有机化学知识点全面总结.pdf
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1、高中(人教版)有机化学基础必记知识点 一、必记重要的物理性质 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。苯酚在冷水中溶解度小(浑浊),热水中溶解度大(澄清);某些淀粉、蛋白质溶于水形成胶体溶液。1、含碳不是有机物的为:CO、CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3、CN-、HCN、SCN-、HSCN、SiC、C 单质、金属碳化物等。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
2、状态常温常压(1 个大气压、20左右)常见气态: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、氟里昂(CCl2F2)、氯乙烯、甲醛、氯乙烷、一溴甲烷、四氟乙烯、甲醚、甲乙醚、环氧乙烷。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;淀粉溶液(胶)遇碘(I2)变蓝色溶液;含有苯环的蛋白
3、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:特殊气味,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 6、研究有机物的方法 质谱法确定相对分子量;红外光谱确定化学键和官能团;核磁共振氢谱确定 H 的种类及其个数比。二、必记重要的反
4、应 1能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质 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能使酸性高锰酸钾溶液 KMnO4/H+褪色的物质 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)3与 Na 反应的有机物:含有OH、COOH 的有机物
5、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;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既能与强酸,又能与强碱反应的物质 羧酸铵、氨基酸、蛋白质。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:(双 2 银渐氨,
6、白沉恰好完)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+NH4NO3 AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O 银镜反应的一般通式:RCHO+2Ag(NH3)2OH2 Ag+RCOONH4+3NH3+H2O 甲醛(相当于两个醛基):HCHO+4Ag(NH3)2OH4Ag+(NH4)2CO
7、3+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+2Ag(NH3)2OH2Ag+CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3+H2O(6)定量关系:CHO2Ag(NH3)2OH2 Ag HCHO4Ag(NH3)2OH4 Ag 6与新制 Cu(OH)2 悬浊液(斐林试剂)的反应 除上边含醛基物质外,还有含羧基的物质。配法(碱 10 铜 2 毫升 3),反应条件:检验醛基必加热。有关反应方程
8、式:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 RCHO+2Cu(OH)2RCOOH+Cu2O+2H2O HCHO+4Cu(OH)2CO2+2Cu2O+5H2O OHC-CHO+4Cu(OH)2HOOC-COOH+2Cu2O+4H2O HCOOH+2Cu(OH)2CO2+Cu2O+3H2O CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O+2H2O(6)定量关系:-CHO2 Cu(OH)2Cu2O ;COOH Cu(OH)2 Cu2+(酸使不溶性的碱溶解)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+Na
9、OH=NaX+H2O (H)RCOOH+NaOH=(H)RCOONa+H2O RCOOH+NaOH=RCOONa+H2O 或 8能跟 FeCl3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、必记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(n1)CnH2n(n2)CnH2n-2(n2)CnH2n-6(n6)代表物结构式 HCCH 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 120
10、 180 120 分子形状 四面体锯齿碳 至少 6 个原子 共平面型 至少 4 个原子 同一直线型 至少 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 表示分子结构的“六式二型”:分子式、最简式(实验式)、电子式、结构式、结构简式、键线式、球棍模型、比例模型。四、必记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
11、 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;且有几种 H 生成几种烯 1.与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇 2.与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成烯 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,OH 及CO 均有极性。-碳上有氢原子才能发生消去反应;有几种H就生成几种烯。-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 H2 2.跟卤
