选修5-有机化学基础ppt课件.pptx
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物选修选修5 5 有机化学基础有机化学基础云南师范大学实验中学 张逸鹏张逸鹏我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物有机合成,化学方程式有机合成,化学方程式1. 1.烷烃烷烃的的燃烧反应燃烧反应、取代反应取代反应2. 2.烯烃烯烃的的加成反应加成反应、加聚反应加聚反应、氧化反应氧化反应(燃烧燃烧、强氧化剂强氧化剂) 共轭烯烃共轭烯烃的的加成反应加成反应(1,2-1,2
2、-加成加成、1,4-1,4-加成加成)、)、加聚反应加聚反应3. 3.炔烃炔烃的的加成反应加成反应、加聚反应加聚反应、氧化反应氧化反应4. 4.苯苯的的取代反应取代反应、加成反应加成反应5. 5.苯的同系物苯的同系物的的取代反应取代反应(苯环苯环、侧链侧链)、)、加成反应加成反应、氧化反应氧化反应6. 6.醇醇与活泼金属反应与活泼金属反应、取代反应取代反应(酯化酯化、醚化醚化、HXHX)、)、消去反应消去反应、氧化反应氧化反应、偕二醇偕二醇重排重排7. 7.酚酚的的酸性酸性、取代反应取代反应、显色反应显色反应、氧化反应氧化反应、加成反应加成反应8. 8.醛醛的的氧化反应氧化反应(银镜银镜、Cu
3、(OH)Cu(OH)2 2、催化氧化催化氧化、强氧化剂氧化强氧化剂氧化)、)、还原反应还原反应9. 9.酮酮的的还原反应还原反应10.10.羧酸羧酸的的酸性酸性、取代反应取代反应(酯化酯化)、)、酯酯的的水解反应水解反应(酸性酸性、碱性碱性)11.11.卤代烃卤代烃的的水解水解、消去反应消去反应(注意与醇区别)(注意与醇区别)12.12.二元羧酸和二元醇二元羧酸和二元醇的的缩聚缩聚,以及以及分子的成环分子的成环,腈腈(-CN)(-CN)的的水解水解,硝基的还原硝基的还原。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有
4、一个活的生物烷烃烷烃完全燃烧完全燃烧的通式:的通式:链状烷烃:链状烷烃:C Cn nH H2n+22n+2 + + ( ) O O2 2 nCOnCO2 2+ +(n+1n+1)H H2 2O O213n点燃单环环烷烃:单环环烷烃:C Cn nH H2n2n + + ( ) O O2 2 nCOnCO2 2 + nH+ nH2 2O O23n点燃烷烃的燃烧烷烃的燃烧我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物配平规律配平规律:有机物中的元素在氧气中燃烧前后的变化:有机物中的元素在氧气中燃烧前后的变化:C
5、 CCOCO2 2、H HH H2 2O O、O OH H2 2O O、S SSOSO2 2、N NN N2 2、 X X(ClCl、BrBr、I I)燃烧后)燃烧后存在多种化合态,一般无存在多种化合态,一般无明确计量关系明确计量关系。配平的关键在于配平的关键在于原子守恒原子守恒与与耗氧量的计算。耗氧量的计算。原子守恒原子守恒:分子式为:分子式为C Cx xH Hy yO OZ Z的有机物在燃烧后一定的有机物在燃烧后一定产生产生x x个个COCO2 2,y/2y/2 个个H H2 2O O(先不管分子本身的(先不管分子本身的O O,通过,通过C C、H H 的数目确定产物中的数目确定产物中CO
6、CO2 2、H H2 2O O的个数)的个数)耗氧量计算耗氧量计算:消耗:消耗氧原子氧原子的数目的数目:2x+y/2 -Z2x+y/2 -Z(产物中总的(产物中总的O O数目减去分数目减去分子本身所含的子本身所含的O O数目)消耗数目)消耗O O2 2的数目:的数目:(2x+y/2 -Z2x+y/2 -Z)/2 /2 (O(O2 2是双原子分子)是双原子分子)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物推广:从分子式看有机物燃烧的耗氧量推广:从分子式看有机物燃烧的耗氧量从之前的分析中可以看出以下规律:在
