2022年高中有机化学基础知识点 .pdf
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1、有机化学基础知识点整理班级姓名学号一、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、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。(2)易溶于水的有:低级的一般指 N(C)4 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) 。(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,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N
2、aOH ,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9.3g(属可溶),易溶于乙醇等有机溶剂,当温度高于65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
3、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。2有机物的密度(1)小于水的密度,且与水(溶液)分层的有:各类烃、一氯代烃、酯(包括油脂)(2)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(CH3)4 亦为气态 衍生物类:一氯甲烷(CH 3Cl ,沸点为-24.2 )氟里昂(CCl 2F2,沸点为精选学
4、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页-29.8 )氯乙烯(CH 2=CHCl ,沸点为-13.9 )甲醛(HCHO ,沸点为-21 )氯乙烷(CH 3CH 2Cl,沸点为12.3 )一溴甲烷(CH3Br, 沸点为 3.6)四氟乙烯( CF2=CF2,沸点为 -76.3)甲醚 (CH3OCH3, 沸点为 -23)甲乙醚( CH3OC2H5,沸点为 10.8)环氧乙烷(,沸点为13.5)(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(CH2)4CH3环己烷甲醇 CH3OH 甲酸 HCOOH 溴
5、乙烷C2H5Br 乙醛 CH3CHO 溴苯 C6H5Br 硝基苯 C6H5NO2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C17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( C6H5OH ) 、苯甲酸(C6H5COOH) 、氨基酸等在常温下亦为固态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,常见的如下所示: 三硝基甲苯(俗称梯恩梯 TNT )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; 2 ,4,6三溴苯酚为白色、难
6、溶于水的固体(但易溶于苯等有机溶剂); 苯酚溶液与 Fe3+(aq) 作用形成紫色 H3Fe(OC6H5)6 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( I2)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 :无味精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页 苯
7、及其同系物:芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。 C4以下的一元醇:有酒味的流动液体;乙醇:特殊香味 乙二醇、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1能使溴水( Br2/H2O )褪色的物质(1)有机物 通过加成反应使之褪色:含有、CC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CHO (醛基)的有机物(有水参加反应)注意:纯净的只含有 CHO (醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色 通过
8、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 Br2 + 2OH- = Br- + BrO- + H2O 与还原性物质发生氧化还原反应,如H2S、S2-、SO2、SO32-、I-、Fe2+2能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H+褪色的物质(1)有机物:含有、CC、 OH (较慢) 、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(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、S2-、SO2、SO32-、Br-、I-、Fe2+3与 Na反应的有机物
9、: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,能与卤代烃、酯反应(取代反应)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;含有 SO3H的有机物反应生成磺酸钠并放出CO2气体。与 NaHCO3反应的有机物:含有 COOH、SO3H的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放出等物质的量的CO2气体。4既能与强酸,又能与强碱反应的物质(1)2Al + 6H+ = 2 Al3+ + 3H22Al + 2OH- + 2H2O = 2 AlO2-+ 3
10、H2(2)Al2O3 + 6H+ = 2 Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH- = 2 AlO2- + H2O (3)Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O (4)弱酸的酸式盐,如NaHCO3、NaHS 等等NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2+ H2O NaHCO3+ NaOH = Na2CO3+ H2O NaHS + HCl = NaCl + H2SNaHS + NaOH = Na2S + H2O (5)弱酸弱碱盐,如CH3COONH4、(NH4)2S等等精选学习资料 - - - - - - -
11、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页2CH3COONH4 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2CH3COOH CH3COONH4 + NaOH = CH3COONa + NH3+ H2O (NH4)2S + H2SO4 = (NH4)2SO4 + H2S(NH4)2S +2NaOH = Na2S + 2NH3+ 2H2O (6)氨基酸,如甘氨酸等H2NCH2COOH + HCl HOOCCH2NH3Cl H2NCH2COOH + NaOH H2NCH2COONa + H2O (7)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COOH 和呈碱性
12、的NH2,故蛋白质仍能与碱和酸反应。5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(NH3)2OH (多伦试剂)的配制:向一定量 2% 的 AgNO3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(NH3)2+ + OH - + 3H+ = Ag+ + 2NH4+ + H2O而被破坏。(4)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(5)有关反应方程式: AgNO3 + NH3H2O = AgOH + NH4NO
