有 机 化 学 复 习
【学习目标】
1、巩固有机化学基础知识,掌握有机物各主要官能团的性质和主要化学反应。
2、能够根据已知的知识和相关信息,对有机物进行推理和论证,得出正确结论或作出正确判断,并能把推理过程正确地表达出来 。
3、通过典型例题的分析,加强分析问题解决问题的能力培养。
一、有机物与无机物的比较
有机物:含 的化合物。除碳的氧化物、碳酸(氢)盐及金属碳化物。
无机物:一般指组成里不含 的物质。包括单质、碳的氧化物、碳酸(氢)盐及金属碳化物。
有机物的特点
(1)多数 于水,易 有机溶剂。
(2)多数受热 分解、 燃烧。
(3)多数是 晶体、熔点 。
(4)多数是 、 导电。
(5)有机物参加的反应一般比较复杂,且速率 、副反应 。
(6)有机物种类 、发展速度 。
二、有机物重要性质:
1、烃的物理性质:
①密度:所有烃的密度都比水
②状态:常温下,碳原子数小于等于4的为 态
③熔沸点:碳原子数越多,熔、沸点 ;碳原子数相同,支链越多,熔沸点 ;
④含碳量规律:
烷烃 烯烃(环烷烃) 炔烃(或二烯烃) 苯的同系物
烷烃(CnH2n+2):随n值增大,含碳量
烯烃(CnH2n):n值增大,碳的含量为
炔烃(CnH2n-2):随n值增大,含碳量
苯及其同系物(CnH2n-6):随n值增大,含碳量
2、烃的化学性质:
通 式 官 能 团 化 学 性 质
烷 烃
烯 烃
炔 烃
苯的同系物
注意:苯的同系物与芳香烃的区别
3、烃的衍生物化学性质
分类 通 式 官 能 团 主 要 化 学 性 质
卤代烃
醇
酚
醛
酸
酯
4、糖类
类 别 分 子 式 结 构 特 征 主 要 性 质 关 系
单糖
二糖
多糖
5、蛋白质、氨基酸性质
类别 氨基酸 蛋白质
结构特点
主要性质
6、合成材料
(1)、有机高分子化合物简介
(2)、有机高分子化合物的结构特点和性质(溶解性、热塑性和热固性、强度、电绝缘性、特性)
(3)、新型高分子材料(功能高分子材料、复合材料)
(4)、合成材料(三大合成材料、粘合剂、涂料等)
三、各类物质间转化关系
酮
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
烯烃 卤代烃 醇 醛 羧酸 酯
( ) ( ) ( ) ( )
醚、烯
四.同分异构体与命名
(1)判断同分异构体.同系物的简便方法:
同系物 结构相似 → 同类物
分子组成相差若干个“-CH2 -”原子团
(2)同分异构体的数目推算方法:
①按碳链异构、位置异构、异类异构有序推算。
②观察结构特点,找对称面、找互补关系等,要注意思维有序。
几组异类异构
烯烃 炔烃 醇 醛 酸
环烷烃 二烯烃 醚 酮 酯
要求掌握书写的同分异构体
1、6个碳以下的烷烃;2、5个碳以下的烯烃和炔烃;3、9个碳以下的苯的同系物
(二)命名
1、烷烃的常用命名法有普通命名法和系统命名法。
(1)普通命名法
直链烷烃的命名 直链烷烃按碳原子数叫“正某烷”。十个及十个碳原子以下的烷烃分别用天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)表示。例如,CH4四烷,C2H6乙烷,C3H8丙烷……C10H22癸烷。对含有十个碳原子以上的烷烃用汉语数字命名。例如,C11H24十一烷,C12H26十二烷,C20H42二十烷等。
含侧链烷烃的命名
且无其它支链的烷烃,则按碳原子总数叫做异某烷。例如,
(2)系统命名法 对构造比较复杂的化合物的命名可采用系统命名法。系统命名法可用于各种化合物的命名。
烷基 烃分子中去掉一个氢原子所剩下的原子团叫烃基。脂肪烃去掉一个氢原子所剩下的原子团叫做脂肪烃基,通常用R表示。烷烃的基叫做烷基,它的通式CnH2n+1烷基的命名根据烷烃而定。多于两个碳原子的烷烃,有可能衍生出多个不同的烷基。例如:
(1)选择最长的连续的碳链为主链作为母体,叫某烷。较短的链为支链,作为取代基。
