有机化学基础知识归纳学案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流有机化学基础知识归纳学案.精品文档.高中有机化学知识点归纳教师:周少江 学校:成都列五中学 邮箱:hdsd_zsj一、同系物结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质物质。同系物的判断要点:1、通式相同,但通式相同不一定是同系物。2、组成元素种类必须相同3、结构相似指具有相似的原子连接方式,相同的官能团类别和数目。结构相似不一定完全相同,如CH3CH2CH3和(CH3)4C,前者无支链,后者有支链仍为同系物。4、在分子组成上必须相差一个或几个CH2原子团,但通式相同组成上相差一个或几个CH2原子团不一定是同系物,如CH3CH2B
2、r和CH3CH2CH2Cl都是卤代烃,且组成相差一个CH2原子团,但不是同系物。5、同分异构体之间不是同系物。二、同分异构体化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。1、同分异构体的种类: 碳链异构:指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构。如C5H12有三种同分异构体,即正戊烷、异戊烷和新戊烷。 位置异构:指官能团或取代基在在碳链上的位置不同而造成的异构。如1丁烯与2丁烯、1丙醇与2丙醇、邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。 异类异构:指官能团不同而造成的异构,也叫官能团异构。如1丁炔与1,3丁二烯、丙烯与环丙烷、乙醇与甲醚、丙
3、醛与丙酮、乙酸与甲酸甲酯、葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖等。 其他异构方式:如顺反异构、对映异构(也叫做镜像异构或手性异构)等,在中学阶段的信息题中屡有涉及。常见的类别异构组成通式可能的类别典型实例CnH2n烯烃、环烷烃CH2=CHCH3与CnH2n-2炔烃、二烯烃CHCCH2CH3与CH2=CHCH=CH2CnH2n+2O饱和一元醇、醚C2H5OH与CH3OCH3CnH2nO醛、酮、烯醇、环醚、环醇CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH=CHCH2OH与CnH2nO2羧酸、酯、羟基醛CH3COOH、HCOOCH3与HOCH3CHOCnH2n-6O酚、芳香醇、芳香醚与CnH2n+1NO2硝基烷
4、、氨基酸CH3CH2NO2与H2NCH2COOHCn(H2O)m单糖或二糖葡萄糖与果糖(C6H12O6)、蔗糖与麦芽糖(C12H22O11)2、同分异构体的书写规律: 烷烃(只可能存在碳链异构)的书写规律:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由对到邻到间。 具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、醇、酮等,它们具有碳链异构、官能团位置异构、异类异构,书写按顺序考虑。一般情况是碳链异构官能团位置异构异类异构。 芳香族化合物:二元取代物的取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。3、判断同分异构体的常见方法: 记忆法: 碳原子数目15的烷烃异构体数目:甲烷、乙烷和丙烷均无异构体,丁烷有两种异构
5、体,戊烷有三种异构体。 碳原子数目14的一价烷基:甲基一种(CH3),乙基一种(CH2CH3)、丙基两种(CH2CH2CH3、CH(CH3)2)、CH3CHCH2CH3丁基四种(CH2CH2CH2CH3、 、CH2CH(CH3)2、C(CH3)3) 一价苯基一种、二价苯基三种(邻、间、对三种)。 基团连接法:将有机物看成由基团连接而成,由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。如:丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种,戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基连接而成)也分别有四种。 等同转换法:将有机物分子中的不同原子或基团进行等同转换。如:乙烷分子中共有6个H原子,若有一个H原子被
6、Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子,而H原子转换为Cl原子,其情况跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。同样,二氯乙烷有两种结构,四氯乙烷也有两种结构。 等效氢法:等效氢指在有机物分子中处于相同位置的氢原子。等效氢任一原子若被相同取代基取代所得产物都属于同一物质。其判断方法有: 同一碳原子上连接的氢原子等效。 同一碳原子上连接的CH3中氢原子等效。如:新戊烷中的四个甲基连接于同一个碳原子上,故新戊烷分子中的12个氢原子等效。CH3CH3C CCH3CH3CH3CH3 同一分子中处于镜面对称(或轴对称)位置的氢原子等效。如
