【考纲要求】 有机化学基础
1. 了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因。
2. 理解基团、官能团、同分异构、同系列等概念。能够识别结构式(结构简式)中各原子的连接次序和方式、基团和官能团。能够辨认同系物和列举异构体。了解烷烃的命名原则。
3. 以一些典型的烃类化合物为例,了解有机化合物的基本碳架结构。掌握各类烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)中各种碳碳键、碳氢键的性质和主要化学反应。
4. 以一些典型的烃类衍生物(乙醇、溴乙烷、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、脂肪酸、甘油酯、多羟基醛、氨基酸等)为例,了解官能团在化合物中的作用。掌握各主要官能团的性质和主要化学反应。
5.了解石油化工、农副产品化工、资源综合利用及污染和环保的概念。
6. 了解在生活和生产中常见有机物的性质和用途。
7. 以葡萄糖为例,了解糖类的基本组成和结构,主要性质和用途。
8. 了解蛋白质的基本组成和结构、主要性质和用途。
9. 初步了解重要合成材料的主要品种的主要性质和用途。理解由单体进行聚合反应(加聚和缩聚)生成高分子化合物的简单原理。
10. 通过上述各类化合物的化学反应,掌握有机反应的主要类型。
11. 综合应用各类化合物的不同性质,进行区别、鉴定、分离、提纯或推导未知物的结构简式。组合多个化合物的化学反应,合成具有指定结构简式的产物。
【回归课本】
1.常见有机物之间的转化关系
2.与同分异构体有关的综合脉络
3.有机反应主要类型归纳
下属反应物 涉及官能团或有机物类型 其它注意问题
取代反应 酯水解、卤代、硝化、磺 化、醇成醚、氨基酸成肽、皂化、多糖水解、肽和蛋白质水解等等 烷、苯、醇、羧酸、酯和油脂、卤代烃、氨基酸、糖类、蛋白质等等 卤代反应中卤素单质的消耗量;酯皂化时消耗NaOH的量(酚跟酸形成的酯水解时要特别注意)。
加成反应 氢化、油脂硬化 C=C、C≡C、C=O、苯环 酸和酯中的碳氧双键一般不加成;C=C和C≡C能跟水、卤化氢、氢气、卤素单质等多种试剂反应,但C=O一般只跟氢气、氰化氢等反应。
消去反应 醇分子内脱水卤代烃脱卤化氢 醇、卤代烃等 、等不能发生消去反应。
氧化反应 有机物燃烧、烯和炔催化氧化、醛的银镜反应、醛氧化成酸等 绝大多数有机物都可发生氧化反应 醇氧化规律;醇和烯都能被氧化成醛;银镜反应、新制氢氧化铜反应中消耗试剂的量;苯的同系物被KMnO4氧化规律。
还原反应 加氢反应、硝基化合物被还原成胺类 烯、炔、芳香烃、醛、酮、硝基化合物等 复杂有机物加氢反应中消耗H2的量。
加聚反应 乙烯型加聚、丁二烯型加聚、不同单烯烃间共聚、单烯烃跟二烯烃共聚 烯烃、二烯烃(有些试题中也会涉及到炔烃等) 由单体判断加聚反应产物;由加聚反应产物判断单体结构。
缩聚反应 酚醛缩合、二元酸跟二元醇的缩聚、氨基酸成肽等 酚、醛、多元酸和多元醇、氨基酸等 加聚反应跟缩聚反应的比较;化学方程式的书写。
4.醇、醛、酸、酯转化关系的延伸
1.需水浴加热的反应有: (1)、银镜反应(2)、乙酸乙酯的水解(3)苯的硝化(4)糖的水解 (5)、酚醛树脂的制取(6)固体溶解度的测定 凡是在不高于100℃的条件下反应,均可用水浴加热,其优点:温度变化平稳,不会大起大落,有利于反应的进行。
2.需用温度计的实验有: (1)、实验室制乙烯(170℃) (2)、蒸馏 (3)、固体溶解度的测定 (4)、乙酸乙酯的水解(70-80℃) (5)、中和热的测定 (6)制硝基苯(50-60℃) 〔说明〕:(1)凡需要准确控制温度者均需用温度计。(2)注意温度计水银球的位置。
3.能与Na反应的有机物有: 醇、酚、羧酸等——凡含羟基的化合物。 4.能发生银镜反应的物质有: 醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖——凡含醛基的物质。
