人教版高中化学选修5有机化学基础知识点.pdf

有机化学基础 第一章 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 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 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 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 第五章 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 有机化学与可持续发展 高二 化学选修 有机化学基础知识点整理 一、重要的物理性质 1有机物的溶解性 （）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。（）易溶于水的有：低级的一般指醇、（醚）、醛、（酮）、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。（它们都能与水形成氢键）。（）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 页共 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，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（属可溶），易溶于乙醇等有机溶剂，当温度高 于 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。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。有机物的密度 （）小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、氟代烃、酯（包括油脂）（）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 有机物的状态常温常压（个大气压、左右）（）气态：烃类：一般的各类烃 注意：新戊烷亦为气态 衍生物类：一氯甲烷（，沸点为）氟里昂（，沸点为）氯乙烯（，沸点为）甲醛（，沸点为）氯乙烷（，沸点为）一溴甲烷（，沸点为）四氟乙烯（，沸点为）第 页共 页 甲醚（，沸点为）甲乙醚（，沸点为）环氧乙烷（，沸点为）（）液态：一般在的烃及绝大多数低级衍生物。如，己烷 环己烷 甲醇 甲酸 溴乙烷 乙醛 溴苯 硝基苯 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 （）固态：一般在或以上的链烃及高级衍生物。如，石蜡 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：苯酚（）、苯甲酸（）、氨基酸等在常温下亦为固态 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）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；，三溴苯酚 为白色、难溶于水的固体（但易溶于苯等有机溶剂）；苯酚溶液与作用形成紫色 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）遇碘（）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。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 页共 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。以下的一元醇 有酒味的流动液体 的一元醇 不愉快气味的油状液体 以上的一元醇 无嗅无味的蜡状固体 乙醇 特殊香味 乙二醇 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 能使溴水（）褪色的物质 （）有机物 通过加成反应使之褪色：含有、的不饱和化合物 通过取代反应使之褪色：酚类 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 （醛基）的有机物（有水参加反应）注意：纯净的只含有 （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 （）无机物 通过与碱发生歧化反应 或 与还原性物质发生氧化还原反应，如 、第 页共 页 能使酸性高锰酸钾溶液 褪色的物质 （）有机物：含有、C、（较慢）、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）（）无机物：与还原性物质发生氧化还原反应，如 、与反应的有机物：含有、的有机物 与反应的有机物：常温下，易与含有 酚羟基、的有机物反应加热时，能 与卤代烃、酯反应（取代反应）与反应的有机物：含有 酚羟基的有机物反应生成酚钠和；含有 的有机物反应生成羧酸钠，并放出 气体；含有的有机物反应生成磺酸钠并放出 气体。