7、燃烧时从之前的分析中可以看出以下规律:在燃烧时有机物出现有机物出现1 1个个C C原子原子,消耗消耗2 2个个O O原子原子有机物出现有机物出现2 2个个H H原子原子,消耗消耗1 1个个O O原子原子有机物出现有机物出现1 1个个N N原子原子,不消耗不消耗O O原子原子有机物出现有机物出现1 1个个S S原子原子,消耗消耗2 2个个O O原子原子有机物出现有机物出现1 1个个O O原子,原子,减少消耗减少消耗1 1个个O O原子原子因此对于任何有机物,只要确定了分子式,就可以计算耗氧量,计算耗氧量因此对于任何有机物,只要确定了分子式,就可以计算耗氧量,计算耗氧量一般一般先计算消耗的氧原子个
8、数先计算消耗的氧原子个数,最后再计算消耗的氧气分子个数最后再计算消耗的氧气分子个数我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例题分析例题分析例例1. 1. 计算计算1mol1mol分子式为分子式为C C3 3H H6 6O O3 3的有机物在足量氧气中燃烧的耗氧量。的有机物在足量氧气中燃烧的耗氧量。解析:一个分子消耗的氧原子数目:解析:一个分子消耗的氧原子数目:3 32+2+(6 62 2)3=63=6个个 因此一个分子燃烧消耗氧气:因此一个分子燃烧消耗氧气:3 3个个 1mol 1mol分子消耗氧气
9、:分子消耗氧气:3mol3mol例例2. 2.等物质的量等物质的量的的C C5 5H H8 8O O4 4与与C C6 6H H6 6S S(苯硫酚)(苯硫酚)完全燃烧,谁的耗氧量大?完全燃烧,谁的耗氧量大?若若等质量等质量呢?呢?解析:解析:1 1个个C C5 5H H8 8O O4 4分子消耗的氧原子数目:分子消耗的氧原子数目:5 52+2+(8 82 2)-4=10-4=10个个 1 1个苯硫酚分子消耗的氧原子数目:个苯硫酚分子消耗的氧原子数目:6 62+2+(6 62 2)+2=17+2=17个个 因此:因此:等物质的量等物质的量时苯硫酚耗氧量大。时苯硫酚耗氧量大。在在等质量等质量时,
10、设二者的质量都是时,设二者的质量都是m(g), m(g), M(CM(C5 5H H8 8O O4 4)=132 g/mol, M(C)=132 g/mol, M(C6 6H H6 6S)=110 g/molS)=110 g/moln n(C(C5 5H H8 8O O4 4)=(m/132)mol , n(C)=(m/132)mol , n(C6 6H H6 6S)=(m/110)molS)=(m/110)mol因此:对于因此:对于C C5 5H H8 8O O4 4,消耗,消耗氧原子氧原子的量:(的量:(m/132m/132)10=10=(5m/66)mol5m/66)mol对于苯硫酚,消
11、耗对于苯硫酚,消耗氧原子氧原子的量:(的量:(m/110m/110)17=(17m/110)mol,17=(17m/110)mol,因此苯硫酚耗氧量大。因此苯硫酚耗氧量大。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解析:从题目中应该看出几个隐藏条件:在高温下,解析:从题目中应该看出几个隐藏条件:在高温下,烃的状态为气态烃的状态为气态,生成物,生成物水的状态也为气态水的状态也为气态。要使燃烧前后压强不变,说明燃烧前后没有气体的增加也无气体的减少。要使燃烧前后压强不变,说明燃烧前后没有气体的增加也无气体
12、的减少。将反应方程式写出:将反应方程式写出:1 1C Cx xH Hy y(g) (g) + + (x+y/4)(x+y/4)O O2 2 x xCOCO2 2 + + (y/2)(y/2) H H2 2O O(g)(g)因此可以列出等式:因此可以列出等式:1+1+(x+y/4)=x+(y/2) x+y/4)=x+(y/2) 解得解得y=4y=4例例3. 3. 某烃某烃C Cx xH Hy y在在高温高温下与氧气混合用电火花点燃,完全燃烧后,保持温度不变,下与氧气混合用电火花点燃,完全燃烧后,保持温度不变,测得反应前后压强不变,测得反应前后压强不变,y y的值为?(注意条件中隐藏的信息,这题可
13、以得出一个规律)的值为?(注意条件中隐藏的信息,这题可以得出一个规律)规律:烃在高温下燃烧,要使燃烧前后压强不变,则烃的规律:烃在高温下燃烧,要使燃烧前后压强不变,则烃的氢原子个数为氢原子个数为4 4。例例4.4.任意比例混合的下列物质,在高温下燃烧,燃烧前后压强不变,则混合气体可能为(任意比例混合的下列物质,在高温下燃烧,燃烧前后压强不变,则混合气体可能为( )A.A.乙烷与苯乙烷与苯 B.B.环丙烯与甲烷环丙烯与甲烷 C C. .丁炔与乙炔丁炔与乙炔 D.1D.1,3-3-丁二烯与乙烯丁二烯与乙烯 B B我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也
