人教版高中化学选修5有机化学基础知识点.doc
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1、 第 1 页 共 20 页 有机化学基础有机化学基础 第一章第一章 认识有机化合物认识有机化合物 第一节 有机化合物的分类 第二节有机化合物的结构特点 第三节 有机化合物的命名 第四节研究有机化合物的一般步骤和方法 归纳与整理 复习题 第二章第二章 烃和卤代烃烃和卤代烃 第一节 脂肪烃 第二节 芳香烃 第三节 卤代烃 归纳与整理 复习题 第三章第三章 烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物 第一节 醇酚 第二节 醛 第三节 羧酸 酯 第四节 有机合成 归纳与整理 复习题 第四章第四章 生命中的基础有机化学物质生命中的基础有机化学物质 第一节 油脂 第二节 糖类 第三节 蛋白质和核酸 归纳与整理 复习题
2、第五章第五章 进入合成有机高分子化合物的时代进入合成有机高分子化合物的时代 第一节合成高分子化合物的基本方法 第二节应用广泛的高分子材料 第三节 功能高分子材料 归纳与整理 复习题 结束语结束语有机化学与可持续发展有机化学与可持续发展 高二高二 化学化学选修 5有机化学基础知识点整理 一一、重要的物理性质重要的物理性质 1有机物的溶解性有机物的溶解性 (1)难溶于水的有:各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的(指分 子中碳原子数目较多的,下同)醇、醛、羧酸等。 (2)易溶于水的有:低级的一般指 N(C)4醇、 (醚) 、醛、 (酮) 、羧酸及盐、氨基酸及 盐、单糖、二糖。 (它
3、们都能与水形成氢键) 。 (3)具有特殊溶解性的: 乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,又能溶解许多有机物,所以常用乙醇 来溶解植物色素或其中的药用成分,也常用乙醇作为反应的溶剂,使参加反应的有机 第 2 页 共 20 页 物和无机物均能溶解,增大接触面积,提高反应速率。例如,在油脂的皂化反应中, 加入乙醇既能溶解 NaOH,又能溶解油脂,让它们在均相(同一溶剂的溶液)中充分 接触,加快反应速率,提高反应限度。 苯酚:室温下,在水中的溶解度是 9.3g(属可溶) ,易溶于乙醇等有机溶剂,当温度高 于 65时,能与水混溶,冷却后分层,上层为苯酚的水溶液,下层为水的苯酚溶液, 振荡后形成乳浊
4、液。苯酚易溶于碱溶液和纯碱溶液,这是因为生成了易溶性的钠盐。 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶,同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发 出的乙酸,溶解吸收挥发出的乙醇,便于闻到乙酸乙酯的香味。 有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体胶体 。蛋白质在浓轻金属盐(包括铵盐)溶液中溶解 度减小,会析出(即盐析,皂化反应中也有此操作) 。但在稀轻金属盐(包括铵盐) 溶液中,蛋白质的溶解度反而增大。 线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。 * 氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中,如甘油、葡萄糖溶液等,形成绛蓝色 溶液。 2 2有机物的密度有机物的密度 (1)小于水的密度,且
5、与水(溶液)分层的有:各类烃、一氯代烃、氟代烃、酯(包括油 脂) (2)大于水的密度,且与水(溶液)分层的有:多氯代烃、溴代烃(溴苯等) 、碘代烃、硝 基苯 3 3有机物的状态有机物的状态 常温常压(常温常压(1 1 个大气压、个大气压、2020左右)左右) (1)气态: 烃类:一般 N(C)4 的各类烃 注意:注意:新戊烷C(CH3)4亦为气态 衍生物类: 一氯甲烷(CH3Cl,沸点为-24.2) 氟里昂(CCl2F2,沸点为-29.8) 氯乙烯(CH2=CHCl,沸点为-13.9) 甲醛(HCHO,沸点为-21) 氯乙烷(CH3CH2Cl,沸点为 12.3) 一溴甲烷(CH3Br,沸点为
