高中有机化学反应类型与反应机理

第1页细说高中有机反应类型和反应机理纵观近几年高考，有机化学的比重相对稳定，都在二十几分，所涉及到的知识点主要为有机物官能团的性质（选择题）、有机反应类型的判断、有机结构、有机推断及有关计算。而有关有机反应类型的判断，官能团性质的考查是学生错误率较高的知识点。那么，如何有效地进行复习呢？我们知道，有机反应不同于无机反应，概念间有交叉，也有包含与被包含关系，有的反应类型较难判定。若掌握了有机反应机理，则反应类型的判断以及官能团的性质就迎刃而解了。一．反应类型：取代；加成；消去；氧化；还原；加聚；缩聚；酯化；水解；显色反应二．反应机理：1.取代反应-----等价替换（有进有出）a.定义：有机物分子中的某些原子或原子团，被其它的原子或原子团所代替的反应。b.类型：烃的卤代、烃的硝化（磺化）、醇分子间脱水、醇与HX反应、酚的卤代、酯化（皂化）、水解（卤代烃、酯、二糖、多糖、蛋白质）、有机酸酐c.条件：①X2单质------烃的卤代、苯的同系物侧链卤代：光照苯的同系物苯环卤代：常温、铁屑；②浓溴水------酚的苯环卤代（邻、对位）；③浓硫酸、加热------酯化、分子间脱水、醇与HX反应；④水解-----氢氧化钠水溶液共热或稀硫酸共热或酶；⑤碱石灰、加热-------羧酸盐（去羧反应）：2.加成反应---开键加合（只进不出）a.定义：有机分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质。b.类型：烯、炔、二烯烃等不饱和烃的加成，苯和苯的同系物的加成，醛、酮的加成，油酸的氢化，油脂的硬化。c.对象：加H2O、加X2、H2、HX、HCN等d.注意：①卤素可用水溶液，也可用溴的CCl4或者单质气体；②与H2加成一般用Ni作催化剂，对碳氧双键的加成中学阶段只限醛、酮，而不考虑羧基、酯基；③氢化反应的产物中碳的“架”或“环”不变，因此可根据氢化产物回推原来有机物的碳架或碳环；⑤与卤素、卤化氢的加成为分子式中羟基的引入提供先决条件。5．.3．消去反应---脱水/卤化氢a.定义：有机物在适当的条件下，从一个分子脱去一个小分子而生成不饱和键的反应b.类型：某些醇的消去和卤代烃第2页c.注意：①消去的条件：邻碳有氢；②卤代烃的消去：氢氧化钠醇溶液共热；③醇的消去：浓H2SO4、170。C.4氧化反应----脱氢/插氧a.定义：氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应b.类型：醇去H、醛基加氧（醛、甲酸、甲酸酯）、不饱和烃、苯的同系物氧化c.注意：①去H氧化的条件：“本碳有H”；②条件：催化氧化：Cu或Ag加热；银氨溶液(水浴加热)、新制Cu(OH)2(加热至沸腾），常温、酸性高锰酸钾溶液；③溴水能氧化醛基褪色；酸性高锰酸钾溶液氧化乙醇褪色；④特例：5．还原反应----加氢a.定义：有机物“得氢”或“去氧”的反应b.类型：醛、酮、葡萄糖、不饱和油脂、不饱和烃、带有苯环的有机物c.条件：催化剂加温、加压特例：6．加聚反应----开键加合a.定义：不饱和的单体聚合成高分子的反应b.特点：①单体中含有不饱和键②产物只有高分子③链节组成与单体相符7.缩聚反应—缩水成链a.定义：单体间通过缩合生成高分子化合物，同时还生成小分子（如水、氨等）b.特点：有小分子生成，所以高分子化合物的组成与单体不同c.对象：苯酚与甲醛；葡萄糖，氨基酸，乙二醇与乙二酸等第3页8.酯化反应——脱水a.定义：醇跟酸起作用、生成酯和水其本质是脱水（酸脱—，醇脱—）b.能发生酯化反应的物质：羧酸和醇、无机含氧酸和醇、糖与酸等。9.水解反应——加水a.反应特征：有水参加反应，有机物分解成较小的分子，常为可逆反应。b.对象：卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖（淀粉、纤维素）、蛋白质等10．