2026届高考化学一轮复习清单 第九章 有机化学基础

第九章 第一节 甲烷 乙烯 苯 煤、石油、天然气的综合利用 知识点总结 1、 学科网（北京）股份有限公司 一、有机化合物、甲烷及烷烃的结构和性质 1、有机化合物 有机化合物是指含碳元素的化合物，仅含有C和H两种元素的有机物称为烃。 2、甲烷的结构和性质 （1）组成和结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 CH4 正四面体 （2） 物理性质 颜色 状态 溶解性 密度 无色 气态 难溶于水 比空气小 （3） 化学性质： ①稳定性：与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。 ②燃烧反应：CH4+2O2CO2+2H2O。 ③取代反应：在光照条件下与Cl2反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl，依次又生成了二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。 3、取代反应 取代反应是指有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。 3、 烷烃 （1）通式：CnH2n+2（n≥1）。 （2）结构特点：每个碳原子都达到价键饱和： ①烃分子中碳原子之间以单键结合呈链状。 ②剩余价键全部与氢原子结合。 （3） 物理性质：随分子中碳原子数的增加，呈规律性的变化。 ①常温下的状态由气态到液态到固态。 ②熔沸点逐渐升高。 ③密度逐渐增大。 （4） 化学性质：类似甲烷，通常较稳定，在空气中能燃烧，光照下与氯气发生取代反应。如烷烃燃烧的通式为 二、同系物和同分异构体 1、同系物 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互称为同系物。 2、同分异构体 （1） 概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体，如正丁烷和异丁烷。 （2） 常见烷烃的同分异构体： ①丁烷的同分异构体为CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2。 ②戊烷的同分异构体为CH3(CH2)3CH3、CH3CH2CH(CH3)2、 3、 有机物种类繁多的原因 （1） 每个碳原子均形成四个化学键，相邻碳原子以共价键形成稳定的长链或碳环。 （2） 有机物之间存在着同分异构现象。 三、乙烯和苯 1、乙烯 （1）组成和结构 分子式 结构式 结构简式 空间构型 C2H4 CH2=CH2 平面结构 （2）物理性质 颜色 状态 溶解性 密度 无色 气态 难溶于水 比空气略轻 （3）化学性质： 氧化反应：酸性KMnO4溶液等含有 碳碳双键 有机物 的通性 燃烧反应 乙烯 加成反应：溴的四氯化碳溶液、H2、H2O、HCl等 加聚反应 ①燃烧反应 反应：C2H4+3O22CO2+2H2O， 现象：火焰明亮且伴有黑烟。 ②氧化反应 通入酸性KMnO4溶液中，现象：溶液颜色褪去。 ③加成反应 通入溴的四氯化碳溶液中， 反应：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br， 现象：溶液颜色褪去。催化剂 与H2：CH2=CH2+H2CH3CH3。 与HCl：CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl。催化剂 与H2O：CH2=CH2+H2OCH3CH2OH。 ④加聚反应 nCH2=CH2+H2O [ CH2—CH2 ]n 。 （4）用途：有机化工原料，其产量可衡量石油化工发展水平；是植物生长调节剂，可作水果的催熟剂。 2、苯 （1） 组成与结构： →分子式：C6H6。或 →结构简式： →成键特点：6个碳原子之间的键完 全相同，是一种介于单键和双键之 结构式 间的独特的键。 →分子构型：所有原子处于同一平面。 （2） 物理性质 颜色 状态 气味 毒性 溶解性 密度 熔、沸点 无色 液态 有特殊气味 有毒 难溶于水 比水略轻 低 （3） 化学性质： 稳定性类似饱和烃 有机物 通性 燃烧反应 取代反应类似不饱和烃 加成反应 ①稳定性 不能与酸性KMnO4溶液反应，也不与溴水（或溴的四氯化碳溶液）反应。 ②取代反应 a、 卤代反应：苯与液溴发生溴代反应的方程式为Br +Br2 +HBr； b、硝化反应：化学方程式为 +HO—NO2 +H2O。NO2 50℃—60℃ ③加成反应 苯和H2发生加成反应的化学方程式为： +3H2 （环己烷）。催化剂 ④燃烧反应 2C6H6+15O212CO2+6H2O， 现象：火焰明亮，带浓烟。 4、 煤、石油、天然气的综合利用 1、 煤的综合利用 （1）煤的组成：宏观组成 有机物和少量无机物煤 微观组成 主要含C，另有少量H、O、N、S等元素 （2） 煤的加工： 2、 石油的综合利用 （1） 石油的成分：石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。 （2） （2）石油的分馏、裂化、裂解的比较： 炼制方法 分馏 催化裂化 裂解 常压 减压 原理 用蒸发冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物 在催化剂存在的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 在高温下，把石油中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃 主要原料 原油 重油 重油 含直链烷烃的石油分馏产品（含石油气） 主要产品 溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油 润滑油、凡士林、石蜡、沥青、燃料油 抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等 乙烯、丙烯、1,3—丁二烯等 3、天然气的综合利用 （1）天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，它的主要成分是甲烷。 （2）天然气与水蒸气反应制取H2的化学方程式为CH4+H2O(g)CO+3H2。高温 考点应用 一有机物的组成和结构 1、有机物组成和结构的几种表示方法 种类 实例 含义 分子式 C2H4 用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一个分子中原子的种类和数目 最简式 （实验式） CH2 ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子；②由最简式可求最简式量；③分子式是最简式的整数倍 电子式 用“·”或“×”表示原子最外层成键情况的式子 结构式 ①具有化学式所能表示的意义，能范颖物质的结构；②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型 结构简式 CH2=CH2 结构式的简便写法，着重突出结构特点（官能团） 球棍模型 小球表示原子，短棍表示价键（单键、双键或三键） 比例模型 用不同体积的小球表示不同大小的原子 1、 2、烃分子的空间结构 （1）CH4型正四面体结构：甲烷分子的空间正四面体结构模型如图 以CH4为母体，可衍变成其他结构。但无论什么原子或原子团与碳原子相连，都相当于取代原来甲烷中氢原子的位置，构成四面体结构。如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等都是四面体结构。 （2） 乙烯型平面结构：乙烯分子中的所有原子都在同一平面内，当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。 （3） 苯型平面结构：苯分子所有原子在同一平面内，当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。 甲苯中的7个碳原子（苯环上的6个碳原子和甲基上的一个碳原子），5个氢原子（苯环上的5个氢原子）这12个原子一定共面。此外甲基上1个氢原子（①H，②C，③C构成三角形）也可以转到这个平面上，其余两个氢原子分布在平面两侧。故甲苯分子中最多有可能是13个原子共面。 注意： （1） 在解题中遇到较复杂的有机物分子时，可以通过这几种典型的空间结构的组合来分析其空间关系。 （2） 在分子里，形成的单键可以绕轴旋转，而双键、三键则不能绕轴旋转。 （3） 通常在书写无机反应方程式时，以分子式为主，而在书写有机反应方程式时，常以结构简式为主，且要突出其“官能团”。 二、常见烃的性质和反应类型的比较 1、甲烷、乙烯与苯的化学性质比较 甲烷 乙烯 苯 燃烧 稳定燃烧，淡蓝色火焰 明亮火焰，伴有黑烟 明亮火焰，伴有浓烈的黑烟 Br2 与溴蒸气光照时发生取代反应 发生加成反应，使溴水褪色 在FeBr3作用下可与液溴发生取代反应 酸性KMnO4 不反应 氧化反应 不反应 主要反应类型 取代 加成、加聚 加成取代 2、 3、 典型反应类型的比较 反应类型 取代反应 加成反应 加聚反应 概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合成新的化合物的反应 由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物分子的反应 反应前后分子数目 一般相等 减少 减少 反应特点 可发生分步取代反应 有时只有一种加成方式，有时也有多种加成方式 反应一般为单方向进行，一般不可逆 注意： （1）乙烯、苯与Br2反应的区别： ①反应物不同，乙烯是与溴水或溴的四氯化碳溶液反应，而苯是与液溴反应； ②反应条件不同，乙烯与溴水的反应在通常状况下就能进行，苯与液溴的反应在有催化剂的条件下才能进行； ③反应类型不同，乙烯发生的是加成反应，苯发生的是取代反应。 （2） 所有烃均能在空气中燃烧，被氧化，随着含碳量的增大，火焰越来越明亮，如甲烷燃烧是淡蓝色火焰，无烟；乙烯燃烧是明亮的火焰，有烟；苯燃烧时火焰更明亮，并伴有浓烟。 （3） 取代反应的特点：有上有下或断一下一上一（断了一个化学键，下来一个原子或原子团，上去一个原子或原子团）。 （4） 加成反应的特点：只上不下或断一加二，从哪里断从哪里加（断了一个化学键，加上两个原子或原子团，应该加在断键两端的不饱和原子上）。 三、同分异构体 1、同分异构体的判断——一同一不同 （1） 一同：分子式相同，相对分子质量相同。同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。 （2） 一不同：结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。 2、同分异构体的类型 （1）碳链异构：如 CH3CH2CH2CH3和 （2）官能团位置异构：如 CH3—CH2—CH2—OH和 （3） 官能团类别异构：如 CH3—CH2—CH2—OH和CH3—CH2—O—CH3。 3、同分异构体的书写技巧（降碳对称法） 三注意：（1）选择最长的碳链为主链； （3） 找出中心对称线； （3）保证去掉碳后的链必为主链。 四句话：（1）主链由长到短； （2）支链由整到散； （3）位置由心到边； （4）排布对、邻、间。 实例（以C6H14为例）： ①将分子中全部碳原子连成直链作为母链： C—C—C—C—C—C ②从母链一端取下一个碳原子作为支链（即甲基），依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：① ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ C—C—C—C—C C—C—C—C—C C C 注意：不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，之能用一个，否则重复。 ③从母链上取下两个碳原子作为一个支链（即乙基）或两个支链（即2个甲基）依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，同一碳上连接2个—CH3，为孪位，两甲基的位置依次相邻、相间，此时碳骨架结构有两种： C ① ② ③ ④ ① ② ③ ④ C—C—C—C C—C—C—C C C C 注意：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。 4、 同分异构体数目的判断方法 （1） 记忆法：记住常见异构体的数目。 ①凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体。 ②甲烷、乙烷、新戊烷、苯的一卤代物只有一种。 ③丁烷、丙基（—C3H7）有2种，如丙烷的一氯代物有2种。 ④戊烷有3种。 ⑤丁基（—C4H9）有4种，如丁烷的一氯代物有4种。 （2） 等效氢法： ①同一碳原子上的氢为等效氢； ②同一碳原子上所连“—CH3”为等效甲基，等效甲基中的所有氢为等效氢； ③处于对称位置碳原子上的氢原子也为等效氢原子； ④有n种不同的等效氢，其一元取代物就有n种。 注意： （1）书写同分异构体时要按一定的思维顺序，避免遗漏和重复。 （2）结构式或结构简式都只能反映有机物分子中原子之间的成键情况，判断同分异构体时，不要受书写形式的影响。 （3）四同比较 概念 同系物 同分异构体 同素异形体 同位素 研究范围 化合物 化合物 单质 原子 限制条件 结构相似 分子式相同 同一元素 质子数相同 组成相差若干个CH2原子团 结构不同 性质不同 中子数不同 第九章 第二节 乙醇 乙酸 基本营养物质 合成高分子 知识点总结 2、 学科网（北京）股份有限公司 一、烃的衍生物 1、烃的衍生物 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。 2、官能团 （1）官能团：决定有机化合物的化学特性的原子或原子团。 （2）常见的官能团 OH CH3—CH—CH—CH＝CH—COOH Cl 写出该物质所含官能团及名称 ①—OH、羟基，②—Cl、氯原子， ③ 碳碳双键，④—COOH、羧基。 二、乙醇和乙酸 1、结构、物理性质和用途 有机物 乙醇 乙酸 结构简式 CH3CH2OH或C2H5OH CH3COOH 官能团 羟基：—OH 羧基：—COOH 物理性质 无色、有特殊香味的液体，俗名酒精，与水互溶，易挥发（非电解质） 有强烈刺激性气味的无色液体，俗称醋酸，易溶于水和乙醇，无水醋酸又称冰醋酸 用途 作燃料、饮料、化工原料；用于医疗消毒，乙醇溶液的质量分数为75% 有机化工原料，可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等，是食醋的主要成分 2、 2、化学性质 （1）乙醇： ①与Na反应：2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ 比钠与水的反应慢。 ②氧化反应 燃烧：CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O 在铜或银催化条件下：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OΔ ③消去反应：CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O170℃ （2）乙酸： ①酸的通性：CH3COOH⇋CH3COO-+H+，使紫色石蕊试液变红；与活泼金属、碱、弱酸盐反应，如乙酸与CaCO3反应的化学方程式为2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O（强酸制弱酸） ②酯化反应：CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 原理：酸脱羟基醇脱氢。 三、基本营养物质 1、种类、组成及关系 种类 代表物 代表物分子式 相应关系 糖类 单糖 葡萄糖 C6H12O6 葡萄糖和果糖互为同分异构体 果糖 二糖 蔗糖 C12H22O11 蔗糖和麦芽糖互为同分异构体 麦芽糖 多糖 淀粉 (C6H10O5)n 淀粉、纤维素由于n值不同，所以分子式不同，不能互称同分异构体 纤维素 油脂 油 植物油 不饱和高级脂肪酸甘油酯 含有C=C键，能发生加成反应。不属于高分子化合物 脂肪 动物脂肪 饱和高级脂肪酸甘油酯 含有C—C键，不属于高分子化合物 蛋白质 酶、肌肉、毛发等 氨基酸连接成的高分子 属于高分子化合物 2、性质 有机物 特征反应 水解反应 糖类 葡萄糖 葡萄糖有银镜产生Δ 不能发生水解反应 蔗糖 无 水解产物为葡萄糖和果糖 淀粉 遇碘单质（I2）变蓝色 (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6 油脂 无 酸性条件下：水解产物为甘油、高级脂肪酸；碱性条件下（皂化反应）：水解产物为甘油、高级脂肪酸盐 蛋白质 （1） 遇浓硝酸变黄色 （2） 灼烧有烧焦羽毛气味 酶作催化剂，生成氨基酸 3、 4、 用途： （1） 糖类物质：绿色植物光合作用的产物，是动、植物所需能量的重要来源；作为重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等的糖类是葡萄糖；可用于造纸，制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等的糖类是纤维素。 （2）油脂：用于生产高级脂肪酸和甘油。油脂提供人体所需要的能量，等质量的糖类、油脂、蛋白质完全氧化时，放出热量最多的是油脂。 （3）蛋白质：人类必需的营养物质，在工业上有很多用途，动物的毛、皮、蚕丝可制作服装，酶是一种特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。 四、合成高分子 1、三大合成材料 塑料、合成橡胶、合成纤维。 2、加聚反应 合成聚乙烯的化学方程式为 nCH2=CH2 [ CH2—CH2 ]n ，聚乙烯的单体为 CH2=CH2，链节为—CH2—CH2—，聚合度为n。 考点应用 一、乙醇和乙酸的性质及应用 1、比较乙醇、乙酸、水、碳酸分子中羟基氢的活泼性 乙酸 水 乙醇 碳酸 分子结构 CH3COOH H—OH C2H5OH O HO—C—OH 与羟基直接相连的原子或原子团 O CH3C— —H C2H5— O —C—OH 遇石蕊试液 变红 不变红 不变红 变浅红 与Na 反应 反应 反应 反应 与NaOH 反应 不反应 不反应 反应 与Na2CO3 反应 水解 不反应 不反应 与NaHCO3 反应 水解 不反应 不反应 羟基氢的活动性强弱 CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH 2、 2、乙醇与乙酸的酯化反应 （1） 原理：CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 其中浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。 （2）反应特点 装置（液—液加热反应）及操作：用烧瓶或试管，试管倾斜成45º角（使试管受热面积大）；长导管起冷凝回流和导气作用。 （3）现象：饱和溶液上面有油状物出现，具有芳香气味。 （4）饱和Na2CO3溶液的作用：降低乙酸乙酯的溶解度、中和乙酸、吸收乙醇。 注意： （1）应用羟基的活泼性，可以解决有关物质类别推断的题目。解决时可以先从羟基与Na、NaOH、NaHCO3的反应情况以及量的关系进行比较，最后推断出是醇羟基还是羧基。 （2）运用平衡理论分析酯化反应提高产率采取措施： ①用浓硫酸吸水，使平衡向正反应方向移动。 ②加热将酯蒸出，使平衡向正反应方向移动。 ③可适当增加乙醇的量，并有冷凝回流装置。 二、糖类、油脂、蛋白质的水解反应 1、掌握几个重要的水解反应 （1）二糖、多糖的水解反应：C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6， 蔗糖 葡萄糖 果糖 C12H22O11+H2O2C6H12O6 麦芽糖 葡萄糖 (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6。 淀粉（或纤维素） 葡萄糖 （2）油脂的水解反应： ①酸性条件：油脂+水高级脂肪酸+甘油； ②碱性条件——皂化反应：油脂+水高级脂肪酸钠+甘油。 （3）蛋白质的水解反应：蛋白质+水氨基酸。 2、糖类水解的条件 （1） 蔗糖：稀硫酸作催化剂，水浴加热。 （2） 淀粉： ①稀硫酸作催化剂，加热。 ②淀粉酶（唾液中存在），室温（适宜温度36℃）. 3、淀粉水解产物的检验 （1）检验淀粉水解及水解程度的实验步骤：碘水 现象AΔ 淀粉水解液 Δ 中和液NaOH 银氨溶液 现象B （2） 实验现象及结论： 情况 现象A 现象B 结论 1 溶液呈蓝色 未产生银镜 未水解 2 溶液呈蓝色 出现银镜 部分水解 3 溶液不呈蓝色 出现银镜 完全水解 注意： （1）检验蔗糖、淀粉水解产物时，必须先加入NaOH溶液中和作为催化剂的硫酸，再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2进行检验，因为这两个反应都是在碱性条件下进行的。 （2）淀粉遇碘变蓝的“碘”是指碘单质，化合态的碘不能使淀粉变色，故在检验是否有淀粉存在时，不能在碱性条件下进行，否则因发生I2+2OH-=I-+IO-+H2O而使实验失败。 （3）油脂是油和脂肪的总称。油和脂肪都是脂，都能水解，油脂水解的酸碱性不同，所得产物不同，但水解的产物都有丙三醇。 第九章 第三节 认识有机化合物 1 学科网（北京）股份有限公司 知识点总结 一、有机化合物的分类 1、按碳的骨架分类 （1） 链状化合物有 机 物 脂环化合物环状化合物 芳香化合物 （2） 烃： 烃 脂肪烃 芳香烃 烷烃 烯烃 炔烃 脂环烃 苯 苯的同系物 稠环芳香烃 2、按官能团分类 （1） 官能团：决定化合物特殊性的原子或原子团。 （2） 有机物主要类别、官能团 类别 官能团 名称 结构 烷烃 无 无 烯烃 碳碳双键 炔烃 碳碳三键 -C≡C- 芳香烃 无 无 卤代烃 卤素原子 —X 醇 羟基 —OH 酚 羟基 —OH 醚 醚键 醛 醛基 酮 羰基 羧酸 羧基 —COOH 酯 酯基 二、有机化合物的结构特点 1、有机化合物中碳原子的成键特点 （1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键。 （2）成绩种类：单键、双键或三键。 （3）连接方式：碳链或碳环。 2、有机化合物的同分异构现象 （1）同分异构现象：（一同一不同） ①一同：分子式相同 ②一不同：结构不同。 （2）同分异构体：具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 （3） 同分异构体的常见类型： 异构类型 异构方式 示例 碳链异构 碳链骨架不同 CH3CH2CH2CH3 CH3 CH3CHCH3 位置异构 官能团位置不同 CH3=CHCH2CH3 CH2CH=CHCH3 官能团 官能团种类不同 CH3CH2OH CH3OCH3 2、 同系物（一相似一相差） （1） 一相似：结构相似。 （2） 一相差：分子组成上相差一个或若干个—CH2原子团。 （3） 示例：CH3CH3和CH3CH2CH3，CH2=CH2和CH2=CHCH3。 三、有机化合物的命名 1、几种常见烷基的结构简式 （1）甲基：—CH3。 （2）乙基：—CH2CH3。 （3）—C3H7：—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2。 （4）—C4H9：—CH2CH2CH2CH3、—C(CH3)3、—CH2CH(CH3)2、—CH(CH3)CH2CH3。 2、烷烃的习惯命名法 依次用甲、乙、丙、丁、戊、10及以下 己、庚、辛、壬、癸表示10以上 碳原 子数 用中文数字表示相同时 用“正”“异”“新”等来区别 如C5H12的同分异构体有三种，分别是：CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4，用习惯命名法分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷。 3、烷烃系统命名三步骤 （1）选主链：选最长的碳链为主链。 （2）编序号：从靠近支链最近的一端开始。 （3）写名称：先简后繁，相同基合并。 如CH3—CH—CH2—CH2—CH3 命名为3—甲基己烷。 CH2—CH3 四、研究有机物的一般步骤和方法 1、研究有机化合物的基本步骤 测定相对 分子质量 波普 分析 分离 提纯 元素定 量分析 纯净物 确定实验式 确定分子式 确定结构式 2、分离、提纯有机化合物的常用方法 （1）蒸馏和重结晶 适用对象 要求 蒸馏 常用于分离、提纯液态有机物 1、 该有机物热稳定性较强 2、 该有机物与杂质的沸点相差较大 重结晶 常用于分离、提纯固态有机物 1、 杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大 2、 被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大 （2）萃取、分液 类型 原理 液—液萃取 利用有机物在两种互不相容的溶剂中的溶解度不同，将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程 固—液萃取 用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程 3、有机物分子式的确定 （1）元素分析 a、定性分析：用化学方法鉴定有机物分子的元素组成，如燃烧后C→CO2，H→H2O b、定量分析：将一定量有机物燃烧，分解为简单无机物，并测定各产物的量，从而推算出有机物分子中所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式。 c、实验方法： Ⅰ李比希氧化产物吸收法： H2O（用无水CaCl2吸收）CuO 仅含碳、氢、氧 元素的有机物 CO2（用KOH溶液吸收） →计算出分子中碳、氢原子的含量→剩余的为氧原子的含量 Ⅱ现代元素定量分析法 （2）相对分子质量的测定——质谱法 质荷比（分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值）最大值即为该有机物的相对分子质量。 3、 有机化合物分子结构的鉴定 物理方法 化学方法 红外光谱（IR） 核磁共振氢谱 利用特征反应鉴定出官能团，再制备其衍生物，进一步确认 不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱中处于不同的位置，从而获得分子中含有何种化学键或官能团的信息 不同化学环境的氢原子 种数：等于吸收峰的个数 每种个数：与吸收峰的面积成正比 考点应用 一、同分异构体的书写与数目的判断 1、 同分异构体的书写规律 （1） 烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面不重复，具体规则如下： ①成直链，一条线 先将所有的碳原子连接成一条直链。 ②摘一碳，挂中间 将主链上的碳原子取下一个作为支链，连接在剩余主链的中间碳上。 ③往边移，不到端 将甲基依次由内向外与主链碳原子试接，但不可放在端点碳原子上。 ④摘多碳，整到散 由少到多依次摘取不同数目的碳原子组成长短不同的支链。 ⑤多支链，同邻间 当有多个相同或不同的支链出现时，应按连在同一个碳原子、相邻碳原子、相间碳原子的顺序依次试接。 （2） 具有官能团的有机物：一般按：碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。 （3） 芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。 2、 常见官能团异构 组成通式 可能的类别及典型实例 CnH2n 烯烃（CH2=CHCH3） CH2 环烷烃（H2C—CH2） CnH2n-2 炔烃（CH≡C—CH2CH3） 二烯烃（CH2=CHCH=CH2） 环烯烃（） CnH2n+2O 醇（C2H5OH）、醚（CH3OCH3） CnH2nO 醛（CH3CH2CHO）、酮（CH3COCH3） 烯醇（CH2=CHCH2OH） 环醚（CH3—CH—CH2） O 环醇（CH2—CH—OH） CH2 CnH2nO2 羧酸（CH3COOH） 酯（HCOOCH3） 羟基醛（HO—CH2—CHO） CnH2n-6O 酚（） 芳香醚（） 芳香醇（） 3、 常见的几种烃基的异构体 （1） —C3H7：2种，结构简式分别为 —CH2—CH2—CH3、CH3—CH—CH3。 （2） —C4H9：4种，结构简式分别为 —CH2—CH2—CH2—CH3、—CH2—CH—CH3、 CH3 CH3—CH—CH2—CH3、CH3—C—CH3 CH3 4、 同分异构体数目的判断方法 （1） 记忆法：记住一些常见有机物异构体数目，例如①凡只含一个碳原子的分子均无异构体； ②乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔无异构体； ③4个碳原子的烷烃有2种异构体，5个碳原子的烷烃有3种异构体，6个碳原子的烷烃有5种异构体。 （2） 基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸等都有4种同分异构体。 （3） 替代法：如二氯苯（C6H4Cl2）有3种同分异构体，四氯苯也有3种同分异构体（将H和Cl互换）；又如CH4的一氯代物只有1种，新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。 （4） 等效氢法： ①同一碳原子上的氢原子等效； ②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效； ③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。 注意： （1）书写同分异构体时，为防止重复书写，写出结构简式后，要用系统命名法命名，排除同种物质。 （2）有些高分子化合物的结构简式书写形式相同，但由于聚合度不同，它们不属于同分异构体，如淀粉和纤维素的分子式虽然都为(C5H10O5)n，但由于n的取值不同，它们不是同分异构体。 （3）同分异构体可以是同类物质也可以是不同类物质。如羧酸和含有相同碳原子数的酯互为同分异构体。 （4）同分异构体不仅存在于有机物和有机物之间，也存在于有机物和无机物之间，如尿素[CO(NH2)2，有机物]和氰酸铵[NH4CNO，无机物]互为同分异构体。 二、常见有机物的系统命名法 1、烷烃的命名 选主链称某烷→编号位定支链→取代基写在前→标位置短线连→不同基简到繁→相同基合并算 （1） 最长、最多定主链；当有几个相同长度的不同碳链时，选择含支链最多的一个作为主链。如 A CH3 CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3 CH3 CH3 B CH3 含6个碳原子的链有A、B两条，因A有三个支链，含支链最多，故应选A为主链。 （2） 编号位要遵循“近”“简”“小”原则： 原则 解释 首先要考虑“近” 以离支链较近的主链一端为起点编号 同“近”考虑“简” 有两个不同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，则从较简单的支链一端开始编号 同“近”、同“简”，考虑“小” 若有两个相同的支链，且分别处于距主链两端同近的位置，而中间还有其他支链，从主链的两个方向编号，可得到两种不同的编号系列，两系列中各位次和最小者即为正确的编号 如8 7 6 5 4 3 2 1 CH3—CH2—CH—CH2—CH—CH—CH2—CH3 CH2CH3 CH3 CH3 6 5 4 3 2 1 CH3—CH—CH2—CH—CH—CH3 CH3 CH3 CH3 （3）写名称 ①按主链的碳原子数称为相应的某烷。 ②在某烷前写出支链的位次和名称。 原则是：先简后繁，相同合并，位号指明。阿拉伯数字用“，”相隔，汉字与阿拉伯数字之间用“-”连接。如（2）中有机物分别命名为3,4-二甲基-6-乙基辛烷、2,3,5-三甲基己烷。 2、烯烃和炔烃的命名 （1） 选主链：将含有碳碳双键或碳碳三键的最长碳链作为主链，称为“某烯”或“某炔” （2） 定编号：从距离碳碳双键或碳碳三键最近的一端对主链上的碳原子进行编号 （3） 写名称：将支链作为取代基，写在“某烯”或“某炔”的前面，并用阿拉伯数字表明碳碳双键或碳碳三键的位置 例如： CH3 CH≡C—CH2—CH—CH3命名为4-甲基-1-戊炔 3、苯的同系物的命名 苯作为母体，其他基团作为取代基。例如：苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯，被乙基取代后生成乙苯。如果有多个取代基取代苯环上的氢原子，根据取代基在苯环上的位置不同，分别用“邻”“间”“对”表示。也可对连接取代基的苯环上的碳原子进行编号，选取最小的位次进行买命名。 注意： （1）有机物名称中出现“正”“异”“新”“邻”“间”“对”，说明采用的是习惯命名法而不是系统命名法。 （2）有机物系统命名法常用到的四种字及含义： ①烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团 ②二、三、四……指官能团个数 ③1、2、3……指官能团或取代基的位置 ④甲、乙、丙、丁……指主链碳原子数分别为1、2、3、4…… （3）烷烃系统命名法常见错误： ①主链选取不当（不是主链最长，支链最多）； ②支链编号过大（位号代数和不是最小）； ③支链主次不分（不是先简后繁）； ④“-”“，”忘记或用错。 三、有机化合物分子式、结构式的确定 1、有机物分子式的确定 （1）C、H等元素质量 （1）M=m/n （2）C、H等元素质量比 （2）相对密度D=M1/M2 （3）C、H等元素质量分数 （3）M=22.4ρ（标准状况） （4）燃烧产物的质量 （4）质谱图 实验式 相对分子质量 分子式 通式计算、讨论 有机物燃烧方程式、计算、讨论 2、 确定有机物分子式的规律 （1） 最简式规律 ①常见最简式相同的有机物： 最简式 对应物质 CH 乙炔、苯、苯乙烯等 CH2 烯烃和环烷烃等 CH2O 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等 ②含有n个碳原子的饱和一元醛和酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式CnH2nO。 ③含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。 （2） 相对分子质量相同的有机物 ①同分异构体相对分子质量相同。 ②含有n个碳原子的醇与含（n-1）个碳原子的同类型羧酸和酯相对分子质量相同。 ③含有n个碳原子的烷烃与含（n-1）个碳原子的饱和一元醛（或酮）相对分子质量相同。 ④其他常见的相对分子质量相同的有机物和无机物： 相对分子质量 对应物质 28 C2H4、N2、CO 30 C2H6、NO、HCHO 44 C3H8、CH3CHO、CO2、N2O 46 C2H5OH、HCOOH、NO2 （3） “商余法”推断有机物的分子式 设烃的相对分子质量为M，则 =商……………………余数 最大碳原子数 最小氢原子数 M/12的余数为0或碳原子数大于或等于氢原子数时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。 3、 有机物结构的确定 （1） 红外光谱：根据红外光谱图可以确定有机物中含有何种化学键或官能团，从而确定有机物结构。 （2） 核磁共振氢谱：根据核磁共振氢谱中峰的个数和面积可以确定不同化学环境下氢原子的种数及个数比，从而确定有机物结构。 （3） 有机物的性质：根据有机物的性质推测有机物中含有的官能团，从而确定有机物结构。常见官能团的检验方法如下： 官能团 试剂 判断依据 碳碳双键碳碳三键 溴的四氯化碳溶液 橙色褪去 酸性高锰酸钾溶液 紫色褪去 卤素原子 氢氧化钠溶液、硝酸银溶液、稀硝酸 有沉淀产生 酚羟基 三氯化铁溶液 显紫色 溴水 有白色沉淀产生 醛基 银氨溶液 有银镜产生 新制氢氧化铜 有红色沉淀产生 羧基 碳酸钠溶液 有二氧化碳气体产生 碳酸氢钠溶液 石蕊试液 溶液变红色 （4） 分子式（或相对分子质量）：根据质量守恒定律，用有机物分子式减去已知结构，通过推断确定剩余部分的结构，从而确定有机物的结构（或根据质量守恒定律，用有机物的相对分子质量减去已知结构的相对分子质量，通过推断确定剩余部分的结构，从而确定有机物的结构）。 （5） 通过价键规律确定：某些有机物根据价键规律只存在一种结构，则可直接由分子式确定其结构式。如C2H6，根据碳元素为4价，氢元素为1价，碳碳可以直接连接，可知只有一种结构：CH3—CH3；同理，由价键规律，CH4O也只有一种结构：CH3—OH。 注意： （1）某些有机化合物，由于其组成较特殊，其实验式就是其分子式，不用借助于有机化合物的相对分子质量求分子式。如CH4、C2H6、C3H8、CH4O、C2H6O、C3H8O等。 （2）最简式相同的有机物，无论多少种，无论以何种比例混合，混合物中元素质量比例不变。 （3）用结构简式表示有机物结构时，可省略碳碳单键、碳碳氢键，不能省略官能团。如乙烯结构简式应写成CH2=CH2而不能写成CH2CH2。 （4）已知分子式确定结构式时，注意根据组成规律估计可能的种类，缩小推断范围。 （5）确定有机物的结构时，不仅要注意有机物中含有什么官能团，还要注意根据信息确定官能团的位置。 第九章 第四节 烃和卤代烃 1 学科网（北京）股份有限公司 知识点总结 一、烷烃、烯烃、炔烃 1、烷烃 烯烃 炔烃的组成、结构特点和通式 烷烃：碳原子之间全部以单键结合的饱和 链烃。通式CnH2n+2（n≥1）脂肪烃 烯烃：含有碳碳双键的不饱和链烃。通式 CnH2n（n≥2） 炔烃：含有碳碳三键的不饱和链烃。