有机化学基础知识整理(共12页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上有机化学知识整理1.甲烷的空间结构为正四面体型结构。烷烃的化学性质：烷烃在常温下比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂起反应。取代反应： 有机物分子中的原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应。 如：Cl2与甲烷在光照条件下可以发生取代反应，生成CH3Cl,CH2Cl2,CHCl3,CCl4及HCl的混合物。取代反应，包括硝化、磺化、酯化及卤代烃或酯类的水解等。氧化：烷烃可以燃烧，生成CO2及H2O 高温分解、裂化裂解。根、基：根：带电的原子或原子团，如：SO42-，NH+4，Cl-。基：电中性的原子或原子团，一般都有未成对电子。如氨基NH2、硝基NO2、羟基OH。4 同系物：结构相似，在分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。判断方法：所含有的官能团种类和数目相同，但碳原子数不等。 结构相似的理解：同一类物质，即含有相同的官能团，有类似的化学性质。组成上相差“CH2”原子团：组成上相差指的是分子式上是否有n个CH2的差别，而不限于分子中是否能真正找出CH2的结构差别来。乙烯分子为 C2H4 ，结构简式为CH2CH2，6个原子共平面，键角为120°。规律：碳碳双键周围的六个原子都共平面。 乙烯的实验室制法： 反应中浓H2SO4与酒精体积之比为3:1。 反应应迅速升温至170C，因为在140时发生了如下的副反应（乙醚）。 反应加碎瓷片，为防止反应液过热达“爆沸”。浓H2SO4的作用：催化剂，脱水剂。 烯烃的化学性质（包括二烯烃的一部分） 加成反应：有机物分子中的双键或叁键发生断裂，加进(结合)其它原子或原子团的反应。.与卤素单质反应，可使溴水褪色，CH2CH2+Br2CH2BCH2Br.当有催化剂存在时,也可与H2O、H2、HCl、HCN等加成反应。氧化反应:I.燃烧II.使KmnO4/H+褪色.催化氧化：2CH2CH2+O2 2CH3CHO有机反应中,氧化反应可以看作是在有机分子上加上氧原子或减掉氢原子，还原反应可看作是在分子内加上氢原子或减掉氧原子。以上可简称为“加氧去氢为氧化；加氢去氧为还原”。 聚合：小分子的烯烃或烯烃的取代衍在加热和催化剂作用下，通过结合成的反应，叫做加成聚合反应，简称。乙炔：HCCH ，键角为180°，规律：叁键周围的4个原子都在一条直线上。乙炔的化学性质: 乙炔的氧化反应:I. 燃烧:火焰明亮,产生浓烟,产物为水及二氧化碳II. 由于“CC”的存在，乙炔可被酸性KmnO4溶液氧化并使其褪色 加成反应：炔烃的加成反应是由于“CC”的不饱和性引起的，其加成可以控制条件使其仅停留在加1mol的反应物，也可以使叁键与2mol反应物发生加成反应。I. 加X2(可以使溴水褪色)。II. 加HCl: III.加H2 ： IV加H2O： (工业制乙醛的方法)乙炔的实验室制法：反应原理：CaC2+2H2O C2H2+Ca(OH)2发生装置：使用“固+液气”的制取装置。收集方法：排水集气法。注意：苯：C6H6，有两种写结构简式的方法：及凯库勒式，苯分子中的12个原子在一平面上，规律：与苯环直接相连的第一原子与苯环共处同一平面。芳香烃的化学性质：“易取代，难加成”。（1） 取代反应：包括卤代、硝化及磺化反应 卤代： I 只有与液溴反应，不与溴水发生反应。本反应的实际催化剂是Fe与Br2反应生成 FeBr3。II 导管末端离吸收液有一定距离，目的防止HBr极易溶于水而使吸收液倒吸，也可以改为一倒扣于水面的漏斗。III 导管口附近有白雾生成：产生的HBr吸收空气中的水蒸气而形成的氢溴酸小液滴。IV 检验是否生成HBr气体的方法：向吸收液中加入AgNO3溶液，并用HNO3酸化溶液，观察是否有淡黄色沉淀生成。