与 反应的有机物：含有、的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放出等物质的量的气体。既能与强酸，又能与强碱反应的物质 （）（）（）（）弱酸的酸式盐，如、等等 （）弱酸弱碱盐，如、等等 第 页共 页 （）氨基酸，如甘氨酸等 （）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 和呈碱性的，故蛋白 质仍能与碱和酸反应。银镜反应的有机物 （）发生银镜反应的有机物：含有的物质：醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖（葡萄糖、麦芽糖等）（）银氨溶液（多伦试剂）的配制：向一定量的溶液中逐滴加入的稀氨水至刚刚产生的沉淀恰好完全溶解 消失。（）反应条件：碱性、水浴加热 若在酸性条件下，则有 而被破坏。（）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 （）有关反应方程式：银镜反应的一般通式：【记忆诀窍】：水（盐）、银、氨 甲醛（相当于两个醛基）：乙二醛：甲酸：（过量）葡萄糖：第 页共 页 （）定量关系：CHO2Ag(NH)2OH2 Ag HCHO 4Ag(NH)2OH 4 Ag 与新制 悬浊液（斐林试剂）的反应 （）有机物：羧酸（中和）、甲酸（先中和，但仍过量，后氧化）、醛、还原性糖（葡萄糖、麦芽糖）、甘油等多羟基化合物。（）斐林试剂的配制：向一定量 的溶液中，滴加几滴的溶液，得 到蓝色絮状悬浊液（即斐林试剂）。（）反应条件：碱过量、加热煮沸 （）实验现象：若有机物只有官能团醛基（），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；（）有关反应方程式：（）定量关系：COOH?Cu(OH)2?Cu 2+（酸使不溶性的碱溶解）CHO 2Cu(OH)2Cu 2O HCHO 4Cu(OH)2 2Cu 2O 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）。第 页共 页 或 能跟溶液发生显色反应的是：酚类化合物。能跟发生显色反应的是：淀粉。能跟浓硝酸发生颜色反应的是：含苯环的天然蛋白质。三、各类烃的代表物的结构、特性：类 别 烷 烃 烯 烃 炔 烃 苯及同系物 通 式 代表物结构式 相对分子质量 碳碳键长 键 角 约 分子形状 正四面体 个原子 个原子 个原子共平 共平面型 同一直线型 面 正六边形 光照下的卤 跟、跟、跟加成；主要化学性质 代；裂化；不、加 加成；易 催化下卤 使酸性 成，易被氧化；被氧化；能加 代；硝化、磺 溶液褪色 可加聚 聚得导电塑料 化反应 四、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质 分子结构结 类别 通 式 官能团 代表物 主要化学性质 点 卤素原子直接 一卤代烃：与水溶液共热发生取代反应生 与烃基结合 卤代 卤原子 成醇 （：）碳 上 要有 氢 烃 多元饱和卤代烃：与醇溶液共热发生消去反应生 原子才能发生 成烯 消去反应 第 页共 页 一元醇：醇羟基 醇 饱 和 多 元 醇：（：）（：）羟基直接与链 烃基结合，及 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。跟活泼金属反应产生 跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃 脱水反应 乙醇 分子间脱水成醚 分子内脱水生成烯 催化氧化为醛或酮 一般断键与羧酸及无机含氧酸 反应生成酯 醚键 醚 酚羟基 酚 醛基 醛 羰基 酮 （：）（：）（：）（：）（：）性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反 键有极性 应 直接与苯 弱酸性 环上的碳相连，与浓溴水发生取代反应生成沉淀 受苯环影响能 遇呈紫色 微弱电离。易被氧化 相当于 两个 与、等加成为醇 被氧化剂、多伦试剂、斐林试剂、有极性、酸性高锰酸钾等氧化为羧酸 能加成。有极性、与、加成为醇 能加成 不能被氧化剂氧化为羧酸 第 页共 页 羧基 羧酸 （：）酯基（：）酯 （：）硝酸酯 硝酸 基 酯 硝基 硝基 化合 物 氨基 氨基 羧基 酸 （：）肽键 蛋白 结构复杂 氨基 酶 质 不可用通式表示 羧基 糖 多数可用下列通式表 羟 基 葡萄糖 受羰基影响，具有酸的通性 能电离出 酯化反应时一般断羧基中的碳氧单 ，受羟 键，不能被加成 基影响不能被 能与含物质缩去水生成酰胺 加成。