(2) 从靠近支链的一端开始,把母体烷烃的各个碳原子依次编号,以确定取代基的位次。取代基的位次号与名称之间用一短线相连,写在母体名称之前。例如:
(3)主链上连接几个不同的取代基时,则按“次序规则”(见本章第二节)将取代基的大小顺序列出,小者在前,“较优”者在后。
(4)若在主链上连有相同的取代基,则将取代基合并,用二、三……数字表示取代基的数目,写在取代基前面,各取代基的位次号仍须标出。例如:
(5)若同时可能有几个等长的主链时,要选择含取代基最多的碳链为主链。例如:
(6)若在主链的等距离两端同时遇到取代基且多于两个时,则要比较第二个取代基的位次大小,以取代基位次的代数和最小为原则。例如:
小结:烷烃命名步骤原则:(1) 选主链 (2) 定碳位
(1)找主链:最 支链最
(2)编碳号:离支链:最 、和最
(3)写名称:先简后繁,相同基合并
‘最低系列’指的是碳链以不同方向编号,得到两种或两种以上的不同编号的系列,然后顺次逐项比较各系列的不同位次,最先遇到的位次最小者,定为‘最低系列’。 若第二个数字仍相同,再比较第三个数字,依次类推,直至遇到位次最小者。可见,“最低系列”原则的核心是指碳链上取代基所在碳原子编号的个别数字最小。
2.烯烃(炔烃)的命名步骤
(1)找主链:最长、支链最多、含双键(或叁键)
(2)编碳号:离双键(或叁键)最近、
支链(最多、和最小)
(3)写名称:先简后繁,相同基合并;标出双键(或叁键)的位置
取代基位置 —取代基个数— 取代基名称—双键位置—主链名称
3.苯的同系物的命名:
以苯环为母体,苯环上的烃基为侧链,先读取代基,后读苯环
4.链烃衍生物的命名
1)选主链:最长、支链最多、连有官能团的碳原子
(2)编碳号:离连有官能团的碳原子最近、支链(最多、和最小)
5.芳香烃衍生物的命名
甲苯、乙苯、苯甲酸、苯甲醇
6.酯的命名
某酸某酯:甲酸甲酯、乙二酸甲酯、苯甲酸乙二酯等
五、有机化学反应类型
1. 取代反应
① 定义: 。
② 能发生取代反应的物质:、苯、、苯酚、甲苯
③ 典型反应
2. 加成反应
① 定义: 。
加成反应是不饱和键(主要为,)重要性质。
② 能发生加成反应的物质有:烯烃、炔烃、苯环、醛、酮、油脂等。
③ 典型反应
(水溶液) (溴水褪色)
(制取塑料用)
(1,2加成)
(1,4加成)
(工业制乙醇)
3. 加聚反应
① 本质:通过自身加成反应形成高分子化合物。
特征:生成物只有高分子化合物,且其组成与单体 ,如聚乙烯与乙烯的比相同。
② 能发生加聚反应的物质有:乙烯、丙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、氯乙烯等。
③ 典型反应
4. 缩聚反应
① 定义:单体间通过缩合反应而生成高分子化合物,同时还生成 (如水、氨等)的反应。
② 特征:有小分子生成,所以高分子化合物的组成与单体 。
③ 能发生缩聚反应的物质:苯酚与甲醛;葡萄糖,氨基酸,乙二醇与乙二酸等。
④ 典型反应
(的确良)
5. 消去反应
① 定义: 。
② 能发生消去反应的物质:某些醇和卤代烃。
③ 典型反应
6. 脱水反应
① 本质与类型:脱水反应是含羟基的化合物非常可能具有的性质,通常是 之间可脱去一分子水,也可以是 与 结合脱去一分子水。脱水可以在一个分子内进行,也可在分子之间进行。
② 能脱水的物质有:醇、羧酸、蔗糖、氨基酸、无机含氧酸等。
③ 典型反应
(乙酸酐)
() ()
()
(三磷酸)
7. 酯化反应
① 定义: 反应。其本质是脱水(酸脱—,醇脱—)。
② 能发生酯化反应的物质:羧酸和醇、无机含氧酸和醇、糖与酸等。
③ 典型反应
(硝酸乙酯)
(葡萄糖乙酸酯)
8. 水解反应
① 反应特征:有水参加反应,有机物分解成较小的分子,常为 反应。
② 能够水解的有机化合物:卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖(淀粉、纤维素)、蛋白质等。