5.能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有: (1)含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物 (2)含有羟基的化合物如醇和酚类物质 (3)含有醛基的化合物 (4)具有还原性的无机物(如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等) 6.能使溴水褪色的物质有: (1)含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物(加成) (2)苯酚等酚类物质(取代) (3)含醛基物质(氧化) (4)碱性物质(如NaOH、Na2CO3)(氧化还原――歧化反应) (5)较强的无机还原剂(如SO2、KI、FeSO4等)(氧化) (6)有机溶剂(如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等,属于萃取,使水层褪色而有机层呈橙红色。) 7.密度比水大的液体有机物有:溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。
8、密度比水小的液体有机物有:烃、大多数酯、一氯烷烃。 9.能发生水解反应的物质有 卤代烃、酯(油脂)、二糖、多糖、蛋白质(肽)、盐。
10.不溶于水的有机物有: 烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素 11.常温下为气体的有机物有: 分子中含有碳原子数小于或等于4的烃(新戊烷例外)、一氯甲烷、甲醛。 12.浓硫酸、加热条件下发生的反应有: 苯及苯的同系物的硝化、磺化、醇的脱水反应、酯化反应、纤维素的水解 13.能被氧化的物质有: 含有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物(KMnO4)、苯的同系物、醇、醛、酚。
大多数有机物都可以燃烧,燃烧都是被氧气氧化。 14.显酸性的有机物有:含有酚羟基和羧基的化合物。
15.能使蛋白质变性的物质有:强酸、强碱、重金属盐、甲醛、苯酚、强氧化剂、浓的酒精、双氧水、碘酒、三氯乙酸等。 16.既能与酸又能与碱反应的有机物:具有酸、碱双官能团的有机物(氨基酸、蛋白质等) 17.能与NaOH溶液发生反应的有机物: (1)酚: (2)羧酸: (3)卤代烃(水溶液:水解;醇溶液:消去) (4)酯:(水解,不加热反应慢,加热反应快) (5)蛋白质(水解) 18、有明显颜色变化的有机反应: 1.苯酚与三氯化铁溶液反应呈紫色; 2.KMnO4酸性溶液的褪色; 3.溴水的褪色; 4.淀粉遇碘单质变蓝色。
5.蛋白质遇浓硝酸呈黄色(颜色反应) 一、物理性质 甲烷:无色 无味 难溶 乙烯:无色 稍有气味 难溶 乙炔:无色 无味 微溶 (电石生成:含H2S、PH3 特殊难闻的臭味) 苯:无色 有特殊气味 液体 难溶 有毒 乙醇:无色 有特殊香味 混溶 易挥发 乙酸:无色 刺激性气味 易溶 能挥发 二、实验室制法 甲烷:CH3COONa + NaOH →(CaO,加热) → CH4↑+Na2CO3 注:无水醋酸钠:碱石灰=1:3 固固加热 (同O2、NH3) 无水(不能用NaAc晶体) CaO:吸水、稀释NaOH、不是催化剂 乙烯:C2H5OH →(浓H2SO4,170℃)→ CH2=CH2↑+H2O 注:V酒精:V浓硫酸=1:3(被脱水,混合液呈棕色) 排水收集(同Cl2、HCl)控温170℃(140℃:乙醚) 碱石灰除杂SO2、CO2 碎瓷片:防止暴沸 乙炔:CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 注:排水收集 无除杂 不能用启普发生器 饱和NaCl:降低反应速率 导管口放棉花:防止微溶的Ca(OH)2泡沫堵塞导管 乙醇:CH2=CH2 + H2O →(催化剂,加热,加压)→CH3CH2OH (话说我不知道这是工业还实验室。
