果酸脱水生成能使溴水褪色的产物;
⑶
①NaCN
RCH2BrRCH2COOH。
②H2O,H+
Br2①NaCN
+
Cl2
①NaOH水溶液
+
请回答:
②H2O,H
①HCHO;②H2一定条件下
催化剂
②H
…
Cl2
(1)写出实验室制乙烯的化学方程式。
(2)E的核磁共振氢谱有三组峰,其峰面积比为1:
2:
2,E的结构简式为。
(3)写出MLA所含官能团的名称,F转化成MLA可能发生的反应类型。
(4)写出一种与MLA具有相同官能团的同分异构体的结构简式
。
(5)检验D中是否含有氯元素的方法是:
取少量D于试管中,
,则证明D中含有氯元素。
(6)写出C与NaOH溶液反应的化学方程式。
(7)PMLA具有良好的生物相容性,可作为手术缝合线等材料应用于生物医药和生物材料领域。
其在生物体内水解的化学方程式。
17、【2011—2012朝阳高三期末9】有机物A可用于制备抗凝血药,其结构简式如图所示:
有关该有机物说法正确的是()
A.A遇氯化铁溶液能显色
B.1moLA最多可消耗3molNaOHC.乙酸和A形成的酯的化学式是C11H8O4
D.A可能发生加成、取代、消去、缩聚等反应
18、【2011—2012朝阳高三期末15】(12分)A是一种常见的烃,标准状况下,A对氢气的相对密度是14。
乳酸是一种常见的有机酸,用途广泛。
高吸水性树脂F是一种高分子材料,可用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠,还可制作尿不湿。
下图是由A为原料制取高吸水性树脂F的合成路线图:
请回答:
(1)A的名称是,A→B的反应类型是。
(2)B→C的化学方程式是。
(3)乳酸分子中核磁共振氢谱峰面积比是。
(4)一定条件下,乳酸经聚合可制得聚乳酸,聚乳酸在医疗上可做手术缝合线,由乳酸形成聚乳酸的化学方程式是。
(5)由E到F反应的化学方程式是。
19、【2011—2012朝阳高三期末19】(12分)从樟科植物叶中提取的精油中含有机物A,A可实现下列转化:
③A分子中只有一个六元环,C的相对分子质量是76,E的化学式是C7H6O,F可与NaHCO3溶液反应。
请回答:
(1)B中含有的官能团是。
(2)A的结构简式是。
(3)有多种途径可以实现E到F的转化,写出任意一种转化所需的试剂和相应的反应条件。
(4)一定条件下,两分子的C可以发生反应生成一种六元环状物,该反应的化学方程式是。
(5)A有多种同分异构体,满足下列条件的有种,
①该物质和FeCl3溶液能发生显色反应
②该物质能使Br2的CC14溶液褪色
③该物质分子中只有一个甲基
其中苯环上取代基数目不同的任意两种同分异构体是。
20、【2011—2012房山高三期末9】下列叙述正确的是
A.1mol葡萄糖能水解生成2molCH3CH2OH和2molCO2
B.盛过油脂的试管可用热碱溶液进行洗涤
C.丁烯有三种同分异构体(包括顺反异构)
D.在鸡蛋清溶液中分别加入饱和Na2SO4、CuSO4溶液,都会因盐析产生沉淀
21、【2011—2012房山高三期末17】香柠檬酚具有抗氧化功能,它的结构如右图,下列说法正确的是
A.它的分子式为C13H9O4
B.它与H2发生加成反应,1mol最多可消耗7molH2
C.它与Br2发生取代反应,1mol最多消耗3molBr2
D.它与NaOH溶液反应,1mol最多消耗3molNa