内容正文:
人教版 必修二 《有机化合物》 知识点
有机物的基本含义
一、有机物含义:绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物等少数化合物,它们属于无机化合物。
二、有机物的命名:
1. 烷烃的系统命名法:基本步骤是:
⇨⇨⇨⇨⇨
(1)选主链 “最长”——选择最长碳链作为主链;
“最多”——当有几个等长的不同的碳链时,选择含支链最多的一个作为主链。
(2)编号位 “近”—离取代基最近;“简” —离最简单取代基最近;“小” —取代基位数之和最小。 ①首先要考虑“近” ②同“近”考虑“简”③同“近”同“简”考虑“小”
(3)写名称:按主链的碳原子数称为相应的某烷,在其前写出支链的位号和名称。原则是先简后繁,相同合并,位号指明。阿拉伯数字用“,”相隔,汉字与阿拉伯数字用“—”连接。
练习:用系统命名法命名下列有机物
【注意】有机物名称中出现“正”“异”“新”“邻”“间”“对”,采用的是习惯命名法。
习惯命名法与系统命名法的区别:习惯命名法是统计有机物中总共有多少碳称某烷。系统命名法中是主链有多少碳原子称某烷。
2.烯烃和炔烃的命名
选主链——将含有碳碳双键或碳碳三键(官能团)的最长碳链作为主链,称为“某烯”或“某炔”;
定编号——从距离碳碳双键或碳碳三键(官能团)最近的一端从主链上的碳原子进行编号;
写名称——将支链作为取代基,写在“某烯”或“某炔”对的前面,并用阿拉伯数字表明碳碳双键或碳碳三键的位置。
【对比与区分】“四同”——同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较
概念
同系物
同分异构体
同素异形体
同位素
定义
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质
分子式相同而结构式不同的化合物的互称
同种元素组成的不同单质的互称
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称
分子式
不同
相同
元素符号表示相同,分子式可不同
——
结构
相似
不同
不同
——
研究对象
化合物(主要有机物)
化合物(主要有机物)
单质
原子
常考实例
①不同碳原子数烷烃
②CH3OH与C2H5OH
正戊烷、异戊烷、新戊烷
①O2与O3
②红磷与白磷
①1H(H)与2H(D)
②35Cl与37Cl
烷、烯、醇、酸 知识点
一、烃:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
二、常见烃
1. 烷烃:(1)概念:碳原子间都以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”的饱和链烃,或称烷烃。呈锯齿状。通式CnH2n+2
(2)物理性质:状态:一般情况下,1-4个碳原子烷烃为气态,5-16个碳原子为液态,16个碳原子以上为固态。
溶解性:烷烃都难溶于水,易溶于有机溶剂。
熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔沸点越低。
密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐增大,但都比水的密度小。
(3)化学性质 ①一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都不反应。
②氧化反应:点燃烷烃能燃烧; ③取代反应(烷烃特征反应):在光照条件下能跟卤素发生取代反应。
2、甲烷、乙烯和苯的性质比较:
有机物
烷烃
烯烃
苯
通式
CnH2n+2
CnH2n
——
代表物
甲烷(CH4)
乙烯(C2H4)
苯(C6H6)
结构简式
CH4
CH2=CH2
或
C杂化类型
sp3
sp2
sp2
(官能团)
结构特点
无官能团
碳链呈锯齿状,饱和烃
碳碳双键
不饱和烃(证明:加成、加聚反应)
无官能团
碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键(证明:邻二位取代物只有一种)
空间结构
正四面体(证明:其二氯取代物只有一种结构)
六原子共平面
平面正六边形,12原子共面。对角线上的四个原子共线
物理性质
无色无味的气体,比空气轻,难溶于水
无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水
无色有特殊气味的液体,密度比水小,难溶于水
用途
高效低耗污染小的清洁能源,化工原料
①衡量国家石油化工发展水平 ②植物生长调节剂,催熟剂
有机溶剂,化工原料