) 注:无水CuSO4验水(白→蓝) 提升浓度:加CaO 再加热蒸馏 三、燃烧现象 烷:火焰呈淡蓝色 不明亮 烯:火焰明亮 有黑烟 炔:火焰明亮 有浓烈黑烟(纯氧中3000℃以上:氧炔焰) 苯:火焰明亮 大量黑烟(同炔) 醇:火焰呈淡蓝色 放大量热 四、酸性KMnO4&溴水 烷:都不褪色 烯 炔:都褪色(前者氧化 后者加成) 苯:KMnO4不褪色 萃取使溴水褪色 五、重要反应方程式 烷:取代 CH4 + Cl2 →(光照)→ CH3Cl(g) + HCl CH3Cl + Cl2 →(光照)→ CH2Cl2(l) + HCl CH2Cl + Cl2 →(光照)→ CHCl3(l) + HCl CHCl3 + Cl2 →(光照)→ CCl4(l) + HCl 现象:颜色变浅 装置壁上有油状液体 注:4种生成物里只有一氯甲烷是气体 三氯甲烷 = 氯仿 四氯化碳作灭火剂 烯:1、加成 CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br CH2=CH2 + HCl →(催化剂) → CH3CH2Cl CH2=CH2 + H2 →(催化剂,加热) → CH3CH3 乙烷 CH2=CH2 + H2O →(催化剂,加热加压) → CH3CH2OH 乙醇 2、聚合(加聚) nCH2=CH2 →(一定条件) → [-CH2-CH2-]n (单体→高聚物) 注:断双键→两个“半键” 高聚物(高分子化合物)都是【混合物。
有机物的官能团:
各类有机物的通式、及主要化学性质
烷烃CnH2n+2 仅含C—C键 与卤素等发生取代反应、热分解 、不与高锰酸钾、溴水、强酸强碱反应
烯烃CnH2n 含C==C键 与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应、加聚反应
炔烃CnH2n-2含C≡C键 与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应 苯(芳香烃)CnH2n-6与卤素等发生取代反应、与氢气等发生加成反应 (甲苯、乙苯等苯的同系物可以与高锰酸钾发生氧化反应)卤代烃:CnH2n+1X 醇:CnH2n+1OH或CnH2n+2O苯酚:遇到FeCl3溶液显紫色 醛:CnH2nO 羧酸:CnH2nO2酯:CnH2nO2
有机反应类型:
取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。
加成反应:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合的反应。
聚合反应:一种单体通过不饱和键相互加成而形成高分子化合物的反应。
加聚反应:一种或多种单体通过不饱和键相互加成而形成高分子化合物的反应。
消去反应:从一个分子脱去一个小分子(如水.卤化氢),因而生成不饱和化合物的反应。 氧化反应:有机物得氧或去氢的反应。
还原反应:有机物加氢或去氧的反应。
酯化反应:醇和酸起作用生成酯和水的反应。
水解反应:化合物和水反应生成两种或多种物质的反应(有卤代烃、酯、糖等)
有机物燃烧通式
有机合成路线:
1,有机物的分类(主要是特殊的官能团,如双键,三键,羟基(与烷基直接连的为醇羟基,与苯环直接连的是芬羟基),醛基,羧基,脂基);
2同分异构体的书写(不包括镜像异构),一般指碳链异构,官能团异构;
3特殊反应,指的是特殊官能团的特殊反应(烷烃,烯烃,醇的转化;以及纯的逐级氧化(条件),酯化反应,以及脂的在酸性碱性条件下的水解产物等);
4特征反应,用于物质的分离鉴别(如使溴水褪色的物质,银镜反应,醛与氯化铜的反应等,还有就是无机试剂的一些);
各类有机化合物命名规则 类别 主链的选择 碳原子编号 烷烃 选择含碳原子最长的碳链为主链,命名某烷 在主链上以连有最简单取代基(甲基)近端为起点编号 不饱和烃 选择含有不饱和碳原子的最长碳链为主链称某不饱和烃 在主链上以不饱和碳原子近端为起点,进行编号 芳香烃 以芳香环为主体(苯、萘…) 以芳香环上连有取代基的碳原子为起点编号 烃的衍生物 选择含有官能团的碳原子的最长碳链为主链,确定为某衍生物 以连有官能团的碳原子为起点,进行编号(或近端) 2. 各类主要有机物的组成通式 类别 结构特点(官能团) 代表物 一般表示式 分子通式 烷烃 只含C—C单键 CH4 R—CH3 CnH2n+2 烯烃 含一个C=C双键 CH2=CH2 R—CH=CH2 CnH2n(n≥2) 炔烃 含一个C≡C参键 CH≡CH R—C≡CH CnH2n—2(n≥2) 苯及其同系物 含一个苯环 ²R CnH2n—6(n≥2) 饱和一元卤代烃 含一个卤原子 CH3CH2Br R—CH2X CnH2n+1X 饱和一元醇 烃基饱和含一个—OH CH3CH2OH R—OH CnH2n+1OH 一元酚 羟基(—OH)直接连苯环 ²OH CnH2n—6O 饱和一元醛 烃基饱和含一个—CHO CnH2nO2 饱和一元羧酸 烃基饱和含一个 CnH2nO2 饱和一元羧酸酯 饱和一元羧酸与饱和一元醇酯化 CnH2nO23. 