高中化学有机化合物知识点总结(20200625220925)37430.pdf

高中化学有机物知识点总结 一、重要的物理性质 1有机物的溶解性 （1）难溶于水的有：各类烃、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、醛、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。（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。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）。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。2有机物的密度 小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、酯（包括油脂）3有机物的状态 常温常压（1 个大气压、20左右）（1）气态：烃类：一般 N(C)4 的各类烃 注意：新戊烷 C(CH 3)4 亦为气态 衍生物类：一氯甲烷（CH3Cl，沸点为-24.2 ）甲醛（HCHO，沸点为-21）（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(CH 2)4CH 3 甲醇 CH 3OH 甲酸 HCOOH 乙醛 CH 3CHO 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 C12 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 4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 淀粉溶液（胶）遇碘（I 2）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)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。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 甜味（无色黏稠液体）丙三醇（甘油）甜味（无色黏稠液体）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 二、重要的反应 1能使溴水（Br2/H2O）褪色的物质（1）有机物、C C的不饱和化合物 通过加成反应使之褪色：含有 通过氧化反应使之褪色：含有 CHO（醛基）的有机物 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 （2）无机物 通过与碱发生歧化反应 3Br2+6OH-=5Br-+BrO3-+3H2O 或 Br 2+2OH-=Br-+BrO-+H2O 与还原性物质发生氧化还原反应，如 2-、SO2、SO32-2+H2S、S、I、Fe 2能使酸性高锰酸钾溶液 KMnO 4/H+褪色的物质 （1）有机物：含有 、CC、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（2-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、SO2、SO32-、Br I-、Fe2+3与 Na 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、COOH 的有机物反应 加热时，能与酯反应（取代反应）与 Na 2CO3 反应的有机物：含有 酚羟基的有机物反应生成酚钠和 NaHCO；3 含有 COOH 的有机物反应生成羧酸钠，并放出 CO2 气体；与 NaHCO3 反应的有机物：含有 COOH 的有机物反应生成羧酸钠并放出等物质的量的 CO2 气体。4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(NH 3)2OH（多伦试剂）的配制：向一定量 2%的 AgNO 3 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 若在酸性条件下，则有 Ag(NH 3)2+OH-+3H+=Ag+2NH 4+H 2O 而被破坏。（4）实验现象：试管内壁有银白色金属析出 （5）有关反应方程式：AgNO 3+NH 3H2O=AgOH+NH 4NO3 AgOH+2NH 3H2O=Ag(NH 3)2OH+2H 2O 银镜反应的一般通式：RCHO+2Ag(NH 3)2OH 2 A g+RCOONH 4+3NH 3+H2 O 甲醛（相当于两个醛基）：HCHO+4Ag(NH 3)2OH 4Ag+(NH4)2CO3+6NH 3+2H2O 乙二醛：OHC-CHO +4Ag(NH 3)2OH 4Ag+(NH 4)2C2O4+6NH 3+2H2O 甲酸：HCOOH +2 Ag(NH 3)2OH 2 Ag+(NH 4)2CO3+2NH 3+H2O 葡萄糖：（过量）CH 2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH 3)2OH 2A g +CH 2OH(CHOH)4COONH 4+3NH 3+H2O （6）定量关系：5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）。