3、烃类有机物化学性质
有机物
主 要 化 学 性 质
甲烷
1、甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色,与强酸、强碱也不反应,性质比较稳定。
2、氧化反应(燃烧)注:可燃性气体点燃之前一定要验纯
CH4+2O2CO2+2H2O(淡蓝色火焰)
3、取代反应 (条件:光;气态卤素单质;四反应连锁反应,产物有5种)
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl
注意事项:
①甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯
原子取代;
②反应能生成五种产物,四种有机取代产物都不溶于水,常温下,一氯甲烷是气体,其他是液体,三氯甲烷称氯仿,可作麻醉剂。四氯甲烷可作灭火剂,有机溶剂;产物中HCl气体产量最多;
③取代关系: 1H~~Cl2;
④烷烃取代反应是连锁反应,产物复杂,多种取代物同时存在,所以C2H5Cl一般不用C2H6和Cl2的取代反应,而使用C2H4与HCl的加成。
乙烯
1.氧化反应
I.燃烧
C2H4+3O22CO2+2H2O(火焰明亮,伴有黑烟)
II.能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,即能使酸性KMnO4溶液褪色。
2.加成反应
CH2=CH2+Br2CH2Br-CH2Br 1,2-二溴乙烷(能使溴水或溴的四氯化碳溶液橙色(或红棕色)褪去)
在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应
CH2=CH2+H2CH3CH3
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl(氯乙烷:一氯乙烷的简称)
CH2=CH2+H2OCH3CH2OH(工业制乙醇)
3.加聚反应 nCH2=CH2(聚乙烯)
注意:①乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。
②常用溴水来除去烷烃中的烯烃,但是不能用酸性KMnO4溶液,因为会有CO2生成引入新的杂质。
③聚乙烯和聚氯乙烯中都没有碳碳双键了,因此不能使酸性KMnO4褪色或发生加成反应。聚乙烯可以作食品包装袋,但聚氯乙烯不可以作食品包装袋。
苯
难氧化
易取代
难加成
1.不能使酸性高锰酸钾褪色,也不能使溴水发生化学反应褪色,说明苯的化学性质比较稳定。但可以通过萃取作用使溴水颜色变浅,液体分层,上层是溴的苯溶液,呈橙色。
2.氧化反应(燃烧)
2C6H6+15O212CO2+6H2O(现象:火焰明亮,浓烟,含碳量高)
3.取代反应
(1)苯的溴代:
(只发生单取代反应,取代
一 个H)
①反应条件:液溴(纯溴);FeBr3或铁单质做催化剂
②反应物必须是液溴,不能是溴水。(溴水则萃取,不发生化学反应)
③溴苯是一种无色油状液体,密度比水大,难溶于水
④溴苯中溶解了溴而显褐色,用氢氧化钠溶液除去溴
(Br2+2NaOH==NaBr+NaBrO+H2O),再分液,下层液体就是溴苯
(2)苯的硝化:
①反应条件:加热(水浴加热)、浓硫酸(作用:催化剂、吸水剂)
②浓硫酸和浓硝酸的混合:将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入浓硝酸中,边
加边搅拌
③硝基苯是一种 无 色 油 状液体,有 苦杏仁 气味, 有 毒,密度比水大 ,难溶于水。
④硝基苯中溶解了硝酸时显黄色,用氢氧化钠溶液除去硝酸,再分液
(3)加成反应(苯具有不饱和性,在Ni催化剂,加热下和H2发生加成反应)
(一个苯环,加成消耗3个H2,生成环己烷)
注意苯环所有原子共面,环己烷中所有碳原子不能共平面,最多有4个碳原子共面。
二、烃的衍生物
1、乙醇和乙酸的性质比较
代表物
乙醇
乙醛
乙酸
结构简式
CH3CH2OH或 C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
官能团
羟基:-OH
醛基:-CHO
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);不能用作萃取剂
有刺激性气味的液体
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;体积分数为75%的乙醇溶液用于医疗消毒剂。工业乙醇中因为含有少量的甲醇,因此不能饮用
——
有机化工原料,是食醋主要成分
2、乙醇和乙酸的主要化学性质
有机物
主 要 化 学 性 质
乙醇
