高中有机化学基础选修知识点归纳.doc
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1、高中有机化学基础第一节 有机化合物考点1 有机物的分类及结构1有机物的分类(1)根据元素组成分类。有机化合物(2)根据碳骨架分类(3)按官能团分类烃的衍生物:烃分子里的氢原子被其他原子或原子团所代替,衍生出一系列新的有机化合物。官能团:决定化合物特殊性质的原子或原子团。有机物主要类别、官能团2.有机物的结构(1)有机化合物中碳原子的成键特点(2)有机物的同分异构现象a同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但结构不同,因而产生了性质上的差异的现象。b同分异构体:具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。(3)同系物考点2 有机物的命名1烷烃的习惯命名法2烷烃系统命名三步骤命名为2,3,4三甲基6乙
2、基辛烷。3其他链状有机物的命名(1)选主链选择含有官能团在内(或连接官能团)的最长的碳链为主链。(2)编序号从距离官能团最近的一端开始编号。(3)写名称把取代基、官能团和支链位置用阿拉伯数字标明,写出有机物的名称。如命名为4甲基1戊炔;命名为3甲基3_戊醇。4苯的同系物的命名(1)以苯环作为母体,其他基团作为取代基。如果苯分子中两个氢原子被两个甲基取代后生成二甲苯,有三种同分异构体,可分别用邻、间、对表示。(2)系统命名时,将某个甲基所在的碳原子的位置编为1号,选取最小位次给另一个甲基编号。如考点3 研究有机化合物的一般步骤和方法1研究有机化合物的基本步骤2分离、提纯有机化合物的常用方法(1)
3、蒸馏和重结晶适用对象要求蒸馏常用于分离、提纯液态有机物该有机物热稳定性较强该有机物及杂质的沸点相差较大重结晶常用于分离、提纯固态有机物杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大被提纯的有机物在此溶剂中溶解度受温度影响较大(2)萃取分液常用的萃取剂:苯、CCl4、乙醚、石油醚、二氯甲烷等。液液萃取:利用有机物在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同,将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。固液萃取:用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。3有机物分子式的确定(1)元素分析(2)相对分子质量的测定质谱法质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量及其电荷的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量。4分子结构的鉴定(1
4、)化学方法:利用特征反应鉴定出官能团,再制备它的衍生物进一步确认。(2)物理方法红外光谱分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收,不同化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。核磁共振氢谱(3)有机物分子不饱和度的确定有机物的分离提纯混合物试剂分离方法主要仪器甲烷(乙烯)溴水洗气洗气瓶苯(乙苯)酸性高锰酸钾溶液、NaOH溶液分液分液漏斗乙醇(水)CaO蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝管溴乙烷(乙醇)水分液分液漏斗醇(酸)NaOH溶液蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝管硝基苯(NO2)NaOH溶液分液分液漏斗苯(苯酚)NaOH溶液分液分液漏斗酯(酸)饱和Na
5、2CO3溶液分液分液漏斗命题点1同分异构体数目的确定1同分异构体的类型(1)碳链异构:分子中碳原子排列顺序不同,如正丁烷及异丁烷。(2)位置异构:分子中官能团的位置不同,如CH2=CHCH2CH3和CH3CH=CHCH3。(3)类别异构:分子中官能团类别不同,如HCCCH2CH3和CH2=CHCH=CH2。2同分异构体的书写(1)烷烃:先碳架,不挂氢,成直链,一条线;摘一碳,挂中间,往边移,不到端;摘二碳,成乙基,二甲基,同、邻、间。(2)具有官能团的有机物:碳链异构位置异构类别异构顺反异构。(3)芳香族化合物:两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。3一元取代产物数目的判断(1)等效氢原子
6、法:连在同一碳原子上的氢原子等效;连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效;处于对称位置的氢原子等效。(2)烷基种数法:烷基有几种,一元取代产物就有几种。如CH3、C2H5各有一种,C3H7有两种,C4H9有四种。(3)替代法:如二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种,四氯苯的同分异构体也有3种(将H替代Cl)。4二元取代或多元取代产物数目的判断定一移一或定二移一法:对于二元取代物同分异构体数目的判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。5叠加相乘法先考虑取代基的种数,后考虑位置异构的种数,相乘即得同分异构体的总数目。分情况讨论时,各种情况结果相加即得同分异构体的