6、3.6) 四氟乙烯(CF2=CF2,沸点为-76.3) 第 3 页 共 20 页 甲醚(CH3OCH3,沸点为-23) *甲乙醚(CH3OC2H5,沸点为 10.8) *环氧乙烷( ,沸点为 13.5) (2)液态:一般 N(C)在 516 的烃及绝大多数低级衍生物。如, 己烷 CH3(CH2)4CH3 环己烷 甲醇 CH3OH 甲酸 HCOOH 溴乙烷 C2H5Br 乙醛 CH3CHO 溴苯 C6H5Br 硝基苯 C6H5NO2 特殊:特殊: 不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如植物油脂等在常温下也为液态 (3)固态:一般 N(C)在 17 或 17 以上的链烃及高级衍生物。如, 石蜡 C16
7、以上的烃 饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如动物油脂在常温下为固态 特殊:特殊:苯酚(C6H5OH) 、苯甲酸(C6H5COOH) 、氨基酸等在常温下亦为固态 4 4有机物的颜色有机物的颜色 绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体, 少数有特殊颜色, 常见的如下所 示: 三硝基甲苯( 俗称梯恩梯 TNT)为淡黄色晶体; 部分被空气中氧气所氧化变质的苯酚为粉红色; 2,4,6三溴苯酚 为白色、难溶于水的固体(但易溶于苯等有机溶剂) ; 苯酚溶液与 Fe3+(aq)作用形成紫色H3Fe(OC6H5)6溶液; 多羟基有机物如甘油、葡萄糖等能使新制的氢氧化铜悬浊液溶解生成绛蓝色溶液; 淀粉溶液(胶
8、)遇碘(I2)变蓝色溶液; 含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生,加热或较长时间后,沉淀变黄 色。 5 5有机物的气味有机物的气味 许多有机物具有特殊的气味,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味: 甲烷 无味 乙烯 稍有甜味(植物生长的调节剂) 第 4 页 共 20 页 液态烯烃 汽油的气味 乙炔 无味 苯及其同系物 芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。 一卤代烷 不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入。 二氟二氯甲烷(氟里昂) 无味气体,不燃烧。 C4以下的一元醇 有酒味的流动液体 C5C11的一元醇 不愉快气味的油状液体 C12以上的一元醇 无嗅无味的蜡状固体 乙醇 特殊香味 乙二醇
9、 甜味(无色黏稠液体) 丙三醇(甘油) 甜味(无色黏稠液体) 苯酚 特殊气味 乙醛 刺激性气味 乙酸 强烈刺激性气味(酸味) 低级酯 芳香气味 丙酮 令人愉快的气味 二、重要的反应二、重要的反应 1能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质 (1)有机物 通过加成反应使之褪色:含有、CC的不饱和化合物 通过取代反应使之褪色:酚类 注意:注意:苯酚溶液遇浓溴水时,除褪色现象之外还产生白色沉淀。 通过氧化反应使之褪色:含有CHO(醛基)的有机物(有水参加反应) 注意:注意:纯净的只含有CHO(醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色 通过萃取使之褪色:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯
10、(2)无机物 通过与碱发生歧化反应 3Br2 + 6OH - = 5Br- + BrO 3 - + 3H 2O 或 Br2 + 2OH - = Br- + BrO- + H 2O 与还原性物质发生氧化还原反应,如 H2S、S 2-、SO 2、SO3 2-、I-、Fe2+ 第 5 页 共 20 页 2能使酸性高锰酸钾溶液 KMnO4/H+褪色的物质 (1)有机物:含有、CC、OH(较慢) 、CHO 的物质 与苯环相连的侧链碳碳上有氢原子的苯的同系物(与苯不反应与苯不反应) (2)无机物:与还原性物质发生氧化还原反应,如 H2S、S 2-、SO 2、SO3 2-、Br-、I-、Fe2+ 3与 Na
11、 反应的有机物:含有OH、COOH 的有机物 与 NaOH 反应的有机物:常温下,易与含有酚羟基酚羟基 、COOH 的有机物反应加热时,能 与卤代烃、酯反应(取代反应) 与 Na2CO3反应的有机物:含有酚酚 羟基的有机物反应生成酚钠和 NaHCO3;含有COOH 的有机物反应生成羧酸钠,并放出 CO2气体; 含有SO3H 的有机物反应生成磺酸钠并放出 CO2气体。 与 NaHCO3反应的有机物:含有COOH、SO3H 的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放 出等物质的量的 CO2气体。 4既能与强酸,又能与强碱反应的物质 (1)2Al + 6H+ = 2 Al3+ + 3H2 2Al + 2OH
