内容正文:
专题03 有机化学基础(第1~3章)
考点01 有机化合物的结构
▎必记点
1.碳原子成键特点:每个C成4个共价键;可单/双/三键;可成链可成环
2.组成结构表示方法:
类型
含义
实例
分子式
元素符号表示分子组成
C₂H₆
实验式(最简式)
各元素原子最简整数比
乙烯CH₂;葡萄糖CH₂O
电子式
小黑点表示成键电子
—
结构式
"—"表共用电子对
CH₃—CH₃
结构简式
省略单键,双/三键保留
CH₃CH₂OH
键线式
省略C、H,拐点/端点=1个C
—
球棍模型
球=原子,棍=键
—
空间充填模型
球大小表原子大小
—
3.同分异构体三类:碳架异构、位置异构、官能团异构
4.同系物:结构相似,组成相差n个CH₂的化合物
5.化学"四同"对比:
项目
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
对象
原子
单质
有机物
有机/无机
概念
质子同中子异
同种元素不同单质
结构相似差nCH₂
分子式同结构异
化学性质
几乎相同
相似
相似
相似或不同
物理性质
略异
差异较大
规律性变化
有差异
6.常见官能团:
类别
官能团
名称
烯烃
C=C
碳碳双键
炔烃
—C≡C—
碳碳三键
卤代烃
—X
碳卤键
醇/酚
—OH
羟基
醚
C—O—C
醚键
醛
—CHO
醛基
酮
C=O
酮羰基
羧酸
—COOH
羧基
酯
—COOR
酯基
胺
—NH₂
氨基
酰胺
—CONH₂
酰胺基
7.官能团 vs 基 vs 根:
项目
官能团
基
根(离子)
电性
中性
中性
带电
稳定性
不稳
不稳
稳定
能否独存
否
否
能
⚠️ 易错点
1.结构简式中双键三键不可省
2.—CHO不可写为—COH
3.酚:—OH直连苯环;醇:—OH连链烃基/侧链碳
4.苯环、烷基不是官能团
5.甲基(—CH₃)是基非官能团
6.键线式每拐点=1个C,H用4价补足
一句话速记
碳成4价,官能团定性质;同系物差CH₂,同分异构分碳架/位置/官能团三类。
考点02 有机化合物的命名
▎必记点
1.烷基通式:—CₙH₂ₙ₊₁
2.系统命名法五步:
(1)选主链:含官能团的最长碳链
(2)编号:使取代基位次和最小
(3)写名称:取代基位次—取代基名称—主链名
3.烷烃命名原则:最长、最多、最近、最小、最简
4.烯/炔命名:主链必含双/三键,编号距双/三键最近
5.命名格式:取代基位次-取代基名称-双(三)键位次-某烯(炔)
6.苯的二元取代物位置:邻(1,2)、间(1,3)、对(1,4)
7.苯的三甲苯位置:连(1,2,3)、偏(1,2,4)、均(1,3,5)
8.书写规则: ① 阿拉伯数字表位号 ② 汉字数字表个数 ③ 多位号用逗号",“分隔 ④ 位号与名称用”-"隔开 ⑤ 取代基简单在前复杂在后
9.苯环作取代基:侧链复杂或含不饱和键时,苯环作取代基(苯基)
⚠️ 易错点
1.主链不一定是最长碳链——必含官能团
2.烯/炔编号以双/三键为依据,非支链
3.双键位号取较小碳的编号
4.苯的二元取代物只有3种(邻间对)
一句话速记
主链含官能团且最长,编号使官能团位号最小;先写支链后写主链,数字汉字阿拉伯分清。
考点03 脂肪烃
▎必记点
1.烷烃通式:CₙH₂ₙ₊₂(n≥1),结构全为σ键
2.烯烃通式:CₙH₂ₙ(n≥2),官能团C=C
3.炔烃通式:CₙH₂ₙ₋₂(n≥2),官能团—C≡C—
4.物理性质规律(烷/烯/炔通用):
项目
规律
状态
C₁~C₄气,C₅~C₁₆液,>C₁₆固(烯炔从C₂始)
溶解性
难溶于水,易溶于有机溶剂
熔沸点
C数↑则↑;同分异构支链越多越低;越对称越低