（3）反应条件：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)2 RCOOH+Cu 2O+2H2O HCHO+4Cu(OH)2 CO2+2Cu2O+5H2O OHC-CHO+4Cu(OH)2 HOOC-COOH+2Cu 2O+4H 2O HCOOH+2Cu(OH)2 2 2O+3H2 O 2 2 CO +Cu 2O+2H2 4 CHO+2Cu(OH)2 4 COOH+Cu O CH OH(CHOH)CH OH(CHOH)（6）定量关系：?（酸使不溶性的碱溶解）6能发生水解反应的有机物是：酯、糖类（单糖除外）、肽类（包括蛋白质）。HX+NaOH=NaX+H 2O (H)RCOOH+NaOH=(H)RCOONa+H 2O RCOOH+NaOH=RCOONa+H 2O 或 7能跟 I2 发生显色反应的是：淀粉。8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 苯及同系 类 别 烷 烃 烯 烃 炔 烃 物 CnH2n+2(n CnH2n(n CnH2n-2(n CnH2n-6(n 通 式 代表物结构式 相对分子质量 Mr 碳碳键长 (10-10m)键 角 1)2)2)6)H CC H 16 28 26 78 1.54 1.33 1.20 1.40 10928 约 120180 120 分子形状 主要化学性质 正四面体 光照下的 卤代；裂 化；不使 酸 性 KMnO 4 溶液褪色 6 个原子 4 个原子 12 个原子 同一直线 共平面(正 共平面型 型 六边形)跟 X2、H2、跟 X2、H2、跟 H2加 HX、H2O、HX、HCN 成；FeX3 HCN 加 加成；易 催化下卤 成，易被 被氧化；代；硝化、氧化；可 能加聚得 磺化反应 加聚 导电塑料 四、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质 类 分子结构结 主要化学 通 式 官能团 代表物 性质 别 点 一元醇：R OH 醇羟基 醇 饱和多元 OH 醇：CnH2n+2Om 醛基 醛 羧 羧基 酸 CH3OH （Mr：32）C2H5OH （Mr：46）HCHO （Mr：30）（Mr：44）（Mr：60）1.跟活泼 羟基直接与 金属反应 产生 H2 2.跟卤化 链烃基结合，氢 或 浓 氢 卤酸反应 OH 及 生成卤代 烃 3.脱水反 CO 均 有 应:乙醇 140 分 极性。子 间 脱水成醚 170 分-碳 上有氢 子 内 脱水 生 成 烯 原子才能发 4.催化氧 化为醛或 生消去反应。酮 5.一般断 OH 键与-碳 上 有 氢 羧 酸 及 无 机含氧酸 原子才能被 反应生成 酯 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。HCHO 相当 1.与 H2、HCN 等加 于两个 成为醇 2.被氧化 CHO 剂(O2、多 伦试剂、斐 林试剂、酸 有极性、性高锰酸 钾等)氧化 能加成。为羧酸 1.具 有 酸 受羰基影响，的通性 2.酯 化 反 OH 能电 应时一般 断羧基中 的碳氧单 离出 H+，键，不能被 H2 加成 3.能 与 含 NH2 物 受羟基影响 质缩去水 生成酰胺 不能被加成。(肽键)HCOOC H3 1.发生水 （Mr：酯 基中的 碳 解反应生 酯基 成羧酸和 醇 酯 60）氧单键易断 2.也可发 裂 生醇解反 应生成新 酯和新醇（Mr：88）氨 RCH(NH 2 基)COOH 酸 蛋 结构复杂白 不可用通质 式表示 多数可用 下列通式 糖 表示：Cn(H 2O)m 氨基 NH2 能以 H2NCH 2 两性化合 NH 2 配位键结合 物 COOH H+；COOH 能形成肽 羧基（Mr：COO 75）能部分电离 键 H 出 H+肽键 1.两性 2.水解 多肽链间有 3.变性 酶 4.颜色反 氨基 应 四级结构（生物催 NH 2 化剂）羧基 5.灼烧分 COO 解 H 1.氧化反 羟基 葡萄糖 应 CH 2OH(多羟基醛或(还原性糖)OH CHOH)4 2.加氢还 CHO 多羟基酮或 原 醛 基 淀 粉 3.酯化反(C6H10O5)它们的缩合 应 CHO n 4.多糖水 纤维素 物 解 C 6H7O2(5.葡萄糖 羰基 OH)3 n 发酵分解 生成乙醇 酯 基 酯基中的碳 氧单键易断 1.水解反 油 应 （皂化反 可 能 有 裂 应）脂 2.硬化反 碳 碳 双 烃基中碳碳 应 键 双键能加成 五、有机物的鉴别 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。1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 酸性 溴 水 银 新制 酸碱 剂 高锰 氨 碘 NaH Cu(O 指示 名 酸钾 少量 溶 水 CO3 H)2 剂 称 溶液 液 含 醛 含 碳 基 含 醛 含 碳 化 被 碳 双 基 化 碳 双 合 羧酸 鉴 键、三 合 物 键、物 （酚 别 键 的 及 葡 三 键 及 不 能 物 物质、萄 淀 的 物 葡 使酸羧酸 质 烷 基 糖、粉 质。