14、感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物烷烃燃烧练习烷烃燃烧练习写出下列烷烃燃烧的方程式:写出下列烷烃燃烧的方程式:(1 1)甲烷)甲烷 (2 2)乙烷)乙烷 (3 3)环己烷)环己烷 (4 4)2-2-甲基丁烷甲基丁烷快快速配平的方法速配平的方法:先根据烷烃:先根据烷烃的的C C原子数原子数配出配出产物中产物中COCO2 2的个的个数数,再根据,再根据H H原子数原子数配出配出产物产物中中H H2 2O O的个数的个数,最后根据,最后根据产物产物中中O O的个数的个数来配平来配平O O2 2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉
15、快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物烷烃的取代反应烷烃的取代反应 烷烃可以在烷烃可以在光照光照的条件下与的条件下与卤素单质卤素单质(ClCl2 2、BrBr2 2)反应,生成卤代烃。)反应,生成卤代烃。反应结果:烷烃分子中的氢原子被卤素原子所替代,反应结果:烷烃分子中的氢原子被卤素原子所替代,氢原子与另一个卤素原形成氢原子与另一个卤素原形成HXHX为什么仅限于氯气和溴?(了解)为什么仅限于氯气和溴?(了解)F F2 2太过于活泼,会破坏生成的氟代烷。例如:太过于活泼,会破坏生成的氟代烷。例如:CHCH4 4 + 2F+ 2F2 2 C + 4HFC + 4HF要制备氟代烷,需在要制备氟
16、代烷,需在惰性气体惰性气体稀释下进行反应。稀释下进行反应。I I2 2的反应活性太低,其的反应活性太低,其逆反应更容易进行逆反应更容易进行:CHCH3 3I + HI I + HI CHCH4 4+I+I2 2取代反应的书写原则:取代反应的书写原则:一上一下一上一下我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物因此:可以看出取代反应的计量关系:取代因此:可以看出取代反应的计量关系:取代1 1个个氢原子,需要氢原子,需要2 2个个卤素卤素原子原子,1 1个个卤素卤素分子分子取代反应是一个取代反应是一个连续进
17、行的反应连续进行的反应有机产物往往是有机产物往往是混合物混合物以甲烷为例,以甲烷为例,4 4个氢原子逐一被取代:个氢原子逐一被取代:甲烷的四个氢原子被完全取代,需要甲烷的四个氢原子被完全取代,需要4 4个个ClCl2 2分分子子产物中最多的是产物中最多的是HClHCl产物的状态:产物的状态:CHCH3 3ClCl(g)(g)、CHCH2 2ClCl2 2(l)(l)、CHClCHCl3 3(l)(l)、CClCCl4 4(l)(l)取代产物的用途取代产物的用途CHCH3 3ClCl:制备甲醇制备甲醇CHCH2 2ClCl2 2: :溶剂溶剂。CHClCHCl3 3(氯仿氯仿):):溶剂溶剂CC
18、lCCl4 4( (四氯化碳四氯化碳):):溶剂、灭火剂。溶剂、灭火剂。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物乙烷的取代产物及其同分异构体数目乙烷的取代产物及其同分异构体数目一取代一取代产物:产物:(1 1种种同分异构体)同分异构体)二取代二取代产物:产物:(2 2种种同分异构体)同分异构体)三取代产物:三取代产物:(2 2种种同分异构体)同分异构体)四取代四取代产物:产物:(2 2种种同分异构体)同分异构体)五取代五取代产物:产物:(1 1种种同分异构体)同分异构体)完全取代产物:完全取代产物:
19、(1 1种种同分异构体)同分异构体)可以看出:可以看出:一氯一氯代物与代物与五氯五氯代物代物 二氯二氯代物与代物与四氯四氯代物代物 具有相同数目的同分异构体具有相同数目的同分异构体规律:某有机物一共有规律:某有机物一共有A A个氢原个氢原子,取代其中子,取代其中x x个氢原子的产物个氢原子的产物有有a a种,则取代(种,则取代(A-xA-x)个氢原子)个氢原子的产物也有的产物也有a a种种我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例题:(例题:(20142014全国全国卷二卷二)立方烷()立方烷(C