重要有机反应类型与涉及主要有机物 反应类型 反应特点 涉及的主要有机物类别 取代 与碳相连的H、官能团 饱和烃、苯和苯的同系物,卤代烃、醇、酚 加成 发生在不饱和碳上 不饱和烃、苯和苯的同系物、醛 消去 生成不饱和键 卤代烃、醇 酯化 羧基与羟基缩合 醇、羧酸、糖类 水解 烃衍生物与水复分解 卤代烃、酯、二糖、多糖、多肽、蛋白质 氧化 燃烧 CxHyOz+(x+ )O2 xCO2 + y/2H2O 不完全 加氧或去氢 不饱和烃、苯的同系物、醇、醛、糖类 还原 加氢或去氧 不饱和烃、醛、单糖 聚合 加聚 只生成一种高聚物 烯烃、二烯烃 缩聚 除高分子还脱下小分子 苯酚与甲醛、二元羧酸与二元醇、氨基酸。
有机化学合成一、引入碳碳双键 1、卤代烃的消去反应:如:CH3CH2Br + NaOH —— CH2=CH2(气体)+ NaBr + H2O (条件是:NaOH的醇溶液中加热) 2、醇的消去反应:如:CH3CH2OH —— CH2=CH2 (气体)+H2O (条件:在浓硫酸中加热至170摄氏度) 3、炔烃的加成反应:如:乙炔 + 氢气 —— 乙烯 (条件:在镍做催化剂的条件下加热)二、引入碳碳三键 1、二卤代物的消去反应:如 :CH2BrCH2Br + 2NaOH —— 乙炔 + 2NaBr + 2H2O (条件:在NaOH的醇溶液中加热) 2、某二元醇的消去反应(必须是伯醇):如:CH2OHCH2OH —— 乙炔 +2H2O (条件:在浓硫酸中加热至170摄氏度)三、引入醛基 1、伯醇的催化氧化:2 CH3CH2OH + O2 —— 2 CH3CHO + 2 H2O (条件:催化剂、加热) 2、烯烃的催化氧化: 2CH2=CH2 + O2 —— 2 CH3CHO (条件:催化剂、加热) 3、炔烃的水化法:乙炔 + H2O —— CH3CHO (催化剂、加热)四、引入羟基 1、引入醇羟基 (1)卤代烃的水解反应:如: CH3CH2Br + NaOH —— CH3CH2OH + NaBr (条件:在NaOH的水溶液中加热) (2)烯烃的加成反应:如: CH2CH2 + H2O —— CH3CH2OH (条件:用浓硫酸做催化剂) (3)醛的加成反应:如:CH3CHO + H2 —— CH3CH2OH (条件:在镍做催化剂的条件下,加热)(醛加成成伯醇) (4)酮的加成反应:如: CH3COCH3 H2 —— CH3CHOHCH3 (条件:在镍做催化剂的条件下,加热)(酮加成成仲醇) (5)酯类的水解:酸性条件下:CH3COOCH2CH3 + H2O —— CH3COOH + CH3CH2OH (条件:浓硫酸、加热、可逆符号) 碱性条件下: CH3COOCH2CH3 + NaOH —— CH3COONa + CH3CH2OH +H2O (条件: 加热 ) 2、酚羟基 (1)C6H5ONa + HCI —— C6H6O + NaCl (强酸置弱酸)五、引入羧基 1、酯类的水解:酸性条件下:CH3COOCH2CH3 + H2O —— CH3COOH + CH3CH2OH (条件:浓硫酸、加热、可逆符号) 2、醛的催化氧化: (1)2CH3CHO + O2 —— 2CH3COOH (条件:催化剂、加热) (2) 银镜反应:CH3CHO + 2 Ag(NH3)OH —— CH3COONH4 + 3 NH3 +2Ag + H2O (条件:水浴加热 、生成的银单质附在试管表面,因此要写沉淀符号) (3)斐林反应: CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH —— CH3COONa + Cu2O +H2O (条件:酒精灯加热、生成Cu2O砖红色沉淀)六、引入酯基 1、羧酸和醇的酯化反应:如:CH3COOH + CH3CH2OH —— CH3COOCH2CH3 + H2O (条件:浓硫酸、加热、可逆符号) 2、无机含氧酸和醇的酯化反应:如:CH3CH2OH +HO-NO2 —— CH3CONO2 + H2O (条件:催化剂)七、引入卤素原子 1、。
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