密度
C数↑则↑,均比水小
5.烷烃化学性质:
(1)稳定:不与强酸/强碱/KMnO₄/Br₂的CCl₄溶液反应
(2)燃烧:CₙH₂ₙ₊₂ + (3n+1)/2 O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O
(3)取代(光照):CH₃CH₃ + Cl₂ → CH₃CH₂Cl + HCl
(4)裂化裂解:生成小分子烷烃和烯烃
6.烯烃化学性质:
(1)燃烧:CₙH₂ₙ + 3n/2 O₂ → nCO₂ + nH₂O
(2)使KMnO₄褪色(氧化)
(3)加成:与Br₂/H₂/HX/H₂O加成
(4)马氏规则:H加多氢端,X加少氢端
7.1,3-丁二烯加成: ① 1,2-加成(低温) ② 1,4-加成(高温,生成新双键)
8.炔烃化学性质:燃烧、KMnO₄褪色、加成(可分两步)、加聚
⚠️ 易错点
1.烷烃不能使KMnO₄/溴水褪色(液态烷烃可萃取使溴水褪色)
2.烷烃取代是逐级进行,1mol H被取代消耗1mol X₂生成1mol HX
3.烯烃使溴水褪色是加成,非取代/萃取
4.CH₂=CHCH=CH₂ 1:1加溴有1,2-和1,4-两种产物
5.不对称烯烃与HX加成遵循马氏规则
6.烷烃通式CₙH₂ₙ₊₂≠烯烃通式CₙH₂ₙ
一句话速记
烷取代、烯炔加成;马氏规则氢加多卤加少;KMnO₄能氧化烯炔不氧化烷。
考点04 芳香烃
▎必记点
1.苯结构:平面正六边形,C-C键介于单双键之间,6C6H共面
2.苯的化学性质:
反应
方程式
卤代
C₆H₆ + Br₂ →(Fe) C₆H₅Br + HBr
硝化
C₆H₆ + HONO₂ →(浓H₂SO₄,55~60℃) C₆H₅NO₂ + H₂O
磺化
C₆H₆ + HOSO₃H → C₆H₅SO₃H + H₂O
加成
C₆H₆ + 3H₂ →(Ni,Δ) C₆H₁₂
燃烧
2C₆H₆ + 15O₂ → 12CO₂ + 6H₂O
3.苯与同系物对比:
项目
苯
同系物
取代反应
较易,得一元
更易,得多元
氧化反应
难,不褪KMnO₄
易,褪KMnO₄
加成
都能,较难
都能,较难
4.苯环侧链氧化条件:与苯环直连C上必须有α-H才能被KMnO₄氧化
5.甲苯定位效应:甲基使邻、对位活化
6.同分异构数目: ① C₈H₁₀芳烃:4种 ② 苯的二氯代物:3种 ③ 甲苯一氯代物:4种
⚠️ 易错点
1.苯不能使溴水褪色(萃取使溴水层褪色,非反应)
2.苯不能使酸性KMnO₄褪色
3.苯与Br₂反应须纯液溴+Fe(FeBr₃),非溴水
4.苯与溴蒸气不反应;甲苯光照时只取代侧链α-H
5.硝基苯、CCl₄密度比水大
6.实验仪器:溴苯/乙酸乙酯防倒吸;硝基苯/溴乙烷用长导管
一句话速记
苯不褪KMnO₄、不褪溴水;α-H是侧链能被氧化的关键;甲基使邻对位活化。
考点05 卤代烃
▎必记点
1.官能团:—X(碳卤键);通式CₙH₂ₙ₊₁X
2.溴乙烷物性:无色液体,沸点38.4℃,密度比水大,难溶于水
3.取代(水解)反应:CH₃CH₂Br + NaOH →(H₂O,Δ) CH₃CH₂OH + NaBr
条件:NaOH水溶液,加热
4.消去反应:
CH₃CH₂Br + NaOH →(乙醇,Δ) CH₂=CH₂↑ + NaBr + H₂O
条件:NaOH醇溶液,加热
5.水解 vs 消去:
项目
水解反应
消去反应
条件
NaOH水溶液
NaOH醇溶液
产物
醇
烯烃/炔烃
实质
—X被—OH取代
脱HX
结构要求
一般无特殊
邻位C上有H