1.与Na的反应(反应类型:置换反应)
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑(现象:沉,不熔,表面有气泡)
乙醇与Na的反应(与水比较):①相同点:都生成氢气,反应都放热
②不同点:比钠与水的反应要缓慢
结论:①乙醇分子羟基中的氢原子没有水分子中的氢原子活泼;②1mol
乙醇与足量Na反应产生0.5mol H2,证明乙醇分子中有一个氢原子与
其他的氢原子不同;③2 -OH~~H2,两个羟基对应一个H2
2.氧化反应
(1)燃烧(淡蓝色火焰,放出大量的热)
CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O 可作燃料,乙醇汽油
(2)在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(总反应)
现象:红亮的铜丝在酒精灯上加热后变为 黑 色,将黑色的氧化铜伸
入乙醇中又变为红色;并且可以闻到有刺激性气味气体产生(乙醛)
①反应断键情况:
②Cu或Ag,作催化剂,反应前后质量保持不变。
(3)乙醇可以使紫红色的酸性KMnO4溶液褪色,可以使橙色的K2Cr2O7
溶液变为绿色(Cr3+),该反应可用于检验酒后驾驶。乙醇被氧化成醋酸
总结:燃烧反应时的断键位置: 全断
与钠反应时的断键位置: ①
在铜催化氧化时的断键位置: ①、③
(4)检验乙醇中是否含有水,用无水硫酸铜;除去乙醇中的水得到无水乙醇,加生石灰,蒸馏。
乙酸
1.具有酸的通性:CH3COOHCH3COO-+H+(一元弱酸)
①可使酸碱指示剂变色,如使紫色石蕊试液变红
②与活泼金属(金属活动顺序表H之前),碱(Cu(OH)2),弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3
③酸性比较:CH3COOH > H2CO3
2CH3COOH+CaCO3―→2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(强酸制弱酸)
2.酯化反应(实质:酸去羟基,醇去氢——同位素标记法)
CH3COOH+HO-C2H5CH3COOC2H5+H2O
反应类型:酯化反应,属于取代反应;可逆反应
反应有一定限度,乙酸乙酯产率不可能达到100%
(1)试管a中药品加入顺序是:
乙醇3 mL、浓硫酸(催化剂、吸水剂)、乙酸各2 mL
(2)为了防止试管a中的液体发生暴沸,加热前应采取的措施是:加碎瓷片
(3)实验中加热试管a的目的是:①加快反应速率 ②蒸出乙酸乙酯,提高产率
(4)长导管的作用是:导气,冷凝回流;不伸入饱和碳酸钠溶液中:防止倒吸
(5)试管b中加有饱和Na2CO3溶液,其作用是(3点):
①中和乙酸,②溶解乙醇,③降低乙酸乙酯的溶解度,利于分层
(6)反应结束后,振荡试管b,静置。观察到的现象是:饱和碳酸钠溶液上面有油状液滴生成,且能闻到香味。
归纳与整理1:写方程式
归纳与整理2:多官能团物质的性质
【有机化学反应类型】
1、取代反应:取而代之,有上有下(酯化反应、酯、糖类、蛋白质的水解、都可看作取代反应)
2、加成反应:发生在不饱和键上(碳碳双键、三键。醛基或酮中碳氧双键),原子只上不下
3、加聚反应:无小分子生成。既加成又聚合,发生在碳碳双键或碳碳三键上
4、氧化和还原反应
(1)氧化反应:有机物分子中加氧或去氢的反应均为氧化反应。(如乙醇去氢被氧化为乙醛,
乙醛加氧被氧化为乙酸)
(2)还原反应:如烯、炔、芳香化合物与H2加成;乙醛加成H2变成乙醇【即与H2的加成反应又可看作还原反应】
【填空】 A、CH4 B、C2H4 C、苯 D、C2H5-OH E、CH3CHO
F、CH3COOH G、CH3COOC2H5 H、硬脂酸甘油酯 I、油酸甘油酯 J、葡萄糖
K、 果糖 L、蔗糖 M、麦芽糖 N、淀粉 O、纤维素 P、蛋白质 Q、氨基酸
1、 A-G中能与Na反应的是
2、 A-G中能与NaOH溶液反应的是
3、 A-G中能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应的是
4、 A-I中能使KMnO4溶液褪色的是
5、 A-I中能使溴水因加成而褪色的是
6、 A-G中属于电解质的是
7、 A-I中能与H2在Ni作催化剂作用下加成(还原)的是
8、 A-I中能发生加聚反应的是
9、 能发生银镜反应或与Cu(OH)2悬浊液反应生成Cu2O沉淀的是
10、能在稀硫酸或NaOH溶液中水解的是
11、属于天然高分子化合物的的是
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