高中化学选修5有机化学总复习.ppt
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1、有机化学专题复习一、同分异构体一、同分异构体二、几种基本分子的结构模型(共线共面问题)二、几种基本分子的结构模型(共线共面问题)三、有机物重要物理性质三、有机物重要物理性质四、有机物的化学性质四、有机物的化学性质 (一)官能团的性质(一)官能团的性质 (二)常见有机物之间的转化关系(二)常见有机物之间的转化关系 (三)有机化学反应类型(三)有机化学反应类型 (四)反应条件小结(四)反应条件小结五、常见的有机实验、有机物分离提纯五、常见的有机实验、有机物分离提纯六、有机推断合成的一般思路六、有机推断合成的一般思路七、有机计算七、有机计算(2)(2)同分异构体类型及书写方法:同分异构体类型及书写方
2、法:类型:类型:碳链异构:碳链异构:位置异构位置异构:异类异构异类异构:(官能团异构官能团异构)烯烃顺反异构烯烃顺反异构:一、同分异构体一、同分异构体根据概念判断(考点)根据概念判断(考点)同系物同系物同分异构体同分异构体(1)判断同分异构体、同系物的方法:判断同分异构体、同系物的方法:官能团异构的官能团异构的种类种类 C Cn nH H2n2n(n3n3)单烯烃与环烷烃单烯烃与环烷烃 C Cn nH H2n-22n-2(n3n3)单炔烃、二烯烃单炔烃、二烯烃 C Cn nH H2n-62n-6(n6n6)苯及其同系物与苯及其同系物与多烯多烯 C Cn nH H2n+22n+2O O(n2n2
3、)饱和一元醇和醚饱和一元醇和醚 C Cn nH H2n2nO O(n3n3)饱和一元醛、酮和饱和一元醛、酮和烯醇烯醇 C Cn nH H2n2nO O2 2(n2n2)饱和一元羧酸、酯、饱和一元羧酸、酯、羟基醛羟基醛 C Cn nH H2n-62n-6O O(n6n6)一元酚、芳香醇、一元酚、芳香醇、芳香醚芳香醚 C Cn nH H2n+12n+1NONO2 2,氨基酸和氨基酸和一硝基化合物一硝基化合物 C C6 6H H1212O O6 6,葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖,C C1212H H2222O O1111,蔗糖和麦芽糖蔗糖和麦芽糖例例1、写出分子式为、写出分子式为C4H10O的同分异构
4、体?的同分异构体?小结小结 同分异构体的书写的基本方法同分异构体的书写的基本方法1 1、判类别:判类别:根据分子式确定官能团异构(类根据分子式确定官能团异构(类别异构)别异构)2 2、写碳链:写碳链:主链由长到短,支链由简到繁,主链由长到短,支链由简到繁,位置由心到边,排列邻、间、对。位置由心到边,排列邻、间、对。3 3、移官位:移官位:变换官能团的位置(若是对称的,变换官能团的位置(若是对称的,依次书写不可重复依次书写不可重复)4 4、氢饱和:氢饱和:按按“碳四键碳四键”原理,碳原子剩余原理,碳原子剩余的价键用氢原子去饱和。的价键用氢原子去饱和。同时属于酯类和酚类的同分异构体分别是:同时属于
