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有机化学,是化学学科的重要组成部分,也是高考考查的重要内容。由于该部分知识与同学们认识较早的无机化学存在着较大区别,学生在学习中费力费时却收效不大。根据我的教学经验,在高三复习时通过对有机反应的特点、反应机理、反应方程式的正确书写的讲解及对化学反应进行专题训练,短时间内学生的有机化学知识会得以显著提高。
一、注意有机反应的特点
有机反应的特点是化学反应较慢,而且比较复杂。这是由于有机化合物的反应是在分子间进行的,需要时间较长,通常需要加热或应用催化剂以促进反应的进行。大多数有机反应常因条件不同而生成不同产物。例如乙醇的反应:在浓硫酸,170℃条件下生成乙烯和水。在浓硫酸,140℃时生成乙醚和水。因此要充分注意反应条件对反应产物的影响。在书写方程式时要特别注意标明反应条件,另外有机反应常常除主反应外还伴有副反应。
二、弄清反应历程,类比迁移
在学习每一类有机物时,牢牢把握其能发生反应的反应历程是关键,如:发生化学反应时,键在何处断?键在何处连?反应条件是什么?这些都要理解,并深刻记忆。下面我们总结几类重要有机反应的反应机理。为便于说明问题,规定与—OH、—Cl相连的碳为α—碳,与α—碳相邻的碳为β—碳。
1、醇的催化氧化机理
⑴能发生催化氧化的醇结构上具备的特征:α—碳上一定要有氢原子
⑵反应机理:去氢氧化。去掉羟基中的一个氢原子,同时去掉α—C上的一个氢原子,α—C和羟基O之间的单键变为双键,取下来的两个氢原子和氧气分子中的氧原子结合生成水,由于一个氧分子中含有两个氧原子,可以和四个氢原子结合成两个水,所以2mol醇和1molO2反应会生成2molH2O和2mol醛或酮。
⑶反应条件为:铜或银作催化剂,加热。
⑷反应后的产物:①若α—C上有两个氢原子,则得到的有机产物为醛。
②若α—C上只有一个氢原子,则得到的有机产物酮。
③若α—C上没有氢原子,则该醇不能被氧化。
2.、醇或卤代烃的消去反应机理
⑴能发生催化氧化的醇或卤代烃结构上具备的特征:一定要有β-C且β-C上一定要有氢原子。
⑵反应历程:在β-C上去掉一个H原子和α-C上去掉羟基,α-C和β-C之间形成双键(若原来α-C和β-C之间为双键,则消去后有机物变为三键),下来的氢原子和羟基结合成H2O。
3、酯化反应机理。
(1)反应机理:醇和酸发生酯化反应是分子间脱去一个分子水,其本质是酸分子中的羟基和醇羟基中的氢原子结合成一分子水而脱去,其余部分结合成酯。
(2)反应条件为:浓硫酸,加热。
4、醛的催化氧化反应机理:①在 H上断开碳氢键,在碳原子和氢原子之间加上一个氧原子,得新的官能团OH(羧基)。
2RH+O2→2ROH
②反应条件:催化剂、加热。
5、醛的还原反应机理:①反应机理:在H上断开碳氧双键中的一条,在碳和氧上分别加上氢原子,得到具备—CH2OH结构的醇。
R—CHO+H2→RCH2OH
②反应条件:镍作催化剂、加热。
6、烯烃的加成。
(1)反应机理:断开碳碳双键中的一条,分别在两个碳上加上原子或原子团。
(2)反应产物:
①若双键两边对称则不管和单质或化合物的加成,其产物只有一种。
②若双键两边不对称则和单质加成,其产物只有一种,和化合物加成时产物不止一种
例.写出CH=CHCH2与HBr加成的反应方程式。
