高中化学 知识导学 第2章 官能团与有机化学反应 烃的

第1节有机化学反应类型
第1课时有机化学反应的主要类型
案例探究
油脂是人体必需的营养物质之一。

我们都知道油脂和含油较多的食品（例如香肠、腊肉、点心等）放置时间过长，会产生不良的带辣、涩、苦的味道，有些油脂还有一种特殊的臭味，这种现象称为油脂的酸败，不仅吃起来难于下咽，而且还有一定的毒性。

长期食用酸败油脂对人体健康有害，轻者呕吐、腹泻，重者能引起肝脏肿大，造成核黄素（维生素B2）缺乏，引起各种炎症。

油脂酸败的实质是在空气中的氧气、微生物、光、热、水分等因素的作用下，油脂发生了氧化、水解等一系列化学反应。

根据我们已学过的知识可以分析出，油脂中所含不饱和脂肪酸甘油酯分子中的不饱和键，氧化时可在原来的双键处发生断裂，生成醛、酮、酸类物质，这些物质大都气味难闻。

油脂发生水解则生成高级脂肪酸和甘油，游离的脂肪酸又降解为低分子化合物，沸点低、挥发性大、味臭、有毒性。

思考: 1. 食用油变质发生了哪种类型的化学反应？
2. 你还了解哪几种化学反应类型？
自学导引
一、有机化学反应的主要类型
1. 加成反应
（ 1 ）加成反应是指有机化合物分子中的两端的原子与其他原子或原子团直接结合，生成新化合物的反应。

不饱和烃含有的官能团包括 _________ 、 _________ 、 _________ 等。

（ 2 ）能与碳碳双键、叁键加成的物质有 ___________________________ 。

写出下列反应的方程式:
CH2 ═ CH2 + H2SO4 −−→ _________________
___________________
CH3CH ═ CH2 + HCl −−→ _________________
加成反应的结果是: 双键或叁键两端带部分正电荷（δ+）的原子与试剂中−−→
-）的原子与试剂中_________________ 的原子或原子团结合；双键或叁键两端带部分负电荷（δ
−−→_________________的原子或原子团结合生成产物。

当A1B1和A2B2反应时，反应关系为:
_____________
（ 3 ）能与碳氧双键发生加成反应的有 _____________ 等，写出下列反应的方程式:
（ 4 ） 加成反应是一种非常重要的有机反应，有着广泛的用途。

如乙烯与H 2SO 4加成反应的产物经水解得 _________ ；乙炔与氢氰酸加成的产物是 _________ ，是制备 _________ 的原料。

反应过程中，原料物分子中的官能团发生了转换，生成了含另一种官能团的化合物。

完成下列方程式: CH 3CH 2OSO 3H + _________ H +
−−
→ CH 3CH 2OH + ___________ 。

2. 取代反应
（ 1 ） 取代反应是指有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所 ________的反应。

烷烃和芳香烃发生取代反应时，主要是这些烃分子中的 ________ 被其他原子或原子团所取代。

如苯环上的氢原子可以被 ________ （ —R ） 、酰基 （ ________ ） 、 ________ 、________ 等所取代。

写出下列反应的方程式:
（ 2 ） 与碳原子相连的氢原子能被取代，与碳原子相连的 ________ 、 ________ 等也能被取代。

如:
CH 3CH 2Cl + H 2O
NaOH −−−→ _____________ 或CH 3CH 2Cl + NaOH 2H O −−−→
___________
CH 3CH 2OH + HBr ∆−−→ _________________ 因此有机化合物与极性溶剂发生取代反应的结果可以用下面的通式表示:
烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸等分子的 ______ 部分也能发生取代反应，其中与分子中官能团直接相连的碳原子 ________ 所形成的碳氢键容易断裂，即与 _______ 相连的氢原子______ 容易被取代。

这是由于双键的影响，使得αH 与αC 间的键能比较低，易 ______ ，易发生取代反应。

如:
CH 3—CH═CH 2 + Cl 2 hv
−−→ ___________
ClCH2—CH═CH2 + Cl2 −−→_________（加成反应）
−−−→ CH2OH—CHOH—CH2OH + 3NaCl
________ + 3NaOH 2H O
3．消去反应
（ 1 ） _____ 的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。

工业上，生产乙烯的主要方法是________，而实验室制乙烯的药品是___________，反应条件是______________________，方程式:
（ 2 ）消去反应
从有机物分子中脱去一个 _______（如H2O、HBr等）生成含有 _______ 的化合物的反应叫做消去反应。

能够发生消去反应的有机物除醇外，也可以是卤代烃，如溴乙烷（ CH3CH2Br ）、α-氯丙烷（ _______ ）等。

醇的消去反应用的试剂是浓硫酸、氧化铝等脱水剂；卤代烃脱去卤化烃，常选用 _______ 等碱性试剂；从邻二卤代烃中脱去卤原子时，常选用金属 _______ 等试剂。