5、酯类和酚类的同分异构体分别是:水杨酸的结构简式为水杨酸的结构简式为(1)水水杨杨酸酸的的同同分分异异构构体体中中,属属于于酚酚类类同同时时还还属于酯类的化合物有属于酯类的化合物有 种。种。(2)水水杨杨酸酸的的同同分分异异构构体体中中,属属于于酚酚类类,但但不不属属 于于 酯酯 类类 也也 不不 属属 于于 羧羧 酸酸 的的 化化 合合 物物 必必 定定 含含 有有 (填写官能团名称)(填写官能团名称)。典型例题典型例题3醛基醛基 已知已知HO COOH有多种同分异构体,写出符有多种同分异构体,写出符合下列性质的同分异构体的结构简式。合下列性质的同分异构体的结构简式。与与FeCl3溶液作用显紫
6、色溶液作用显紫色 与新制的与新制的Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀悬浊液作用产生红色沉淀 苯环上的一卤代物只有苯环上的一卤代物只有2种种 1【例例】某一元醇的碳链是某一元醇的碳链是 回答下列问题:回答下列问题:(1)这种一元醇的结构可能有这种一元醇的结构可能有 种种(2)这类一元醇发生脱水反应生成这类一元醇发生脱水反应生成 种烯烃种烯烃(3)这类一元醇可发生氧化反应的有这类一元醇可发生氧化反应的有 种种(4)这类一元醇氧化可生成这类一元醇氧化可生成 种醛种醛3132例3、立方烷”是新合成的一种烃,其分子呈立方体结构。其碳架结构如图 所示:其二氯代物共有_种?例例4 4、若萘分子中有两个氢原
7、子分别被溴原子取、若萘分子中有两个氢原子分别被溴原子取代后所形成的化合物的数目有代后所形成的化合物的数目有()()种?种?A.5 B.7 C.8 D.10A.5 B.7 C.8 D.10方法总结方法总结 对于二元取代物的同分异构体的判对于二元取代物的同分异构体的判断,可固定一个取代基位置,再移动另一取代基断,可固定一个取代基位置,再移动另一取代基位置以确定同分异构体数目位置以确定同分异构体数目3 3二、几种基本分子的结构模型(共线共面问题)二、几种基本分子的结构模型(共线共面问题)空间构型空间构型结构特点结构特点甲烷甲烷正四面体正四面体任意三个原子共平面,所任意三个原子共平面,所有原子不可能共
8、平面,有原子不可能共平面,单单键可旋转键可旋转乙烯乙烯平面平面6 6个原子共平面,个原子共平面,双键不双键不能旋转能旋转乙炔乙炔直线型直线型4 4个原子在同一直线上,个原子在同一直线上,三键不能旋转三键不能旋转 苯苯平面正平面正六边形六边形 1212个原子共平面个原子共平面任意三个原子共任意三个原子共平面,所有原子平面,所有原子不可能共平面,不可能共平面,单键可旋转单键可旋转6个原子共平面,个原子共平面,双双键不能旋转键不能旋转(B B)4 4个原子在同个原子在同一直线上,一直线上,三键不能旋三键不能旋转转12个原子共平面个原子共平面1、在、在HCC CH=CHCH3分子中,分子中,处处于同一
9、平面上的最多的碳原子数可能是(于同一平面上的最多的碳原子数可能是()A 6个个 B 7个个 C 8个个 D 11个个处处在同一直在同一直线线上的碳原子数是上的碳原子数是 ()A 5个个 B 6个个 C 7个个 D 11个个DA 状态状态n4n4的烃、新戊烷、甲醛、一氯甲烷、一氯乙烷、一的烃、新戊烷、甲醛、一氯甲烷、一氯乙烷、一溴甲烷常温呈溴甲烷常温呈气态气态,低级(十碳以下)的醇、醛、酸、酯常温呈低级(十碳以下)的醇、醛、酸、酯常温呈液态液态苯酚,草酸,苯甲酸、硬脂酸,软脂酸常温呈苯酚,草酸,苯甲酸、硬脂酸,软脂酸常温呈固态固态密度密度比水轻比水轻:所有烃类(包括苯及其同系物)、酯:所有烃类(