③ 典型反应
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
9. 氧化反应
(1)含义:有机物 或 的反应。
(2)三种类型:
① 在空气中或氧气中燃烧。
绝大多数有机物(除等外)都能燃烧,燃烧产物取决于的量是否充足。若足量,产物为和,若氧气不足,产物是和。燃烧时火焰的明亮程度、黑烟的多少与分子中含碳量有关,含碳量越高、火焰越明亮、黑烟越多。例如乙醇、乙烷、乙炔的燃烧。最容易完全燃烧,火焰也不明亮(淡蓝色)且无烟的是,最不容易完全燃烧,火焰很明亮且有黑烟的是。
② 在催化剂存在时被氧气氧化,即有机物的局部被控制氧化,在有机合成工业上有重要意义。例如:
(工业制乙醛)
(工业制乙酸)
③ 有机物被某些非的氧化剂氧化。
1)能被酸性(紫色)氧化,使其褪色的物质有:烯烃、炔烃、二烯烃、油脂(含)、、、、、葡萄糖等。
2)能被银氨溶液或新制备的悬浊液氧化的有机物为含醛的物质:
8、还原反应:加 或去
烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚等
9、裂化反应: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
写出丁烷裂化的方程式
10、裂解反应:深度裂化
写出甲烷裂化的方程式
11、颜色反应:
①苯酚遇三氯化铁溶液显
②淀粉溶液遇碘水显
③蛋白质(含苯环)遇浓硝酸变
六、常见的有机实验
1、甲烷
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
药品要求:无水;
氧化钙作用:起吸水作用与降低氢氧化钠的碱性和疏松反应物有利于CH4的放出。
收集:可用排水法或向下排空气法。
可能的杂质:是丙酮
2、乙烯
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
药品混合次序:浓硫酸加入到无水乙醇中(体积比为3:1),边加边振荡,以便散热;
加碎瓷片:防止暴沸;
温度:要快速升致170℃,但不能太高;
除杂: :气体中常混有杂质CO2、SO2、乙醚及乙醇,可通过碱溶液、水除去;
收集:常用排水法收集乙烯温度计的位置:水银球放在反应液中
3、乙炔
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
不能用启普发生器原因:反应速度太快、反应大量放热及生成桨状物如何控制反应速度:水要慢慢滴加,可用饱和食盐水以减缓反应速率;
杂质:气体中常混有磷化氢、硫化氢,可通过硫酸铜、氢氧化钠溶液除去;
收集:常用排水法收集。
如何制电石:
4、溴苯
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
加药品次序:苯、液溴、铁粉;
催化剂:实为FeBr3;
长导管作用:起冷凝回流作用;
除杂:制得的溴苯常溶有溴而呈裼色,可用水洗(或 稀NaOH)然后分液得纯溴苯。
5、硝基苯
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
药品加入次序:向浓硝酸中慢慢滴加浓硫酸,边加边振荡,温度降至室温,然后滴加苯;
直玻璃导管作用:冷凝回流;
加热方式:置于55~60℃的水浴中加热;
除杂:产品中常含有酸,可用稀NaOH溶液洗涤,然后分液除去。
6、苯磺酸
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
药品加入次序:向浓硫酸中慢慢滴加苯,边加边振荡;苯磺酸能溶于水。
7、酚醛树脂
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
本反应一定要有催化剂:浓盐酸(或浓氨水) ;
