内容正文:
第一部分 有机概述
一、有机化合物 大多含碳的化合物。【注意】 CO、CO2、碳酸盐等属于无机物。
二、有机物一般性质 熔点低,难溶于水,易溶于有机溶剂;受热易分解,能燃烧。
三、烃:仅由碳和氢组成称。
甲烷
乙烯
乙炔
苯
分子式
CH4
C2H4
C2H2
C6H6
结构式
H—C≡C—H
结构简式
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
球棍模型
空间填充模型
结构特点
正四面体形
平面形
直线形
平面形
键角
109°28′
约120°
180°
120°
四、有机化合物的分类
1.按碳的骨架分类
2.按官能团分类
类别
官能团
代表物名称、结构简式
烷烃
—
甲烷CH4
烯烃
碳碳双键
乙烯H2C===CH2
炔烃
碳碳叁键
乙炔HC≡CH
芳香烃
—
苯
卤代烃
—X卤素原子(碳卤键)
溴乙烷CH3CH2Br
醇
—OH(醇)羟基
乙醇CH3CH2OH
酚
—OH(酚)羟基
苯酚
醚
醚键
乙醚CH3CH2OCH2CH3
醛
醛基
乙醛CH3CHO
酮
酮羰基
丙酮
羧酸
羧基
乙酸CH3COOH
酯
酯基(R必含C)
乙酸乙酯CH3COOC2H5
胺
−NH2氨基
苯胺
酰胺
酰胺基
乙酰胺
-NO2/硝基、-SO3H磺酸基
----
腈
-CN 氰基
乙腈CH3CN
3.同系物
①结构相似(相同种类及个数的官能团、碳架均为链状或含相同数目的环)。
②组成相差n个CH2。
五、有机物的命名
1.烷烃的命名
(1)烷烃的习惯命名法
(2)烷烃的系统命名法
①烷基(11248)
甲基:—CH3;乙基:—CH2CH3;丙基:—CH2CH2CH3、。
②命名步骤
如3甲基己烷。
2.烯烃和炔烃的命名
如命名为4甲基1戊炔。
六、同分异构体
类型
举例
构造异构
碳架异构
碳骨架不同,如CH3—CH2—CH2—CH3和
位置异构
官能团位置不同,如CH2===CH—CH2—CH3和CH3CH===CHCH3
官能团异构
官能团种类不同,如CH3CH2OH和CH3—O—CH3
立体异构
顺反异构
(每个双键碳均连不同基团)
如顺-2-丁烯()和反-2-丁烯(),
顺-1,4-聚异戊二烯()和反-1,4-聚异戊二烯
对映异构
(碳连四个不同基团)
手性分子和它的镜像分子互为对映异构体。
七、脂肪烃
1.烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式
2.脂肪烃的物理性质
3.脂肪烃的化学性质比较
烷烃
烯烃
炔烃
活动性
稳定
活泼
活泼
取代反应
与卤素取代
—
加成反应
------
能与H2、X2、HX、H2O、HCN等加成
氧化反应
燃烧
燃烧火焰明亮,有黑烟
燃烧火焰明亮,有浓烟
不与酸性KMnO4溶液反应
能使酸性KMnO4溶液褪色
加聚反应
----
能
鉴别
不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
第二部分 烃
一、甲烷
1.烷烃:碳原子间都以单键结合成碳链,剩余价键均与氢结合的烃,通式:CnH2n+2
2.性质:无色无味气体,难溶于水。存在于天然气、石油气、沼气、坑道气、瓦斯、可燃冰。
3.结构
分子式
电子式
结构式
空间构型
甲烷的分子模型
CH4
正四面体
4.化学性质 稳定,不能被酸性KMnO4溶液氧化。
①.氧化反应 CH4+2O2 CO2+2H2O(火焰呈淡蓝色)
②.取代反应 每取代一个H,消耗一个Cl2
CH4 +Cl2 CH3Cl+HCl 一氯甲烷(气) CH3Cl +Cl2 CH2Cl2二氯甲烷(液)+HCl CH2Cl2 +Cl2 CHCl3+HCl CHCl3 +Cl2 CCl4+HCl
三氯甲烷/氯仿(液) 四氯甲烷/四氯化碳(液)
二、乙烯
1.物理性质 无色气体,难溶于水。
2.分子结构
分子式
结构式
简式
空间构型
分子模型
C2H4
CH2=CH2
6原子共面
3.化学性质
①氧化反应
①燃烧:火焰明亮伴黑烟。
②能使酸性KMnO4溶液褪色(乙烯被氧化成CO2)。
②加成反应
CH2=CH2 + Br2 ―→ CH2Br—CH2Br CH2=CH2 + H2O CH3—CH2—OH
1,3-丁二烯与Br2 1∶1加成:
(1,2加成);
(1,4加成)
③加聚反应
