高二化学有机化学复习.pdf
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1、第三部分 有机化学一、教法建议抛石专引玉有机化学给学生的印象通常是比较复杂,没有什么头绪,对看似纷繁复杂的反应有一种摸不着头脑的感觉,而这部分知识无论是在高考中的分娄比例还是个人的化学素养的体现上都有着极重析理论及现实意 义,而且有机化学在如今的化学发展中居于较活跃的地位。以官能团为核心,根据官能团的性质来掌握该物质的化学性质,并掌握此一类物质的化学性质,这是学好有机化学知识的前提条件。指点迷津牢牢地抓住一些基本的有机概念,基本官能团的反应,由此扩展到整个有机系统的知识是有机知识体系的基本要求。本部分知识可分为如下三大块:煌;煌的衍生物;糖类及蛋白质。在“煌”一章中,主要目的是学习一些有机化学
2、中的基本概念,属有机化学启蒙章节,主要包括:有机物烷、烯、快的及苯性质,同系物,同分异构体及加成、消除反应等。无论从考试中的题目含量上,还是知识本身的灵活变通性上,“烽的衍 生 物”都是有机化学中的核心,也是我们在学习有机化学中应着重花费功夫的地方。包 括“醇”、“酚”、“醛”、“竣 酸”、“酯”等儿大知识块。在中学阶段,“糖类、蛋白质”知识只能达到初步涉猎的层次,一些基本的概念及知识在本章显得尤为重要。在有机计算及有机推断中经常用到一个强有力的工具不饱和度的应用,这在后面的知识中有所叙述。有机物燃烧前后,掌握压强的变化也是比较重要的能力。有机实验是很有代表性的,根据一些基本原理设计出新的实验
3、也是我们要掌握的内容。二、学海导航思维基础()知识基础1.列举有机物碳碳键之间彼此连接的可能形式及性质递变。答:单键;苯环中碳碳键;双键;叁键.键 长 )海 键 能 反 应 活 性:2.甲烷的空间结构为正四面体型结构.HCH 键 角 为 109。2 8,应将这个规律推广凡是一个碳原子周围以4 个单键与其它原子相结合,无论这些原子是否相同,所形成的以该碳原子为顶点的键角均约为 1 0 9 o 2 8 这在判断有机分子中各碳原子是否在同一平面上有着积极的意义。3.烷短的化学性质:烷煌在常温下比较稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂起反应。取 代 反 应:C 1 2与甲烷在光照条件下可以发生取代反应,生成
4、C H3C 1,C H 2 c h,C H C L,C C 及 H C 1 的混合物。取代反应是一类范围很广的反应,包括硝化、磺化、酯化及卤代煌或酯类的水解等。氧化:烷煌可以燃烧,生成C O 2及H 2 OCH4 1 0 0 0 C C+2H2C4H10 a CH4+C3H60泅()._ C2H6+C2H4 高温分解、裂化裂解:4.实验室中制甲烷的方法:CH3coONa+NaOH 匕 a CH4T+Na2CO3将无水醋酸钠与碱石灰共热可制得甲烷气体。我们需要把这个反应理解为竣酸盐的脱竣反应,这在有机判定上极有意义。2coONaCOONa+NaOHCaOK5.根、基、原子团:答:根:带电的原子或
5、原子团,如:S O24,N H+4,C l o根带电荷,但带电荷的不全都是“根”,如H+,N a+等。基:电中性的原子或原子团,一般都有未成对电子。C.W羟套:氏甲基-C;如氯基H,一般情况下存在于共价化合物中,但特殊条件下光-可形成自由基。Cl:Cl C1 +C1 原 子 团:多个原子组成的基团,可以是根,也可以是基;但是,单原子的基或根不能称为原子团。6.同系物:结构相似,在分子组成相差一个或若干个一CH2原子团的物质互相称为同系物。结构相似的理解:同一类物质,且有类似的化学性质。CH2OH与|不能互称为同系物.组成上相差“一CH2”原子团:组成上相差指的是分子式上是否有n个一CH2的差别