10、包括苯及其同系物)、酯 (如乙酸乙酯)、油脂(如乙酸乙酯)、油脂比水重比水重:硝基苯、溴苯、:硝基苯、溴苯、CClCCl4 4、溴乙烷及大多数溴乙烷及大多数 卤代烃、液态苯酚卤代烃、液态苯酚三、有机物重要物理性质三、有机物重要物理性质溶解性有机物均能溶于有机溶剂有机物中的憎水基团:-R(烃基);烃基部分越大越难溶于水,亲水基团:-OH,-CHO,-COOH能溶于水的:低碳的醇、醛、酸、钠盐,如乙(醇、醛、酸)乙二醇、丙三醇、苯酚钠难溶于水的:烃,卤代烃,酯类,硝基化合物微溶于水:苯酚、苯甲酸苯酚溶解的特殊性:常温微溶,65以上任意溶沸点沸点同系物同系物比较:沸点随着分子量的增加比较:沸点随着分
11、子量的增加(即即C C原子原子个数的增大)而升高个数的增大)而升高同类物质的同类物质的同分异构体同分异构体:沸点随支链增多而降:沸点随支链增多而降低低衍生物衍生物的沸点高于相应的烃,如氯乙烷的沸点高于相应的烃,如氯乙烷 乙烷乙烷 饱和程度大饱和程度大的有机物沸点高于饱和程度小的有的有机物沸点高于饱和程度小的有机物,如脂肪机物,如脂肪 油油分子间形成氢键分子间形成氢键的有机物沸点高于不形成氢键的有机物沸点高于不形成氢键的有机物如:乙醇的有机物如:乙醇 乙烷乙烷类类 别别结构特点结构特点主要性质主要性质烷烃烷烃单单键(键(C CC C)1.1.稳定:通常情况下不与强酸、稳定:通常情况下不与强酸、强
12、碱、强氧化剂反应强碱、强氧化剂反应2.2.取代反应(卤代)取代反应(卤代)3.3.氧化反应(燃烧)氧化反应(燃烧)4.4.加热分解加热分解烯烃烯烃双键(双键(C CC C)二烯烃二烯烃(C CC CC CC C)1.1.加成加成反应;与反应;与H H2 2、X X2 2、H XH X、H H2 2O O2.2.氧化反应(燃烧;被氧化反应(燃烧;被KMnOKMnO4 4HH+氧化)氧化)3.3.加聚加聚反应反应 (加成时有加成时有1,41,4加成和加成和1,21,2加成加成)四、各类有机物的化学性质四、各类有机物的化学性质(一)结构特点和官能团性质(一)结构特点和官能团性质 类别类别结构特点结构
13、特点主要性质主要性质炔炔烃烃 叁键叁键(C CC C)1.1.加成加成反应(加反应(加H H2 2、X X2 2、HXHX、H H2 2O O)2.2.氧化反应(燃烧;氧化反应(燃烧;被被KMnOKMnO4 4HH+氧化)氧化)苯苯苯的苯的同系同系物物 苯环苯环()苯环及侧链苯环及侧链1.1.易易取代取代(卤代、硝化)卤代、硝化)2.2.较难较难加成加成(加(加H H2 2 )3.3.燃烧燃烧 侧链易被氧化、侧链易被氧化、邻对位上氢原子活泼邻对位上氢原子活泼类类 别别卤代烃卤代烃(X X)结结 构构 特特 点点烃基与烃基与X X相连,相连,C CX X键有极性键有极性主主 要要 性性 质质1.