CnH2n-2 （n≥2） 2、物理性质 （1）甲烷、乙烯、乙炔物理性质 烃类 颜色 状态 气味 密度 水溶液 甲烷 无色 气态 无味 小于空气 极难溶 乙烯 稍有气味 难溶 乙炔 无味 微溶 （2）脂肪烃物理性质的递变规律： ①状态：常温下含有1——4个碳原子的烃为气态，随碳原子数的增多，逐渐过渡到液态、固态 ②沸点：随着碳原子数增多，沸点逐渐升高；同分异构体中，支链越多，沸点越低 ③相对密度：随着碳原子数的增多，相对密度逐渐增大，密度均比水小 ④水溶性：均难溶于水 3、化学性质 （1） 氧化反应： ①燃烧： 均能燃烧，点燃前要先验纯，其燃烧的化学反应通式为 ②酸性高锰酸钾溶液褪色： 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是烯烃和炔烃。 （2） 烷烃的取代反应： ①取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 ②烷烃的卤代反应： Ⅰ反应条件：光照（光线太强会爆炸） Ⅱ物质要求：卤素单质，水溶液不反应 Ⅲ产物特点：多种卤代烃混合物（非纯净物）+HX Ⅳ量的关系：取代1 mol氢原子，消耗1 mol卤素单质 ③甲烷与氯气的取代反应： 反应的化学方程式为 （3） 烯烃、炔烃的加成反应： ①加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。 ②烯烃、炔烃发生加成反应的化学方程式： Ⅰ、CH2=CH2 溴的CCl4溶液：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br催化剂 Δ HCl：CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl催化剂 加热、加压 H2O：CH2=CH2+H2O CH3CH2OH Ⅱ、HC≡CH 溴的CCl4溶液（少量）： 溴的CCl4溶液（足量）： HCl（1:1）： （4） 烯烃的加聚反应： ①乙烯的加聚反应 ②丙烯的加聚反应 4、几种重要烃的用途 脂肪烃 用途 甲烷 燃料、化工原料 乙烯 植物生长调节剂、化工原料 乙炔 切割、焊接金属、化工原料 4、 天然气、液化石油气和汽油的主要成分及应用 主要成分 应用 天然气 甲烷 燃料、化工原料 液化石油气 丙烷、丁烷、丙烯、丁烯 燃料 汽油 C5——C11的烃类化合物 汽油发动机燃料 二、芳香烃 1、苯的分子结构及性质 （1）苯的结构： 分子式：C6H6 结构简式： 成键特点：介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的键。 空间构型：平面正六边形，所有原子在同一平面上。 （2）苯的物理性质： 颜色 状态 气味 密度 水溶性 熔沸点 毒性 无色 液体 特殊气体 比水小 不溶于水 低 有毒 （3）苯的化学性质： Ⅰ取代反应 与液溴： 与浓硝酸： Ⅱ加成反应（与H2）： Ⅲ氧化反应 与O2：2C6H6+15O212CO2+6H2O 与酸性高锰酸钾溶液：不反应 2、苯的同系物 （1）概念：苯环上的氢原子被烷基取代的产物。通式为CnH2n-6（n≥6）。 （2） 化学性质（以甲苯为例）： 有机物通性：燃烧 苯环对甲基影响：酸性高锰酸钾溶液褪色 饱和烃性质：取代反应 不饱和烃性质：加成反应 ①氧化反应： a、能够燃烧 b、甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ②取代反应（以甲苯生成TNT的反应为例）： 甲苯比苯更容易发生苯环上的取代反应，是由于甲基对苯环的影响所致。 ③加成反应（以甲苯与氢气的反应为例） 3、 芳香烃 （1） 芳香烃：分子里含有一个或多个苯环的烃。 （2）芳香烃在生产、生活中的作用：苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料，苯还是一种重要的有机溶剂。 （3）芳香烃对环境、健康产生影响：油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物，秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃，对环境、健康产生不利影响。 三、卤代烃 1、概念 烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的产物。官能团为—X，饱和一元卤代烃的通式为CnH2n+1X。 2、物理性质 （1）状态：通常情况下，除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体。 （2）沸点：比同碳原子数的烷烃分子沸点要高。 同系物沸点，随碳原子数增加而升高。 （3）卤代烃难溶于水，易溶于有机溶剂。 （4）一氟代烃、一氯代烃密度比水小，其余比水大。 3、化学性质 （1）水解反应： ①反应条件：氢氧化钠水溶液、加热。 ②C2H5Br在碱性条件下水解的反应式为： ③用R—X表示卤代烃，碱性条件下水解方程式为： （2） 消去反应： ①消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子（如H2O、HBr等），而生成含不饱和键（如双键或三键）化合物的反应。 ②反应条件：氢氧化钠乙醇溶液、加热。 ③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为 ④用R—X表示卤代烃，消去反应的方程式为： 4、 卤代烃在生产、生活中的作用 （1）重要的有机化工原料，广泛用于合成药物、农药、染料、香料等。 （2）曾被广泛用作制冷剂、灭火剂、溶剂等。 5、 卤代烃对环境、健康产生的影响 含氯、氟的卤代烷是造成臭氧空洞的主要原因。 6、 卤代烃的获取方法 （1） 取代反应： 如乙烷与Cl2： 苯与Br2： C2H5OH与HBr：CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O （2） 不饱和烃的加成反应： 如丙烯与Br2、HBr：乙炔与HCl： 考点应用 一、烃类性质推断 1、熟记常见几种烃的结构特点和化学性质 烃 结构特点 主要化学性质 烷烃 全是单键 1、氧化反应（能燃烧，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色） 2、取代反应 3、高温分解 烯烃 碳碳双键 1、氧化反应（能燃烧，能使高锰酸钾溶液褪色） 2、加成反应 3、加聚反应 炔烃 碳碳三键 1、氧化反应（能燃烧，能使高锰酸钾溶液褪色） 2、加成反应 3、加聚反应 苯及其同系物 苯环 1、氧化反应（能燃烧，部分苯的同系物能使高锰酸钾溶液褪色） 2、取代反应 3、加成反应 2、结构决定性质 不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响： （1）碳碳单键有稳定化学性质，典型反应取代反应； （2）碳碳双键中有一个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应； （3）碳碳三键中有两个化学键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应； （4）苯的同系物支链易被酸性高锰酸钾溶液氧化，是因为苯对取代基的影响。而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。 注意：结构复杂的烃，性质具有多重性。 （1）某些复杂的烃含有多种结构，具有多种性质。如CH2=CHCH3含碳碳双键具有烯烃的性质，连在双键碳原子上的甲基部分与烷烃结构类似，具有烷烃的性质，在光照条件下甲基上的氢可以被卤素取代。 （2）某些烃中基团之间相互影响，使该烃具有一些特殊性质，如CH2=CHCH=CH2中的两个碳碳双键相互影响，CH2=CHCH=CH2不仅具有一般单烯烃所具有的性质，还可以与氢气或卤素发生1,4-加成反应。 二、卤代烃的水解反应和消去反应 1、卤代烃水解反应和消去反应比较 反应类型 取代反应（水解反应） 消去反应 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热 断键方式 —C—X + H—OH —C—C— H X 反应本质和通式 卤代烃分子中—X被溶液中的—OH所取代，R—CH2—X + NaOH R—CH2OH + NaX 相邻的两个碳原子间脱去小分子HX —C—C— + H X NaOH —C=C— + NaX + H2O 产物特征 引入—OH，生成含—OH的化合物 消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物 2、反应规律 （1）水解反应： ①所有卤代烃在NaOH的水溶液均能发生水解反应 ②多卤代烃水解可生成多元醇，如 （2）消去反应 ①两类卤代烃不能发生消去反应 结构特点 实例 与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子 CH3Cl 与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子 ②有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如： CH3—CH—CH2—CH3 + NaOH Cl CH2=CH—CH2—CH3（或CH3—CH=CH—CH3）+ NaCl + H2O ③R—CH—CH—R型卤代烃，发生消去反应可以生成 X X R—C≡C—R，如BrCH2CH2Br + 2NaOH CH3≡CH3 ↑ + 2NaBr + 2H2O 3、卤代烃在有机合成中的应用 （1）联系烃和烃的衍生物的桥梁：烃通过与卤素发生取代反应或加成反应转化为卤代烃，卤代烃碱性条件下水解转化为醇或酚，进一步转化为醛、酮、酸、酯等；醇加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃，卤代烃通过消去反应可转化为烃。 （2）改变官能团的个数，如 CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。 （4） 改变官能团位置，如 CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3CH3CHCH2CH3。 Br （5） 进行官能团保护，如烯烃中的碳碳双键易被氧化，常采用以下两步保护碳碳双键，如 CH2=CH2CH3CH2BrCH2=CH2。 注意： （1）注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件，书写化学方程式时容易混淆。 （2）烯烃与卤素或卤代氢加成可以去掉碳碳双键，卤代烃消去又会产生碳碳双键，有机合成中这两个反应组合使用，通常是为了保护碳碳双键，而不是其他目的。 （3）卤代烃是非电解质，检验卤素种类时，应先让其发生水解反应，然后用稀硝酸中和溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。容易忽视加硝酸中和碱这个环节。 三、原子共线、共面问题“3个四” 1、四种典型有机物的结构 名称 甲烷 （CH4） 乙烯 （C2H4） 乙炔 （C2H2） 苯（C6H6） 空间结构 H—C≡C—H 结构特点 正四 面体 平面 形结构 直线形 结构 平面形 结构 键角 109° 28' 120° 180° 120° 2、四个基本规律 （1）饱和碳原子为中心的四个价键上所连接的其他原子，与中心碳构成四面体结构，键角等于或接近109°28'。 （2）具有结构的分子，以为中心，与相连的4个原子核中的两个碳原子，共6个原子在同一平面上，键角等于或接近120°。 （3）具有—C≡C—结构的有机物分子，与三键上两个碳原子相连的原子和三键中的两个碳原子，共4个原子在一条直线上。 （4）苯环结构中的6个碳原子和连在苯环上的6个原子，共12个原子在一个平面上。 3、四种常见连接 （1）直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。如CH2=CH—C≡CH，其结构式为 ，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以该化合物中所有原子共平面。 （2）平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键可旋转，两个平面可能重合，也可能不重合。如苯乙烯分子中，共平面原子最多16个。 （3）平面与立体结构连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键可以旋转，甲基的一个氢原子可能处于这个平面上。如丙烯分子中，共面原子至少6个，最多7个。 （4）直线、平面与立体结构连接：如图所示的大分子中共平面原子最多19个，分析时要注意两点： ①观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面结构”、乙炔“直线形结构”和苯“平面结构”等分子构型知识迁移过来即可； ②苯环以单键连接在1号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，2号和3号碳原子总是处于乙烯平面上。 注意： （1）苯环对位上的2个碳原子及与之相连的两个氢原子，这四原子在一条直线上。 （2）碳原子上的氢原子被其他原子或原子团取代，键角变化较小，一般不会使“不共线变成共线”“不公平面变成共平面”。 （3）判断共线共面问题，要注意看清题目是“一定共线（面）”还是“一定不共线（面）”或“不一定共线（面）”。 第九章 第五节 烃的含氧衍生物 1 学科网（北京）股份有限公司 知识点总结 一、醇类 1、概念 羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物。 2、饱和一元醇的通式： CnH2n+2O（n≥1）。 3、物理性质的变化规律 （1）密度：一元脂肪醇的密度一般小于1g\cm-3 （2）沸点： ①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。 ②醇分子间存在氢键，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远高于烷烃。 （3）水溶性：低级脂肪醇易溶于水，饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子的递增而逐渐减小。 4、醇类化学性质（以乙醇为例） 试剂及条件 断键位置 反应类型 化学方程式 Na ① 置换 2CH3CH2OH+2Na→ 2CH3CH2ONa+H2↑ HBr，Δ ② 取代 CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O O2 Δ（Cu）， ①③ 氧化 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 浓硫酸，170℃ ②④ 消去 CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O 浓硫酸，140℃ ①② 取代 2CH3CH2OH C2H5-O-C2H5+H2O CH3COOH（浓硫酸、Δ） ① 取代（酯化） CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O 5、常见几种醇的性质及应用 名称 甲醇 乙二醇 丙三醇 俗称 木精、木醇 无 甘油 结构简式 CH3OH CH2-OH CH2-OH CH2-OH CH-OH CH2-OH 状态 液体 液体 液体 溶解性 易溶于水和乙醇 易溶于水和乙醇 易溶于水和乙醇 应用 重要的化工原料，可用于制造燃料电池 用作汽车发动机的抗冻剂，重要的化工原料 作护肤剂，制造烈性炸药硝化甘油，重要的化工原料 二、苯酚 1、组成与结构 （1）苯酚的结构： 分子式：C6H6O 官能团：-OH 结构简式： 或C6H5OH 结构特点：羟基与苯环直接相连 2、苯酚的物理性质 （1）颜色状态：无色晶体，露置在空气中会因部分被氧化而显粉红色。 （2）溶解性：常温下在水中溶解度不大，高于65℃与水混溶。 （3）毒性：有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，不慎粘在皮肤上应立即用酒精清洗。 3、化学性质 （1）羟基中氢原子的反应——弱酸性： 电离方程式：C6H5OH C6H5O- + H+，俗称石炭酸，酸性很弱，不能使石蕊试液变红。 由于苯环对羟基的影响，使羟基上的氢更易电离，苯酚的酸性比乙醇的酸性强。 ①与活泼金属反应 与Na反应的化学方程式： 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa +H2 ↑ ②与碱反应 苯酚的浑浊液中 现象为：液体变澄清。 现象为：溶液又变浑浊。 该过程中发生反应的化学方程式分别为 （2）苯环上氢原子的取代反应：由于羟基对苯环的影响，使苯环上的氢更易取代。苯酚与浓溴水反应的化学方程式： 该反应能产生白色沉淀，常用于苯酚的定性检验和定量测定。 （3）显色反应：苯酚跟FeCl3溶液作用呈紫色，利用这一反应可以检验苯酚的存在。 （4）加成反应： 与H2： （5）氧化反应：苯酚易被空气中氧气氧化而显粉红色；易被酸性高锰酸钾溶液氧化；容易燃烧。 （6） 缩聚反应： 4、苯酚的用途和对环境的影响 苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒，是重点控制的水污染物之一。 三、醛 1、醛 醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为-CHO，饱和一元醛的分子通式为CnH2nO（n≥1）。 2、甲醛、乙醛的分子组成和结构 分子式 结构简式 官能团 甲醛 CH2O HCHO -CHO 乙醛 C2H4O CH3CHO 3、甲醛、乙醛的物理性质 颜色 状态 气味 溶解性 甲醛 无色 气体 刺激性气味 易溶于水 乙醛 气体 与水、乙醇等互溶 4、化学性质（以乙醛为例） 醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化还原关系为：醇 醛羧酸氧化 还原 请写出乙醛的主要化学反应方程式 （1）还原反应（加氢）：CH3CHO + H2 CH3CH2OH （2）氧化反应： a、燃烧：2CH3CHO + 5O2 4CO2 + 4H2O b、银镜反应：CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH CH3COONH4 + 2Ag↓+ 3NH3 + H2O c、新制Cu(OH)2：CH3CHO + 2Cu(OH)2 CH3COOH + Cu2O↓+ 2H2O d、催化氧化：2CH3CHO + O2 2CH3COOH 5、在生产、生活中的作用和影响 （1）醛是重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、医药、燃料等行业。 （2）35%—40%的甲醛水溶液被称为福尔马林，具有杀菌消毒作用和防腐性能，常用作农药和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。 （3）劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。 四、羧酸 1、羧酸 由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为-COOH。 饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2（n≥1） 2、 甲酸和乙酸的分子组成和结构 分子式 结构简式 官能团 甲酸 CH2O2 HCOOH -CHO、-COOH 乙酸 C2H4O2 CH3COOH -COOH 3、 物理性质 （1） 乙酸：通常情况下为液态，有强烈刺激性气体，易溶于水和乙醇。 （2）低级饱和一元羧酸：一般易于溶于水且溶解度随碳原子数的增加而降低。 4、 化学性质 （1） 酸的通性：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为 CH3COOH H+ + CHCOO-。 请写出乙酸表现的主要的现象及化学方程式： a、 石蕊：溶液变红色。 b、Na：2CH3COOH +2Na → 2CH3COONa + H2 ↑ c、CaO：2CH3COOH +CaO → (CH3COO)2Ca + H2O d、NaOH：CH3COOH +NaOH → CH3COONa + H2O e、Na2CO3： 2CH3COOH +Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2 ↑ + H2O （2） 酯化反应：CH3COOH和C2H518OH发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOH + C2H518OH CH3CO18OCH2CH3 + H2O。 五、酯 1、酯 羧酸分子羧基中的-OH被-OR，取代后的产物。可简 O 写为：RCOOR，,官能团为-C-O(R,)。 2、酯的性质 （1）低级酯的物理性质： 气味 状态 密度 溶解性 芳香气味 液体 比水小 水中难溶，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中 （2）化学性质（水解反应）： ①反应原理： O O无机酸 Δ R-C--OR， + H--OH R-C-OH + H-OR， ②实例： 如CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为： CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH， CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH。 无机酸只起催化作用，碱除起催化作用外，还能中和生成的酸，使水解程度增大。 考点应用 一、醇类物质的催化氧化和消去反应 1、醇的催化氧化规律 醇的催化氧化的反应情况与跟羟基（-OH）相连的碳原子上的氢原子的个数有关。 （1）2—3个H：催化氧化为同碳原子数的醛R-CH2OH→R-CHO（R为氢原子或烃基） （2）1个H：催化氧化为同碳原子数的酮R-CH-OH→R-C-R，（R、R，均为烃基） R， O CH3 没有H：如H3C-C-OH等，不能被催化氧化为同碳子 CH3 数的醛或酮。 2、醇的消去规律 醇分子中，连有羟基（-OH）的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键。可表示为： -C-C- -C=C- + H2O HO H 注意： 1、醇类和卤代烃都能发生消去反应，但条件不同。醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。 2、某一元醇发生消去反应反应的烯烃不一定只有一种，要看连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。 3、在醇类的催化氧化反应中，催化氧化反应中，催化剂铜参与反应。 二、醇、醛、酸、酯的转化 1、醇催化氧化转化为醛或酮 （1） 醇的催化氧化规律： 与羟基所连的碳原子上的氢原子数 催化氧化情况 0 不能被催化氧化 1 可以被催化氧化为酮，不能再继续氧化为酮碳原子数的酸 2——3 可以被催化氧化为醛，并可以继续氧化为同碳原子数的酸 （2） 有关物质的量的关系： 氧化类型 数量关系 羟基氧化成醛或酮 n(被氧化的-OH):n(消耗的O2)=2:1 醛基氧化为羧基 n(被氧化的-CHO):n(消耗的O2)=2:1 2、酯化反应类型 （1）一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如： CH3COOH + HOC2H3 CH3COOC2H5 + H2O （2）一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如： （3）多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如： （4）多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯、和高聚酯。如： （5） 羟基酸自身的酯化反应反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如： 第九章 第六节 生命中的基础有机化学物质合成高分子化合物 1 学科网（北京）股份有限公司 知识点总结 一、油脂 1、油脂 一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。 2、结构特点 结构通式： R -COOCH2 官能团： R, -COOCH R,,-COOCH2 有的烃基中还含有： 3、分类 （1）按状态分 油：常温下呈液态。 脂肪：常温下呈固态。 （2）按高级脂肪酸的种类分 简单甘油酯：R、R，、R，，相同 混甘油酯：R、R，、R，，不同 4、物理性质 （1）密度：比水小。 （2）溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂。 5、油和脂肪比较 油脂是油和脂肪的统称，天然油脂都是混合物，没有固定的熔沸点 形成酯的脂肪酸 常温下状态 主要来源 油 不饱和脂肪酸较多 液态 植物 脂肪 饱和脂肪酸较多 固态 动物 6、 化学性质 （1） 油脂的氢化： 油酸甘油酯与氢气反应的方程式为： 油脂的氢化也称为油脂的硬化，为加成反应，同时也是还原反应。 （2） 水解反应： ①酸性条件下水解 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为： ②碱性条件下水解——皂化反应 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为： 碱性条件其水解程度比酸性条件下水解程度大。 二、糖类 1、糖类的组成、结构和分类 （1）组成和结构： ①组成：一般符合通式Cn(H2O)m。 ②结构：多羟基醛或多羟基酮及它们的脱水缩合物。 （2）分类： ①多糖：1 mol糖水解后能生成很多摩尔单糖的糖，如淀粉、纤维素。 ②低聚糖：1 mol糖水解后能生成2 mol——10 mol单糖的糖，如蔗糖、麦芽糖。 ③单糖：不能水解的糖，如葡萄糖、果糖。 2、单糖——葡萄糖与果糖 （1）组成和分子结构： 分子式 结构简式 官能团 二者关系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO -OH -CHO 同分异构体 果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)3COCH2OH -OH （2）葡萄糖的化学性质： ①还原性：能发生银镜反应，能与新制Cu(OH)2悬浊液反应. ②加成反应：与H2发生加成反应生成己六醇。 ③发酵成醇： C6H12O6 2C2H5OH（乙醇） + 2CO2 ④生理氧化：C6H12O6(s) +6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l) 3、二糖——蔗糖与麦芽糖 蔗糖 麦芽糖 不同点 官能团 不含醛基 含有醛基 水解产物 C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6(果糖)+ C6H12O6(葡萄糖) C12H22O11(麦芽糖)+H2O 2C6H12O6(葡萄糖) 相同点 分子式均为C12H22O11，都属于二糖，都能发生水解反应 相互关系 同分异构体 4、多糖——淀粉与纤维素 （1） 相似点： ①都属于高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n。 ②都能发生水解反应，反应方程式分别为： (C6H10O5)n(淀粉) + nH2O nC6H12O6(葡萄糖) (C6H10O5)n(纤维素)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖) ③都不能发生银镜反应。 （2）不同点： ①通式中n不同，淀粉和纤维素不是同分异构体； ②淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。 三、氨基酸、蛋白质 1、氨基酸 （1）概念、组成与结构： ①概念：氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。 ②官能团：-COOH和-NH2。 ③α-氨基酸结构简式： （2） 几种重要的α-氨基酸： 名称 结构简式 甘氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 （3） 化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有酸性基团-COOH，又含有碱性基团-NH2，因此，氨基酸是两性化合物。 甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为： ②成肽反应 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。 2、 蛋白质的结构与性质 （1） 蛋白质的组成与结构： ①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。 ②蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应反应产生的，蛋白质属于天然有机高分子化合物。 （2） 蛋白质的性质： ①水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。 ②两性：蛋白质中含有羧基和氨基，既有酸性又有碱性。 ③盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。 ④变性：加热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、X射线、一些有机物（甲醛、酒精、苯甲酸等）会使蛋白质变性，属于不可逆过程。 ⑤颜色反应：含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色，该性质可用于蛋白质的检验。 ⑥蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。 3、 酶 （1）酶是一种蛋白质，易变性。 （2）酶是一种生物催化剂，酶催化作用有以下特点： ①条件温和，不需加热； ②具有高度的专一性； ③具有高效催化作用。 四、合成有机高分子化合物 1、有关高分子化合物的几个概念 （1）单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 （2）链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。 （3）聚合度：高分子链中含有链节的数目。如 nCH2=CH2[CH2-CH2]n 单体 链节 聚合度 2、合成高分子化合物的两个基本反应 （1）加聚反应：小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应，如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为： （2）缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子（如H2O、HX等）生成高分子化合物的反应。 如乙二酸和乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为： 5、 有机合成 1、 有机合成的任务 实现目标化合物：分子骨架的构建、官能团的转化。 2、 有机合成的原则 （1）起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染； （2）应尽量选择步骤最少的路线； （3）原子经济性高，具有较高的产率； （4）有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。 3、 常见的合成路线 （1） 一元合成路线： R-CH=CH2→R-CH2-CH2X→R-CH2-CH2OH→R-CH2-CHO→R-CH2-COOH→R-CH2-COOR, 有关反应的化学方程式依次为： R- CH=CH2 + HX R-CH2-CH2X R-CH2-CH2X + NaOH R-CH2-CH2OH + NaX 2R-CH2-CH2OH + O2 2R-CH2-CHO + 2H2O 2R-CH2-CHO + O2 2R-CH2-COOH R-CH2-COOH + R,OH R-CH2-COOR, + 2H2O （2）二元合成路线： CH2=CH2→CH2X-CH2X→HO-CH2-CH2-OH→CHO-CHO→ HOOC-COOH→ROOC-COOR 有关反应的化学方程式依次为： CH2=CH2 + X2 → CH2X-CH2X CH2X-CH2X + 2NaOH HO-CH2-CH2-OH + 2NaX HO-CH2-CH2-OH + O2 CHO-CHO + 2H2O CHO-CHO + O2 HOOC-COOH HOOC-COOH + 2ROH ROOC-COOR + 2H2O 考点应用 一、有机反应的基本类型 1、取代反应——“有进有出” （1） 取代反应：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代替的反应。 （2） 常见的取代反应：烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解以及蛋白质的水解等。 2、加成反应——“只进不出” （1） 加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合生成新化合物的反应。 （2） 常见的加成反应： ①氢气、卤素单质、氢卤酸、水等与分子中含碳碳双键、碳碳三键的有机物发生加成反应。 ②苯环可以与氢气加成。 ③醛、酮可以与H2、HCN等加成。 3、消去反应——“只出不进” （1） 消去反应：在一定条件下，有机物脱去小分子物质（如H2O、HX等）生成分子中含双键或三键不饱和化合物的反应。 （2） 常见的消去反应： ①醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。 ②醇类发生消去反应的条件是浓硫酸、加热，而卤代烃发生消去反应的条件是NaOH、醇、加热，要注意区分。 4、氧化反应和还原反应 氧化反应（去H加O） 还原反应（去O加H） 特点 有机物分子得到氧原子或失去氢原子的反应 有机物分子中得到氢原子或失去氧原子的反应 常见反应 1、有机物燃烧、被空气氧化、被酸性高锰酸钾溶液氧化。 2、醛基被银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。 3、烯烃被臭氧氧化 不饱和烃的加氢、硝基还原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等 有机合成中的应用 利用氧化还原反应，可以实现有机物官能团转变，实现醇、醛、羧酸等物质间的相互转化。如CH4CH3ClCH3OH HCHOHCOOH氧化 还原 5、 加聚反应和缩聚反应 （1） 加聚反应和缩聚反应比较： 类型 加聚反应 缩聚反应 反应物特征 含不饱和键 （如 等） 含特征官能团（如-OH或-NH2，-COOH） 产物特征 聚合物与单体具有相同的组成 聚合物和单体具有不同的组成 产物种类 只产生聚合物 聚合物和小分子（H2O等） （2） 缩聚反应方程式的书写注意事项： ①注意缩聚物结构简式的端基原子或原子团的书写，如： O O HO[C-(CH2)4-C-O-(CH2)2-O]nH 端基原子团 端基原子 ②注意单体的物质的量要与缩聚物结构简式的下角标一致。 ③注意生成的小分子的物质的量：一种单体时为n-1；两种单体时为2n-1。 注意：不同的有机物反应发生时往往需要不同的反应条件、试剂，得到不同的产物，分析反应条件、试剂和对比反应物和生成物的结构是判断反应类型常用的两种方法。 二、有机合成中官能团的转化 1、官能团的引入 引入官能团 引入方法 引入卤素原子 1、烃、酚的取代 2、不饱和烃与HX、X2的加成 3、醇与氢卤酸（HX）反应 引入羟基 1、烯烃与水加成 2、醛酮与氢气加成 3、卤代烃在碱性条件下水解 4、酯的水解 5、葡萄糖发酵产生乙醇 引入碳碳双键 1、某些醇或卤代烃的消去 2、炔烃不完全加成 3、烷烃裂化 引入碳氧双键 1、醇的催化氧化 2、连在同一个碳上的两个羟基脱水 3、低聚糖和多糖水解可引入醛基 4、含碳碳三键的物质与水加成 引入羧基 1、醛基氧化 2、酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 苯环上引入不同的官能团 1、卤代：X2和FeX3 2、硝化：浓硝酸和浓硫酸共热 3、烃基氧化 4、先卤代后水解 2、官能团的消除 （1）通过加成反应消除不饱和键（双键、三键、苯环）； （2）通过消去、氧化、酯化消除羟基； （3）通过加成或氧化消除醛基； （4）通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 3、官能团的改变 （1）通过官能团之间的衍变关系改变官能团：如：醇醛→酸 （2）通过某些化学途径使一个官能团变成两个：如 ①CH3CH2OH→CH2=CH2→CH2XCH2X→CH2OHCH2OH ②CH2=CHCH2CH3→CH3CHXCH2CH3→CH3CH=CHCH3→ CH3CHXCHXCH3→CH2=CHCH=CH2 （3） 通过某些手段改变官能团的位置：如 CH3CHXCHXCH3→H2C=CHCH=CH2→CH2XCH2CH2CH2X 注意： （1）有机合成中，特别是含有多个官能团的有机物，当需要某一官能团反应或拼接碳链时，其他官能团或者被破坏或者首先反应，需要把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，称为官能团保护。 （2）分析有机合成中官能团的引入、消除及转化时，既要注意反应条件及各类有机物的结构是否符合相应官能团的转化要求，同时还要考虑其他官能团的影响及官能团的保护。 1 学科网（北京）股份有限公司 $