6、,而不限于分子中是否能真正找出一CH2的结构差O来别-CH3 与CH3 CH2 CH OHOH上看不出“一CH2”来,在结构H-H7.乙烯分子为,6个原子共平面,键角为1 2 0。将此结构扩展,碳碳双键周围的六个原子都共平面。C2H5OH4 P CH2=CH+H2O7.乙烯的实验室制法:反应中浓H 2 s。4 与酒精体积之比为3:1。2c2H50H 端券 CH3cH20cH2cH3+出0 反应应迅速升温至1 70 C,因为在1 4 0 c 时发生了如下的副反应。反应加碎瓷片,为防止反应液过热达“爆沸”。浓 H 2 s o 4 的作用:催化剂,脱水剂。副作用:使乙醇炭化也使炭颗粒氧化,因则所得的
7、乙烯气体中混有S O2、C O2、乙醛蒸气及酒精蒸气等杂质。该反应温度计应插在液面之下,因为测的是反应液的温度。9.烯燃的化学性质(包括二烯烧的一部分)加成反应:CH2 CH2+Br2-CH2 BrCH2Bi1.与卤素单质反应,可使溪水褪色,I I.当有催化剂存在时,也可与H 2 O、H 2、H C 1、H C N 等加成反应C H2 CH C H=:CH2+Br2-012Br-CHBr-CH=CH2(1,2-力 口 成)C H2=c h-C H CH2+Br2-CH2Br CH=CH-1,4,川 成)CH2-CH-CH=CH2+2Br2-CH2Br-CHBr CHBr CHoBr(1,2,3
8、,4-加成)氧化反应:I.燃烧I I.使 K m n C)4/H+褪色IH.催化氧化:2吗=(2%+。2 催%:2cH3CHO有机反应中,氧化反应可以看作是在有机分子上加上氧原子或减掉氢原子还,原反应可看作是在分子内加上氢原子或减掉氧原子.以上可简称为“加氧去氢为氧化;加氢去氧为还原”,这与无机反应中爱这化合价升降来判断氧化一还原反应并不矛盾。聚合:烯煌的聚合过程又是一个加成反应的过程,因而又称为加成一 聚 合 反 解 班 加 辍 蚪 廿 0呀 RI.烯夕空加聚如 二 瞥 力 嘴 =CH2 催化剂*-ECH2一CH=CH CH 夫nCH2 CH2+nCH2=C H CH=CH2+nCH2=CH
9、-fcHj CH2CHj CH=CH C H 2 rH 2 CH 亍I I I.混合聚合1 0.乙 点 C=C H,线 形 分 子,键 角 为1 80 ,凡是叁键周围的4个原子都在一条直线上.1 1.乙快的化学性质:乙快的氧化反应:I.燃烧:火焰明亮,产生浓烟,产物为水及二氧化碳I I.产 ”的存在,乙快可被酸性K m n O,溶液氧化并使其褪色加成反应焕煌的加成反应是解”的不饱和性引起的,其加成可以控制条件使其仅停留在加I m o l的反应物,当然也可以使叁键与2 m o l反应物发生加成反应.H CCH+X2 HC=CH,HC=CH+X2-X X X XI .加X z(其中可以使溪水褪色)
10、.HXJXXJXI I 力n HCP-CH+HCl!f2i*CH2=CHC1in.力 口 -H2C=CH2,H2C Z H a-H2 F F L:CH3CH3H C K H+H 2O -Hg2CH3CHI V.加H 2 O:(工业制乙醛的方法)0 01 2.苯:C 6 H 6,有两种写结构简式的方法:及凯库勒式,从科学性的角度上看,前者的表述更加合理,因为某分子是平面正六边形结构,各碳碳键完全平匀化,分化中无单纯的碳碳单键及碳碳双键,凯库勒式也有一定的积极意义,如:在数每个碳原子上有儿个氢原子,推算分子中不饱和库(见原文详述)时,尤其是涉及到稠环芳煌,优越性自然显露无疑。因而,两种表达方式是通