肽键 酯 基 中 的碳 氧发生水解反应生成羧酸和醇 单键易断裂 也可发生醇解反应生成新酯和新醇 不稳定 易爆炸 一 硝 基 化合 物 一般不易被氧化剂氧化，但多硝基化合 较稳定 物易爆炸 能以配 位键结合；两性化合物 能 部 能形成肽键 分电离出 两性 水解 多肽链间有四 变性 级结构 颜色反应 （生物催化剂）灼烧分解 多羟基醛或多氧化反应 第 页共 页 示：羟基酮或它们 还原性糖 醛 基 淀粉 的缩合物 加氢还原 纤维素 酯化反应 羰 基 多糖水解 葡萄糖发酵分解生成乙醇 酯 基 酯基中的碳氧 水解反应 单键易断裂 油脂 可 能 有 （皂化反应）烃基中碳碳双 碳 碳 双 硬化反应 键能加成 键 五、有机物的鉴别和检验 鉴别有机物，必须熟悉有机物的性质（物理性质、化学性质），要抓住某些有机物的特征反应，选用合适的试剂，一一鉴别它们。常用的试剂及某些可鉴别物质种类和实验现象归纳如下：试剂 酸性高锰 溴 水 银氨 新制 酸碱 过量 碘水 名称 酸钾溶液 少量 溶液 溶液 指示剂 饱和 被 鉴 含碳碳双 含碳碳双 含醛 基 含醛基化 羧酸 化合物 别 物 键、三键的 键、三键 合物及葡 （酚不能 苯酚 及葡萄 苯酚 质 种 物质、烷基 的物质。萄糖、果 淀粉 使酸碱指 羧酸 溶液 糖、果 溶液 类 苯。但醇、但醛有干 糖、麦芽 示 剂 变 糖、麦 醛有干扰。扰。糖 色）芽糖 酸性高锰 溴水褪色 出 现 出现银 出现红 呈现 呈现 使石蕊或 放 出 无 现象 酸钾紫红 白 色 甲基橙变 色 无 味 且分层 镜 色沉淀 紫色 蓝色 色褪色 沉淀 红 气体 卤代烃中卤素的检验 取样，滴入 溶液，加热至分层现象消失，冷却后 加入稀硝酸酸化 ，再滴入 溶液，观察沉淀的颜色，确定是何种卤素。烯醛中碳碳双键的检验 （）若是纯净的液态样品，则可向所取试样中加入溴的四氯化碳溶液，若褪色，则证明含有碳碳双键。（）若样品为水溶液，则先向样品中加入足量的新制 悬浊液，加热煮沸，充分反 应后冷却过滤，向滤液中 加入稀硝酸酸化，再加入溴水，若褪色，则证明含有碳碳双 键。若直接向样品水溶液中滴加溴水，则会有反应：而使溴水褪色。二糖或多糖水解产物的检验 第 页共 页 若二糖或多糖是在稀硫酸作用下水解的，则先向冷却后的水解液中加入足量的 溶液，中和稀硫酸，然后再加入银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液，（水浴）加 热，观察现象，作出判断。如何检验溶解在苯中的苯酚？取样，向试样中加入 溶液，振荡后静置、分液，向水溶液中加入盐酸酸化，再滴入几滴 溶液（或 过量饱和溴水 ），若溶液呈紫色（或有白色沉淀生成），则说 明有苯酚。若向样品中直接滴入 溶液，则由于苯酚仍溶解在苯中，不得进入水溶液中与 进行离子反应；若向样品中直接加入饱和溴水，则生成的三溴苯酚会溶解在苯中而 看不到白色沉淀。若所用溴水太稀，则一方面可能由于生成溶解度相对较大的一溴苯酚或二溴苯酚，另一方面可能生成的三溴苯酚溶解在过量的苯酚之中而看不到沉淀。如何检验实验室制得的乙烯气体中含有 CH 2 CH 2、SO2、CO 2、H 2O？将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、饱和 溶液、品红溶液、澄清石灰 水、（检验水）（检验）（除去）（确认已除尽）（检验）溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液（检验）。六、混合物的分离或提纯（除杂）混合物 分离 除杂试剂 化学方程式或离子方程式（括号内为杂质）方法 溴水、溶液 乙烷（乙烯）洗气 （除去挥发出的 蒸气）乙烯（、）溶液 洗气 乙炔（、）饱和溶液 洗气 提取白酒中的酒精 蒸馏 从的酒精中提 新制的生石灰 蒸馏 取无水酒精 从无水酒精中提取 镁粉 蒸馏 绝对酒精 汽油或苯或 萃取 提取碘水中的碘 四氯化碳 分液蒸馏 第 页共 页 溴化钠溶液 溴的四氯化碳 洗涤萃取分液 （碘化钠）苯 （苯酚）乙醇 （乙酸）乙酸 （乙醇）溴乙烷（溴）溴苯 （、苯）硝基苯 （苯、酸）提纯苯甲酸 提纯蛋白质 高级脂肪酸钠溶液 （甘油）溶液 溶液或 饱和溶液 、溶液均可 溶液 稀 溶液 蒸馏水 溶液 蒸馏水 溶液 蒸馏水 蒸馏水 浓轻金属盐溶液 食盐 洗涤 分液 洗涤 蒸馏 蒸发 蒸馏 洗涤 分液 洗涤 分液 蒸馏 洗涤 分液 蒸馏 重结晶 渗析 盐析 盐析 溶于水 先用水洗去大部分酸，再用 溶液洗去少 量溶解在有机层的酸 常温下，苯甲酸为固体，溶解度受温度影响变 化较大。七、有机物的结构 牢牢记住：在有机物中：一价、：四价、：二价、（氨基中）：三价、（卤素）：一 价 第 页共 页 （一）同系物的判断规律 一差（分子组成差若干个）两同（同通式，同结构）三注意 （）必为同一类物质；（）结构相似（即有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目）；（）同系物间物性不同化性相似。