13、3 AgOH + 2NH3H2O = Ag(NH3)2OH + 2H2O 银镜反应的一般通式:RCHO + 2Ag(NH3)2OH2 Ag+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O 【记忆诀窍】:1水(盐)、2银、3氨甲醛(相当于两个醛基) :HCHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag + (NH4)2CO3 + 6NH3+ 2H2O 乙二醛:OHC-CHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag + (NH4)2C2O4+ 6NH3+ 2H2O 甲酸:HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH2 Ag+ (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O 葡萄糖:(过量)CH2OH(CHOH)4CHO
14、+2Ag(NH3)2OH2Ag +CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O (6)定量关系: CHO 2Ag(NH)2OH 2 Ag HCHO4Ag(NH)2OH 4 Ag 6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)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共
15、30 页(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+ Na2SO4RCHO + 2Cu(OH)2RCOOH + Cu2O + 2H2O HCHO + 4Cu(OH)2CO2 + 2Cu2O + 5H2O OHC-CHO + 4Cu(OH)2HOOC-COOH + 2Cu2O +
16、4H2O HCOOH + 2Cu(OH)2CO2 + Cu2O + 3H2O CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O + 2H2O (6)定量关系: COOH? Cu(OH)2? Cu2+(酸使不溶性的碱溶解)CHO 2Cu(OH)2Cu2O HCHO4Cu(OH)22Cu2O 7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)。HX + NaOH = NaX + H2O (H)RCOOH + NaOH = (H)RCOONa + H2O RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O 或8能跟 Fe
17、Cl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。9能跟 I2发生显色反应的是:淀粉。10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CnH2n+2(n 1) CnH2n(n 2) CnH2n-2(n2) CnH2n-6(n6) 代表物结构式HCC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页H 相对分子质量Mr 16 28 26 78 碳碳键长(10-10m) 1.54 1.33 1.20 1.40 键角10928约 120180120分子形状正四面体6 个原子共平面型4
18、 个原子同一直线型12 个原子共平面 ( 正六边形 ) 主要化学性质光照下的卤代;裂化;不使酸性 KMnO4溶液褪色跟 X2、H2、HX 、H2O加成,易被氧化;可加聚跟 X2、H2、HX 、HCN 加成;易被氧化;能加聚得导电塑料跟 H2加成;FeX3催化下卤代;硝化、磺化反应四、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质类别通式官能团代表物分子结构结点主要化学性质卤代烃一卤代烃:RX 多元饱和卤代烃:CnH2n+2-mXm 卤原子X C2H5Br (Mr:109)卤素原子直接与烃基结合-碳上要有氢原子才能发生消去反应1. 与 NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇2. 与 NaOH醇溶液
19、共热发生消去反应生成烯精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页醇一元醇:ROH 饱和多元醇:CnH2n+2Om醇羟基OH CH3OH (Mr:32)C2H5OH (Mr:46)羟基直接与链烃基结合,O H及 CO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。1. 跟活泼金属反应产生H22. 跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃3. 脱水反应: 乙醇140分子间脱水成醚170分子内脱水生成烯4. 催化氧化为醛或酮5. 一般断O H键与羧酸及无机含氧酸反应
20、生成酯醚RO R醚键C2H5O C2H5(Mr:74)C O键有极性性质稳定,一般不与酸、碱、氧化剂反应酚酚羟基OH (Mr:94)OH直接与苯环上的碳相连,受苯环影响能微弱电离。1. 弱酸性2. 与浓溴水发生取代反应生成沉淀3. 遇 FeCl3呈紫色4. 易被氧化精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页醛醛基HCHO (Mr:30)(Mr:44)HCHO 相当于两个CHO 有极性、能加成。1. 与 H2加成为醇2. 被氧化剂(O2、多伦试剂、斐林试剂、酸性高锰酸钾等 )氧化为羧酸酮羰基(Mr:58)有极性、能加成与 H
21、2、HCN加成为醇不能被氧化剂氧化为羧酸羧酸羧基(Mr:60)受羰基影响,O H能电离出 H+,受羟基影响不能被加成。1. 具有酸的通性2. 酯化反应时一般断羧基中的碳氧单键,不能被 H2加成3. 能与含NH2物质缩去水生成酰胺( 肽键) 酯酯基HCOOCH3(Mr:60)(Mr:88)酯基中的碳氧单键易断裂1. 发生水解反应生成羧酸和醇2. 也可发生醇解反应生成新酯和新醇硝酸酯RONO2硝酸酯基ONO2不稳定易爆炸硝基RNO2硝基NO2一硝基化合物较稳定一般不易被氧化剂氧化,但多硝基化合物易爆炸精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8
22、页,共 30 页化合物氨基酸RCH(NH2)COOH 氨基NH2羧基COOH H2NCH2COOH (Mr:75)NH2能以配位键结合 H+;COOH 能部分电离出 H+两性化合物能形成肽键蛋白质结构复杂不可用通式表示肽键氨基NH2羧基COOH 酶多肽链间有四级结构1. 两性2. 水解3. 变性4. 颜色反应(生物催化剂)5. 灼烧分解糖多数可用下列通式表示:Cn(H2O)m 羟基OH 醛基CHO 羰基葡萄糖CH2OH(CHOH)4CHO 淀粉(C6H10O5) n纤维素C6H7O2(OH)3 n多羟基醛或多羟基酮或它们的缩合物1. 氧化反应( 还原性糖 ) 2. 加氢还原3. 酯化反应4.
23、多糖水解5. 葡萄糖发酵分解生成乙醇油脂酯基可能有碳碳双键酯基中的碳氧单键易断裂烃基中碳碳双键能加成1. 水解反应(皂化反应)2. 硬化反应五、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 30 页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:试剂名称酸性高锰酸钾溶液溴水银氨溶液新制Cu(OH)2 FeCl3溶液碘水酸碱指示剂NaHCO3少量过量饱和被鉴别物质种类含碳碳双键、三键的物质、烷基苯。但醇、醛有
24、干扰。含碳碳双键、 三键的物质。但醛有干扰。苯酚溶液含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麦芽糖含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麦芽糖苯酚溶液淀粉羧酸(酚不能使酸碱指示剂变色)羧酸现象酸性高锰酸钾紫红色褪色溴水褪色且分层出现白色沉淀出现银镜出现红色沉淀呈现紫色呈现蓝色使石蕊或甲基橙变红放出无色无味气体2卤代烃中卤素的检验取样,滴入 NaOH 溶液,加热至分层现象消失, 冷却后加入稀硝酸酸化,再滴入 AgNO3溶液,观察沉淀的颜色,确定是何种卤素。3烯醛中碳碳双键的检验(1)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。(2)若样品为水溶液,则先向样品中加入足量的新制C
25、u(OH)2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:CHO + Br2 + H2O COOH + 2HBr 而使溴水褪色。4二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。5如何检验溶解在苯中的苯酚?取样,向试样中加入NaOH 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FeCl3溶液(或过量饱和溴水) ,若溶液呈紫色(或有白色沉
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