11、用的,但我建议书写时写凯库勒式,理解分子时按另一种表示法。对于苯分子中的12个原子同在一平面上,我们可以扩展:与苯环直妆相邻的第一原子与苯环共处同一平面。1 3.芳香煌的化学性质:芳香煌都具有芳香性,但现在意义不是指其气味如何的芳香,而是指性质:芳 时 性 就 意 味 着“易取代,难加成”这条性质。(1)取代反应:包括卤代|、硝化及磺化反应Q+B/24夕 卤 代:I.只有与液浸反应,则不能与浸水发生反应。II.本反应的实际催化剂是Fe与Br2反应生成FeBr3oIII.导管末端离吸收液有一定距离,目的防止HBr极易溶于水而使吸收液倒吸,当然,本处吸收也可以改是为一上倒扣于水面的水漏斗。IV.导
12、管口附近有白雾生成:由于产生的H B r吸收空气中的水蒸气而形成的氢澳酸小液滴。V.检验是否生成HBr气体的方法:向吸收液中加入AgNCh溶液,并用HNO3酸化溶液,观察是否有淡黄色沉淀生成。VI.本实验导管足够长,起两方面作用:首先是导气,另外可以使由于反应液较热而挥发出的苯及B n在沿长导管上行的过程中被冷凝而流回反应瓶,防止反应物的损失,此作用可称为“冷凝回流”作用。V I I.最终生成的 呈褐色,因为其中溶解了并没有参加反应的BR单质,提纯的方法:将不纯的 及 NaOH溶液转移至分液漏斗中振荡、分液。0+小。2(浓)警 答 0。2+为0 硝 化:I.在试管中先加入HNO3,再 将 H2
13、so4沿管壁缓缓注入浓HNO3中,振荡混匀,冷却至5060之下,再滴入苯。II.水溶温度应低于60,若温度过高,可导致苯挥发,HNO3分解,及生成苯磺酸等副反应发生。NO2III.生成的硝基苯中因为溶有HNO3及 浓H2so4等而显黄色,为提纯,可用NaOH溶液及蒸溜水在分液漏斗中洗涤混合物。IV.纯净的硝基苯无色有苦杏仁味的油状液体。中毒:硝基苯与皮肤接触赠留蒸气被人体吸收均引起中毒,使用时应特别的小心。0CH3CH3(j +3HO-NC2(浓产1卬 O2NNC2+3为0NO2V.同于测链对苯环的影响,使 的取代反应比 更溶易进行。Q+3HO-NC)2(浓)磺 SO3H+H2OQ+3 H 2
14、(2)加成反秧L j)+3C 12-C6H6C16+6HC(3)氧化反应:I.燃烧:生 成CO2及H 2O,由于碳氢比过高,因而碳颗粒不完全燃烧,产生浓烟。II.苯不使酸性KmnC)4溶液褪色。III.由于苯环对侧链的影响,苯的同系物如甲苯、乙苯等能被KmnC)4/H+氧化而使其褪色。1 4.沸点顺序:烷烽分子的沸点首先取决于含碳原子数目的多少,含碳原子数目越多、沸点越高;在含碳原子数目相同时一,沸点高低取决于分子中支链的多少:支链越多,沸点越低,如沸点:正戊烷 异戊烷新戊烷,其中新戊烷是在常温下为气态的五碳烷烧(沸点9.5)。苯的同系物的沸点取决于取代基的集中程度:取代基越相互靠近,其沸点越
15、高;反之则沸CH3k黑;歹叫CH3 CH3点越低。如沸点顺序:了帮助理解,这个沸点为顺序可从分子极性的角度解释(即分子中正负电荷中心的不对称程度)。当然,以上所述为分子的沸点顺序,溶点顺序可能有所不同。1 5 .石油炼制及石油化工:我们常说的石油工业包括石油炼制工业及石油化工工业,其区分主要是两得的目的不同。石油炼制的目的主要是通过分储等操作获得汽油、煤油、柴油等燃料油及各种机器所需要的润滑油及多种气态煌(称炼厂气)等产品。石油裂化属此部门工作。石油化工是用石油产品和石 油 气(炼厂气、油田气、天然气)为原料生产化工产品的工业简称如合成纤维、橡胶、塑料以及农药、医药等。石油的裂解属石油化工工业