因此，具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物。此外，要熟悉习惯命名的有机物的组成，如油酸、亚油酸、软脂酸、谷氨酸等，以便于辨认他们的同系物。（二）、同分异构体的种类 碳链异构 位置异构 官能团异构（类别异构）（详写下表）顺反异构 对映异构（不作要求）常见的类别异构 组成通式 可能的类别 典型实例 烯烃、环烷烃 与 炔烃、二烯烃 与 饱和一元醇、醚 与 醛、酮、烯醇、环醚、环、与 醇 羧酸、酯、羟基醛、与 酚、芳香醇、芳香醚 与 硝基烷、氨基酸 与 单糖或二糖 葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖 （三）、同分异构体的书写规律 第 页共 页 书写时，要尽量把主链写直，不要写得扭七歪八的，以免干扰自己的视觉；思维一定要 有序，可按下列顺序考虑：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列邻、间、对。按照碳链异构 位置异构 顺反异构 官能团异构的顺序书写，也可按官能团异构 碳链异构 位置异构 顺反异构的顺序书写，不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写。若遇到苯环上有三个取代基时，可先定两个的位置关系是邻或间或对，然后再对第三 个取代基依次进行定位，同时要注意哪些是与前面重复的。（四）、同分异构体数目的判断方法 1记忆法 记住已掌握的常见的异构体数。例如：（）凡只含一个碳原子的分子均无异构；（）丁烷、丁炔、丙基、丙醇有 种；（）戊烷、戊炔有种；（）丁基、丁烯（包括顺反异构）、（芳烃）有种；（）己烷、（含苯环）有种；（）的芳香酯有种；（）戊基、（芳烃）有种。2基元法 例如：丁基有 种，丁醇、戊醛、戊酸都有 种 3替代法 例如：二氯苯 有种，四氯苯也为 种（将替代）；又如：的一氯代物只有一种，新戊烷（）的一氯代物也只有一种。4对称法（又称等效氢法）等效氢法的判断可按下列三点进行：（）同一碳原子上的氢原子是等效的；（）同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的；（）处于镜面对称位置上的氢原子是等效的（相当于平面成像时，物与像的关系）。（五）、不饱和度的计算方法 烃及其含氧衍生物的不饱和度 卤代烃的不饱和度 含有机物的不饱和度 （）若是氨基，则 （）若是硝基，则 第 页共 页 （）若是铵离子，则 八、具有特定碳、氢比的常见有机物 牢牢记住：在烃及其含氧衍生物中，氢原子数目一定为偶数，若有机物中含有奇数个 卤原 子或氮原子，则氢原子个数亦为奇数。当（）（）时，常见的有机物有：乙炔、苯、苯乙烯、苯酚、乙二 醛、乙二酸。当（）（）时，常见的有机物有：单烯烃、环烷烃、饱和一元脂肪 醛、酸、酯、葡萄糖。当（）（）时，常见的有机物有：甲烷、甲醇、尿素。当有机物中氢原子数超过其对应烷烃氢原子数时，其结构中可能有 或，如甲胺、醋酸铵 等。烷烃所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而增大，介于 之间。在该同系物中，含碳质量分数最低的是。单烯烃所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而不变，均为。单炔烃、苯及其同系物所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而减 小，介于之间，在该系列物质中含碳质量分数最高的是 和，均为。含氢质量分数最高的有机物是：一定质量的有机物燃烧，耗氧量最大的是：完全燃烧时生成等物质的量的 和的是：单烯烃、环烷烃、饱和一元醛、羧 酸、酯、葡萄糖、果糖（通式为 的物质，）。九、重要的有机反应及类型 1取代反应 酯化反应 第 页共 页 水解反应 无机酸或碱 2加成反应 3氧化反应 点燃 网 锰盐 4还原反应 5消去反应 浓 第 页共 页 乙醇 7水解反应 卤代烃、酯、多肽的水解都属于取代反应 8热裂化反应（很复杂）9显色反应 含有苯环的蛋白质与浓 作用而呈黄色 10聚合反应 11中和反应 十、一些典型有机反应的比较 反应机理的比较 第 页共 页 （）醇去氢：脱去与羟基相连接碳原子上的氢和羟基中的氢，形成。例如：羟基所连碳原子上没有氢原子，不能形成，所以 不发生失氢（氧化）反应。（）消去反应：脱去 （或 ）及相邻碳原子上的氢，形成不饱和键。例如：与 原子相邻碳原子上没有氢，所以不能发生消去反应。（）酯化反应：羧酸分子中的羟基跟醇分子羟基中的氢原子结合成水，其余部分互相结合成酯。例如：反应现象的比较 例如：与新制悬浊液反应的现象：沉淀溶解，出现绛蓝色溶液 存在多羟基；沉淀溶解，出现蓝色溶液 存在羧基。加热后，有红色沉淀出现 存在醛基。反应条件的比较 同一化合物，反应条件不同，产物不同。例如：浓 （）（分子内脱水）浓（分子间脱水）第 页共 页