7、: 分子中的18个氢原子等效。【例1】已知与互为同分异构体(称为“顺反异构”),则化学式为C3H5Cl的链状的同分异构体有( )A.3种 B.4种 C.5种 D.6种【例2】某有机物A的分子式为C6H12O2。已知A有如下转化,其中D不与Na2CO3溶液反应,C、E都能发生银镜反应,那么A的结构可能有( )A.2种 B.3 种 C.4 种 D.5种【例3】菲的结构简式为,若它与硝酸反应,可能生成的一硝基取代物有( )A.4种 B.5种 C.6种 D.10种同位素、同素异形体、同分异构体和同系物的辨别概念同系物同分异构体同素异形体同位素分子式不同相同不同/结构相似不同不同/研究对象化合物化合物单
8、质原子【例4】下列对每组中物质间关系的叙述不正确的是( )A.和互为同位素 B.和属于同系物C.S2和S8互为同素异形体 D.丙酸和乙酸甲酯属于同分异构体三、有机物的系统命名法1、烷烃的系统命名法 定主链:就长不就短。选择分子中最长碳链作主链(烷烃的名称由主链的碳原子数决定) 找支链:就近不就远。从离取代基最近的一端编号。 命名: 就多不就少。若有两条碳链等长,以含取代基多的为主链。 就简不就繁。若在离两端等距离的位置同时出现不同的取代基时,简单的取代基优先编号(若为相同的取代基,则从哪端编号能使取代基位置编号之和最小,就从哪一端编起)。 先写取代基名称,后写烷烃的名称;取代基的排列顺序从简单
9、到复杂;相同的取代基合并以汉字数字标明数目;取代基的位置以主链碳原子的阿拉伯数字编号标明写在表示取代基数目的汉字之前,位置编号之间以“,”相隔,阿拉伯数字与汉字之间以“”相连。 烷烃命名书写的格式:取代基的编号取代基取代基的编号取代基某烷烃简单的取代基复杂的取代基主链碳数命名2、含有官能团的化合物的命名 定母体:根据化合物分子中的官能团确定母体。如:含碳碳双键的化合物,以烯为母体,化合物的最后名称为“某烯”;含醇羟基、醛基、羧基的化合物分别以醇、醛、酸为母体;苯的同系物以苯为母体命名。 定主链:以含有尽可能多官能团的最长碳链为主链。 命名:官能团编号最小化。其他规则与烷烃相似。CH3CH3CC
10、HCH3CH3OH如: ,叫作:2,3二甲基2丁醇CH3CH3CHCCHOCH3CH2CH3 ,叫作:2,3二甲基2乙基丁醛三、有机物的物理性质1、状态:气态:n4的烃、新戊烷、甲醛、一氯甲烷、一氯乙烷、一溴甲烷常温呈气态液态:低级(十碳以下)的醇、醛、酸、酯常温呈液态油状:乙酸乙酯、油酸;粘稠状:石油、乙二醇、丙三醇。固态:苯酚,草酸,苯甲酸、硬脂酸,软脂酸常温呈固态;饱和高级脂肪酸、脂肪、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、维生素、醋酸(16.6以下);2、气味:无味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);稍有气味:乙烯;特殊气味:甲醛、乙醛、甲酸和乙酸;香味:乙醇、低级
11、酯;3、颜色:白色:葡萄糖、多糖黑色或深棕色:石油4、密度:比水轻:烃(如汽油、苯及其同系物、己烷、己烯)、油脂、液态烃、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯(如乙酸乙酯)、汽油;比水重:硝基苯、溴乙烷、液态苯酚、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4。5、挥发性:乙醇、乙醛、乙酸。6、水溶性:不溶:高级脂肪酸、酯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、石油、CCl4;易溶:甲醛、乙酸、乙二醇;与水混溶:乙醇、乙醛、甲酸、丙三醇。有机物均能溶于有机溶剂有机物中的憎水基团:-R(烃基);亲水基团:羟基,醛基,羧基能溶于水的:低碳的醇、醛、酸、钠盐,如乙(醇、醛、酸)乙二醇、丙三醇、苯酚钠难溶于水的:烃,卤代烃,酯类,硝
12、基化合物微溶于水:苯酚、苯甲酸苯酚溶解的特殊性:常温微溶,65以上任意溶常见的防水材料:聚氯乙烯,聚酯等高分子材料吸水保水材料:尿不湿7、沸点同系物比较:沸点随着分子量的增加(即C原子个数的增大)而升高同类物质的同分异构体:沸点随支链增多而降低衍生物的沸点高于相应的烃饱和程度大、极性大的有机物沸点高于饱和程度小的、极性小的有机物分子间形成氢键的有机物沸点高于不形成氢键的有机物如:乙醇乙醚,脂肪油,丙烷丙烯,氯乙烷乙烷8、有毒物质与生活有关的:涂料油漆中的苯、硝基苯,假酒中的甲醇,居室装修产生的甲醛气体五、最简式相同的有机物1、CH:C2H2、C4H4(乙烯基乙炔)、C6H6(苯、棱晶烷、盆烯)
13、、C8H8(立方烷、苯乙烯);2、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的饱和一元羧酸或酯;如乙醛(C2H4O)与丁酸及异构体(C4H8O2)5、炔烃(或二烯烃)与三倍于其碳原子数的苯及苯的同系物。如:丙炔(C3H4)与丙苯(C9H12)六、能与溴水发生化学反应而使溴水褪色或变色的物质1、有机物: 不饱和烃(烯烃、炔烃、二烯烃等) 不饱和烃的衍生物(烯醇、烯醛、烯酸、烯酯、油酸、油酸酯等) 石油产品(裂化气、裂解气、裂化汽油等) 含醛基的化合物(醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等) 天然橡胶(聚异