nCH2=CH2 聚乙烯
nCH2===CH—CH3聚丙烯
【注意】1.烯烃与酸性KMnO4溶液反应
烯被氧化
部分
CH2===(2H成气)
RCH===(1H成酸)
(无H成酮)
氧化产物
CO2
2.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,乙烯可作果实催熟剂。
3.石油的组成:烃(烷烃、环烷烃等)
4.石油的炼制
(1)分馏 把石油分成不同沸点范围的石油气、汽油、煤油、柴油及重油等产物。
(2)裂化 把相对质量大、沸点高的烃断裂为相对质量小、沸点较低的烃。
(3)裂解 深度裂化,使相对质量较大的烃进一步断裂成乙烯、丙烯等小分子。
5.煤的干馏
1.煤的组成:混合物,除碳、氢元素外,还含有氮、硫、氧等元素。
2.煤的干馏:将煤隔绝空气加强热分解。煤干馏得到出炉煤气、煤焦油、焦炭。
【注意】1.分馏属于物理变化,裂化、裂解属于化学变化。2.裂化获取燃料,裂解获取化工原料。煤的干馏、气化、液化都属于化学变化。
三、苯
1.物理性质 无色、有毒液体,密度比水小,难溶于水。
2.分子结构
分子式
结构式
结构简式
空间构型
分子模型
C6H6
(凯库勒式)
平面形
苯分子中的6个碳碳键完全相同(介于单键和双键间的独特的键),12原子共面。
3.化学性质
(1)苯不能使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)取代反应
溴代: + Br—Br + HBr↑(与液溴在FeCl3催化下反应)—Br
溴苯(密度大于水)
硝化: + HO—NO2 + H2O—NO2
硝基苯(密度大于水)
磺化: (苯磺酸,易溶,强酸)
(3)加成反应: +3H2 (环己烷)
四、甲苯
①取代反应(TNT,浅黄色固体,烈性炸药)
②氧化:与苯环相连的碳上有氢,能使酸性KMnO4溶液裉色:
【注意】
CH4
CH2=CH2
能否使溴水褪色
否
能(加成反应)
否,可萃取
能否使酸性KMnO4溶液反应
否
能(氧化反应)
否
第三部分 烃的衍生物
一、卤代烃
1.官能团:碳卤键(卤原子)。
2.卤代烃的物理性质
3.化学性质
①水解反应:
②消去反应:(邻C有H)
卤代烃水解反应和消去反应比较
反应类型
水解反应(取代反应)
消去反应
反应条件
NaOH的水溶液、加热
NaOH的醇溶液、加热
断键方式
特征
生成含—OH 的化合物
消去HX,生成含碳碳双键或(叁键)不饱和化合物
二、醇
性质
递变规律
沸点
①一沸点随碳递增而升高;
②醇分子间存在氢键,相对分子质量相近,醇的沸点远高于烷烃
水溶性
一元醇的溶解度随碳的递增而减小
1.乙二醇可做发动机防冻液,丙三醇又称为甘油,用作护肤品保湿。乙醇俗称酒精,易挥发,能与水以任意比例互溶。
2.乙醇分子结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
C2H6O
CH3CH2OH或C2H5OH
羟基(—OH)
3.化学性质
(1)氧化反应
①燃烧:②催化氧化:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
乙醛
③被酸性KMnO4溶液(褪色)或酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)(变色)氧化成乙酸(CH3COOH)。
(2)与钠置换:2CH3CH2OH+2Na ――→ 2CH3CH2ONa+H2↑
(3)消去反应:CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O(170℃,140℃,分子间脱水成乙醚。)
(4)取代反应:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
4.断键部位(以1丙醇为例):
①与Na反应: ;②催化氧化 :;③与HBr的取代:;④分子内脱水:;
⑤分子间脱水:a、b;⑥酯化反应 。
5. 用途 75%(体积分数)的乙醇溶液杀菌、消毒。
三、酚
1.羟基与苯环直接相连称为酚,最简单的酚为。
2.苯酚的物理性质
3.基团间影响
苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;
羟基对苯环的影响,羟基邻、对位上的氢活泼。