V 本实验导管足够长，起两方面作用：首先是导气，另外可以使由于反应液较热而挥发出的苯及Br2在沿长导管上行的过程中被冷凝而流回反应瓶，防止反应物的损失，此作用可称为“冷凝回流”作用。VI 最终生成的溴苯呈褐色，因为其中溶解了并没有参加反应的Br2单质，提纯的方法：水洗、碱洗、水洗、干燥。 硝化： I 在试管中先加入HNO3，再将H2SO4沿管壁缓缓注入浓HNO3中，振荡混匀，冷却至5060之下，再滴入苯。II 水溶温度应低于60，若温度过高，可导致苯挥发，HNO3分解，及生成苯磺酸等副反应发生。III III生成的硝基苯中因为溶有HNO3及浓H2SO4等而显黄色，为提纯硝基苯可用NaOH溶液及蒸溜水在分液漏斗中洗涤混合物。IV纯净的硝基苯无色有苦杏仁味的油状液体。中毒：硝基苯与皮肤接触或其蒸气被人体吸收均引起中毒，使用时应特别的小心。IV 同于测链对苯环的影响，使甲苯的取代反应比苯更溶易进行。 磺化： （2） 加成反应： （3） 氧化反应：I 燃烧：生成CO2及H2O，由于碳氢比过高，因而碳颗粒不完全燃烧，产生浓烟。II 苯不使酸性KmnO4溶液褪色。III 由于苯环对侧链的影响，苯的同系物如甲苯、乙苯等能被KmnO4/H+氧化而使其褪色。乙醇的化学性质： 与金属反应产生H2：2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2(置换,取代)除Na之外K、Mg、Al等也可与金属反应，此反应可用于消耗其它化学反应残余的废钠。 消去反应：醇发生消去反应的条件，与OH碳相邻的碳原子上有氢原子存在（H的存在），如CH3OH、 (CH3)3CCH2OH不可能发生消去反应。 与无机酸反应.C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O(取代)其中HBr可用浓H2SO4及NaBr代替,可能有产生Br2的副反应发生IIC2H5OH+HONO2C2H5ONO2+H2O（酯化、取代）区分硝基化合物与硝酸酯的方法：若硝基中N原子直接与碳原子相边，则该化合物为硝基化合物，如C2H5NO2（硝基乙烷）；若硝基中的N原子通过氧原子而与碳原子相连接，则该化合物称为酯，如C2H5ONO2（硝酸乙酯） 与有机酸的反应：CH3COOH + HOC2H5 CH3COOC2H5 + H2O（酯化、取代）I 酯化反应规律：“酸脱羟基醇脱氢”，包括有机酸和无机含氧酸与醇的反应。II 吸收酯的试剂为饱和的Na2CO3溶液，也是分离CH3COOH及CH3COOC2H5所用的试液。其可以充分吸收CH3COOH，使酯香味得以显出；可以有效降低酯的溶解度，使分离更彻底。 氧化反应：I. 燃烧：C2H5OH+3O22CO2+3H2OII催化氧化： 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O 或：C2H5OH+CuO CH3CHO+H2O+Cu催化氧化对醇的结构的要求：与OH直接相边的碳原子上必须有H原子，有2个或3个氢原子被氧化成醛，只有1个氢原子被氧化成酮。而(CH3)3COH 不能被催化氧化。另外乙醇还可以被强氧化剂如KmnO4(H+),K2Cr2O7(H+)等氧化。A.酚：羟基与苯环直接相连是酚，羟基连在苯环上的侧链碳原子的为芳香醇。B.苯酚的物理性质：苯酚在常温下是可燃、腐蚀性强、有毒的固体。不纯品在光和空气作用下变为淡红或红色。 与大约8%水混合可液化。可吸收空气中水分并液化。有特殊臭味和燃烧味极稀的溶液具有甜味。在室温下水中溶解度是9.3g，当温度高于65时能与水混溶。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、强碱水溶液。C.苯酚的化学性质：（1）弱酸性：弱于碳酸称石炭酸，不使酸碱指标剂变红。是苯环上相连羟基的性质，而羟基不仅是苯酚的特征官能团，它还是醇的特征官能团。其电离能力介于H2CO3的第一及第二级电离之间。