因此用消去反应，可以在碳链上引入 _______ 等不饱和基团。

答案
1. （ 1 ）重键C═C C≡C
（ 2 ） H2、X2、HX、H2O等CH3CH2OSO3H CH2═CH—CN 带部分负电荷
（ 4 ）乙醇丙烯腈人造羊毛H2O H2SO4
2. （ 1 ）代替H烃基硝基磺酸基
（ 2 ）卤素原子—OH CH3CH2OH + HCl CH3CH2OH + NaCl CH3CH2Br + H2O A1 — B2+A2 —B1烷基α-Cα-Cα-H断裂
3. （ 1 ）乙烯石油裂解乙醇浓H2SO4加热至170 ℃
（ 2 ）小分子双键或叁键 NaOH醇溶液Zn 双键或叁键
CH3CH ═CH2 + NaCl + H2O
CH2 ═CHCH3 + HCl
CH3CH ═CHCH3 + ZnBr2
疑难剖析
一、加成反应和取代反应的特点
加成反应是不饱和碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。

其特点是断一（断一个键）、加二（加两个原子或原子团），类似化合反应。

取代反应是某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

其特点是下一上一、有进有出，类似置换反应。

【例1】某链烃最多能与2 mol HCl发生加成反应，所得的产物1 mol可与6 mol Cl2发生完全取代，则该烃为（）
A. C2H4
B. C3H6
C. C3H4
D. C2H2
思路分析: 据题意可设该烃分子式为C n H2n-2。

可知2n = 6，n = 3。

答案: C
思维启示: 烃发生加成反应时，不饱和键打开，其他原子或原子团加到不饱和碳上。

取
代反应是下一上一，有进有出，产物不是一种。

二、卤代烃的化学性质
在卤代烃分子中，C—X键为极性键，容易断裂，卤素易被其他原子或原子团取代。

卤代烃的官能团是卤素原子。

（ 1 ）取代反应: C2H5Br + NaOH
∆
−−→ C2H5OH + NaBr
卤代烃在NaOH存在的条件下水解，是一个典型的取代反应，其实质是带负电的原子团（例如OH -）取代了卤代烃中的卤原子。

上述反应可表示为C2H5Br + OH- −−→C2H5OH + Br-。

（ 2 ）消去反应: CH3CH2CH2Br+KOH CH3 —CH ═ CH2 + KBr + H2O 注意: ①仅卤代烃与醇能发生消去反应；②消去反应一定生成不饱和化合物；③不能发
生消去反应的卤代烃有: CH3X、、；④如CH3 —CHX—CH2—CH3，消去时可生成两种烯，其中以2丁烯为主；⑤CH2X—CH2X可消去生成炔。

消去反应能否发生关键看与卤素原子相邻的碳原子上是否有氢原子。

【例2】设计方案: 由CH3CH2Cl为原料制取（其他原料可自选），写反应方程式。

思路分析: 本题采用逆向思维，如下:
思维启示: 本题综合考查了卤代烃的性质、取代反应和消去反应，一般在有机物中引入更多的官能团时，一般要先利用消去反应得到不饱和有机物，再利用不饱和烃的加成反应引入更多的某种原子或原子团。

三、消去反应的规律
消去反应是从相邻2个C上脱下小分子（ HX和H2O ），必须要求卤代烃或醇中至少
有2个C，并且卤素原子或羟基所连接的C的邻位C上有H原子，才可发生消去反应，如CH3X、
【例3】能发生消去反应，且生成物中存在同分异构体的是（）
思路分析: 由消去反应的定义可知生成物必为不饱和的化合物。

生成产物为的消去反应必须具备两个条件: ①主链碳原子至少为2个；②与—X相邻的主链碳原子上必须具
备H原子。

A、C两项只有一种，分别为CH2 ═ CHCH3、，D项没有相邻C 原子，不能发生消去反应，B选项存在两种相邻的C原子结构，生成物分别为
与。

答案: B
思维启示: 熟记消去反应的消去规律是解决本题的关键。

要发生消去反应，相邻的碳上要有氢原子；否则，不可。

拓展迁移
拓展点1: 在分子中引入官能团的方法
有机物的合成过程中，往往要涉及官能团的改变，对官能团引入的原则最好通过官能团的反应一步合成。

（ 1 ）引入卤原子
①加成反应
如: CH2 ≡CH2 + Cl2 −−→CH2ClCH2Cl
CH≡CH + HCl −−−→催化剂 CH 2═CHCl
②取代反应
如:
（ 2 ） 引入羟基
①加成反应
如: CH 2═CH 2 + H 2O −−−→催化剂 CH 3CH 2OH
CH 3CHO + H 2 −−−→催化剂 CH 3CH 2OH
②水解反应
③分解反应
如: C 6H 12O 6（ 葡萄糖 ） −−−→催化剂 2C 2H 5OH+2CO 2↑ （ 3 ） 引入双键
①加成反应
如: CH≡CH+H 2 −−−→催化剂 CH 2CH 2
②消去反应
拓展点2: 通常发生取代反应的有机物、无机物及取代反应的应用
有机物 无机物/有机物 反应名称
烷，芳烃，酚 X 2 卤代反应
苯的同系物 HNO 3 硝化反应
苯的同系物 H 2SO 4 磺化反应
醇 醇 脱水反应
酸 醇 酯化反应
酯/卤代烃 酸溶液或碱溶液 水解反应
羧酸盐 碱石灰 脱羧反应
醇 HX 取代反应
取代反应的应用:
（ 1 ）官能团转化，如: —X被—OH、—NH2取代，形成醇、胺等用途广泛的有机物。

（ 3 ）制备物质，如: 丙烯和Cl2取代生成的CH2ClCH ═ CH2,经Cl2加成，再水解可得（甘油）。