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重难点12 常见的有机反应类型-2019-2020学年高一化学重难点探究(人教版必修二) 试卷
展开2019-2020学年高一化学重难点探究(人教版必修二)
重难点12 常见的有机反应类型
方法探究
一、重要的有机反应类型与主要有机物类型之间的关系表
基本类型 | 有机物类别 | |
取代反应 | 卤代反应 | 饱和烃、苯和苯的同系物等 |
酯化反应 | 醇、羧酸、糖类等 | |
某些水解反应 | 卤代烃、酯、糖(二糖、多糖)、蛋白质等 | |
硝化反应 | 苯和苯的同系物等 | |
加成反应 | 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等 | |
氧化反应 | 燃烧 | 绝大多数有机物 |
酸性KMnO4溶液 | 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物等 | |
直接(或催化)氧化 | 酚、醇、醛、葡萄糖等 | |
还原反应 | 醛、葡萄糖 | |
加聚反应(实为加成反应) | 烯烃等 | |
显色反应 | 淀粉遇碘溶液呈蓝色、蛋白质(分子中含苯环)与浓HNO3反应后显黄色等 |
二、反应类型与重要的反应
反应类型 | 重要的有机反应 |
取代反应 | 烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3Cl+HCl |
烯烃的卤代:CH2==CH—CH3+Cl2CH2==CH—CH2Cl+HCl | |
卤代烃的水解:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr | |
皂化反应:+3NaOH3C17H35COONa+ | |
酯化反应:+C2H5OH +H2O、 +H2O | |
糖类的水解:C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖) | |
取代反应 | 苯环上的卤代:+Cl2+HCl 苯环上的硝化:+HO—NO2+H2O |
加成反应 | 烯烃的加成CH3—CH==CH2+HCl |
炔烃的加成:CH≡CH+H2O―→ | |
苯环加氢:+3H2 | |
加聚反应 | 单烯烃的加聚:nCH2==CH2―→ CH2—CH2 |
共轭二烯烃的加聚: 异戊二烯 聚异戊二烯(天然橡胶) (此外,需要记住丁苯橡胶、氯丁橡胶的单体) | |
氧化反应 | 催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O |
醛基与银氨溶液的反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O | |
醛基与新制氢氧化铜的反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O | |
还原反应 | 醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH |
硝基还原为氨基: |
典例剖析
例1 (2020·齐河县实验中学高一期中)对下列有机反应类型的认识中,错误的是
A.+HNO3+H2O ;取代反应
B.CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br;加成反应
C.CH4+Cl2CH3Cl+HCl ;置换反应
D.CH3CH2OH++H2O;酯化反应
【答案】C
【解析】A.苯环上的H被硝基替代,生成硝基苯,为取代反应,A正确,不符合题意;
B.碳碳双键打开,连接两个溴原子,不饱和键变成饱和键,为加成反应,B正确,不符合题意;
C.甲烷上的H被氯原子替代,为取代反应,且没有单质生成,不是置换反应,C错误,符合题意;
D.乙醇和乙酸生成乙酸乙酯,属于酯化反应,也是取代反应,D正确,不符合题意;
答案选C。
例2 (2020·江苏省锡山高级中学高一月考)下列变化中,由加成反应引起的是
A.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾溶液褪色
B.甲烷与氯气混合后,光照黄绿色消失
C.在催化剂存在下,乙烯与水反应生成乙醇
D.丙烯通入溴水中,溴水褪色
【答案】CD
【解析】A.乙烯具有还原性,通入酸性高锰酸钾溶液中被氧化,高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.甲烷与氯气混合光照后发生取代反应,消耗氯气,黄绿色消失,故B错误;