16、。1 6.煤的干储及其产品:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程,叫煤的干镭。属于化学变化;不同于石油分储,石油分镭属于物理变化:焦炉气:(C H 4、C 2 H 4、C O、氏一两有机,两无机)Y煤 焦 油(含多种芳香族化合物)煤粗氨水焦 炭(主要目的)1 7.乙醇的化学性质:与金属反应产生H2:2CH3CH2OH+2Na-2CH3CH2ONa+H2 f(置 换,取代)除N a之 外K、Mg、A l等也可与金属反应,此反应可用于消耗其它化学反应残余的废钠。CH3cH2 OH-蟹。ACH2=CH2f+H2O o 消 去 反 应:醇发生消去反应的条件,与一OH碳相邻的碳原子上有氢原子存在(B一H的存
17、在),如rCH3-C-CH2OHCH3不可能发生消去反应。与无机酸反应1.C2H5OH+HBr-C2H5Br+H2O(取代)其中H B r可用浓H2s。4及N aB r代替,可能有产生Br2的副反应发生II.C2HsOH+HON O zf C2H5ONO2+H2O(酯化、取代)区分硝基化合物与硝酸酯的方法:若硝基中N原子直接与碳原子相边,则该化合物为硝基化合物,如C2H5NO2(硝基乙烷);若硝基中的N原子通过氧原子而与碳原子相连接,则该化合物称为酯,如C2H5ONO2(硝酸乙酯)与有机酸的反应:0浓H 2 s O a IICH3 COOH+HOC2H5 _:c OC2H5+H2O(酯化、取代
18、)I.酯化反应规律:“酸脱羟基醇脱氢”,包括有机酸和无机含氧酸与醇的反应,有些参与书认为无机含氧酸的脂化反应是“酸脱氢而醇脱羟基”这是一种错误的观点,如果从酸中电离出H+很容易,若脱下来一个中性氢原子是很困难的。II.吸收酯的试剂为饱和的Na2c。3溶液,也是分离CH3COOH及CH3coOC2H5所用的试液。其可以充分吸收C H 3 c o 0 H,使酯香味得以显出;可以有效降低酯的溶解度,使分离更彻底。氧化反应:2c2H5OH+3O2电 纥 2CO2+3H2OI.燃烧:2CH3CHpH+O2A gU3CH3CHO+H2O或 CH3cHQH+CuO ACH3cHO+H2O+CUOII.催 化
19、 氧 化:催化氧化对醇的结构的要求:与O H直 接 相 边 的 碳 原 子 上 必 须 有HO如:CH30H-HCHO,CH3CHOHCH3CH31 CH2原 子,有2个 或3个氢原子被氧化成醛,只 有1个氢原子被氧化成酮。不能被催化氧化。1 8.酚:羟基与苯环直接相连的化合物叫酚,羟基连在苯环上的侧链如 OH(苯酚);CH2OH(苯甲醇)OH(环己醇)碳原子的化合物叫芳香醇。1 9.酚的化学性质:0HQNa2 Q+2N aO H+&0QHONa2|j+2Na AZ+H2|OH QNa+Na 2cO3OHAQ+NaHCO3QNaJ+H2c。3。+NaHC03(1)弱酸性:弱于碳酸称石炭酸,不使
20、酸碱指标剂变红。其电离能力介于H2co3的第一及第二级电离之间。(2)取代反应:定量地检验苯酚含量的多少:(3)氧化反应:苯酚易被氧化,露置在空气中会因少量氧少而显粉红色。(4)显色反应:苯酚与FeCb溶液作用显示紫色。6C6H5OH+Fe3+-(Fe(C6H5O)6)3+6H+,I.其它酚类也有类似的显色反应II.反应发生后:溶液由弱酸性变为强酸性。Br(5)缩聚反应:长导管作用:冷凝水蒸气,HCHO与 HC1溶于冷凝水一起回流,冷凝的苯酚随着水一起回流。2 0.醛类的化学性质:(1)还原反应:与 H2的加成反应:NiCH3CHO+H2-a-CH3cH20H(2)氧化反应:燃 烧。使酸性Km