14、戊二烯)2、无机物: 2价的S(硫化氢及硫化物) + 4价的S(二氧化硫、亚硫酸及亚硫酸盐) + 2价的Fe变色6FeSO4 + 3Br2 = 2Fe2(SO4)3 + 2FeBr36FeCl2 + 3Br2 = 4FeCl3 + 2FeBr3Mg + Br2 = MgBr2 (其中亦有Mg与H+、Mg与HBrO的反应)2FeI2 + 3Br2 = 2FeBr3 + 2I2 Zn、Mg等单质 如 1价的I(氢碘酸及碘化物)变色 NaOH等强碱、Na2CO3和AgNO3等盐Br2 + H2O = HBr + HBrO2HBr + Na2CO3 = 2NaBr + CO2+ H2OHBrO + N
15、a2CO3 = NaBrO + NaHCO3七、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等;下层变无色的(1):直馏汽油、煤焦油、苯及苯的同系物、低级酯、液态环烷烃、液态饱和烃(如己烷等)等八、能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质1、有机物: 不饱和烃(烯烃、炔烃、二烯烃等) 不饱和烃的衍生物(烯醇、烯醛、烯酸、烯酯、油酸、油酸酯等) 石油产品(裂化气、裂解气、裂化汽油等) 醇类物质(乙醇等) 含醛基的化合物(醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等) 天然橡胶(聚异戊二烯)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)2、无机物: 氢卤酸及
16、卤化物(氢溴酸、氢碘酸、浓盐酸、溴化物、碘化物) + 2价的Fe(亚铁盐及氢氧化亚铁) 2价的S(硫化氢及硫化物) + 4价的S(二氧化硫、亚硫酸及亚硫酸盐) 双氧水(H2O2)其它:1、与Na反应的有机物:含有OH、COOH的有机物与NaOH反应的有机物:常温时,含有酚羟基、COOH的有机物物;加热时,卤代烃、酯(水解反应)与Na2CO3反应的有机物:含有酚羟基的有机物【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】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】2、银镜反应的有机物含有CHO的物质:醛、甲
17、酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等)定量关系:CHO2Ag(NH)2OH2 AgHCHO4Ag(NH)2OH4 Ag3、与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应有机物: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【现象出现:绛蓝色】定量关系:CHO2Cu(OH)2Cu2OHCHO4Cu(OH)22Cu2O4、能发生水解反应的有机物卤代烃、酯、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋白质)。5、能跟FeCl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。6、能跟I2发生显色反应的是:淀粉。7、能跟浓硝酸发生颜色反应的是:含苯环的天然蛋白质。
18、【例题】例1 某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可能是( )A. C3H8 B. C4H10 C. C5H12 D. C8H18 例2 下列各对物质中属于同分异构体的是( )CH3CCH3CH3CH3A. 12C与13C B. O2和O3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3HHHCCH3CH3HC. 与 D. 与例3 用式量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子,所得芳香烃产物的数目为( )A. 3 B. 4 C. 5 D. 6【习题】OHCH2CH31、下列各组物质互为同系物的是( )CH2OHOHA. B. 葡萄糖和核糖CH2OH(CHOH)3CHOC. 乙酸甲酯
19、和油酸乙酯D. 氨基乙酸和氨基丁酸2、有机物CH3OC6H4CHO,有多种同分异构体,其中属于酯且含有苯环结构的共有( )A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种3、具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”的主要成分的结构简式为CH3CH(CH3)CH2 CH(CH3)COOH 它为( )A. 它为芳香族化合物 B. 甲酸的同系物C. 易溶于水的有机物 D. 易升华的物质4、 1,2,3三苯基环丙烷的三个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下,因此有如图所示的两种异构体是苯基,环用键线表示,C、H原子都未画出。据此,可以判断1,2,3,4,5五氯环戊烷(假定五个碳原子也处一个平面上)的异构体数
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