分析:CH3=CHCH2的结构特点是分子中的双键偏于一端,是个不对称结构,HBr分子是个极性分子。对于不对称不饱和链烃与极性试剂加成时,可得两种烯烃,但遵循马科尼科夫规则,即试剂的正电性部分总是加到含氢原子较多的双键或叁键碳原子上,而负电性部分则加到含氢原子较少的碳原子上。所以常将反应方程式写为:
CH3CH=CH2+HBr→CH3—CHBr—CH3
7、酯的水解:①反应机理:将R1CO┇CR2从虚线处断开,有碳氧双键的一段补上羟基,变成羧基,另一部分变为醇。
②反应条件:稀硫酸,加热。
8、苯酚的取代反应:
(1)反应机理:苯环上羟基的两个邻位和一个对位处的氢原子活性增强易于发生取代,这三处的氢原子被三个溴原子代替,下来的三个氢原子与三个溴分子中余下的三个溴原子结合成三个溴化氢分子。
(2)该反应只要把溴水滴加到苯酚溶液中即可发生,不需反应条件。
还有一些重要反应,如醛的银镜反应,烷烃与卤素的取代,苯的卤代,苯的硝化,糖的水解,多元醇和多元酸的缩聚等的反应机理在复习时也应作相应说明。
三、有机化学方程式的书写
能准确地写出化学方程式,可以客观地反映学生对化学反应原理的理解,对实验现象的认识以及对物质性质的掌握有机化学方程式是有机化学的主干知识。书写有机化学方程式要特别注意的问题:
(1)用箭头“→”不用等号“=”。
(2)特别注重反应条件。
(3)常见的小分子有机物要求写成结构简式,不能写成分子式。
(4)大分子或高分子有机物要在化学式下面注明物质名称。
(5).还应强调书写有机化学方程式时,不可丢三落四,缺少小分子水,不配平,缺少反应条件等。尤其注意酯化反应,醇的消去产物、醇的催化氧化不要丢水及检查生成水的个数。
四.有机反应方程式专题训练
以上三方面的教学复习完成后,还需要进行有机方程式的专题训练,才能收到好的复习效果。
以上感受,是我在高三学年复习有机反应时的所得,连缀成文算我在化学教学方面的经验积累。行文中有不妥的地方,赐教于大方之家。
一、注意有机反应的特点
有机反应的特点是化学反应较慢,而且比较复杂。这是由于有机化合物的反应是在分子间进行的,需要时间较长,通常需要加热或应用催化剂以促进反应的进行。大多数有机反应常因条件不同而生成不同产物。例如乙醇的反应:在浓硫酸,170℃条件下生成乙烯和水。在浓硫酸,140℃时生成乙醚和水。因此要充分注意反应条件对反应产物的影响。在书写方程式时要特别注意标明反应条件,另外有机反应常常除主反应外还伴有副反应。
二、弄清反应历程,类比迁移
在学习每一类有机物时,牢牢把握其能发生反应的反应历程是关键,如:发生化学反应时,键在何处断?键在何处连?反应条件是什么?这些都要理解,并深刻记忆。下面我们总结几类重要有机反应的反应机理。为便于说明问题,规定与—OH、—Cl相连的碳为α—碳,与α—碳相邻的碳为β—碳。
1、醇的催化氧化机理
⑴能发生催化氧化的醇结构上具备的特征:α—碳上一定要有氢原子
⑵反应机理:去氢氧化。去掉羟基中的一个氢原子,同时去掉α—C上的一个氢原子,α—C和羟基O之间的单键变为双键,取下来的两个氢原子和氧气分子中的氧原子结合生成水,由于一个氧分子中含有两个氧原子,可以和四个氢原子结合成两个水,所以2mol醇和1molO2反应会生成2molH2O和2mol醛或酮。
⑶反应条件为:铜或银作催化剂,加热。
⑷反应后的产物:①若α—C上有两个氢原子,则得到的有机产物为醛。
②若α—C上只有一个氢原子,则得到的有机产物酮。
