专题十二 有机官能团性质和反应类型 一、 有机物的结构与性质 物质 结构简式 甲烷 CH4 CH2==CH2 官能团 乙烯 特性或特征反应 与氯气在光照下发生取代反应 ① 加成反应：使溴水褪色 ② 加聚反应 ③ 氧化反应：使酸性 KMnO4 溶液褪色 ① 加成反应 ② 取代反应：与溴(溴化铁作催化剂)，与 苯 硝酸(浓硫酸催化) ① 与钠反应放出 H2 CH3CH2OH 乙醇 官能团—OH ② 催化氧化反应：生成乙醛 ③ 酯化反应：与酸反应生成酯 CH3COOH 乙酸 乙酸 乙酯 官能团—COOH ① 弱酸性，但酸性比碳酸强 ② 酯化反应：与醇反应生成酯 CH3COOCH2CH3 官能团—COOR 可发生水解反应，在碱性条件下水解彻底 可发生水解反应，在碱性条件下水解彻底， 油脂 被称为皂化反应 ① 遇碘变蓝色 淀粉 (C6H10O5)n ② 在稀酸催化下，最终水解成葡萄糖 ③ 葡萄糖在酒化酶的作用下，生成乙醇和 CO2 蛋白 ① 水解反应生成氨基酸 ②两性 ③变性 含有肽键 质 ④颜色反应 ⑤灼烧产生特殊气味 二、有机化合物与日常生活 性质 应用 医用酒精中乙醇的体积分数为 75%，使 医用酒精用于消毒 (1) 蛋白质变性 福尔马林是 35%～40%的甲醛水溶液， 良好的杀菌剂，常作为浸制标本的溶 (2) (3) 使蛋白质变性 液(不可用于食品保鲜) 蛋白质受热变性 加热能杀死流感病毒 (4) 蚕丝灼烧有烧焦羽毛的气味 灼烧法可以区别蚕丝和人造纤维 (5) 聚乙烯性质稳定，无毒 可作食品包装袋 (6) 聚氯乙烯有毒 不能用作食品包装袋 食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害 食用油不能反复加热 (7) 物质 聚四氟乙烯具有抗酸、抗碱、抗各种有机 用于厨具表面涂层 (8) 溶剂的特点 (9) 甘油具有吸水性 甘油作护肤保湿剂 鉴别淀粉与其他物质(如蛋白质、木 (10) 淀粉遇碘水显蓝色 纤维等) (11) 食醋与碳酸钙反应生成可溶于水的醋酸钙 (12) 阿司匹林水解生成水杨酸，显酸性 食醋可除水垢(主要成分为碳酸钙) 服用阿司匹林出现水杨酸反应时，用 NaHCO3 溶液解毒 (13) 加工后具有吸水性的植物纤维 可用作食品干燥剂 (14) 谷氨酸钠具有鲜味 做味精 油脂在碱性条件下水解为高级脂肪酸钠和 制肥皂 (15) 甘油 三、常见官能团的结构及其特征性质 官能团 主要化学性质 ① 在光照下发生卤代反应；②不能使酸性 KMnO4 溶液褪 烷烃 色；③高温分解 不 烯 ① 跟 X2、H2、HX、H2O 等发生加成反应；②加聚；③易 饱 烃 被氧化，可使酸性 KMnO4 溶液褪色 和 炔 ① 跟 X2、H2、HX、H2O 等发生加成反应；②易被氧化， 烃 烃 可使酸性 KMnO4 溶液褪色；③加聚 ① 取代—硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe 或 Fe3＋作催 苯 化剂)；②与 H2 发生加成反应 苯的同 ① 取代反应；②使酸性 KMnO4 溶液褪色 系物 ① 与 NaOH 溶液共热发生取代反应；②与 NaOH 醇溶液 卤代烃 —X 共热发生消去反应 ① 跟活泼金属 Na 等反应产生 H2；②消去反应，加热时， 醇 —OH 分子内脱水生成烯烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧 酸发生酯化(取代)反应 ① 弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀；③遇 FeCl3 溶液呈 酚 —OH 紫色 ① 与 H2 加成为醇；②被氧化剂(如 O2、[Ag(NH3)2] 醛 ＋ 、Cu(OH)2 等)氧化为羧酸 羧酸 ① 酸的通性；②酯化反应 酯 发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇 四、常见官能团或物质的检验方法 官能团种类或物质 试剂 判断依据 溴的 CCl4 溶液 橙红色变浅或褪去 酸性 KMnO4 溶液 紫红色变浅或褪去 醇羟基 钠 有气体放出 羧基 NaHCO3 溶液 有无色无味气体放出 碳碳双键或碳碳三键 新制 Cu(OH)2 蓝色絮状沉淀溶解 银氨溶液水浴加热 产生光亮银镜 新制 Cu(OH)2 悬浊液加热至沸腾 产生砖红色沉淀 碘水 显蓝色 浓硝酸微热 显黄色 灼烧 烧焦羽毛的气味 葡萄糖 淀粉 蛋白质 五、有机反应类型与重要有机反应 反应 重要的有机反应 类型 烷烃的卤代：CH4＋Cl2→CH3Cl＋HCl 烯烃的卤代：CH2==CH—CH3＋Cl2→CH2==CH—CH2Cl＋HCl 取代 卤代烃的水解：CH3CH2Br＋NaOH――→CH3CH2OH＋NaBr 反应 皂化反应： H 2 O 3C17H35COONa＋ ＋3NaOH ⃗ Δ 酯化反应： ＋C2H5OH ＋H2O ＋H2O ――→ 糖类的水解：＋H2O ⃗ 稀硫酸 ＋ (蔗糖)　　　　　　　　(葡萄糖)　(果糖) 苯环上的卤代： 加成 ⃗ 浓硫酸 50~ 60℃ 苯环上的硝化： ＋HO—NO2 苯环上的磺化： ＋HO—SO3H(浓) 烯烃的加成：CH3—CH===CH2＋HCl ＋H2O Δ ⃗ ＋H2O ⃗ 催化剂 反应 炔烃的加成：CH≡CH＋H2O 苯环加氢： ⃗ 汞盐 ⃗ Diels-Alder 反应： 思考：①>C＝C<、②-C≡C-、③—C＝O（一般情况指醛、酮）④苯环 练习．