2018年高考化学专题——有机化学基础知识点系统总结
更新时间:2024-07-11 10:23:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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2018年高考专题——有机化学基础知识点系统总结
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N(C)≤4]醇、(醚)、醛、(酮)、羧酸及盐、氨基酸及
盐、单糖、二糖。(它们都能与水形成氢键)。 (3)具有特殊溶解性的:
① 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(同一溶剂的溶液)中充分接触,加快反应速率,提高反应限度。
② 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。 ③ 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。
④ 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。
⑤ 线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。 ⑥ 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:
① 烃类:一般N(C)≤4的各类烃 ② 衍生物类:
一氯甲烷(CHCl,沸点为-24.2℃) 3.....................
氯乙烯(CH==CHCl,沸点为-13.9℃) 2........................氯乙烷(CHCHCl,沸点为℃) 32................12.3......四氟乙烯(CF2==CF2,沸点为-76.3℃) 甲乙醚(CH3OC2H5,沸点为10.8℃) 己烷CH3(CH2)4CH3 甲醇CH3OH
氟里昂(CClF,沸点为-29.8℃) 22.....................甲醛(HCHO,沸点为-21℃) ................一溴甲烷(CH3Br,沸点为3.6℃) 甲醚(CH3OCH3,沸点为-23℃) 环氧乙烷( ,沸点为13.5℃) 环己烷 甲酸HCOOH
注意:新戊烷[C(CH3)4]亦为气态
(2)液态:一般N(C)在5~16的烃及绝大多数低级衍生物。如,
溴乙烷C2H5Br 溴苯C6H5Br ★特殊:
乙醛CH3CHO 硝基苯C6H5NO2
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(C)在17或17以上的链烃及高级衍生物。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
★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+(aq)作用形成紫色[H3Fe(OC6H5)6]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,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味: ☆ 甲烷 ☆ 乙烯 ☆ 液态烯烃 ☆ 乙炔 ☆ 一卤代烷
无味
稍有甜味(植物生长的调节剂) 汽油的气味 无味
芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。 不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入。 无味气体,不燃烧。 有酒味的流动液体 不愉快气味的油状液体 无嗅无味的蜡状固体 特殊香味
甜味(无色黏稠液体) 甜味(无色黏稠液体) 特殊气味
☆ 苯及其同系物
☆ 二氟二氯甲烷(氟里昂) ☆ C4以下的一元醇 ☆ C5~C11的一元醇 ☆ C12以上的一元醇 ☆ 乙醇 ☆ 乙二醇 ☆ 苯酚
☆ 丙三醇(甘油)
☆ 乙醛 ☆ 乙酸 ☆ 低级酯 ☆ 丙酮
刺激性气味
强烈刺激性气味(酸味) 芳香气味 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
① 通过加成反应使之褪色:含有② 通过取代反应使之褪色:酚类
③ 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) ④ 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 ① 通过与碱发生歧化反应
3Br2 + 6OH == 5Br + BrO3 + 3H2O或Br2 + 2OH == Br + BrO + H2O ② 与还原性物质发生氧化还原反应,如H2S、S、SO2、SO32、I、Fe
2---2+
------
、—C≡C—的不饱和化合物
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。
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 (2)无机物
2.能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H+褪色的物质 (1)有机物:含有
、—C≡C—、—OH(较慢)、—CHO的物质
2----2+
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、S、SO2、SO32、Br、I、Fe 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 (1)2Al + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2↑