12、 - + 2H 2O = 2 AlO2 - + 3H 2 (2)Al2O3 + 6H+ = 2 Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH - = 2 AlO 2 - + H 2O (3)Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH - = AlO 2 - + 2H 2O (4)弱酸的酸式盐,如 NaHCO3、NaHS 等等 NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O NaHS + HCl = NaCl + H2S NaHS + NaOH = Na2S + H2O (5)弱酸弱
13、碱盐,如 CH3COONH4、(NH4)2S 等等 2CH3COONH4 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2CH3COOH CH3COONH4 + NaOH = CH3COONa + NH3+ H2O (NH4)2S + H2SO4 = (NH4)2SO4 + H2S (NH4)2S +2NaOH = Na2S + 2NH3+ 2H2O 第 6 页 共 20 页 (6)氨基酸,如甘氨酸等 H2NCH2COOH + HCl HOOCCH2NH3Cl H2NCH2COOH + NaOH H2NCH2COONa + H2O (7)蛋白质 蛋白质分子中的肽链的链端或支链上仍有呈酸性的COO
14、H 和呈碱性的NH2, 故蛋白 质仍能与碱和酸反应。 5银镜反应的有机物 (1)发生银镜反应的有机物: 含有CHO 的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等) (2)银氨溶液Ag(NH3)2OH(多伦试剂)的配制: 向一定量 2%的 AgNO3溶液中逐滴加入 2%的稀氨水至刚刚产生的沉淀恰好完全溶解 消失。 (3)反应条件:碱性、水浴加热碱性、水浴加热 若在酸性条件下,则有 Ag(NH3)2+ + OH - + 3H+ = Ag+ + 2NH 4 + + H 2O 而被破坏。 (4)实验现象:反应液由澄清变成灰黑色浑浊;试管内壁有银白色金属析出 (5)有关反应方程式:AgN
15、O3 + NH3 H2O = AgOH + NH4NO3 AgOH + 2NH3 H2O = Ag(NH3)2OH + 2H2O 银镜反应的一般通式: RCHO + 2Ag(NH3)2OH2 Ag+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O 【记忆诀窍】 : 1水(盐) 、2银、3氨 甲醛(相当于两个醛基) : HCHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O 乙二醛: OHC-CHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2H2O 甲酸:HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH2 Ag+ (NH4)2CO3 +
16、 2NH3 + H2O (过量) 葡萄糖: CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH2Ag +CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O 第 7 页 共 20 页 (6)定量关系:CHO2Ag(NH)2OH2 Ag HCHO4Ag(NH)2OH4 Ag 6与新制 Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应 (1)有机物:羧酸(中和) 、甲酸(先中和,但 NaOH 仍过量,后氧化) 、醛、还原性糖 (葡萄糖、麦芽糖) 、甘油等多羟基化合物。 (2)斐林试剂的配制:向一定量 10%的 NaOH 溶液中,滴加几滴 2%的 CuSO4溶液,得 到蓝色絮状悬浊液(即斐林试剂)