14、1.水解水解醇(氢氧化钠的水溶液)醇(氢氧化钠的水溶液)2.2.消去消去烯烃(氢氧化钠醇溶液烯烃(氢氧化钠醇溶液醇醇(OHOH)烃烃基与基与OHOH直接相直接相连,连,O OH H、C CO O键键均有极性均有极性1.1.与与活泼金属活泼金属反应反应(Na(Na、K K、MgMg、AlAl等)等)2.2.取代取代:1 1)与氢卤酸反应)与氢卤酸反应 2 2)酯化反应)酯化反应3.3.脱水脱水反应(反应(分子内脱水分子内脱水和和 分子间脱水)分子间脱水)4.4.氧化(燃烧、被氧化(燃烧、被氧化剂氧化氧化剂氧化)酚酚 OHOH 苯环与苯环与OHOH直接相直接相连,连,O OH H极性大极性大1.1
15、.弱酸性弱酸性(与(与NaOHNaOH反应)反应)2.2.取代取代反应(卤代、硝化)反应(卤代、硝化)3.3.显色显色反应反应(与与FeClFeCl3 3)4.4.易被氧化易被氧化类类 别别结结 构构 特特 点点主主 要要 性性 质质醛醛 O O (C CH H)O O C CH H 双键有极双键有极性,有不饱和性性,有不饱和性1 1.还原反应还原反应 (与(与H H2 2加成加成)2.2.氧化反应氧化反应 (与弱氧化剂)(与弱氧化剂)羧酸羧酸 O O (C COHOH)O OOHOH受受C C 影响,影响,变得活泼,且能部分变得活泼,且能部分电离出电离出H H+1.1.酸性酸性2.2.酯化酯
16、化反应反应酯酯 O O(C CO O-)O OR RC C与与OROR间的间的键易断裂键易断裂水解水解反应反应注意注意1.1.能区别同一有机物在不同条件下发生能区别同一有机物在不同条件下发生的的不同断键方式不同断键方式2.2.有机化学反应中有机化学反应中分子结构的变化分子结构的变化。3.3.相同官能团连在不同有机物分子中相同官能团连在不同有机物分子中 对性质的影响对性质的影响。如:以乙醇为例如:以乙醇为例 H HH H H HC CC CO OH H H H H H.d dc cb ba a问:问:断断d d键发生什么反应?键发生什么反应?(消去)(消去)断断b b键能发生什么反应?键能发生什
17、么反应?(消去或取代)(消去或取代)什么样的醇可催化氧化?什么样的醇可催化氧化?(同(同C C有有H H)什么样的醇不能发生消去?什么样的醇不能发生消去?(无相邻无相邻C C 或邻或邻C C上无上无H H)(二)常见有机(二)常见有机物之间的转化关系物之间的转化关系CH3CH3CH2CH2CHCHC2H5BrCH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5C2H5ONaC2H5OC2H5水解HBrO2加加H2O2水解水解C2H5OH+H2+H2 Na分子间脱水分子间脱水+Cl2FeCl3水解水解+NaOHCO2 或或 强酸强酸+HBr消去消去HBr消消去去H2O O2 H2OCl
18、OHONa有机反应主要包括有机反应主要包括八大八大基本类型:基本类型:取代反应、加成反应、消去反应、取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应、显色反应,缩聚反应、显色反应,(三)有机化学反应类型酯化酯化1.取代反应:取代反应:有机物分子中某些原子或原有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。子团被其它原子或原子团所代替的反应。包括:包括:卤代、硝化、酯化卤代、硝化、酯化、水解、分子间脱水、水解、分子间脱水 2.加成反应:加成反应:有机物分子中有机物分子中未饱和的碳原子未饱和的碳原子跟跟其它原子或原子团直接结合生成别的物
19、质的反应。其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。包括:烯烃及含包括:烯烃及含C=C的有机物、炔烃及含的有机物、炔烃及含CC的的有机物与有机物与H2、X2、HX、H2O加成、苯环、醛加成、苯环、醛基、不饱和油脂与基、不饱和油脂与H2加成。加成。有机反应类型有机反应类型加成反应加成反应和和H2加成的条件一般是催化剂(加成的条件一般是催化剂(Ni)+加热加热和水加成时,条件写温度、压强和催化剂和水加成时,条件写温度、压强和催化剂不对称不对称烯烃或炔烃和烯烃或炔烃和H2O、HX加成时可能产加成时可能产生两种产物生两种产物醛基的醛基的C=O只能和只能和H2加成,不能和加成,不能和X2加成,加成,而