12、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 OH 键与羧酸及无机含氧酸反应生成酯 醚 ROR 醚键 C2H5O C2H5(Mr:74)CO 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 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
13、高锰酸钾等)氧化为羧酸 酮 羰基 有极性、能与 H2、HCN 加成为醇 (Mr:58)加成 不能被氧化剂氧化为羧酸 羧酸 羧基 (Mr:60)受羰基影响,OH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 硝基化合物 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
14、物易爆炸 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(记条件)4.颜色反应(鉴别)(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(鉴别)(还原
15、性糖)2.加氢还原 3.酯化反应 4.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(碱中称皂化反应)2.硬化反应 五、必记有机物的鉴别 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、醛有干扰。含碳
16、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。(白色含 Cl-;浅黄色 Br-;黄色 I-)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
17、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 Cu(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
18、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(或有白色沉淀生成),则说明有苯酚。若向样品中直接滴入 FeCl3 溶液,则由于苯酚仍溶解在苯中,不得进入水溶液中与Fe3+进行离子反应;若向样品中直接加入饱和溴水,则生成的三溴苯酚会溶解在苯中而看不到白色沉淀。若所用溴水太稀,则一方面可能由于生成溶解度相对较大的一溴苯酚或二溴苯酚,另一方面可能生成的三溴苯酚溶解在过量的苯酚之中而看不到沉淀。6如何检验实验室制得的乙烯气体中含有 CH2CH2、SO2、CO2、H2O?【不用溴水原因】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、各作用:(检验
19、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 CH2CH2)。六、必记混合物的分离或提纯(除杂)混合物(括号内为杂质)除杂试剂 分离 方法 化学方程式或离子方程式 乙烷(乙烯)溴水、NaOH 溶液(除去挥发出的Br2蒸气)洗气 CH2CH2+Br2 CH2 BrCH2Br Br2+2NaOH NaBr+NaBrO+H2O 乙烯(SO2、CO2)NaOH 溶液 洗气 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 乙炔(H2S、PH3)饱和CuSO4溶液 洗气 H2S+CuSO4=C
20、uS+H2SO4 11PH3+24CuSO4+12H2O=8Cu3P+3H3PO4+24H2SO4 提取白酒中的酒精 蒸馏 从 95%的酒精中提取无水酒精 新制的生石灰 蒸馏 CaO+H2O Ca(OH)2 从无水酒精中提取绝对酒精 镁粉 蒸馏 Mg+2C2H5OH (C2H5O)2 Mg+H2(C2H5O)2 Mg+2H2O 2C2H5OH+Mg(OH)2 提取碘水中的碘 汽油或苯或 四氯化碳 萃取 分液蒸馏 溴化钠溶液(碘化钠)溴的四氯化碳 溶液 萃取分液 Br2+2I-=I2+2Br-苯(苯酚)NaOH 溶液或 饱和 Na2CO3溶液 分液 C6H5OH+NaOH C6H5ONa+H2O
21、 C6H5OH+Na2CO3 C6H5ONa+NaHCO3 乙醇(乙酸)NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液均可 蒸馏 CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O 2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+CO2+H2O CH3COOH+NaHCO3 CH3COONa+CO2+H2O 乙酸(乙醇)NaOH 溶液 稀 H2SO4 蒸发 蒸馏 CH3COOH+NaOH CH3COO Na+H2O 2CH3COO Na+H2SO4 Na2SO4+2CH3COOH 溴乙烷(溴)NaHSO3溶液 分液 Br2+NaHSO3+H2O=2HBr+NaHSO4 溴苯(Fe Br3、Br2
22、、苯)蒸馏水 NaOH 溶液 洗涤 分液 蒸馏 Fe Br3溶于水 Br2+2NaOH NaBr+NaBrO+H2O 硝基苯(苯、酸)蒸馏水 NaOH 溶液 洗涤 分液 蒸馏 先用水洗去大部分酸,再用 NaOH 溶液洗去少量溶解在有机层的酸 H+OH-=H2O 提纯苯甲酸 蒸馏水 重结晶 常温下,苯甲酸为固体,溶解度受温度影响变化较大。提纯蛋白质 蒸馏水 渗析 浓轻金属盐溶液 盐析 高级脂肪酸钠溶液(甘油)食盐 盐析 七、必记有机物的结构 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
23、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)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=CH2 CnH2n+2O 饱和一元醇、醚 C2H5O
24、H 与 CH3OCH3 CnH2nO 醛、酮、烯醇、环醚、环醇 CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH=CHCH2OH 与 CnH2nO2 羧酸、酯、羟基醛 CH3COOH、HCOOCH3与 HOCH3CHO CnH2n-6O 酚、芳香醇、芳香醚 与 CnH2n+1NO2 硝基烷、氨基酸 CH3CH2NO2与 H2NCH2COOH Cn(H2O)m 单糖或二糖 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
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