C.在催化剂存在下,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,故C正确;
D.丙烯通入溴水中发生加成反应使溴水褪色,故D正确;
答案选CD。
精选习题
1.加成反应是有机化学中的一类重要的反应,下列过程中发生加成反应的是
A.甲烷与氯气混合后光照条件下发生反应
B.乙烯通入溴的四氯化碳溶液发生反应
C.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色
D.在苯中滴入溴水,振荡后溴水层颜色变浅
【答案】B
【解析】A. 甲烷与氯气混合后光照条件下发生的是取代反应,A不选;B. 乙烯含有碳碳双键,通入溴的四氯化碳溶液发生加成反应,B选;C. 乙烯通入酸性高锰酸钾溶液后溶液褪色,发生的是氧化反应,C不选;D. 在苯中滴入溴水,振荡后溴水层颜色变浅,发生萃取,D不选;答案选B。
2.(2020·济南市济钢高级中学高一期中)类比乙烯和乙醇的化学性质,推测丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)不可发生的化学反应有( )
A.加成反应 B.聚合反应
C.取代反应 D.与Na2CO3溶液反应放出CO2
【答案】D
【解析】由丙烯醇的结构简式:CH2=CH—CH2OH中含碳碳双键和羟基,含碳碳双键,则可发生加成反应、氧化反应、加聚反应;含-OH,可发生氧化反应、取代反应,但是CH2=CH—CH2OH不能和Na2CO3溶液反应放出CO2,故D符合题意;
故选D。
【点睛】丙烯醇的结构简式:CH2=CH—CH2OH中含碳碳双键和羟基,根据碳碳双键和羟基的性质来解答。
3.(2020·广东省湛江二十一中高一月考)黄酒在存放过程中,有部分乙醇转化为乙酸,导致黄酒变酸。该过程中发生的反应为( )
A.取代反应 B.氧化反应 C.加成反应 D.酯化反应
【答案】B
【解析】黄酒在存放过程中,有部分乙醇转化为乙酸,导致黄酒变酸,说明乙醇分子中的-OH被氧化成了-COOH,发生了氧化反应;
故选:B。
4.(2019·甘肃省玉门市第一中学高一期末)如图所示的某有机反应,其反应类型为( )
A.取代反应 B.加成反应 C.水解反应 D.氧化反应
【答案】A
【解析】由图可知,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,羧酸脱-OH,醇脱H,也属于取代反应,故选A。
5.如图是以石油为原料的部分转化流程图,下列说法正确的是( )
A.反应①与反应③反应类型相同 B.反应①与反应④反应类型相同
C.反应③与反应④反应类型相同 D.反应②与反应④反应类型相同
【答案】B
【解析】CH2=CH2与H2SO4(H—O—SO3H)反应生成C2H5O—SO3H,反应①是加成反应;C2H5O—SO3H与H2O(H—OH)反应生成H2SO4与C2H5OH,反应②是取代反应;丙烯(C3H6)经反应③④生成C3H5Br2Cl,增加了一个氯原子,两个溴原子,可推出反应③是取代反应,反应④是加成反应;因此反应①与反应④反应类型相同,为加成反应,故B正确。
综上所述,答案为B。
【点睛】
根据前后分子式分析,一个原子或原子团取代了另一个原子或原子团则为取代反应,两种物质变为一种物质则为加成反应。
6.下列有机反应中与其他三个反应的反应类型不同的反应是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.乙醇和乙酸生成乙酸乙酯和水,属于酯化反应,也是取代反应;
B.乙醇的催化氧化反应生成醛,是氧化反应;
C.卤代烃的水解反应,也是取代反应;
D.苯和液溴在FeBr3作催化剂的作用下生成溴苯,属于取代反应;
综上,反应类型不同的是B。
答案选B。
7.下列各组中两个变化所发生的反应,属于同一类型的是
A.由甲苯制甲基环己烷、由乙烷制溴乙烷
B.乙烯使溴水褪色、乙烯使酸性高锰酸钾水溶液褪色
C.由乙烯制聚乙烯、由乙醇制乙醛
D.由苯制硝基苯、由乙醇制取乙酸乙酯
【答案】D
【解析】由甲苯制甲基环己烷为加成反应,由乙烷制溴乙烷为取代反应;乙烯使溴水褪色为加成反应,乙烯使酸性高锰酸钾水溶液褪色为氧化反应;由乙烯制聚乙烯为加聚反应,由乙醇制乙醛为氧化反应。
8.(2020·广东省湛江二十一中高一月考)CH3-CH=CH-COOH,该有机物能发生的反应是( )
①取代反应 ②加成反应 ③使溴水褪色 ④使酸性KMnO4溶液褪色 ⑤酯化反应 ⑥聚合反应
A.以上反应均可发生
B.只有⑤不能发生
C.只有⑥不能发生
D.只有②不能发生
【答案】A
【解析】【分析】有机物分子中含有C=C键和-COOH,结合烯烃和羧酸的性质来解答。
【详解】有机物含有碳碳双键,可发生加成反应、加聚反应和氧化反应,则②③④⑥正确;含有羧基,具有酸性,可发生酯化反应、取代反应,则①⑤正确,还含有甲基,甲基也能发生取代反应,以上反应均能发生,故答案选A。