+NaOH +H2O+ Na2CO3 + NaHCO3 +CO2+H2O+ NaHCO3苯酚化学性质实验现象与问题解析实验步骤现象问题解析试管中取少许苯酚加热熔化后，加入少许金属钠有气体产生经点燃有轻微的爆鸣声苯酚可和金属钠反应放出H2试管中取少量苯酚浑浊液逐滴加入NaOH苯酚溶液最后变为澄清透明苯酚可与强碱NaOH反应显弱酸性生成苯酚钠在上述澄清苯酚钠溶液中缓慢通入CO2澄清溶液又复变为浑浊通入CO2生成H2CO3比苯酚酸性强又析出苯酚使溶液变浑在上述浑浊溶液中再滴加NaOH浑浊液又变澄清上述实验生成的苯酚又和NaOH作用生成苯酚钠小结：由于乙醇和苯酚均具有相同的官能团羟基，因而有相同化学性质的一面；但乙醇上的羟基不显酸性，而苯酚羟基上的氢原子比较活泼，可发生极微弱电离而显弱酸性（酸性极弱而不能使石蕊试剂变色），它们又具有不同化学性质的一面。这是由于两种化合物中羟基相连的烃基不同，影响了羟基上的氢原子活泼性也不同。苯酚、碳酸、乙醇其酸性大小的顺序应是：H2CO3 C2H5OH（中性）（2）苯酚的取代反应，发生在苯环上。用于定量检验苯酚含量的多少。苯酚与苯取代反应的比较：苯酚苯反应物溴水和苯酚溶液液溴和纯苯反应条件不用催化剂以少量Fe粉作催化剂不加热初始微热或不加热取代苯环上氢原子多少一次反应可取代苯基上三个氢原子一般情况取代苯环上一个氢原子反应速度瞬时完成初始缓慢后来速度加快反应装置试管中反应烧瓶中反应，长导管兼作冷凝之用小结：在苯酚与溴的取代反应中，由反应物浓度、反应条件、取代氢原子多少、反应速度可知：苯酚比苯的取代反应容易进行得多，这是由于苯酚中苯环上连接的羟基能使苯基上的氢原子更加活泼，促使苯基上所发生取代反应更容易进行的必然结果。总结：在苯酚的分子中，苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子促使其较易电离，显示了比醇中羟基上的氢原子有较明显的酸性；而羟基则反过来能影响与其相连的苯基上的氢原子更活泼、更容易发生取代反应。这是分子中官能团相互影响，相互制约的有力证明，它们是矛盾的又是统一的，二者存在于同一物质之中。（3）氧化反应：苯酚易被氧化，露置在空气中会因少量氧少而显粉红色。（4） 显色反应：苯酚与FeCl2溶液作用显示紫色。6C6H5OH+Fe3+Fe(C6H5O)63-+6H+I 其它酚类也有类似的显色反应II 反应发生后：溶液由弱酸性变为强酸性。（5） 缩聚反应：长导管作用：冷凝水蒸气，HCHO与HCl溶于冷凝水一起回流，冷凝的苯酚随着水一起回流。卤代烃: 烃分子中的氢被卤素取代的产物。分类： 不饱和卤代烃 脂肪卤代烃 卤代烃 饱和卤代烃 芳香卤代烃物理性质：多为液体，少数为气体，不溶于水，是好的有机溶剂。室温下除低级卤代烃如CH3Cl，CH3Br，C2H5Cl及CH2=CHCl为气体外，其余的是液体或固体。一卤代烷的密度小于1，多卤代烷的密度大于1，一卤代烷的碳数越多，密度越小。化学性质：取代反应：消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子（如H20、HX、NH3等），而生成含有不饱和键的化合物的反应。条件：卤代烃的碳上有氢。卤代烃水解反应和消去反应的对比水解反应消去反应结构特点一般是一个碳原子上只有一个X与X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子反应实质一个X被OH取代从碳链上脱去HX分子反应条件强碱的水溶液，常温或加热强碱的醇溶液，加热反应特点有机的碳架结构不变，X变为OH，无其它副反应有机物碳架结构不变，产物中有碳碳双键或碳碳叁键生成，可能有其它副反应发生结论溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应卤代烃的中卤原子的检验方法：   取少量卤代烃；加入NaOH水溶液或醇溶液；加热煮沸；冷却；加入硝酸酸化；加入硝酸银溶液。根据沉淀（AgX）的颜色可确定卤素的种类。醛类的化学性质：加成反应（还原反应）: ：CH3CHO+H2 CH3CH2OH乙醛的加成发生在C=O键上，这个加成反应同时也是还原反应。