显色反应：①.酚+FeCl3-------紫色，FeCl3溶液作试剂可鉴别：苯酚，NaHCO3，KSCN，KOH，KI-淀粉，H2S溶液等；②多羟基(OH)物质+Cu(OH)2-------绛蓝色；③淀粉+I2------蓝色；④蛋白质+浓HNO3----黄色。三．各类有机物的特征反应有机物类别特征反应烷烃取代、裂解烯烃和炔烃加成、氧化、加聚苯和苯的同系物取代、加成、氧化卤代烃消去、取代、水解醇脱水、消去、取代、酯化、氧化、置换酚取代、氧化、缩聚、显色、弱酸性醛氧化、还原、加成、缩聚羧酸酯化、弱酸性第4页酯水解单糖还原二糖、多糖水解蛋白质水解四．有机物重要官能团的性质1、C=C和C≡C：①加成（H2、X2或HX、H2O）；②加聚（单聚、混聚）；③氧化[注意]：：①取代（卤代，硝化，磺化）；②加成（H2）。2、R—X：RX＋H2O醇和氢卤酸3、醇羟基：4、酚羟基：①与Na，NaOH，Na2CO3反应，[注意]酚与NaHCO3不反应。②酚在苯环上发生取代反应（卤代，硝化，磺化）的位置：邻位或对位。③酚与醛发生缩聚反应的位置：邻位或对位。④与FeCl3溶液发生显色反应。[检验]遇浓溴水产生白色浑浊或遇FeCl3溶液显色。5、醛基：氧化与还原[检验]①银镜反应；②与新制的Cu(OH)2悬浊液共热。6、羧基：①与Na，NaOH，Na2CO3，NaHCO3溶液反应②酯化反应：7、酯基：8、肽键：（水解）五、重要有机化学反应类型专题1.取代反应①定义：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。第5页②能发生取代反应的物质：423CHOHCHCH、、苯、BrCHCH23、苯酚、甲苯③典型反应+HONO2H2SO4浓60°CNO2+H2O(硝化反应)OHBrCHCHHBrOHCHCH22323HClClCHCHClCHCH23233光HClCHClClCH33324光2.加成反应①定义：有机分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质。加成反应是不饱和键（主要为CC，CC）重要性质。②能发生加成反应的物质有：烯烃、炔烃、苯环、醛、酮、油脂等。③典型反应222BrCHCH（水溶液）BrCHBrCH22（溴水褪色）CHClCHHClCHCH2催化剂（制取塑料用）||22222BrBrCHCHCHCHBrCHCHCHCH（1，2加成）||22222rBBrCHCHCHCHBrCHCHCHCH（1，4加成）+3H2Ni(环己烷)加热、加压催化剂OHHCHCH22OHCHCH23（工业制乙醇）||23OHHCCHNiOHCHCH23||233OHCHCCHNi|33OHCHCHCH脂肪油催化剂)(23517351723317235172331723317|||3|COOCHHCCOOCHHCCOOCHHCCOOCHHCHCOOCHHCCOOCHHC3.加聚反应①本质：通过自身加成反应形成高分子化合物。特征：生成物只有高分子化合物，且其组成与单体相同，如聚乙烯与乙烯的HC、比相同。第6页塑料天然橡胶②能发生加聚反应的物质有：乙烯、丙烯、1，3-丁二烯、异戊二烯、氯乙烯等。③典型反应||][332222CHCHCHCHCCHCHCHCCHn4.缩聚反应①定义：单体间通过缩合反应而生成高分子化合物，同时还生成小分子（如水、氨等）的反应。②特征：有小分子生成，所以高分子化合物的组成与单体不同。③能发生缩聚反应的物质：苯酚与甲醛；葡萄糖，氨基酸，乙二醇与乙二酸等。④典型反应[)(6126葡萄糖OHnCOnHOHCn25106)(]淀粉OnH2蛋白质氨基酸[nHOOCO+2nH2OOH+nHOCCOOCH2CH2[CH2OHCH2OOC（的确良）5.