定量分析有機(jī)物的官能團(tuán)

沈妍燕

(江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué))

有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型分為取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng),其中反應(yīng)物之間有定量關(guān)系的反應(yīng)有取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng),這些定量關(guān)系經(jīng)常在高考試題中考查.

1 取代反應(yīng)中官能團(tuán)的定量分析

能發(fā)生取代反應(yīng)的物質(zhì)有烴類、鹵代烴、醇、酚、羧酸、酯,這些物質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)官能團(tuán)的定量關(guān)系如表1所示.

表1

例1關(guān)于下列化合物,說法不正確的是( ).

A.1mol該化合物與溴反應(yīng)最多消耗2molBr2

B.1mol該化合物與H2反應(yīng)最多消耗3molH2

C.1 mol 該化合物與NaOH 反應(yīng)最多消耗4molNaOH

D.1mol該化合物與1mol乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)

解析

該有機(jī)物分子中含有1個(gè)酚羥基、1個(gè)醇羥基、2個(gè)氯原子(1個(gè)直接連在苯環(huán)上,1個(gè)連在苯環(huán)的側(cè)鏈上)、1個(gè)酯基(苯酯).1mol該化合物與溴反應(yīng)最多消耗2molBr2,選項(xiàng)A 說法正確.該化合物含有1個(gè)苯環(huán),1 mol該化合物與H2發(fā)生加成反應(yīng)最多消耗3molH2,選項(xiàng)B 說法正確.該化合物有1個(gè)氯原子直接連在苯環(huán)上,酯基是酚羥基與乙酸反應(yīng)生成的,水解后兩者都生成了酚羥基以及對應(yīng)的HCl、CH3COOH,都能與NaOH 反應(yīng),1 mol該化合物最多消耗6molNaOH,選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤.該化合物有1個(gè)醇羥基(酚羥基不易發(fā)生酯化反應(yīng)),1mol該化合物與1molCH3COOH 發(fā)生酯化反應(yīng),選項(xiàng)D 說法正確.答案為C.

點(diǎn)評

能與NaOH 反應(yīng)的有機(jī)物有:鹵代烴、酚、羧酸、酯.特別要注意,如果鹵素原子或酯的氧原子連在苯環(huán)上,水解后生成酚和對應(yīng)的氫鹵酸、羧酸,也都能與NaOH 反應(yīng).也就是,若鹵素原子或酯的氧原子連在苯環(huán)上,堿性條件下水解1mol鹵素原子或酯消耗2molNaOH,這是常考的知識點(diǎn).

2 加成反應(yīng)中官能團(tuán)的定量分析

能發(fā)生加成反應(yīng)的官能團(tuán)有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、醛基、酮羰基,這些官能團(tuán)與H2發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)的定量關(guān)系如表2所示.

表2

例2某有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式如下,關(guān)于該化合物下列說法錯(cuò)誤的是( ).

A.該化合物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

B.1mol該化合物與H2反應(yīng)最多消耗8molH2

C.1 mol 該化合物與NaOH 反應(yīng)最多消耗2molNaOH

D.該化合物能與NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生氣泡

解析

該化合物分子中有醛基、酮羰基、羧基、碳碳雙鍵、酯基.醛基、甲酸酯可以發(fā)生銀鏡反應(yīng),選項(xiàng)A 說法正確.該化合物中的1個(gè)醛基、1 個(gè)酮羰基、1個(gè)苯環(huán)、1個(gè)碳碳雙鍵可以與H2發(fā)生加成反應(yīng),故1mol該化合物最多消耗6molH2,選項(xiàng)B說法錯(cuò)誤.該化合物中含有1個(gè)羧基、1個(gè)酯基,故1 mol該化合物與NaOH 反應(yīng)最多消耗2molNaOH,選項(xiàng)C說法正確.該化合物有羧基,能與NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,選項(xiàng)D 說法正確.答案為B.

點(diǎn)評

要注意,羧基和酯基中雖然都含有碳氧雙鍵,但羧基和酯基不能與H2加成.

3 氧化反應(yīng)中官能團(tuán)的定量分析

大多數(shù)有機(jī)物都能發(fā)生氧化反應(yīng),但常考的有醇的氧化、醛的氧化,它們的定量關(guān)系如表3所示.

表3

例3某有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式如下,有關(guān)該物質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是( ).

A.該分子中最多有16個(gè)原子共平面

B.一定條件下,1 mol 該物質(zhì)最多消耗2molNaOH

C.1 mol該分子最多可以與4mol新制的Cu(OH)2反應(yīng)

D.具有相同官能團(tuán)且醛基在鄰位的同分異構(gòu)體有5種

4 消去反應(yīng)中官能團(tuán)的定量分析

能發(fā)生消去反應(yīng)的有機(jī)物有醇和鹵代烴.醇的消去反應(yīng)是在濃硫酸作催化劑情況下加熱,不存在官能團(tuán)的定量分析;鹵代烴的消去反應(yīng)是在NaOH 醇溶液中加熱,一般情況下,消去1mol鹵素原子消耗1mol NaOH.

例4下面的化合物能發(fā)生消去反應(yīng),下列說法正確的是( ).

A.1mol該化合物最多能與4molH2加成

B.在NaOH 溶液中加熱,1mol該化合物最多消耗4molNaOH

C.在NaOH 醇溶液中加熱,1mol該化合物發(fā)生消去反應(yīng)消耗4molNaOH

D.在NaOH 醇溶液中加熱后,生成的有機(jī)物1mol最多與6molH2加成

解析

該有機(jī)物分子中含有酯基、苯環(huán),酯基不能與H2加成,1mol該化合物最多能與3mol H2加成,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.在NaOH 溶液中加熱發(fā)生酯和氯代烴的水解反應(yīng),1mol該化合物最多消耗5mol NaOH,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.在NaOH 醇溶液中加熱,1mol該化合物發(fā)生消去反應(yīng),CH2Cl基團(tuán)上的氯原子不能發(fā)生消去反應(yīng),1mol該化合物消耗3molNaOH,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.在NaOH 醇溶液中加熱后,生成的有機(jī)物為

1mol該物質(zhì)最多與6molH2加成,選項(xiàng)D 正確.答案為D.

點(diǎn)評

鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng),結(jié)構(gòu)上必須滿足鹵素原子所在碳原子的相鄰碳原子上有氫原子.

總之,通?？梢酝ㄟ^分析有機(jī)物官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)時(shí)消耗反應(yīng)物的物質(zhì)的量來判斷有機(jī)物分子中官能團(tuán)的類別和個(gè)數(shù).在解答這類問題時(shí),除了要記住規(guī)律,同時(shí)要注意有些原子或官能團(tuán)連在某些特殊位置,性質(zhì)有可能發(fā)生變化.

(完)