20、羧基和酯的而羧基和酯的C=O不能发生加成反应不能发生加成反应原理:原理:包括:包括:醇醇消去消去H2O生成烯烃、生成烯烃、卤代物卤代物消去消去HX生成不饱和化合物生成不饱和化合物3、消去反应:、消去反应:有机物在一定条件下,从一个分子有机物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如:中脱去一个小分子(如:H2O、HX、NH3等)等)生生成成不饱和化合物不饱和化合物的反应(消去小分子)。的反应(消去小分子)。有机反应类型有机反应类型消去反应消去反应消去反应的实质:消去反应的实质:OHOH或或X X与所在碳的与所在碳的邻邻位碳原子位碳原子上的上的-H-H结合生成结合生成H H2 2O O或或HX
21、HX而消去而消去区分区分不能消去不能消去和和不能氧化的醇不能氧化的醇有不对称消去的情况,由信息定产物有不对称消去的情况,由信息定产物消去反应的条件:醇类是浓硫酸消去反应的条件:醇类是浓硫酸+加热;加热;卤代烃是卤代烃是NaOHNaOH醇溶液醇溶液+加热加热4、氧化反应:、氧化反应:有机物得氧或失氢的反应。有机物得氧或失氢的反应。5、还原反应:、还原反应:有机物加氢或去氧的反应。有机物加氢或去氧的反应。氧化反应氧化反应:有机物分子里有机物分子里“加氧加氧”或或“去氢去氢”的反的反应应有机物的燃烧,烯烃、炔烃、苯的同系物的有机物的燃烧,烯烃、炔烃、苯的同系物的侧链、醇、醛等可被某些氧化剂所氧化。它
22、侧链、醇、醛等可被某些氧化剂所氧化。它包括两类氧化反应包括两类氧化反应1)在有催化剂存在时被氧气氧化)在有催化剂存在时被氧气氧化 从结构上看,能够发生氧化反应的醇一定是从结构上看,能够发生氧化反应的醇一定是连有连有OH的碳原子上必须有氢原子,否则不能的碳原子上必须有氢原子,否则不能发生氧化反应发生氧化反应就不能发生氧化反应就不能发生氧化反应如如CH3COH CH3CH3有机反应类型有机反应类型氧化反应氧化反应2)有机物被除)有机物被除O2外的某些氧化剂外的某些氧化剂(如强(如强KMnO4、弱、弱Cu(OH)2、Ag(NH3)2OH等氧等氧化)化)CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+
23、Cu2O+2H2O 醛醛 羧酸羧酸还还原反原反应应:有机物分子里:有机物分子里“加加氢氢”或或“去氧去氧”的反的反应应其中加其中加氢氢反反应应又属加成反又属加成反应应不不饱饱和和烃烃、芳香族化合物,、芳香族化合物,醛醛、酮酮等都可等都可进进行行加加氢还氢还原反原反应应CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH有机反应类型有机反应类型还原反应还原反应 (1)加聚反应:加聚反应:通过加成反应聚合成高分子通过加成反应聚合成高分子化合物的反应(加成聚合)。主要为含双键化合物的反应(加成聚合)。主要为含双键的单体聚合。的单体聚合。6、聚合反应:、聚合反应:生成高分子化合物的反应。生成高分子化合物的反
24、应。催化剂温度压强 丁二烯型加聚(破两头,移中间)丁二烯型加聚(破两头,移中间)n CHn CHCHCHC CCHCH2 2CHCHCHCHC CCHCH2 2n n A B A B A B A B天然橡胶(聚异戊二烯)天然橡胶(聚异戊二烯)氯丁橡胶(聚一氯丁二烯)氯丁橡胶(聚一氯丁二烯)乙烯型加聚乙烯型加聚 a d a da d a d n C n CC CC CC C b e b e nb e b e n 催化剂催化剂 加聚反应的类型加聚反应的类型(联系书上的高分子材料联系书上的高分子材料)聚丙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲聚甲基丙烯
25、酸甲酯(有机玻璃)酯(有机玻璃)含有双键的不同单体间的共聚(混合型)乙丙树脂(乙烯和丙烯共聚),丁苯橡胶(丁二烯和苯乙烯共聚)n n CH CHCHCH2 2+n n CH CH2 2CHCH2 2 CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2 n 或或 CH CH2 2CHCHCHCH2 2CHCH2 2 n nOO催化剂O催化剂加聚反应的特点加聚反应的特点:1、单体含不饱和键:、单体含不饱和键:2、产物中仅有高聚物,无其它小分子,、产物中仅有高聚物,无其它小分子,3、链节和单体的化学组成相同;但结构不同、链节和单体的化学组成相同;但结构不同如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。如烯烃、二烯烃、
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