C=O双键的加成不如C=C容易，通常情况下C=O双键与溴水、水、HX等很难加成，通常CO双键加成：H2、HCN   CC双键加成：H2、X2、HX、H2O氧化反应 燃烧：乙醛被空气中的氧气氧化     2CH3CHO + O2  2CH3COOH 使酸性KmnO4溶液褪色。如果向乙醛溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液或溴水会褪色。 银镜反应：银氨溶液：稀AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好消失。Ag+NH3·H2O = AgOH+NH4+      AgOH+2NH3·H2O = Ag(NH3)2+OH-+2H2OAg(NH3)2+银氨络(合)离子 CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH CH3COONH4 + 2Ag+ 3NH3 + H2OCH3CHO + 2Ag(NH3)2+ + 2OHCH3COO- + NH4+ + 2Ag+ 3NH3 + H2OCH3CHO +2 Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O  氧化产物是铵盐不是羧酸 工业上是用含醛基的物质葡萄糖来把银镀在保温瓶胆上a、做银镜反应的试管要洁净b、往AgNO3溶液中逐滴滴加氨水直至沉淀恰好消失，银镜反应的银氨溶液要求现用现配,且配制时不充许NH3·H2O过量，即先取AgNO3溶液后滴加稀氨水，使生成的AgOH刚好完全溶解为止，否则将产生易爆炸的物质。c、实验条件是水浴加热，不能直接煮沸，加热时静置试管，d、乙醛与氢氧化银氨溶液反应时，1mol乙醛可以还原出2molAg来，而甲醛的反应则可以置换出4molAg，因为第一步生成的甲酸中仍然有醛基存在而进一步发生反应。（3）与新制的Cu (OH )2悬浊液反应，要求：Cu(OH)2悬浊液为新制，且NaOH为过量。氧化产物是羧酸，此反应可用来检验是否患有糖尿病，以上两反应均可用来检验醛基的存在。银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液均为弱氧化剂，将少量Br2水滴入乙醛溶液中发生氧化反应褪色而不是加成反应。 A.乙醛的制备方法： 乙炔水化法： 乙烯氧化法： 乙醇的催化氧化： B乙酸的制取： 通过上述方法制得乙醛。 丁烷直接氧化法：烃的衍生物的性质比较:醇酚醛羧酸酯分子通式CnH2n+2OC6H5-OHCnH2nOCnH2nO2CnH2nO2结构通式R-OHR-CHOR-COOHR-COO-R官能团-OH-OH-CHO-COOH-COO-结构特点-OH直接跟链烃基相连-OH直接与苯环相连>CO有不饱和性COOH能部分电离，产生H+RCO和OR间键易断代表物简式C2H5OHC6H5-OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5代表物物性俗称酒精,无色透明有特殊香味液体,易挥发,能跟水以任意比互溶.俗名石炭酸，(纯净)无色晶体,特殊气味,氧化显粉红色,20水里溶解度不大,T>65时,能跟水以任意比互溶.易溶于乙醇,有毒无色,有刺激性气味液体,易挥发,能跟水,乙醇互溶.强刺激性气味液体,T<16.6时,凝结为晶体,又名冰醋酸.易溶于水和乙醇.低级酯是有芳香气味的液体,存在天各种水果和花草中.难溶于水, 易溶于有机溶剂,<1化学性质（文字表述）+Na(醇钠,H2)可燃消去（170分子内脱水乙烯）；氧化醛 酯化+HX(卤代) 弱酸性（石蕊不变色）取代 （浓溴水三溴苯酚,白）+FeCl3显紫色还原：加氢加成醇氧化：弱氧化剂羧酸（银镜；新制Cu(OH)2）酸类通性酯化反应水解羧酸和醇 检验方法加入Na有H2;酯化有芳香味加入FeCl3显紫色；加入浓溴水白加入银氨溶液加热有银镜；加Cu(OH)2加热有Cu2O红色加入指示剂变色；加Cu(OH)2得蓝溶液难溶于水比轻；加入强碱，加热香味消失21常见酯的生成方法取代反应。