21、nC14溶液褪色。III.银镜反应:1 N H3,H2O+Ag=A g 0H|+NH+4.ii 2NH3-H2O+AgOI=|2Ag(NH3)2 1 +OH-+2H2Oiii CH3CHO+2Ag(NH3)2 1+20田CH3coCT+HN+2Agj+3NH3+H2O另:i 银镜反应的银氨溶液要求现用现配,且配制时不充许NH3-H2O过量,即先取AgNO3溶液后滴加稀氨水,使生成的AgOH刚好完全溶解为止,否则将产生易爆炸的物质。i i.乙醛与氢氧化银氨溶液反应时,Imol乙醛可以还原出2moiAg来,而甲醛的反应则可以置换出4molAg,因为第一步生成的甲酸中仍然有醛基存在而进一步发生反应。
22、iii.有的书认为,在制备奶氢溶液过程中,氨水由于变成氢氧化银氨而使溶液碱性增强。实际并不然,生成的OH(i i 反应)又与NH%(I 反应)重新结合生成NH3 比0,单从碱性强弱考虑,反应由于消耗了一部分NH3-H2O,溶液碱性有所降低。CH3CHO+2CU(OH)2-怨 CH3COOH+CU2O|+2H2OV I.与新制的Cu(OH)2反应要求:Cu(OH)2悬浊液为新制,且NaOH为过量。III、IV反应可作为实验室检验醛基的方法。21.乙醛的制备方法:乙 快 水 侬 产CH+H2O喈t c&CHO2cH2=CH2+O2 催yL2cH3CHO乙烯氧化法:2cH3cH2Ho+。2 2cH3
23、CHO+2H2O乙醇的催化氧化:22.乙酸的制取:2CH3CHO+O22CH3COOH通过上述方法制得乙醛。丁烷直接氧化法:2cH3cH2cH2cH3 +5C)2 他 髻 4CH3COOH+2H2O另外乙醇还可以被强氧化剂如KmnO4(H+),K2Cr2O7(H+)M o2 3.常见酯的生成方法取代反应。HCOOH+HO CH3 方。4 A HCOOCH3+H2OHO NO2+HO-C2H2-C2H5ONO2+2H2O(1)基本的方法:0o=c,XCH2COOH+HO CH?浓 H2sO4.*J|+2H7OII A%ZCH2IcCOOH HO CH2 PHCOO、CH3 CH COOH+HOO
24、C一 CH一CH3 浓晚。4 A C H CHCH3+2H2O 3、o0czOHS OH 浓H,S。,.CH2cH20H(2)生成环酯:(2)生成聚酯:(4)一元酸与多元醇反应CH2OHCHOH+3H0N02CH2OHI.硝酸甘油酯nCH3CH COOH-n l l O O C-C X X H l K-C H 2 C lCH2-c、0+H2OCH2-CH2CH2ONO2-CHONO2+3H2OCH2ONO2浓 H 2 s O 4 -OCHC 土+叫0 O H 弓 S O、币 _c oCIt-C H,一 时+2 n H 2 cII.硬酯酸甘油酯III.硝酸纤维生成ONO2(0NC)2XONO2/
25、浓H2sO4 八f 磔 长 黑 +3 n H L J I“35COO2(。6H7。2CH2OH+3C17H35GOOH-Cl 7H35coOCH+k i20LH20H C17H35COOCH2+3nH2O2 4.酯 类(包括脂)的化学性质:OCH3COC2H5+H2O,无机酸或碱 4 CH3COOH+C2H50HoCH3Co C2H5+NaOH CH3coONa+C2H50H乙酸乙酯的水解:硬酯酸甘油酯的水解:C1 7H35COOCH2Ci7H35COOCH2幡 辎 於 4%怅(硬化油,人造脂肪):H;OHC脚辍他坪牌Cl 7H35cOO(/H+JH2。-Md那 也 书sCOOCNa(皂化反应
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