③若α—C上没有氢原子,则该醇不能被氧化。
2.、醇或卤代烃的消去反应机理
⑴能发生催化氧化的醇或卤代烃结构上具备的特征:一定要有β-C且β-C上一定要有氢原子。
⑵反应历程:在β-C上去掉一个H原子和α-C上去掉羟基,α-C和β-C之间形成双键(若原来α-C和β-C之间为双键,则消去后有机物变为三键),下来的氢原子和羟基结合成H2O。
3、酯化反应机理。
(1)反应机理:醇和酸发生酯化反应是分子间脱去一个分子水,其本质是酸分子中的羟基和醇羟基中的氢原子结合成一分子水而脱去,其余部分结合成酯。
(2)反应条件为:浓硫酸,加热。
4、醛的催化氧化反应机理:①在 H上断开碳氢键,在碳原子和氢原子之间加上一个氧原子,得新的官能团OH(羧基)。
2RH+O2→2ROH
②反应条件:催化剂、加热。
5、醛的还原反应机理:①反应机理:在H上断开碳氧双键中的一条,在碳和氧上分别加上氢原子,得到具备—CH2OH结构的醇。
R—CHO+H2→RCH2OH
②反应条件:镍作催化剂、加热。
6、烯烃的加成。
(1)反应机理:断开碳碳双键中的一条,分别在两个碳上加上原子或原子团。
(2)反应产物:
①若双键两边对称则不管和单质或化合物的加成,其产物只有一种。
②若双键两边不对称则和单质加成,其产物只有一种,和化合物加成时产物不止一种
例.写出CH=CHCH2与HBr加成的反应方程式。
分析:CH3=CHCH2的结构特点是分子中的双键偏于一端,是个不对称结构,HBr分子是个极性分子。对于不对称不饱和链烃与极性试剂加成时,可得两种烯烃,但遵循马科尼科夫规则,即试剂的正电性部分总是加到含氢原子较多的双键或叁键碳原子上,而负电性部分则加到含氢原子较少的碳原子上。所以常将反应方程式写为:
CH3CH=CH2+HBr→CH3—CHBr—CH3
7、酯的水解:①反应机理:将R1CO┇CR2从虚线处断开,有碳氧双键的一段补上羟基,变成羧基,另一部分变为醇。
②反应条件:稀硫酸,加热。
8、苯酚的取代反应:
(1)反应机理:苯环上羟基的两个邻位和一个对位处的氢原子活性增强易于发生取代,这三处的氢原子被三个溴原子代替,下来的三个氢原子与三个溴分子中余下的三个溴原子结合成三个溴化氢分子。
(2)该反应只要把溴水滴加到苯酚溶液中即可发生,不需反应条件。
还有一些重要反应,如醛的银镜反应,烷烃与卤素的取代,苯的卤代,苯的硝化,糖的水解,多元醇和多元酸的缩聚等的反应机理在复习时也应作相应说明。
三、有机化学方程式的书写
能准确地写出化学方程式,可以客观地反映学生对化学反应原理的理解,对实验现象的认识以及对物质性质的掌握有机化学方程式是有机化学的主干知识。书写有机化学方程式要特别注意的问题:
(1)用箭头“→”不用等号“=”。
(2)特别注重反应条件。
(3)常见的小分子有机物要求写成结构简式,不能写成分子式。
(4)大分子或高分子有机物要在化学式下面注明物质名称。
(5).还应强调书写有机化学方程式时,不可丢三落四,缺少小分子水,不配平,缺少反应条件等。尤其注意酯化反应,醇的消去产物、醇的催化氧化不要丢水及检查生成水的个数。
四.有机反应方程式专题训练
以上三方面的教学复习完成后,还需要进行有机方程式的专题训练,才能收到好的复习效果。
以上感受,是我在高三学年复习有机反应时的所得,连缀成文算我在化学教学方面的经验积累。行文中有不妥的地方,赐教于大方之家。