加热方式:沸水浴,不要温度计。
如何清洗试管:酒精溶解
长直玻璃管的作用:冷凝回流
8、银镜反应
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
银氨溶液的配制:往AgNO3溶液中加氨水至沉淀恰好溶解;
实验成功的条件:
试管要洁净;温水浴;加热时不可振荡试管;
碱性环境 ,氨水不能过量. (防止生成易爆物质)
银镜的处理:用硝酸溶解;
9、乙酸乙酯
化学药品
仪器装置
反应方程式
注意点及收集方法
加入药品的次序:乙醇、醋酸、浓硫酸;
导管的气体出口位置:在饱和碳酸钠溶液液面上,目的是防止倒吸
加碎瓷片作用:防止暴沸;饱和碳酸钠溶液作用:可除去未反应的乙醇、乙酸,并降低乙酸乙酯的溶解度。
10、石油的分馏 ( file: / / / I:\\有机复习\\石油的蒸馏.swf" \t "_parent )
仪器装置
注意点及收集方法:温度计水银球的位置 ;碎瓷片的作用 。
有共性的有机实验
1、反应条件
(1)需加热的反应
水浴加热:
酒精灯直接加热:
(2)不需要加热的反应
2、需要温度计反应
水银球插放位置
(1)液面下:测反应液的温度,如制乙烯
(2)水浴中:测反应条件温度,如制硝基苯
(3)蒸馏烧瓶支管口略低处:测产物沸点,如石油分馏
3、使用回流装置
(1)简易冷凝管(空气):长弯导管:制溴苯;长直玻璃管:制硝基苯 、酚醛树脂
(2)冷凝管(水):石油分馏
4、需要硫酸的反应 (1)需要浓硫酸的反应
酯化反应——催化吸水;硝化反应——催化吸水;制乙烯(脱水)——催化脱水
(2)需要稀硫酸的反应 酯水解——催化剂
七、有机物的检验
1.烃类物质的检验和来源:
检验方法 来源
烷烃 ———— 石油化工
烯烃
炔烃 电石与水作用
苯及其同系物 石油化工及煤化工
2.烃的重要衍生物的检验:
检验方法
卤代烃
醇
苯酚
醛
羧酸
例:写出以CH2=CH2为原料制取的各步反应方程式。
八、有机合成与推断
1、分析方法:逆推为主,顺推为辅。
以目标分子为思考起点,逆向寻找前一个或两个反应物(即中间产物),并逐级操作,直到推出起始的原料分子。
2、知识运用:
3、合成手段:
①分子的切断
②官能团的引入与转化
1、引入卤原子
加成反应 如:CH2=CH2 + Cl2
CH2=CH2 + HCl
取代反应 如: + Br2
2、引入羟基
加成反应 如:CH2=CH2 + H2O
水解反应 如:CH3CH2X + H2O
CH3COOC2H5 + H2O
还原反应 如:CH3CHO + H2
发酵法 如:C6H12O6
3、引入双键
加成反应 如:CH≡CH + H2
消去反应 如:CH3CH2OH
CH3CH2Cl
4、引入醛基、羰基或羧基
2CH3CH2OH + O2
2CH3CHO + O2
2CH3-CH-CH3 + O2
例、以焦炭、食盐、水、石灰石为原料制聚氯乙烯
练习、以CH3CH2OH、H218O、O2等原料合成CH3CO18OCH2CH3。
九、有机计算
(一)、相对分子质量、分子式、结构式的确定
确定有机物分子式和结构式的基本思路是:
【确定元素组成】
一般说来,有机物完全燃烧后,各元素对应产物为:C→CO2、H→H2O、Cl→HCl。某有机物完全燃烧后若产物只有CO2和H2O,则其元素组成可能为C、H或C、H、O。欲判断该有机物是否含氧元素,首先应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中氧元素的质量,然后将碳、氢质量之和与原有机物质量比较,若两者相等,则原有机物中不含氧;否则,原有机物的组成中含氧。
例1. 标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g。(1)计算燃烧产物中水的质量。(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出一组)。
