学案导学：2.1.1有机化学反应的主要类型——加成反应、取代反应

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——加成反应、取代反应[学习目标定位]会根据有机物的组成和结构特点，分析加成反应、取代反应的原理，会书写常见有机物发生加成反应或取代反应的化学方程式。

一、加成反应1．定义加成反应是有机化合物分子中的不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合，生成饱和的或比较饱和的有机化合物的反应。

2．能发生加成反应的不饱和键和对应有机物(1)常见的不饱和键：碳碳双键、碳碳叁键、苯环、碳氧双键。

(2)能发生加成反应的物质类别：烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛、酮等。

3．能发生加成反应的试剂常见的有H 2、X 2、HX 、HCN 、H 2O 等。

4．加成反应的电性原理发生加成反应时，不饱和键两端带部分正电荷(δ＋)的原子与试剂中带部分负电荷(δ－)的原子或原子团结合；不饱和键两端带部分负电荷(δ－)的原子与试剂中带部分正电荷(δ＋)的原子或原子团结合，生成反应产物。

完成下列反应的化学方程式：①＋H 2―→CH 3—CH 2OH ；②＋HCN ―→。

5．加成反应的应用 (1)合成乙醇CH 2==CH 2＋H 2O ――→催化剂CH 3CH 2OH 。

(2)制备化工原料—丙烯腈CH ≡CH ＋HCN ――→催化剂CH 2==CH —CN 。

(3)制备溴乙烷CH 2==CH 2＋HBr ――→催化剂CH 3CH 2Br 。

有机物的加成反应(1)有机物发生加成反应的通式是A δ＋1===B δ－1＋A δ＋2—B δ－2―――→一定条件(2)根据有机物本身及试剂的结构特点，不同类型的不饱和键通常能与不同的试剂发生加成反应。

结构试剂产物H 2、X 2、HX 、H 2O烷、卤代烃、醇 —C ≡C —H 2、X 2、HX 、H 2O 、HCN烷、烯、烯醇、卤代烃、腈、卤代烯烃H 2、HCN醇、羟基腈H 2环烷烃例1下列反应属于加成反应的是( )A ．C 3H 8＋Cl 2――→光照C 3H 7Cl ＋HCl B ．C 3H 8――→高温C 2H 4＋CH 4C ．CH 2==CH 2＋H 2O ――→催化剂△CH 3CH 2OH D ．＋3HNO 3――→浓硫酸△＋3H 2O答案 C解析 A 、D 项属于取代反应；B 项是裂解反应；C 项是加成反应。

【考点】 有机反应类型 【题点】 加成反应类型的判断规律总结常见的加成反应(1)烯烃、炔烃、苯环、醛、酮与氢气的反应。

(2)烯烃与H2O、HX、X2等的反应。

(3)醛、酮与HCN的反应。

(4)—C≡N与HCN、NH3的反应。

(5)—C≡C—与HX、X2、HCN、NH3的反应。

例2乙烯酮(CH2==C==O)在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成反应，反应可表示为CH2==C==O＋HA―→。

乙烯酮在一定条件下与下列各试剂发生加成反应时所得产物不正确的是()A．与HCl加成时得到CH3COClB ．与H 2O 加成时得到CH 3COOHC ．与CH 3OH 加成时得到CH 3COCH 2OHD ．与CH 3COOH 加成时得到CH 3COOCOCH 3 答案 C解析 由信息可知，乙烯酮与含活泼氢的化合物发生加成反应时，其中的碳碳双键断裂，氢原子加到—CH 2—上。

C 项中的CH 3OH 断裂的化学键不正确，产物应为CH 3COOCH 3。

【考点】 有机反应类型 【题点】 加成反应类型的判断易错警示 书写加成反应产物结构简式时要注意原子连接的位置须正确。

二、取代反应 1．定义(1)观察以下反应特点，回答问题。

CH 3—CH 3＋Cl 2――→hνCH 3CH 2Cl ＋HCl＋Br 2――→Fe＋HBr＋3HNO 3――――→浓H 2SO 455～65℃＋3H 2O＋HO —SO 3H(浓)△＋H 2O以上反应从结构变化上看都是有机物中的某个或某些氢原子被其他原子或原子团代替的反应。

(2)有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应称取代反应。

2．有机化合物与极性试剂的取代反应(1)从化学键类型上分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。

有机化合物分子中有极性单键，就能发生取代反应。

有机化合物与极性试剂的取代反应可用通式表示：A δ＋1－B δ－1＋A δ＋2－B δ－2―→A 1—B 2＋A 2—B 1。

(2)根据上述规律完成下列反应方程式①CH 3CH 2CH 2Br ＋NaOH ――→H 2OCH 3CH 2CH 2OH ＋NaBr ； ②CH 3CH 2OH ＋HBr ―→CH 3CH 2Br ＋H 2O ；③CH 3CH 2Cl ＋NH 3―→CH 3CH 2—NH 2＋HCl ； ④CH 3CH 2Br ＋NaCN ―→CH 3CH 2CN ＋NaBr 。

3．α-H 的取代反应在含有官能团的有机化合物分子中，与官能团直接相连的碳原子称为α-C ，其上的氢原子称为α-H ；与α-C 相连的碳原子称为β-C ，其上的氢原子称为β-H 。