2Al + 2OH + 2H2O == 2 AlO2 + 3H2↑ Al2O3 + 2OH == 2 AlO2 + H2O Al(OH)3 + OH == AlO2 + 2H2O NaHCO3 + NaOH == Na2CO3 + H2O NaHS + NaOH == Na2S + H2O
------
(2)Al2O3 + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2O (3)Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 3H2O
(4)弱酸的酸式盐,如NaHCO3、NaHS等等
NaHCO3 + HCl == NaCl + CO2↑ + H2O NaHS + HCl == NaCl + H2S↑
(5)弱酸弱碱盐,如CH3COONH4、(NH4)2S等等
2CH3COONH4 + H2SO4 == (NH4)2SO4 + 2CH3COOH CH3COONH4 + NaOH == CH3COONa + NH3↑+ H2O (NH4)2S + H2SO4 == (NH4)2SO4 + H2S↑ (NH4)2S +2NaOH == Na2S + 2NH3↑+ 2H2O
(6)氨基酸,如甘氨酸等
H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3Cl H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O
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、麦芽糖等) (2)银氨溶液[Ag(NH3)2OH](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Ag(NH3)2+ + OH - + 3H+ == Ag+ + 2NH4+ + H2O而被破坏。 (4)实验现象:①反应液由澄清变成灰黑色浑浊;②试管内壁有银白色金属析出 (5)有关反应方程式:AgNO3 + NH3·H2O == AgOH↓ + NH4NO3
【记忆诀窍】: 乙二醛: 甲酸: 葡萄糖:
AgOH + 2NH3·H2O == Ag(NH3)2OH + 2H2O
2 Ag↓+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O 4Ag↓+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O 4Ag↓+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2 Ag↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3 +
2H2O H2O H2O
(6)定量关系:—CHO~2Ag(NH)2OH~2 Ag 6.与新制Cu(OH)2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)反应条件:碱过量、加热煮沸 ........(4)实验现象:
① 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;
② 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
HCHO~4Ag(NH)2OH~4 Ag
(过量)
2Ag↓+CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 +
CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH
HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH1—水(盐)、2—银、3—氨 OHC-CHO + 4Ag(NH3)2OH
银镜反应的一般通式: RCHO + 2Ag(NH3)2OH甲醛(相当于两个醛基):HCHO + 4Ag(NH3)2OH
(7)蛋白质
变成绛蓝色溶液,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成; (5)有关反应方程式:2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓+ Na2SO4
RCHO + 2Cu(OH)2HCHO + 4Cu(OH)2OHC-CHO + 4Cu(OH)2HCOOH + 2Cu(OH)2
RCOOH + Cu2O↓+ 2H2O CO2 + 2Cu2O↓+ 5H2O
HOOC-COOH + 2Cu2O↓+ 4H2O CO2 + Cu2O↓+ 3H2O
CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
(6)定量关系:—COOH~? Cu(OH)2~? Cu2+ (酸使不溶性的碱溶解)
—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O
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
(H)RCOOH + NaOH == (H)RCOONa + H2O
或
RCOOH + NaOH == RCOONa + H2O 9.能跟I2发生显色反应的是:淀粉。