萄 碱 指 种 苯。但 果 但 醛 糖、示 剂 类 醇、醛 糖、有 干 果 变色）有 干 麦 芽 扰。糖、扰。糖 麦 芽 糖 酸 性 使 石 高锰溴水 出 出 现 呈 放 出 蕊 或 现 酸钾褪色 现 红 现 无 色 甲 基 象 紫红且分 银 色 沉 蓝 无 味 橙 变 色 褪 层 镜 淀 色 气体 红 色 2二糖或多糖水解产物的检验 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 NaOH 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。3如何检验实验室制得的乙烯气体中含有、？将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、饱和 Fe2(SO4)3 溶液、品红溶液、澄清石灰水、（检验水）（检验 SO2）（除去 SO2）（确认 SO2 已除尽）（检验 CO2）溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液（检验 CH 2 CH2）。六、混合物的分离或提纯（除杂）混合物 （括号内为 除杂试剂杂质）溴水、NaOH 溶 乙烷（乙烯）液（除去挥 发出的 Br 2 蒸气）乙烯（SO2、NaOH 溶 CO2）液 饱 和 乙炔（H2S、CuSO4 溶 PH3）液 提取白酒中 的酒精 从 95%的酒 新制的生精中提取无 石灰 水酒精 分 离 方 化学方程式或离子方程式 法 洗 CH2CH2+Br 2 CH2 BrCH 2Br Br2+2NaOH NaBr+NaBrO+气 H2O 洗 SO2+2NaOH=Na 2SO3+H2O 气 CO2+2NaOH=Na 2CO3+H2O H S+CuSO=CuS +HSO 洗 2 4 2 4 气 11PH3+24CuSO4+12H2O=8Cu3P+3H3PO4+24H2SO4 蒸 馏 蒸 CaO+H2O Ca(OH)2 馏 OH(C 从无水酒精中提取绝对酒精 提取碘水中的碘 溴化钠溶液（碘化钠）乙醇（乙酸）乙酸（乙醇）提纯蛋白质 镁粉 汽油或苯 或 四氯化碳 溴的四氯 化碳 溶液 NaOH、Na2CO3 、NaHCO3 溶 液均可 NaOH 溶液 稀 H2SO4 蒸馏水 浓轻金属 盐溶液 Mg+2C2H 5 2H5O)2 Mg+蒸 H2 馏(C2H5O)2 Mg+2H 2O 2C2H5OH+Mg(OH)2 萃 取 分 液 蒸 馏 洗 涤 萃-取 Br2+2I=I 2+2Br 分 液 CH3COOH+NaOH 洗 CH3COONa+H 2O 涤 2CH3COOH+Na2CO3 蒸 2CH 3COONa+CO 2+H2O 馏 CH3COOH+NaHCO3 CH3COONa+CO2+H2O 蒸 CH3COOH +NaOH CH3COO 发 Na+H2O 蒸 2CH3COO Na+H 2SO4 Na2SO4 馏+2CH3COOH 渗 析 盐 析 高级脂肪酸 盐 钠溶液 食盐 （甘油）析 七、有机物的结构 牢牢记住：在有机物中 H：一价、C：四价、O：二价、N（氨基中）：三价、X （卤素）：一价 （一）同系物的判断规律 1一差（分子组成差若干个 CH2）2两同（同通式，同结构）3三注意 （1）必为同一类物质；（2）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）；（3）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 1碳链异构 2位置异构 3官能团异构（类别异构）（详写下表）4顺反异构 5对映异构（不作要求）常见的类别异构 组成通 可能的类别 典型实例 式 CnH 2n 烯烃、环烷烃 CH2=CHCH 3 与 CnH2n-2 炔烃、二烯烃 CnH2n+2 饱和一元醇、醚 O 醛、酮、烯醇、环 CnH2nO 醚、环醇 CnH2nO2 羧酸、酯、羟基醛 CnH2n-6 酚、芳香醇、芳香 O 醚 CnH2n+1 硝基烷、氨基酸 NO2 Cn(H2O)单糖或二糖 m CH C CH2CH3 与 CH2=CHCH=CH 2 C2H5OH 与 CH3OCH3 CH3CH2CHO 、CH 3COCH3 、CH=CHCH 2OH 与 CH3COOH、HCOOCH 3 与 HO CH3CHO 与 CH3CH2NO 2 与 H2NCH 2COOH 葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖(C12H22O11)（三）、同分异构体的书写规律 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：1主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列邻、间、对。2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。3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 记忆法 记住已掌握的常见的异构体数。