9.(2020·新疆生产建设兵团第五师教育局月考)下列物质中,既能发生水解反应又能发生氢化反应的是
A.甘油 B.植物油 C.乙酸乙酯 D.高级脂肪酸
【答案】B
【解析】A项,甘油是丙三醇,碳原子是饱和的,不能发生氢化反应,只含有醇羟基,不能水解,A错误;B项,植物油属于不饱和脂肪酸甘油酯,分子中含有碳碳双键和酯基,既能发生氢化反应又能发生水解反应,B正确;C项,乙酸乙酯只能发生水解反应不能发生氢化反应,C错误;D项,高级脂肪酸含羧基,不能发生水解反应,D错误。
点睛:本题考查有机物的结构与性质,把握官能团与性质的关系为解题关键,侧重常见有机物官能团判断、性质及反应类型的考查,题目难度不大。
10.(2020·四川省三台中学高一月考)某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应。
根据如图回答下列问题:
(1)写出B、D的结构简式:B___;D___。
(2)写出②⑤两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
②________________ (反应类型__________)。
⑤________________(反应类型__________)。
(3)戊烷的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是__(写结构简式),其系统命名为:___。
【答案】(1)CH3CH3 CH3CH2OH
(2)CH2=CH2+HClCH3CH2Cl 加成反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代反应
(3) 2,2-二甲基丙烷
【解析】【分析】烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,则A为CH2=CH2;A与HCl发生加成反应生成C则C为CH3CH2Cl,A与氢气发生加成反应生成CH3CH3,乙烷与氯气发生取代反应生成CH3CH2Cl;A与水发生加成反应生成D,则D为CH3CH2OH;A发生加聚反应生成E为聚乙烯。
【详解】(1)根据分析可知B为CH3CH3;D为CH3CH2OH;
(2)②为乙烯与HCl的加成反应,方程式为:CH2=CH2+HClCH3CH2Cl;
⑤为乙烷与氯气的取代反应,方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;
(3)碳原子数相同的烃类支链越多熔沸点越低,所以戊烷的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是,系统命名为2,2-二甲基丙烷。
11.(2020·嘉祥县第一中学高一月考)Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质实验装置,反应原理为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,回答下列问题:
(1)图1中仪器①、②的名称分别为______、______。
(2)收集乙烯气体最好的方法是______。
(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如图2),溶液的颜色很快褪去,该反应属于_____(填反应类型),若将反应后无色液体中的反应产物分离出来,则宜采用的方法是_____。
II.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中),使气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性的气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,然后再使乙烯与溴水反应。
请回答下列问题:
(4)甲同学的实验中有关的化学方程式为______。
(5)甲同学设计的实验______(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生加成反应,其理由是_____(填字母)。
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质就是乙烯
(6)乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是______,它与溴水反应的化学方程式是___。在验证过程中必须全部除去,除去该杂质的试剂可选用______。