①弱酸性: C6H5OHC6H5O-+H+(俗称石炭酸,酸性比碳酸弱,不能使石蕊变色。)
苯酚浑浊液中变澄清溶液又变浑浊。(HCl>RCOOH>H2CO3>C6H5OH>HCO3-)
(静置分层)
②取代反应(与浓溴水):(白色沉淀,常用苯酚的检验)
③显色反应 跟FeCl3溶液产生紫色溶液,可以检验酚的存在。
④氧化反应 易被空气中氧气氧化而显粉红色;易被酸性KMnO4溶液氧化;易燃烧。
⑤缩聚反应
。
四、醛O
1.可表示为RCHO,甲醛是最简单的醛。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.甲醛、乙醛的物理性质
物质
颜色
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
气体
—
易溶于水
乙醛
无色
液体
比水小
易溶于水
3. 醛的化学性质
还原反应(加氢) CH3CHO+H2CH3CH2OH。
(2)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
①氧化反应
催化氧化:2CH3CHO+O22CH3COOH。
银镜反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3;
与新制Cu(OH)2:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O;
【注意】(1)醛基只能写成—CHO或,不能写成—COH。
(2)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。
4.醛的应用和对环境、健康产生的影响
(1)35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
(2)劣装饰材料挥发甲醛是室内主要污染物之一。
五、羧酸
1.羧酸
(1)官能团为—COOH,饱和一元羧酸通式为CnH2nO2(n≥1),无水乙酸又称冰醋酸)。
(2)化学性质
①酸的通性 弱酸,能使紫色石蕊变红,电离方程式CH3COOHCH3COO-+H+。
CaCO3+2CH3COOH ―→ (CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O(强酸制弱酸)
(验证酸性:羧酸>H2CO3>苯酚,饱和碳酸氢钠吸收乙酸)
②.酯化反应(取代反应)
CH3COOH+CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3+H2O。(酸脱-OH醇脱-H)
③还原成醇 RCOOHRCH2OH
【注意】
1. 酯化反应、酯的水解反应都属于取代反应。
2.乙酸乙酯的制取:
(1)浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。
(2)试剂的加入顺序为:乙醇、浓硫酸、冰醋酸。
(3)碎瓷片的作用:防止液体暴沸。(4)长导管的作用:导气、冷凝回流。
(4)导气管不能伸入液面以下,防倒吸。
(5)饱和Na2CO3溶液的作用:中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于液体分层。
(6)不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液,因乙酸乙酯在NaOH溶液中水解。
(7)可用饱和Na2CO3溶液鉴别乙醇、乙酸、乙酸乙酯。
六.羧酸衍生物
羧基去掉羟基后的基团称为酰基(或RCO−),常见的羧酸衍生物:酯、酰胺、酰卤(如乙酰氯)、酸酐(如乙酸酐)。
1、酯 可简写为RCOOR′,官能团为。
(1)相对质量小的酯有香味,官能团:酯基(−COO−)
(2)酯的水解
【注意】
1.酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反应能完全进行。
2.1 mol酚酯(酚与羧酸形成的酯)基水解可消耗2 mol NaOH,反应生成1 mol H2O。
2.酰胺
①官能团:酰胺基()
②水解反应
第四部分 营养物质
1.油脂
(1)油脂是高级脂肪酸与甘油生成的酯。
(2)性质
①水解(硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下
