有机化学基础选修5知识点整理.pdf
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1、.1/27 有机化学基础选修 5知识点整理 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 N4醇、醚、醛、酮、羧酸与盐、氨基酸与盐、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 NaOH,又能溶解油脂,让它们在均相
2、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
3、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 N4 的各类烃 注意:新戊烷C4亦为气态 衍生物类:一氯甲烷CH3Cl,沸点为-24.2 氟里昂CCl2F2,沸点为-29.8 氯乙烯CH2=CHCl,沸点为-13.9 甲醛HCHO,沸点为-21 氯乙烷CH3CH2Cl,沸点为 12.3 一溴甲烷CH
4、3Br,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在 516 的烃与绝大多数低级衍生物.如,己烷 CH34CH3 环己烷 甲醇 CH3OH 甲酸 HCOOH 溴乙烷 C2H5Br 乙醛 CH3CHO 溴苯 C6H5Br 硝基苯 C6H5NO2.2/27 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在 17 或 17 以上的链烃与高级衍生物.如,石蜡 C12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
5、 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、难溶于水的固体但易溶于苯等有机溶剂;苯酚溶液与 Fe3+作用形成紫色H3Fe6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
6、只需要了解下列有机物的气味:甲烷 无味 乙烯 稍有甜味 液态烯烃 汽油的气味 乙炔 无味 苯与其同系物 芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入.一卤代烷 不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入.二氟二氯甲烷氟里昂 无味气体,不燃烧.C4以下的一元醇 有酒味的流动液体 C5C11的一元醇 不愉快气味的油状液体 C12以上的一元醇 无嗅无味的蜡状固体 乙醇 特殊香味 乙二醇 甜味无色黏稠液体 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.3/27 通过加成反应
7、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、苯与其同系物、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
8、、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: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
9、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 12Al+6H+=2 Al3+3H2 2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2 2Al2O3+6H+=2 Al3+3H2O Al2O3+2OH-=2 AlO2-+H2O 3Al3+3H+=Al3+3H2O Al3+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+H2S NaHS+NaOH=Na2S+H2O 5弱酸弱碱盐,如 CH3COON
10、H4、2S 等等 2CH3COONH4+H2SO4=2SO4+2CH3COOH CH3COONH4+NaOH=CH3COONa+NH3+H2O 2S+H2SO4=2SO4+H2S 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 .4/27 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
11、糖等 2银氨溶液Ag2OH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 Ag2+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=Ag2OH+2H2O 银镜反应的一般通式:RCHO+2Ag2OH2 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+4Ag2OH4Ag+2CO3+6NH3
12、+2H2O 乙二醛:OHC-CHO+4Ag2OH4Ag+2C2O4+6NH3+2H2O 甲酸:HCOOH+2 Ag2OH2 Ag+2CO3+2NH3+H2O 葡萄糖:过量 CH2OH4CHO+2Ag2OH2Ag+CH2OH4COONH4+3NH3+H2O 6定量关系:CHO2Ag2OH2 Ag HCHO4Ag2OH4 Ag 6与新制 Cu2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.3反应
13、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;.5/27 5有关反应方程式:2NaOH+CuSO4=Cu2+Na2SO4 RCHO+2Cu2RCOOH+Cu2O+2H2O HCHO+4Cu2CO2+2Cu2O+5H2O OHC-CHO+4Cu2HOOC-COOH+2Cu2O+4H2O HCOOH+2Cu2CO2+Cu2O+3H2O CH2OH4CHO+2Cu2CH2OH4COOH+Cu2O+
14、2H2O 6定量关系:COOH Cu2 Cu2+酸使不溶性的碱溶解 CHO2Cu2Cu2O HCHO4Cu22Cu2O 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 RCOOH+NaOH=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、各类烃的代表物的结构、特性 类 别 烷 烃 烯 烃 炔 烃 苯与同系物 通 式 CnH2n+2 CnH2n CnH2n-2 CnH2n-6 代
15、表物结构式 HCCH 相对分子质量 Mr 16 28 26 78 碳碳键长 1.54 1.33 1.20 1.40 键 角 10928 约 120 180 120 分子形状 正四面体 6 个原子 共平面型 4 个原子 同一直线型 12 个原子共平面 主要化学性质 光照下的卤代;裂化;不跟 X2、H2、HX、H2O、跟 X2、H2、HX、HCN 加跟 H2加成;FeX3催化下.6/27 使酸性KMnO4溶液褪色 HCN 加成,易被氧化;可加聚 成;易被氧化;能加聚得导电塑料 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
16、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 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与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
17、 生H2 2.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 OH 键与羧酸 与 无 机 含氧 酸 反 应 生成酯.7/27 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
18、于两个 CHO 有极性、能加成.1.与H2、HCN 等加成为醇 2.被 氧 化 剂氧化为羧酸 酮 羰基 Mr:58 有极性、能加成 与 H2、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,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 酯 酯基 HCOOCH3 Mr:60 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.8/27 Mr:88 醇 解 反 应 生成 新
19、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 化合物易爆炸 氨基酸 RCHCOOH 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:Cnm 羟 基 OH 醛 基 CHO 葡萄糖 C
20、H2OH4CHO 淀粉 n 纤维素 C6H7O23 n 多羟基醛或多羟基酮或它们的缩合物 1.氧化反应 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.9/27 羰基 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.1常用的试剂与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 Cu2 FeCl3 溶液 碘水 酸碱 指示剂
21、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.含碳碳双键、三键的物 质.但醛有干扰.苯酚 溶液 含 醛基 化合 物与 葡萄糖、果糖、麦 芽糖 含醛基化合物与葡萄糖、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
22、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 Cu2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+.10/27 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
23、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?将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、
24、饱和 Fe23溶液、品红溶液、澄清石灰水、检验水 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、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
25、气 H2S+CuSO4=CuS+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 Ca2 从无水酒精中提取绝对酒精 镁粉 蒸馏 Mg+2C2H5OH 2 Mg+H2 2 Mg+2H2O 2C2H5OH+Mg2 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 溴 的 四 氯 化洗涤Br2+2I-=I2+2Br-.11/27 碘化钠 碳 溶液 萃取分液 苯 苯酚 NaOH 溶液或 饱和Na2CO3溶液 洗涤 分液 C6H5OH+NaOH
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