(7)为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应,可采取方法有______。
【答案】(1)温度计 圆底烧瓶
(2)排水法
(3)加成反应 蒸馏
(4)
(5)不能 AC
(6)H2S CuSO4溶液(或NaOH溶液等)
(7)分别用pH计测量反应前后溴水的pH,若反应后pH明显减小,则是取代反应,否则是加成反应
【解析】【分析】Ⅰ.实验室制乙烯的反应原理为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,根据乙烯的物理性质和化学性质进行问题的解答。
II.探究乙烯与溴的反应类型:如果发生取代反应,生成氢溴酸,溶液的酸性增强,若果发生加成反应,生成卤代烃,酸性减弱;要注意制备的乙烯气体中,会含有杂质气体硫化氢等,硫化氢也能与溴水发生氧化还原反应,影响实验的结果,在检验乙烯气体之前,一定要除去硫化氢气体。
【详解】(1)图1中仪器①、②的名称分别为:温度计、圆底烧瓶,故答案为:温度计、圆底烧瓶;
(2)乙烯的密度和空气相差不大,不用排空气法收集,乙烯不溶于水,所以收集乙烯气体最好的方法是排水法,故答案为:排水法;
(3)乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷溶于四氯化碳,但二者沸点不同,可用蒸馏方法分离,故答案为:加成反应;蒸馏;
(4)乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,方程式为:,故答案为:;
(5)溴水褪色,未必发生加成反应,也未必就是乙烯反应,也可能是乙烯中的杂质气体与溴反应而使溴水褪色,AC满足题意,故答案为:不能;AC;
(6)褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,该淡黄色浑浊物为S,溴水有强氧化性,可以推断乙烯中含还原性气体H2S,发生的反应为:,可以用CuSO4溶液(或NaOH溶液等)除去H2S,故答案为:H2S;;CuSO4溶液(或NaOH溶液等);
(7)如果乙烯与溴发生取代反应,必定生成HBr,HBr溶于水酸性会明显增强,故可用pH计予以验证,方法为:分别用pH计测量反应前后溴水的pH,若反应后pH明显减小,则是取代反应,否则是加成反应,故答案为:分别用pH计测量反应前后溴水的pH,若反应后pH明显减小,则是取代反应,否则是加成反应。
【点睛】HBr的溶于水为氢溴酸溶液,氢溴酸是强酸,若为取代反应,将有HBr生成,溶液酸性会明显增强,pH会显著减小。
12.如图是模拟石油深加工来合成丙烯酸乙酯等物质的过程,请回答下列问题:
(1)A的结构简式为__________________。
(2)写出B+C→E的化学方程式:____________________________________,反应类型为__________________。
(3)在催化剂条件下,由丙烯酸还可生成聚丙烯酸塑料,写出该反应的化学方程式:______________________________,反应类型为______________________________。
(4)写出由苯生成硝基苯的化学方程式:______________________________,反应类型为_______________。
【答案】(1)CH2=CH2
(2)CH2=CH-COOH+C2H5OHCH2=CH-COOC2H5+H2O 酯化反应
(3)nCH2=CH-COOH 加聚反应
(4)+HNO3+H2O 取代反应
【解析】【分析】B与丙烯酸反应生成丙烯酸乙酯,为酯化反应,可知B为乙醇,A与水发生加成反应生成乙醇,则A为乙烯,丙烯含有碳碳双键,可发生加聚反应生成聚丙烯,据此解答。
【详解】(1)B与丙烯酸反应生成丙烯酸乙酯,则B为乙醇,A与水在催化剂条件下反应生成乙醇,则A为乙烯,结构简式为CH2=CH2;
(2)B是乙醇,结构简式是C2H5OH,分子中含有官能团-OH,C为丙烯酸,结构简式是CH2=CH-COOH,分子中含有官能团-COOH,二者在浓硫酸存在条件下加热发生酯化反应生成丙烯酸乙酯和水,由于该反应是可逆反应,故反应的化学方程式为CH2=CH-COOH+C2H5OHCH2=CH-COOC2H5+H2O;
(3)丙烯酸分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下可发生加聚反应生成聚丙烯酸,反应的化学方程式为nCH2=CH-COOH;
(4)苯与浓硝酸在浓硫酸、加热条件下发生取代反应生成硝基苯,化学方程式为+HNO3+H2O。
【点睛】
本题考查了有机物的推断与合成,注意把握官能团、有机反应类型、有机方程式书写等知识,侧重考查学生对知识的掌握及分析能力。