消去反应①定义：从一个有机分子中脱去一个小分子（如水、卤化氢等分子），而生成不饱和（双键或叁键）化合物的反应。②能发生消去反应的物质：某些醇和卤代烃。③典型反应COHCHCHOHCHCHSOH1702222342浓||22323BrHOHCHCHCHCHCHCHNaOH乙醇6.脱水反应|||][][][3322222222CHCHCHCHCHnCHCHClCHCHClnCHCHCHCHnCHnnn第7页浓H2SO4+H2OOCH2CH2CH2CH2CH2①本质与类型：脱水反应是含羟基的化合物非常可能具有的性质，通常是两个羟基之间可脱去一分子水，也可以是一个羟基与另一个非羟基氢结合脱去一分子水。脱水可以在一个分子内进行，也可在分子之间进行。②能脱水的物质有：醇、羧酸、蔗糖、氨基酸、无机含氧酸等。③典型反应||2232342HOHOHCHCHCHCHCHCHSOH浓COHHCOHCHOCHOHHCSOH14025252525242浓OCHOCHHOHCCH||323||2523OOHHOCCCHH+HOSO3HSO3H+H2O4222222SOHOHCHCHCHCHCHHO浓OOCHCHOOHCCHOP||||5233OOOHCHCOCCH||||233（乙酸酐）OOHOCOOHCHO||2（32COH）（2CO）OOOHOHOHOOHPHOOHPHOOHPHO|||||||||（43POH）|||||||||32OHHOOHOOOOHOHPOPOPHO第8页（皂化反应）（三磷酸）CH3CHCOH+HNHCHCOHOONH2CH3(氨基乙酸)NH2CHCH3CONHCHCH3OCOH+H2O(二肽)7.酯化反应①定义：醇跟酸起作用、生成酯和水的反应。其本质是脱水（酸脱—OH，醇脱—H）。②能发生酯化反应的物质：羧酸和醇、无机含氧酸和醇、糖与酸等。③典型反应CH3COHO+H18OC2H5浓H2SO4CH3CO18OC2H5+H2OOHNOOCHCHNOHOOHCHCH2223223（硝酸乙酯）+5H2O+5CH3CHOCH2OOCCH3CH2OHOHOOCCH3(CH)4CHO(CH)4OCOH（葡萄糖乙酸酯）8.水解反应①反应特征：有水参加反应，有机物分解成较小的分子，常为可逆反应。②能够水解的有机化合物：卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖（淀粉、纤维素）、蛋白质等。③典型反应CH3COOC2H5+H2OH2SO4稀CH3OHCO+CH3CH2OHCH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH||||3322351735173517223517OHCHCOOCHHCOHCHCOONaHCNaOHCOOCHHCOHCHCOOCHHC第9页61266126211221242OHCOHCOHOHCSOH稀（蔗糖）（葡萄糖）（果糖）Cl+H2O催化剂OH+HCl9.氧化反应（1）含义：有机物去氢或加氧的反应。（2）三种类型：①在空气中或氧气中燃烧。绝大多数有机物（除44CFCCl、等外）都能燃烧，燃烧产物取决于2O的量是否充足。若2O足量，产物为2CO和OH2，若氧气不足，产物是COC、和OH2。燃烧时火焰的明亮程度、黑烟的多少与分子中含碳量有关，含碳量越高、火焰越明亮、黑烟越多。例如乙醇、乙烷、乙炔的燃烧。最容易完全燃烧，火焰也不明亮（淡蓝色）且无烟的是OHHC52，最不容易完全燃烧，火焰很明亮且有黑烟的是22HC。②在催化剂存在时被氧气氧化，即有机物的局部被控制氧化，在有机合成工业上有重要意义。例如：CHOCHOCHCH322222催化剂（工业制乙醛）OHCHOCHOOHCHCH2322321催化剂COOHCHOCHOCH32321催化剂（工业制乙酸）③有机物被某些非2O的氧化剂氧化。1）能被酸性4KMnO（紫色）氧化，使其褪色的物质有：