【确定分子式】
1. “相对分子质量+实验式”法
例2. 某醇的蒸气密度是相同状况下氢气的31倍。6.2g这种醇完全燃烧生成8.8gCO2和5.4gH2O;3.1g这种醇跟足量的金属钠反应后生1.12LH2(标准状况)。试推导该醇的分子式和结构简式。
2. “”列方程组法
若已知有机物的元素组成,则可直接设1个分子中各元素的原子个数为x、y、z等[如含碳、氢、或碳、氢、氧时均可设为(当z=0时不含氧),根据原子守恒建立方程组解出x、y、z等即可]。
例3. 0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO、CO2和H2O(g),产物通过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加10.8g;再通过灼热的CuO,充分反应后,其质量减轻3.2g;最后气体通过碱石灰被完全吸收,其质量增加17.6g。试求该有机物的分子式:
3. “不定方程”法
当未知数的个数多于等式个数时的方程(组)属于不定方程(组),从数学角度无确定解;但若结合未知数的化学意义,则可能只有少数解合理。
例4. 某一元羧酸A,含碳的质量分数为50.0%,氢气、溴、溴化氢都可以跟A起加成反应。试求:(1)A的分子式___________;(2)A的结构简式_________;(3)写出计算过程。
确定有机物分子式和结构式的一般思路:
(二)、燃烧规律的应用:
燃烧产物只有H2O和CO2 ——烃和烃的含氧衍生物
●CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2 →XCO2+y/2H2O
1、耗氧量的比较:
(1)等物质的量时:
方法一:x+y/4-z/2计算
方法二:化学式变形:化做CO2或H2O,意味着不耗氧
如:乙酸乙酯和丙烷、 环丙烷和丙醇。
(2)等质量时:——“CHX法”
方法一:
同质量的有机物完全燃烧时,有机物实验式相同,
所需O2的量相同
方法二
烃用(CHX)n形式表示,同质量的烃完全燃烧时, X越大,所需O2的量越多
注意:(CHX)n并非一定是实验式,如C7H8 =( CH8 )7
如:燃烧等质量的乙炔、乙二醇、乙醛、丙醛所需O2的量
2、有机物无论以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧后有关量的讨论
1)当两种有机物无论以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧后
生成二氧化碳的量总为恒量
生成水的量总为恒量
耗氧的量总为恒量
则两种有机物的C、H的质量分数相同或有机物实验式相同(特例)
2)两种有机物无论以何种比例混合,
只要总质量一定,当两种有机物
含碳的质量分数相等则生成CO2总为一恒量
含氢的质量分数相等则生成H2O总为一恒量
(三)、混合气体成分的确定:
1、利用平均值观点确定混合气体的成分
2、利用差值法确定分子中的含H数
CxHy +(x + y/4)O2 —→ xCO2 + y/2H2O ΔV
1 x + y/4 x (液) 减少1 + y/4
1 x + y/4 x y/2(气) 减少1 - y/4
增加y/4 – 1
H2O为气态 体积不变 y = 4
体积减小 y < 4
体积增大 y > 4
【学科练习】
一. 选择题
1.物质的量相同的下列有机物,充分燃烧耗氧量最大的是
A.C2H2 B.C2H6 C.C4H6 D.C4H8
2.下列各组物质中各有两组分,两组分各取1mol,在足量氧气中燃烧,两者耗氧
量不相同的是
A. 乙烯和乙醇B. 乙炔和乙醛C. 乙烷和乙酸甲酯D. 乙醇和乙酸
3.下列各对物质中,互为同系物的是( )
A. B. 与
C. 与 D. 与
4.