（1） 基本的方法：（2） 生成环酯：（3） 生成聚酯：(4)一元酸与多元醇反应：I 硝酸甘油酯II 硬酯酸甘油酯22酯类（包括脂）的化学性质： 乙酸乙酯的水解：有机常用知识点归纳：一、最简式相同的有机物1 CH：C2H2和C6H62 CH2：烯烃和环烷烃3 CH2O：甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖4 CnH2nO：饱和一元醛（或饱和一元酮）与二倍于其碳原子数和饱和一元羧酸或酯；举一例：乙醛（C2H4O）与丁酸及其异构体（C4H8O2）二、同分异构体1醇醚 CnH2n+2Ox2醛酮环氧烷（环醚） CnH2nO3羧酸酯羟基醛 CnH2nO24氨基酸硝基烷三、能发生取代反应的物质及反应条件1 烷烃与卤素单质：卤素蒸汽、光照；2 苯及苯的同系物与卤素单质：Fe作催化剂；浓硝酸：5060水浴；浓硫酸作催化剂浓硫酸：7080水浴；3 卤代烃水解：NaOH的水溶液；4 醇与氢卤酸的反应：新制的氢卤酸；5 酯类的水解：无机酸或碱催化；6 酚与浓溴水 （乙醇与浓硫酸在140时的脱水反应，事实上也是取代反应。）四、能发生加成反应的物质1 烯烃的加成：卤素、H2、卤化氢、水2 炔烃的加成：卤素、H2、卤化氢 3 苯及苯的同系物的加成：H24 苯乙烯的加成：H2、卤化氢、水、卤素单质5 不饱和烃的衍生物的加成：（包括卤代烯烃、卤代炔烃、烯醇、烯醛、烯酸、烯酸酯、烯酸盐等）6 含醛基的化合物的加成：H2、HCN等7 酮类物质的加成：H28 油酸、油酸盐、油酸某酯、油（不饱和高级脂肪酸甘油酯）的加成。五、能与氢气加成的： 、C=C、 、C=O（ 和中的C=O双键不发生加成） 能与NaOH反应的：COOH、 、 、能与NaHCO3反应的：COOH能与Na反应的：COOH、 OH 、能发生加聚反应的物质烯烃、二烯烃、乙炔、苯乙烯、烯烃和二烯烃的衍生物。六、能发生银镜反应的物质凡是分子中有醛基（CHO）的物质均能发生银镜反应。1 所有的醛（RCHO）；2 甲酸、甲酸盐、甲酸某酯；注：能和新制Cu(OH)2反应的除以上物质外，还有酸性较强的酸（如甲酸、乙酸、丙酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等），发生中和反应。七、能与溴水反应而使溴水褪色或变色的物质A有机物1 不饱和烃（烯烃、炔烃、二烯烃、苯乙烯等）；2 不饱和烃的衍生物（烯醇、烯醛、油酸、油酸盐、油酸某酯、油等）3 石油产品（裂化气、裂解气、裂化汽油等）；4 苯酚及其同系物（因为能与溴水取代而生成三溴酚类沉淀）5 含醛基的化合物6 天然橡胶（聚异戊二烯）B无机物1 2价硫（H2S及硫化物）；2 4价硫（SO2、H2SO3及亚硫酸盐）；3 2价铁：6FeSO43Br22Fe2(SO4)32FeBr3 6FeCl23Br24FeCl32FeBr3 变色 2FeI23Br22FeBr32I24Zn、Mg等单质 如MgBr2MgBr2 (此外，其中亦有Mg与H+、Mg与HBrO的反应)51价的碘（氢碘酸及碘化物）变色6NaOH等强碱：Br22OH=BrBrOH2O7AgNO3八、能萃取溴而使溴水褪色的物质上层变无色的（>1）：卤代烃（CCl4、氯仿、溴苯等）、CS2；下层变无色的（<1）：直馏汽油、煤焦油、苯及苯的同系物、液态环烷烃、低级酯、液态饱和烃（如已烷等）等九、能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质A有机物1 不饱和烃（烯烃、炔烃、二烯烃、苯乙烯等）；2 苯的同系物；3 不饱和烃的衍生物（烯醇、烯醛、烯酸、卤代烃、油酸、油酸盐、油酸酯等）；4 含醛基的有机物（醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯等）；5 石油产品（裂解气、裂化气、裂化汽油等）；6 煤产品（煤焦油）；7 天然橡胶（聚异戊二烯）。B无机物1 2价硫的化合物（H2S、氢硫酸、硫化物）；2 4价硫的化合物（SO2、H2SO3及亚硫酸盐）；3 双氧水（H2O2，其中氧为1价）专心-专注-专业