例如：（1）凡只含一个碳原子的分子均无异构；（2）丁烷、丁炔、丙基、丙醇有 2 种；（3）戊烷、戊炔有 3 种；（4）丁基、丁烯（包括顺反异构）、C8H10（芳烃）有 4 种；（5）己烷、C7H8O（含苯环）有 5 种；（6）C8H8O2 的芳香酯有 6 种；（7）戊基、C9H12（芳烃）有 8 种。基元法 例如：丁基有 4 种，丁醇、戊醛、戊酸都有 4 种 3对称法（又称等效氢法）等效氢法的判断可按下列三点进行：（1）同一碳原子上的氢原子是等效的；（2）同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的；（3）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）。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氮原子，则氢原子个数亦为奇数。当 n（C）n（H）=1 1 时，常见的有机物有：乙烃、苯、苯乙烯、乙 二醛、乙二酸。当 n（C）n（H）=1 2 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 n（C）n（H）=1 4 时，常见的有机物有：甲烷、甲醇、尿素 CO(NH 2)2。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 NH 2 或 NH 4+，如甲胺 CH 3NH 2、醋酸铵 CH3COONH 4 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 75%85.7%之间。在该同系物中，含碳质量分数最低的是 CH 4。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 85.7%。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 92.3%85.7%之间，在该系列物质中含碳质量分数最高的 是 C2H 2 和 C6H6，均为 92.3%。含氢质量分数最高的有机物是：CH4 一定质量的有机物燃烧，耗氧量最大的是：CH4 完全燃烧时生成等物质的量的 CO2 和 H2O 的是：单烯烃、环烷烃、饱和 一元醛、羧酸、酯、葡萄糖、果糖（通式为 CnH2nOx 的物质，x=0，1，2，）。九、重要的有机反应及类型 取代反应 酯化反应 水解反应 无机酸或碱 CH3COOC2H5+H 2O CH 3COOH+C 2H5OH 加成反应 氧化反应 点燃 2C2H2+5O2 4CO2+2H2O Ag 网 2CH3CH 2OH+O 2 2CH3CHO+2H 2O 550 锰盐 2CH3CHO+O 2 65 75 CH3CHO+2Ag(NH 3)2OH+2Ag+3NH3+H 2O 4消去反应 C2H5OH 浓H 2 SO4 170 CH CH+HO 2 2 2 水解反应 酯、多肽的水解都属于取代反应 热裂化反应（很复杂）C16H34 C8H16+C8H16 C16H 34 C14H30+C2H4 C16H34 C12H26+C4H8 7显色反应 含有苯环的蛋白质与浓 HNO3 作用而呈黄色 聚合反应 十、一些典型有机反应的比较 1 反应机理的比较 （1）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：+O2 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。（2）消去反应：脱去 X（或 OH）及相邻碳原子上的氢，形成不饱和键。例如：（3）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：2反应现象的比较 例如：与新制 Cu(OH)2 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。3反应条件的比较 同一化合物，反应条件不同，产物不同。例如：（1）CH3CH2OH 浓 H 2SO4 170 CH=CH +HO（分子内脱水）2 2 2 2CH3CH 2OH 浓 H2 SO4 CH3CH 2OCH2CH 3+H 2O（分子间脱水）140 （2）一些有机物与溴反应的条件不同，产物不同。十一、几个难记的化学式 硬脂酸（十八酸）C17H35COOH 硬脂酸甘油酯软脂酸（十六酸，棕榈酸）C15H31COOH 油酸（9-十八碳烯酸）CH3(CH2)7CH=CH(CH 2)7COOH 亚油酸（9,12-十八碳二烯酸）CH3(CH 2)4CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)7COOH 鱼油的主要成分：EPR（二十碳五烯酸）C19H29COOH DHR（二十二碳六烯酸）C21H31COOH 银氨溶液 Ag(NH 3)2OH 葡萄糖（C6H12O6）CH 2OH(CHOH)4CHO 果糖（C6H12O6）CH2OH(CHOH)3COCH 2OH 蔗糖 C12H22O11（非还原性糖）麦芽糖 C12H22O11（还原性糖）淀粉(C6H10O5)n（非还原性糖）纤维素 C6H7O2(OH)3n（非还原性糖）