8.能跟FeCl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。 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 通 式 代表物结构式 相对分子质量Mr 碳碳键长(×10-10m) 键 角 分子形状 16 1.54 109°28′ 正四面体 光照下的卤主要化学性质 代;裂化;不使酸性KMnO4溶液褪色 28 1.33 约120° 6个原子 共平面型 H2O、HCN加可加聚 26 1.20 180° 4个原子 同一直线型 78 1.40 120° 12个原子共平面(正六边形) 烷 烃 CnH2n+2(n≥1) 烯 烃 CnH2n(n≥2) 炔 烃 CnH2n-2(n≥2) H—C≡C—H 苯及同系物 CnH2n-6(n≥6) 跟X2、H2、HX、跟X2、H2、HX、跟H2加成;HCN加成;易FeX3催化下卤代;硝化、磺化反应 聚得导电塑料 成,易被氧化;被氧化;能加
(五)、不饱和度的计算方法 1.烃及其含氧衍生物的不饱和度 2.卤代烃的不饱和度 3.含N有机物的不饱和度 (1)若是氨基—NH2,则 (2)若是硝基—NO2,则
(3)若是铵离子NH4+,则
八、具有特定碳、氢比的常见有机物
牢牢记住:在烃及其含氧衍生物中,氢原子数目一定为偶数,若有机物中含有奇数个卤原 子或氮原子,则氢原子个数亦为奇数。
①当n(C)︰n(H)= 1︰1时,常见的有机物有:乙烃、苯、苯乙烯、苯酚、乙二醛、乙二酸。
②当n(C)︰n(H)= 1︰2时,常见的有机物有:单烯烃、环烷烃、饱和一元脂肪醛、酸、酯、葡萄糖。
③当n(C)︰n(H)= 1︰4时,常见的有机物有:甲烷、甲醇、尿素[CO(NH2)2]。 ④当有机物中氢原子数超过其对应烷烃氢原子数时,其结构中可能有—NH2或NH4+,如甲胺CH3NH2、醋酸铵CH3COONH4等。
⑤烷烃所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而增大,介于75%~85.7%之间。在该同系物中,含碳质量分数最低的是CH4。
⑥单烯烃所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而不变,均为85.7%。 ⑦单炔烃、苯及其同系物所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而减小,介于92.3%~85.7%之间,在该系列物质中含碳质量分数最高的是C2H2和C6H6,均为92.3%。
⑧含氢质量分数最高的有机物是:CH4
⑨一定质量的有机物燃烧,耗氧量最大的是:CH4
⑩完全燃烧时生成等物质的量的CO2和H2O的是:单烯烃、环烷烃、饱和一元醛、羧酸、酯、葡萄糖、果糖(通式为CnH2nOx的物质,x=0,1,2,……)。
九、重要的有机反应及类型
1.取代反应 酯化反应
水解反应
??C2H5OH+HCl C2H5Cl+H2O???NaOHCH3COOC2H5+H2O?????CH3COOH+C2H5OH
无机酸或碱2.加成反应
3.氧化反应
2C2H2+5O2????4CO2+2H2O
点燃
??2CH3CHO+2H2O 2CH3CH2OH+O2??550℃Ag网?? 2CH3CHO+O2??65~75℃锰盐?? CH3CHO+2Ag(NH3)2OH? 4.还原反应
? +2Ag↓+3NH3+H2O
5.消去反应
4???CH2═CH2↑+H2O C2H5OH??2
浓HSO170℃??CH3—CH═CH2+KBr+H2O CH3—CH2—CH2Br+KOH???乙醇
7.水解反应 卤代烃、酯、多肽的水解都属于取代反应
8.热裂化反应(很复杂)
??C8H16+C8H16 C16H34??
??C14H30+C2H4 C16H34????C12H26+C4H8 C16H34??……
9.显色反应
含有苯环的蛋白质与浓HNO3作用而呈黄色 10.聚合反应
11.中和反应
十、一些典型有机反应的比较
1.反应机理的比较
(1)醇去氢:脱去与羟基相连接碳原子上的氢和羟基中的氢,形成
。例如:
??羟基所连碳原子上没有氢原子,不能形成 + O2?不发
生失氢(氧化)反应。
,所以
(2)消去反应:脱去—X(或—OH)及相邻碳原子上的氢,形成不饱和键。例如:
与Br原子相邻碳原子上没有氢,所以不能发生消去反应。
(3)酯化反应:羧酸分子中的羟基跟醇分子羟基中的氢原子结合成水,其余部分互相
结合成酯。例如:
2.反应现象的比较 例如:
与新制Cu(OH)2悬浊液反应的现象:
??存在多羟基; 沉淀溶解,出现绛蓝色溶液???存在羧基。 沉淀溶解,出现蓝色溶液???存在醛基。 加热后,有红色沉淀出现?3.反应条件的比较
同一化合物,反应条件不同,产物不同。例如:
4???CH2=CH2↑+H2O(分子内脱水) (1)CH3CH2OH??2浓HSO170℃4???CH3CH2—O—CH2CH3+H2O(分子间脱水) 2CH3CH2OH??2浓HSO140℃2??CH3CH2CH2OH+NaCl(取代) (2)CH3—CH2—CH2Cl+NaOH??HO???CH3—CH=CH2+NaCl+H2O(消去) CH3—CH2—CH2Cl+NaOH???乙醇 (3)一些有机物与溴反应的条件不同,产物不同。
十一、几个难记的化学式
硬脂酸(十八酸)——C17H35COOH
硬脂酸甘油酯——
软脂酸(十六酸,棕榈酸)——C15H31COOH
油酸(9-十八碳烯酸)——CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
亚油酸(9,12-十八碳二烯酸)——CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 鱼油的主要成分:
EPR(二十碳五烯酸)——C19H29COOH C21H31COOH
银氨溶液——Ag(NH3)2OH
葡萄糖(C6H12O6)——CH2OH(CHOH)4CHO 果糖(C6H12O6)——CH2OH(CHOH)3COCH2OH 蔗糖——C12H22O11(非还原性糖) 淀粉——(C6H10O5)n(非还原性糖) 糖)
麦芽糖——C12H22O11(还原性糖) 纤维素——[C6H7O2(OH)3]n(非还原性DHR(二十二碳六烯酸)——
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