17、 。 (3)反应条件:碱过量、加热煮沸碱过量、加热煮沸 (4)实验现象: 若有机物只有官能团醛基(CHO) ,则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时无 变化,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成; 若有机物为多羟基醛(如葡萄糖) ,则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时溶解 变成绛蓝色溶液,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成; (5)有关反应方程式:2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2+ Na2SO4 RCHO + 2Cu(OH)2RCOOH + Cu2O+ 2H2O HCHO + 4Cu(OH)2CO2 + 2Cu2O+ 5H2O OHC-CHO + 4Cu(OH)2HOOC-COOH + 2C
18、u2O+ 4H2O HCOOH + 2Cu(OH)2CO2 + Cu2O+ 3H2O CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O+ 2H2O (6)定量关系:COOH Cu(OH)2 Cu2+ (酸使不溶性的碱溶解)(酸使不溶性的碱溶解) CHO2Cu(OH)2Cu2O HCHO4Cu(OH)22Cu2O 7能发生水解反应的有机物是:卤代烃、酯、糖类(单糖除外) 、肽类(包括蛋白质) 。 HX + NaOH = NaX + H2O (H)RCOOH + NaOH = (H)RCOONa + H2O 第 8 页 共 20 页 RCOOH +
19、 NaOH = RCOONa + H2O 或 8能跟 FeCl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。 9能跟 I2发生显色反应的是:淀粉。 10能跟浓硝酸发生颜色反应的是:含苯环的天然蛋白质。 三、三、各类烃的代表物的结构、特性各类烃的代表物的结构、特性: 类类 别别 烷烷 烃烃 烯烯 烃烃 炔炔 烃烃 苯及同系物苯及同系物 通 式 CnH2n+2(n1) CnH2n(n2) CnH2n-2(n2) CnH2n-6(n6) 代表物结构式 HCCH 相对分子质量Mr 16 28 26 78 碳碳键长( 10-10m) 1.54 1.33 1.20 1.40 键 角 10928 约 120 180
20、120 分子形状 正四面体 6 个原子 共平面型 4 个原子 同一直线型 12 个原子共平 面(正六边形) 主要化学性质 光 照 下 的 卤 代;裂化;不 使酸性 KMnO4 溶液褪色 跟 X2、 H2、 HX、 H2O、HCN 加 成,易被氧化; 可加聚 跟 X2、 H2、 HX、 HCN 加成;易 被氧化;能加 聚得导电塑料 跟 H2加成; FeX3催化下卤 代;硝化、磺 化反应 四、四、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质 类别 通 式 官能团 代表物 分子结构结 点 主要化学性质 卤代 烃 一卤代烃: RX 多 元 饱 和 卤 代
21、 烃 : CnH2n+2-mXm 卤原子 X C2H5Br (Mr:109) 卤素原子直接 与烃基结合 -碳上要有氢 原子才能发生 消去反应 1.与 NaOH 水溶液共热发生取代反应生 成醇 2.与 NaOH 醇溶液共热发生消去反应生 成烯 第 9 页 共 20 页 醇 一元醇: ROH 饱 和 多 元 醇 : CnH2n+2Om 醇羟基 OH CH3OH (Mr:32) C2H5OH (Mr:46) 羟基直接与链 烃 基 结 合 , OH 及 CO 均有极性。 -碳上有氢原 子才能发生消 去反应。 -碳上有氢原 子才能被催化 氧化,伯醇氧化 为醛,仲醇氧化 为酮,叔醇不能 被催化氧化。 1.
22、跟活泼金属反应产生 H2 2.跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃 3.脱水反应:乙醇 140分子间脱水成醚 170分子内脱水生成烯 4.催化氧化为醛或酮 5.一般断 OH 键与羧酸及无机含氧酸 反应生成酯 醚 ROR 醚键 C2H5O C2H5 (Mr:74) CO 键有极性 性质稳定,一般不与酸、碱、氧化剂反 应 酚 酚羟基 OH (Mr:94) OH 直接与苯 环上的碳相连, 受苯环影响能 微弱电离。 1.弱酸性 2.与浓溴水发生取代反应生成沉淀 3.遇 FeCl3呈紫色 4.易被氧化 醛 醛基 HCHO (Mr:30) (Mr:44) HCHO 相当于 两个 CHO 有极性、 能加成。 1
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