b.碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
2.糖类
(1)分类
含义
代表物
单糖
不能再水解的糖
低聚糖/寡糖
1 mol糖水解生成2~10 mol单糖的糖
多糖
1 mol糖水解生成n mol(n>10)单糖的糖
(2)性质
①葡萄糖:CH2OH(CHOH)4CHO
②双糖(二糖)分子式:C6H12O6
蔗糖
麦芽糖
是否含醛基
否
是
水解产物
葡萄糖和果糖
葡萄糖
③多糖:在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
检验:淀粉遇碘单质变蓝,酿酒原理:淀粉 葡萄糖乙醇
【注意】
检验淀粉在稀硫酸中水解情况(已经水解/完全水解/部分水解),据要求检验葡萄糖或淀粉。
①检验葡萄糖:取水解液,加NaOH溶液调制碱性,再加银氨溶液或新制氢氧化铜,加热。
②检验淀粉:直接取水解液,加碘水(碘与NaOH溶液可发生反应)。
3.蛋白质和氨基酸
(1)氨基酸官能团为—NH2和—COOH。
①两性:
;。
②成肽反应:脱水生成二肽或多肽(含有肽键)。
;
。
(2)蛋白质 属于天然有机高分子化合物。
(3) 酶 ①酶是一种蛋白质,易变性。②酶是生物催化剂:a.条件温和。b.高度专一。
c.高效催化。
【注意】高温蒸煮、紫外线、涂酒精、用甲醛溶液(福尔马林)保存标本都是变性。
第五部分 合成有机高分子
1.有机高分子
(1)简称高分子,又称大分子化合物(简称大分子),也称高聚物、聚合物,混合物。
2.合成高分子化合物的两个基本反应
(1)加成聚合反应(无小分子生成。)
。
(2)缩合聚合反应(一般地,两种单体脱下2n-1个小分子,一种单体脱n-1个小分子。)
3.对比
单糖
双糖
多糖
油脂
蛋白质
能否水解
否
能
能
能
能
是否高分子
否
否
是
否
是
第六部分补充反应
第七部分 有机物分子式、结构式的确定方法
1.质谱 质荷比最大值即为该有机物的相对分子质量。
2.红外光谱 获得分子中化学键或官能团信息。
3.核磁共振氢谱
4:实验式:各原子最简整数比
如:N(C):N(H):N(O)=w(C)/12:w(H)/1:w(O)/16 (w为质量分数)
李比希燃烧法:先用无水CaCl2吸水,再用碱石灰吸收CO2,再接碱石灰,防止外界的CO2与水进入装置d,干扰实验。
5、物质的分离和提纯
过滤
①适用范围:固液体分离;
②注意事项:
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸低于漏斗口,液面低于滤纸边缘;
三靠:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁。
蒸发结晶
①适用范围:溶液中获取固态溶质;
②注意事项:
a.玻璃棒的作用:搅拌,防止局部温度过高造成液体飞溅;
b.当有较多晶体析出时,停止加热,用余热蒸干。
萃取分液
①适用范围:
a.萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来;
b.分液:分离两种互不相溶的液体混合物;
②注意事项:
a.分液漏斗使用前检漏;
b.溶质在萃取剂中的溶解度要比在原溶剂中大,萃取剂与原溶剂不相溶,萃取剂与溶质不反应;
c.分液时,下层下口放,上层上口倒。
蒸馏(分馏)
①适用范围:互溶且沸点相差较大的液体混合物;
②注意事项:
a.温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;
b.蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片;
c.冷凝管水流方向应为“下进上出”。
升华
①适用范围:利用物质易升华的性质在加热下分离;
②注意事项:与分解反应区分,如NH4ClNH3↑+HCl↑,属化学变化。
渗析
①适用范围:分离提纯胶体与溶液;
②注意事项:要不断更换烧杯中的蒸馏水(或用流动水)以提高渗析效果。
盐析
①适用范围:蛋白质加轻金属盐[如Na2SO4等]时,溶解度降低析出;
②注意事项:盐析后需要过滤。
6.有机物的性质比较(选修)
表1
名称
结构简式
俗名
状态
密度
水溶性
苯
液
小于水
不溶
一氯甲烷