上述官能团中，能与氢气加成的有 _①_②③_④_____；能与卤素加成的 有____①②___；能与水加成的有___①②___；能与 HX 加成的有__①②______ 醇分子内脱水生成烯烃：C2H5OH――→CH2==CH2↑＋H2O 消去 卤代烃脱 HX 生成烯烃： 反应 CH3CH2Br＋NaOH――→CH2==CH2↑＋NaBr＋H2O 单烯烃的加聚： 加聚 反应 需要记住丁苯橡胶 氯丁橡胶 的单体 缩聚 二元醇与二元酸之间的缩聚：n ＋HOCH2CH2OH 反应 ⃗ 一定条件 ＋(2n－1)H2O 羟基酸之间的缩聚： ⃗ 一定条件 ＋(n－1)H2O → 氨基酸之间的缩聚：nH2NCH2COOH＋ ＋(2n－1)H2O 苯酚与 HCHO 的缩聚：n ＋nHCHO ⃗ H+ ＋(n－1)H2O 1、催化氧化：2CH3CH2OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O 2 、 醛 基 与 银 氨 溶 液 的 反 应 ： CH3CHO ＋ 2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4 ＋2Ag↓＋3NH3 ＋H2O( 注意配 氧化 平) 反应 3、醛基与新制氢氧化铜的反应： CH3CHO＋2Cu(OH)2 ＋NaOH Δ ⃗ CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 4、 燃烧 5、能让酸性高锰酸钾褪色 还原 1、 醛基加氢：CH3CHO＋H2――→CH3CH2OH 2、 酮基加氢 反应 硝基还原为氨基： ――→ 其它反应：置换、显色、中和、复分解 。 练习．列物质① C2H5OH ②H2O ③ —OH ④CH3COOH 中，能与金属钠反应的有： ________，能与氢氧化钠反应的有：___________，能与碳酸氢钠溶液反应的有： _______ ___； 应用： 依据有机物的结构与性质进行推断 1．根据试剂或特征现象推知官能团的种类 (1)使溴水褪色，则表示该物质中可能含有“ ”或“—C≡C—”等结构。 (2)使 KMnO4(H＋)溶液褪色，则该物质中可能含有“ ”、“—C≡C—”或“—CHO”等 结构或为苯的同系物。 (3)遇 FeCl3 溶液显紫色，或加入溴水出现白色沉淀，则该物质中含有酚羟基。 (4)遇浓硝酸变黄，则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 (5)加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液，加热煮沸有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成， 表示含有—CHO。 (6)加入 Na 放出 H2，表示含有—OH 或—COOH。 (7)加入 NaHCO3 溶液产生气体，表示含有—COOH。 2．根据反应条件推断反应的类型 反应条件 氯气、光照 液溴、催化剂 浓溴水 氢气、催化剂、加热 氧气、催化剂、加热 酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液 银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液 氢氧化钠溶液、加热 氢氧化钠的醇溶液、加热 浓硫酸，加热 有机反应 烷烃取代、苯的同系物侧链上的取代 苯的同系物发生苯环上的取代 碳碳双键和三键加成、酚取代、醛氧化 苯、醛、酮加成 某些醇氧化、醛氧化 烯、炔、苯的同系物、醛、醇等氧化 醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等氧化 卤代烃水解、酯水解等 卤代烃消去 醇消去、醇酯化 浓硝酸、浓硫酸，加热 稀硫酸，加热 氢卤酸(HX)，加热 苯环上取代 酯水解、二糖和多糖等水解 醇取代反应 3．根据有机反应中定量关系进行推断 (1)烃和卤素单质的取代：取代 1 mol 氢原子，消耗 1 mol 卤素单质(X2)。 (2) 的加成：与 H2、Br2、HCl、H2O 等加成时按物质的量之比为 1∶1 加成。 (3)含—OH 的有机物与 Na 反应时：2 mol —OH 生成 1 mol H2。 (4)1 mol —CHO 对应 2 mol Ag；或 1 mol —CHO 对应 1 mol Cu2O(注意：HCHO 中相当 于有 2 个—CHO)。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化： (关系式中 M 代表第一种有机物的相对分子质量) 六、有机物的命名 命名关键：①确定类别　②选准主链　③注意细节(如数字与汉字不能直接相 连) ① ② ：___ ：____ _____ ____ ：_____ ③ ④ ：______ ⑤ ⑥ ：____ ___ __ ____ ：________ 答案：　① 3，4-二甲基己烷　② 2乙基-1-丁烯(主链必须含双键)　③ 2，3- 二甲基1，3丁二烯　④邻甲基乙苯　⑤ 3甲基-2-氯丁烷　⑥ 3-甲基2-乙基1丁 醇 【注意】 命名含有多个不同官能团化合物的关键在于要选择优先的官能团作为母体。 官能团作为母体的优先顺序为(以“＞”符号表示优先)：羧酸＞酯＞醛＞酮＞ 醇＞胺＞炔＞烯，如 名称为聚甲基丙烯酸甲酯。 例题 1：苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是(　　) A．与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D．在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 答案：C 解析：在 Fe 作催化剂时，苯乙烯苯环上的 H 原子可被溴