7、总数目。命题点2限定条件下同分异构体的书写1几种异类异构体(1)CnH2n(n3):烯烃和环烷烃。(2)CnH2n2(n4):二烯烃和炔烃。(3)CnH2n2O(n2):饱和一元醇和饱和一元醚。(4)CnH2nO(n3):饱和一元醛、烯醇和环氧烷、饱和一元酮。(5)CnH2nO2(n2):饱和一元羧酸、饱和一元羧酸及饱和一元醇形成的酯等。(6)CnH2n1O2N(n2):氨基酸、硝基烷。(7)CnH2n6O(n7):酚、芳香醇和芳香醚。2三种同分异构体的书写技巧(1)减碳法:主链由长到短;支链由整到散;位置由心到边;排布先对、再邻、后间。(2)插入法:写出一些比较简单的物质的同分异构体;将其他
8、原子或原子团插入前面所写的同分异构体中。(3)平移法:确定对称轴;接上一个取代基;将其他取代基在已有的碳链上进行移动。第二节烃 和 卤 代 烃考点1| 脂肪烃 1烷烃、烯烃和炔烃的组成、结构特点和通式2脂肪烃的物理性质3脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。烷烃的卤代反应a反应条件:气态烷烃及气态卤素单质在光照下反应。b产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)HX。c定量关系:即取代1 mol氢原子,消耗1_mol卤素单质生成1 mol HCl。(2)烯烃、炔烃的加成反应加成反应:有机物分子中的不饱和碳原子及其他原子或原子团直接
9、结合生成新的化合物的反应。烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应方程式)(3)加聚反应丙烯加聚反应方程式为乙炔加聚反应方程式为nCHCHCH=CH。(4)二烯烃的加成反应和加聚反应加成反应加聚反应:nCH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2。(5)脂肪烃的氧化反应烷烃烯烃炔烃燃烧现象燃烧火焰较明亮燃烧火焰明亮,带黑烟燃烧火焰很明亮,带浓黑烟通入酸性KMnO4溶液不褪色褪色褪色(1)不同的碳碳键对有机物的性质有着不同的影响:碳碳单键有稳定的化学性质,典型反应是取代反应;碳碳双键中有一个化学键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应;碳碳三键中有两个化学键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反
10、应和加聚反应;苯的同系物支链易被酸性高锰酸钾溶液氧化,是因为苯环对取代基的影响。而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。(2)烯烃、炔烃及酸性KMnO4溶液反应图解考点2| 芳香烃 1芳香烃(1)芳香烃:分子里含有一个或多个苯环的烃。(2)芳香烃在生产、生活中的作用:苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃都是重要的有机化工原料,苯还是一种重要的有机溶剂。(3)芳香烃对环境、健康产生影响:油漆、涂料、复合地板等装饰材料会挥发出苯等有毒有机物,秸秆、树叶等物质不完全燃烧形成的烟雾和香烟的烟雾中含有较多的芳香烃,对环境、健康产生不利影响。2苯和苯的同系物结构比较苯苯的同系物化学式C6H6通式CnH2n6(n6)结构
11、特点苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊键立体构型为平面正六边形分子中含有一个苯环及苯环相连的基团为烷基3.苯和苯的同系物的主要化学性质苯的化学性质:易取代,能加成,难氧化;苯的同系物的化学性质:易取代,能加成,能氧化。(1)取代反应硝化反应卤代反应应用体验写出C8H10属于芳香烃的同分异构体的结构简式。有机物分子中原子立体构型的判断方法(1)直接连在饱和碳原子上的四个原子形成四面体形。(2)直接连在双键碳原子上的四个原子及双键两端的碳原子处在同一平面上。(3)直接连在三键碳原子上的两个原子及三键两端的碳原子处在同一直线上。(4)直接连在苯环上的六个原子及苯环上的六个碳原子处在同一
12、平面上。注意:有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键,均可绕键轴自由旋转。正确理解苯的同系物中侧链和苯环的性质(1)侧链和苯环的性质:苯的同系物侧链为烷基,具有烷烃的性质,可及卤素单质在光照条件下发生取代反应;苯环具有苯的性质,可发生取代反应(硝化反应、卤代反应等)和加成反应(及H2加成)。(2)侧链和苯环的相互影响在苯的同系物中,苯环影响侧链,使侧链的反应活性增强,表现在侧链可被酸性KMnO4溶液氧化,而烷烃不能被氧化。侧链影响苯环,使苯环的反应活性增强,表现在苯环上的取代反应变得更容易,如苯的硝化反应温度是5060 ,而甲苯在约30 的温度下就能发生硝化反应,而且苯反应只得到