6.能否消去判断: ① C数≥2 ② 与—X相连的C的邻位C必须有H ③ —CH₂X(甲基卤)、新戊基卤、苯环上的—X不能消去
7.卤原子检验步骤:
① 加NaOH水溶液加热(水解)
② 加稀HNO₃酸化
③ 加AgNO₃溶液
现象:AgCl白、AgBr浅黄、AgI黄
⚠️ 易错点
1.卤代烃中卤素不能直接用AgNO₃检验(共价键不电离)
2.加AgNO₃前必须用HNO₃酸化(否则生成Ag₂O黑色沉淀)
3.水解用水溶液,消去用醇溶液
4.溴乙烷沸点低需水浴加热(不用酒精灯直接加热)
5.苯环上的卤原子不能消去也难水解
一句话速记
水溶液水解出醇,醇溶液消去出烯;邻位有H才能消去;检验卤素须先水解后酸化再加银。
考点06 醇和酚
▎必记点
1.乙醇断键位置与反应:
化学性质
断键位置
化学方程式
反应类型
乙醇与钠反应
①
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
置换反应
乙醇与浓氢溴酸
②
C2H5OH+HBrC2H5—Br+H2O
取代反应
乙醇与浓硫酸(170℃)
②⑤
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
消去反应
乙醇与浓硫酸(140℃)
①或②
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
取代反应
乙醇与氧气(铜催化)
①③
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
氧化反应
2.苯酚化学性质:
反应
方程式
与Na
2C₆H₅OH + 2Na → 2C₆H₅ONa + H₂
与NaOH
C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O
与Br₂水
C₆H₅OH + 3Br₂ → 2,4,6-三溴苯酚↓ + 3HBr
显色
与FeCl₃显紫色
加成
C₆H₅OH + 3H₂ → 环己醇
3.醇/芳香醇/酚对比:
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
—OH位置
链烃基
苯环侧链C
直连苯环
与Na
反应
反应
反应
与NaOH
不反应
不反应
反应
与FeCl₃
不显色
不显色
显紫色
⚠️ 易错点
1.醇消去需邻位C有H;甲醇、新戊醇不能消去
2.醇催化氧化:α-C必须有H
3.苯酚与溴水生成白色沉淀(非加热条件)
4.苯酚酸性弱于碳酸:通CO₂入苯酚钠仅生成NaHCO₃
5.苯酚空气中易氧化变红
一句话速记
乙醇五反应记断键;酚弱酸性能与NaOH反应,与FeCl₃显紫色,与溴水生成三溴白沉。
考点07 醛和酮
▎必记点
1.醛基:—CHO,不可写—COH
2.醛的化学性质:
(1)加成(还原):RCHO + H₂ →(Ni,Δ) RCH₂OH
(2)氧化: ① 催化氧化:2RCHO + O₂ → 2RCOOH ② 银镜反应:RCHO + 2Ag(NH₃)₂OH → RCOONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O ③ 与Cu(OH)₂:RCHO + 2Cu(OH)₂ →Δ RCOOH + Cu₂O↓ + 2H₂O ④ 溴水/KMnO₄都能氧化
3.HCHO特殊:1mol HCHO含2mol —CHO
4.酮:R—CO—R’,通式CₙH₂ₙO(n≥3)
5.酮的性质: ① 能加氢生成醇 ② 不能被银氨溶液/新制Cu(OH)₂氧化
6.四种羰基稳定性:
官能团
—CHO
C=O(酮)
—COOH