由于受官能团影响α-C 上的碳氢键最容易断裂，发生取代反应。

如：CH 3—CH===CH 2＋Cl 2――→△。

能发生取代反应的物质及对应的试剂(X 为卤素)物质试剂X 2、HNO 3、H 2SO 4R —CH 2—H X 2 R —CH 2—OH HX 、HOOC —R R —CH 2—XH 2O 、NaCN 、NH 3、NaOH烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸等分子中与α-C 相连的氢原子X 2等例3 下列有机反应中，不属于取代反应的是( ) A ．＋Cl 2――→光照＋HClB ．2CH 3CH 2OH ＋O 2――→Cu △2CH 3CHO ＋2H 2O C ．ClCH 2CH==CH 2＋NaOH ――→H 2O△HOCH 2CH===CH 2＋NaCl D ．＋HO —NO 2――――→浓硫酸55～60℃＋H 2O答案 B解析 B 项中的反应是氧化反应，A 、C 、D 三项中的反应均属于取代反应。

【考点】 有机反应类型 【题点】 取代反应的判断规律总结五种取代反应：水解、酯化、硝化、磺化、卤代。

例4卤代烃在NaOH溶液存在的条件下水解，是一类典型的取代反应，其实质是带负电荷的原子或原子团(如OH－等阴离子)取代了卤代烃中的卤素原子，如CH3CH2CH2—Br＋OH－―→CH3CH2CH2—OH＋Br－。

写出下列反应的化学方程式：(1)CH3CH2Br与NaHS反应____________________________________________________________________________________________________________________；(2)CH3I与CH3COONa反应___________________________________________________________________________________________________________________________。

答案(1)CH3CH2Br＋NaHS―→CH3CH2SH＋NaBr(2)CH3I＋CH3COONa―→CH3COOCH3＋NaI解析CH3CH2CH2—Br＋OH－―→CH3CH2CH2—OH＋Br－的反应实质是带负电荷的原子团(OH－)取代了卤素原子。

将问题与题给信息对照，寻找相似点：NaHS―→HS－，CH3COONa―→CH3COO－相当于NaOH―→OH－。

【考点】有机反应类型【题点】取代反应的原理及方程式的书写例5(2017·湖北襄阳四校高二联考)下列方程式表示的反应既不属于加成反应也不属于取代反应的是()A．C6H5CH2Cl＋NaCN―→C6H5CH2CN＋NaClB．C6H5Li＋CO2―→C6H5COOLiC．CH3CH2CHO＋HCN―→CH3CH2CH(CN)OHD．CH3COOCH2CH3450℃气相CH3COOH＋CH2===CH2答案 D解析C6H5CH2Cl＋NaCN―→C6H5CH2CN＋NaCl是C6H5CH2Cl中Cl原子被—CN取代，属于取代反应，A项不符合题意；C6H5Li＋CO2―→C6H5COOLi是CO2中的1个碳氧双键发生断裂，氧原子和碳原子分别结合Li原子和C6H5—，属于加成反应，B项不符合题意；CH3CH2CHO＋HCN―→CH3CH2CH(CN)OH是CH3CH2CHO中碳氧双键发生断裂，氧、碳原子分别结合了H 原子和—CN ，属于加成反应，C 项不符合题意；CH 3COOCH 2CH 3――→450℃气相CH 3COOH ＋CH 2===CH 2，既不属于加成反应，也不属于取代反应，D 项符合题意。

【考点】 有机反应类型【题点】 取代反应和加成反应的判断1．下列反应属于加成反应的是( )A ．2CH 3CH 2OH ＋2Na ―→2CH 3CH 2ONa ＋H 2↑B ．＋HNO 3――→浓硫酸△＋H 2OC ．CH 3CH==CH 2＋Br 2―→D ．CH 3COOH ＋CH 3CH 2OH浓硫酸△CH 3COOCH 2CH 3＋H 2O答案 C 解析 A 选项属于置换反应；B 、D 选项属于取代反应；C 选项碳碳双键与Br 2发生加成反应。

【考点】 有机反应类型【题点】 加成反应类型的判断2．下列属于加成反应的是( )A ．乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下反应B．乙烯通入溴的四氯化碳溶液C．苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物共热D．乙醇在铜粉存在下与氧气反应答案 B解析乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下的反应为取代反应，A项错误；乙烯通入溴的四氯化碳溶液发生加成反应，B项正确；苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物共热发生取代反应，C项错误；乙醇在铜粉存在下与氧气发生氧化反应，D项错误。

【考点】有机反应类型【题点】加成反应类型的判断3．(2017·南昌十中高二期末)下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是()A．乙炔通入溴水中B．乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中C．在镍做催化剂的条件下，苯与氢气反应D．乙烷与氯气光照下发生反应答案 D解析乙炔与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烯或1,1,2,2-四溴乙烷，该反应为加成反应，故A错误；乙烯分子中含有碳碳双键，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，该反应为氧化反应，不属于取代反应，故B错误；苯与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成环己烷，该反应不属于取代反应，故C错误；光照条件下，乙烷分子中的H原子被Cl原子取代生成氯代乙烷，属于取代反应，故D正确。

【考点】有机反应类型【题点】取代反应的判断4．将1molCH4与一定量的Cl2混合发生取代反应后，假设反应后CH4、Cl2均无剩余，若按生成等量的四种取代产物，则参加反应的Cl2的物质的量为()A．1.5mol B．2molC．2.5mol D．4mol答案 C解析由题目要求根据下列反应关系可求出：CH4＋Cl2―→CH3Cl＋HCl；CH4＋2Cl2―→CH2Cl2＋2HCl；CH 4＋3Cl 2―→CHCl 3＋3HCl ；CH 4＋4Cl 2―→CCl 4＋4HCl 。