13、一取代产物,而甲苯得到三取代产物。注意:具有结构的苯的同系物都能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能,可用此性质鉴别苯及这些苯的同系物。考点3| 卤代烃 1卤代烃烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物,官能团为X(Cl、Br、I),饱和一元卤代烃的通式为CnH2n1X(n1)。2物理性质3化学性质(1)水解反应反应条件为强碱(如NaOH)水溶液、加热。C2H5Br在碱性(如NaOH溶液)条件下发生水解反应的化学方程式为C2H5BrNaOHC2H5OHNaBr。(2)消去反应概念:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等),而生成含不饱和键(如双键或三键)
14、化合物的反应。反应条件为强碱(如NaOH)的乙醇溶液、加热。溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应的化学方程式为C2H5BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。4卤代烃对环境的影响氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的主要原因。5卤代烃的获取方法(1)取代反应如乙烷及Cl2的反应的化学方程式:CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。C2H5OH及HBr的反应的化学方程式:C2H5OHHBrC2H5BrH2O。(2)不饱和烃的加成反应如丙烯及Br2、HBr的反应的化学方程式:CH2=CHCH3Br2CH2BrCHBrCH3、卤代烃水解和消去反应比较反应类型取代反应(水解反应)消
15、去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式注意:卤代烃消去反应规律及卤素原子相连的碳没有邻位碳原子或有邻位碳原子但无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法RX卤代烃在有机合成中的应用(1)卤代烃基联系烃和烃的衍生物的桥梁。(2)卤代烃能改变官能团的个数,如CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。(3)卤代烃能改变官能团的位置,如CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3(4)卤代烃能进行官能团的保护,如乙烯中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步保护碳碳
16、双键,如CH2=CH2CH3CH2BrCH2=CH2。第三节烃的含氧衍生物考点1| 醇及酚1醇类(1)概念:羟基及烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇。醇的官能团为OH,饱和一元醇分子通式为CnH2n2O。如乙醇的组成和结构:(2)分类(3)物理性质的变化规律(4)化学性质(以乙醇为例)试剂及条件断键位置反应类型化学方程式 Na置换2C2H5OH2Na2C2H5ONaH2HBr,加热取代C2H5OHHBrC2H5BrH2OO2(Cu),加热氧化2C2H5OHO22CH3CHO2H2O浓硫酸,170 消去C2H5OHCH2=CH2H2O浓硫酸,140 取代2C2H5OHC2H5OC2H5H
17、2OCH3COOH(浓硫酸,加热)取代(酯化)CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O2酚类概念:羟基(OH)及苯环直接相连而形成的化合物。(1)苯酚的组成及结构(2)苯酚的物理性质颜色状态无色晶体,露置在空气中会因部分被氧化而显粉红色水溶性常温下在水中溶解度不大,高于65 及水混溶毒性有毒,对皮肤有腐蚀性,不慎沾在皮肤上,应立即用酒精洗涤(3)苯酚的化学性质羟基中氢原子的反应弱酸性。电离方程式:,俗称石炭酸,酸性很弱,不能使石蕊试液变红。由于苯环对羟基的影响,使羟基上的氢原子更活泼。a及活泼金属反应:及Na反应的化学方程式:2C6H5OH2Na2C6H5ONaH2。b及碱的反应:
18、苯酚的浑浊液中现象为液体变澄清现象为溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为:苯环上氢原子的取代反应:由于羟基对苯环的影响,使苯环上的氢原子更易被取代。苯酚及浓溴水反应的化学方程式:该反应能产生白色沉淀,常用于苯酚的定性检验和定量测定。显色反应:苯酚跟FeCl3溶液作用呈紫色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。加成反应:及H2反应的化学方程式为氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性高锰酸钾溶液氧化;容易燃烧。缩聚反应:脂肪醇、芳香醇、酚的比较类别脂肪醇芳香醇酚官能团OHOHOH结构特点OH及链烃基相连OH及芳香烃侧链上的碳原子相连OH及苯环直接相连特性将红热的铜丝插入醇中
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