—COOR
稳定性
不稳
不稳
稳定
稳定
与H₂加成
能
能
不能
不能
⚠️ 易错点
1.—CHO不可写为—COH
2.—CHO与H₂加成,与HX/X₂不加成(与C=C不同)
3.银镜反应需碱性,所用碱量按醛基计算
4.检验不饱和醛中C=C:先用银氨/Cu(OH)₂消除醛基再用溴水/KMnO₄;或直接用溴的CCl₄溶液
5.酮不能发生银镜反应
一句话速记
醛=还原性强氧化弱:能加氢、能银镜、能Cu(OH)₂、能氧化成酸;酮无银镜、无Cu(OH)₂,能加氢。
考点08 羧酸及其衍生物
▎必记点
1.羧酸通式:CₙH₂ₙO₂(饱和一元),官能团—COOH
2.酸性强弱:HCl > 乙二酸 > 甲酸 > 苯甲酸 > 乙酸 > H₂CO₃ > 苯酚 > HCO₃⁻ > C₂H₅OH
3.乙酸酸性反应:
反应物
方程式
Na
2CH₃COOH + 2Na → 2CH₃COONa + H₂↑
Na₂O
Na₂O + 2CH₃COOH → 2CH₃COONa + H₂O
NaOH
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
Na₂CO₃
2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + CO₂↑ + H₂O
NaHCO₃
CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + CO₂↑ + H₂O
4.羟基氢活泼性对比:
项目
乙醇
苯酚
乙酸
与Na
√
√
√
与NaOH
×
√
√
与Na₂CO₃
×
√
√
与NaHCO₃
×
×
√
5.酯化反应:CH₃COOH + CH₃CH₂OH ⇌(浓H₂SO₄,Δ) CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O
机理:酸脱—OH,醇脱—H
6.酯化实验关键:
操作
作用
试剂顺序
乙醇→浓硫酸→冰醋酸
浓H₂SO₄
催化剂+吸水剂
饱和Na₂CO₃
中和乙酸、溶解乙醇、降低酯溶解度
碎瓷片
防暴沸
长导管
导气+冷凝+防倒吸
乙醇过量
提高乙酸转化率
7.酯的水解:
酸性:RCOOR’ + H₂O ⇌ RCOOH + R’OH
碱性:RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH(彻底)
8.酰胺水解:
酸性:RCONH₂ + H₂O + HCl → RCOOH + NH₄Cl
碱性:RCONH₂ + NaOH → RCOONa + NH₃↑
9.气体生成量记忆: ① 1mol —COOH + Na₂CO₃ → 0.5mol CO₂ ② 1mol —COOH + NaHCO₃ → 1mol CO₂ ③ 1mol —COOH + Na → 0.5mol H₂;1mol —OH + Na → 0.5mol H₂
10.胺:RNH₂ + HCl → RNH₃Cl,碱性
⚠️ 易错点
1.酯化反应中酸脱羟基醇脱氢(同位素示踪证明)
2.导管不能插入Na₂CO₃液面下(防倒吸)
3.不用NaOH代替Na₂CO₃(酯水解彻底)
4.甲酸某酯(HCOOR)含醛基,可银镜反应
5.1mol酚酯在NaOH中消耗2mol NaOH
6.区分苯酚和乙酸:用NaHCO₃(乙酸有气泡,苯酚无)
一句话速记
羧酸>碳酸>苯酚>HCO₃⁻>醇;酯化酸脱羟基醇脱氢;酸水解可逆碱水解彻底;甲酸酯能银镜。
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