20、C8 8H H8 8)的)的六硝基六硝基取代产物有多少种同分异构体?取代产物有多少种同分异构体?分析:立方烷有分析:立方烷有8 8个氢原子,直接画六硝基取代的立方烷的同分异构体不容易,根据之前所讲规律,个氢原子,直接画六硝基取代的立方烷的同分异构体不容易,根据之前所讲规律,六硝基取代的同分异构体数目应该与六硝基取代的同分异构体数目应该与二硝基二硝基取代的同分异构体数目相同,因此画二硝基取代产物。取代的同分异构体数目相同,因此画二硝基取代产物。因此有三种同分异构体因此有三种同分异构体邻边取代邻边取代面对角线取代面对角线取代体对角线取代体对角线取代例例2:2:丙烷的六溴代物有多少种同分异构体?丙烷
21、的六溴代物有多少种同分异构体? 4 4种种我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物烷烃取代反应方程式练习1.1.请写出环己烷与请写出环己烷与溴蒸气溴蒸气光照取代生成一溴代物的方程式光照取代生成一溴代物的方程式2.2.请写出甲基环己烷生成如图所示的产物时的化学方程式请写出甲基环己烷生成如图所示的产物时的化学方程式这个位置有一个氢原子这个位置有一个氢原子我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3. 3.分子式
22、为分子式为C C5 5H H1212,核磁共振氢谱只显示出一种峰的,核磁共振氢谱只显示出一种峰的气态气态有机物与有机物与ClCl2 2反应生成反应生成一氯代物的反应方程式一氯代物的反应方程式4.4.分子式为分子式为C C8 8H H1818,核磁共振氢谱只显示出一种峰的有机物与,核磁共振氢谱只显示出一种峰的有机物与ClCl2 2反应生成一氯代物的反应方程式反应生成一氯代物的反应方程式核磁共振氢谱只有一个峰的高度对称烷烃:核磁共振氢谱只有一个峰的高度对称烷烃:我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物烯
23、烃的反应性质官能团官能团: :碳碳双键碳碳双键键键,和普通的碳碳单键,和普通的碳碳单键键能键能一样,一样,较稳定较稳定键键,键能比碳碳单键低键能比碳碳单键低,不稳定不稳定,易断裂。,易断裂。双键的作用力比单键强,双键的作用力比单键强,拉近了原子核的距离拉近了原子核的距离,因此键长:,因此键长: 碳碳单键碳碳单键 碳碳双键碳碳双键双键的键能比单键键能的二倍双键的键能比单键键能的二倍略低略低由于由于键的影响,双键键的影响,双键不能自由旋转不能自由旋转,因此会产生,因此会产生顺反异构顺反异构我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没
24、有错:表里边有一个活的生物碳碳碳双键的化学性质分析碳双键的化学性质分析键电子易给出,可以被强氧化剂键电子易给出,可以被强氧化剂氧化(氧化剂得电子)氧化(氧化剂得电子)不饱和,可加成至饱和(不饱和,可加成至饱和(键的断裂键的断裂)不饱和,可以相互连接为长链(加聚反应)不饱和,可以相互连接为长链(加聚反应)分子由平面型转为四面体分子由平面型转为四面体我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物烯烃的氧化反应烯烃的氧化反应1.1.燃烧燃烧燃烧是一类完全氧化,分子中所有化学键均会发生断裂。燃烧是一类完全氧化,分
25、子中所有化学键均会发生断裂。单烯烃的通式:单烯烃的通式: C Cn nH H2n2n(n 2n 2)从通式中可以看出:由于碳碳双键的形成,使烯烃比相同碳原子数的链从通式中可以看出:由于碳碳双键的形成,使烯烃比相同碳原子数的链烷烃少两个氢,烷烃少两个氢,不饱合度增加不饱合度增加。氢的含量降低氢的含量降低,碳的含量升高碳的含量升高,不易充分,不易充分燃烧,在燃烧,在空气空气中燃烧有中燃烧有黑烟黑烟。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物链状链状单烯烃完全燃烧的通式与单烯烃完全燃烧的通式与单环环烷烃单环
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