CH3Cl
气
不溶
二氯甲烷
CH2Cl2
液
大于水
不溶
三氯甲烷
CHCl3
氯仿
液
大于水
不溶
四氯甲烷
CCl4
液
大于水
不溶
溴乙烷
CH3CH2Br
液
大于水
不溶
溴苯
液
大于水
不溶
硝基苯
液
大于水
不溶
乙醇
CH3CH2OH
液
小于水
溶
乙二醇
液
溶
丙三醇
甘油
液
溶
苯酚
固
大于水
不溶于冷水
溶于热水
乙醛
CH3CHO
液
溶
甲醛
HCHO
气
溶
乙酸
CH3COOH
液
溶
乙二酸
HOOC-COOH
液
溶
乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3
液
小于水
不溶
表2
与H2反应
与溴水反应
与酸性KMnO4溶液反应
甲烷
×
×
×
乙烯、乙炔
√
√(加成)
√
苯
√
×(可萃取)
×
甲苯、乙苯
√
×(可萃取)
√(生成苯甲酸)
乙醇
×
×
√(氧化成乙酸)
苯酚
√
√(白色沉淀)
√
乙醛
√
√(氧化)
√
丙酮
√
×
×
乙酸
×
×
×
乙酸乙酯
×
×
×
乙酰胺
×
×
×
表3
反应物
石蕊
Na
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
反应要求
含-OH
显酸性或水解消去生成酸
酸性大于HCO3-
酸性大于H2CO3
乙醇
×
√
×
×
×
水
×
√
×
×
×
苯酚
×
√
√
√(无CO2)
×
乙酸
√
√
√
√
√
溴乙烷
√
酯类/酰胺
√
7.有机方程式
化学方程式
说明
烷
烃
CH4 +Cl2 CH3Cl+HCl
CH3Cl +Cl2 CH2Cl2+HCl
CH2Cl2 +Cl2 CHCl3+HCl
CHCl3 +Cl2 CCl4+HCl
取代反应
烯
烃
CH2=CH2 + Br2 ―→ CH2Br—CH2Br
加成反应,乙烯可使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色
CH2=CH2 + H2O CH3—CH2—OH
加成反应,可用于工业制酒精
nCH2=CH2
nCH2===CH—CH3
加聚反应
芳
香
烃
+ Br—Br + HBr
取代反应,苯与液溴在Fe(FeBr3)催化下反应
+ HO—NO2 + H2O
硝化反应/取代反应
+3H2
加成反应
卤
代
烃
水解反应/取代反应
消去反应
醇
2CH3CH2OH+2Na ――→ 2CH3CH2ONa+H2↑
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
氧化反应
CH3CH2OH+HBrC2H5Br+H2O
取代反应
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
消去反应,分子内脱水
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
取代反应,分子间脱水
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
酯化反应/取代,酸脱羟基醇脱氢
酚
酸性:H2CO3>>HCO3-
取代反应,产生白色沉淀
缩聚反应,制取酚醛树脂
醛
加成反应,原理:
CH3CHO+H2CH3CH2OH
加成反应/还原反应
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH
CH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
2CH3CHO+O22CH3COOH
氧化反应
酸
HOH+(2n-1)H2O
弱酸性
酯化反应
缩聚反应
酯
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+ C2H5OH
水解反应/取代反应
氨基酸
2NH2CH2COOH→NH2CH2CONHCH2COOH+H2O
取代反应,酸脱-OH,氨脱-H
nNH2-CH2-COOH→HNH-CH2-COOH+(n-1)H2O
缩聚反应
27高考化学物料---有机部分1
学科网(北京)股份有限公司
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