下列结构式表示一种有机物的结构:
关于它的性质叙述中,正确的是( )
A. 它有弱酸性,能与反应 B. 可以水解生成两种生成物
C. 不能与强碱溶液反应 D. 可以水解,水解生成物只有一种
5.下面有机物的同系物中,完全燃烧产生的水和二氧化碳的物质的量之比恒定的是( )
(a)饱和一元醇(b)饱和一元醛(c)饱和一元羧酸(d)饱和一元醇和饱和一元羧酸生成的酯(e)乙炔的同系物(f)苯的同系物
A.(b)(c) B.(a)(d)
C.(b)(c)(d) D.(b)(c)(d)(e)(f)
6.某有机物的氧化产物甲,还原产物乙都能跟钠反应放出氢气,甲、乙在浓硫酸催化下反应生成丙,丙能发生银镜反应,这种有机物是( )
A. 甲酸 B. 甲醛 C. 甲醇 D. 甲酸甲酯
7. 下列一元饱和物质,在空气中完全燃烧,不能生成等物质的量的,和水的是( )
A. 羧酸 B. 醇类 C. 醛类 D. 酯类
8.
扑热息痛是一种优良的解热镇痛剂,其结构式为,由此推测,其可能具有的化学性质是( )
A. 不与烧碱溶液的反应 B. 能跟浓溴水发生取代反应
C. 不能被氧化 D. 遇溶液发生显色反应
9.
某有机化合物的结构简式为,它可以发生的反应类型有(a)取代(b)加成(c)消去(d)酯化(e)水解(f)中和(g)缩聚(h)加聚( )
A.(a)(c)(d)(f) B.(b)(e)(f)(h)
C.(a)(b)(c)(d)(f) D. 除(e)(h)外
10.下列实验操作中,正确的是( )
A. 在氢氧化钠溶液中滴入少量的硫酸铜溶液,其中氢氧化钠是过量,来配制新制氢氧化铜。
B. 在稀氨水中逐渐加入稀的硝酸银溶液来配制银氨溶液。
C. 试管里加入少量淀粉,再加一定量的稀硫酸,加热3~4分钟,然后加入银氨溶液,片刻后管壁上有“银镜”出现。
D. 溴乙烷在氢氧化钠存在下进行水解后,加入硝酸银溶液,可检验溴离子的存在。
11.下列各组中的两种有机物,其最简式相同但既不是同系物,又不是同分异构体的是( )
A. 丙烯、环丙烷 B. 甲醛、甲酸甲酯
C. 对甲基苯酚、苯甲醇 D. 甲酸、乙醛
12. 某有机物甲经氧化后得乙(分子式为)而甲水解可得丙,1摩尔丙和2摩尔乙反应得一种含氯的酯()。由此推断甲的结构简式为( )
A. B.
C. D.
13. 某有机物的蒸气跟足量混合点燃,反应后生成和,该有机物能跟反应放出,又能跟新制反应生成红色沉淀,此有机物还能跟乙酸反应生成酯类化合物,该酯类化合物的结构简式可能是( )
A. B.
C. D.
14.当分子式为的有机物1摩在中完全燃烧,产生和水(气)的体积相等,并耗摩,则该有机物中的值分别为( )
A. 1、2 B. 2、4 C. 3、6 D. 4、8
15. 下列除去其中较多量杂质的方法(括号内的物质是杂质)正确的是( )
A. 乙酸乙酯(乙酸):用氯化钠溶液洗涤,然后分液。
B. 苯(苯酚):用氢氧化钠溶液洗涤,然后过滤。
C. 硝基苯(苯):用水浴蒸馏。
D. 乙醇(水):加入生石灰搅拌后过滤。
塑料
天然橡胶
CH2=CH2
(皂化反应)
( , 加聚物)
CH2Br
CH2Br
COOH
COOH
CH2OH
CH2OH
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