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有机化学基础复习学案

选修5有机化学基础复习学案

一、烃的重要类别及重要化学性质

1甲烷、烷烃:

(1)甲烷结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构,分子。

(2)化学性质:

①取代:

(与Cl2)

;;

;;

②氧化:

(空气中燃烧)。

③热分解:

(3)物理性质:

色,味,密度是g/L(标准状况下),溶于水,是和的主要成份。

(4)用途:

作、制等。

(5)烷烃:

烷烃的通性:

烷烃的通式。

①物理性质:

有机物一般为晶体,在有机物同系物中,随着C原子数的增加,相对分子质量,熔沸点;分子式相同的烃,支链越多,熔沸点。

②化学性质:

(相对稳定,一定条件下反应)

a氧化反应:

(写出烷烃燃烧通式);

b取代反应:

(乙烷与氯气的反应)。

c分解反应

2乙烯、烯烃:

(1)乙烯结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构,分子。

(2)化学性质:

①加成反应

与溴水:

(溴水退色);

与氢气:

与水:

(制乙醇)。

②氧化反应

乙烯燃烧反应方程式:

乙烯能使KMnO4(H+);

③加聚反应。

(3)物理性质:

色,味,比空气略,溶于水。

(4)乙烯的实验室制法:

原理(方程式):

①反应中浓硫酸与乙醇体积之比为:

②反应应迅速升温至℃,因为在140℃时发生副反应生成乙醚;

③反应加碎瓷片,为防止反应液过热而;

④浓硫酸的作用:

、;

⑤该反应温度计应插在之下,因为测的是反应液的温度。

(5)烯烃

烯烃的通性:

烯烃的通式;官能团。

烯烃的化学性质比较活泼,容易发生反应、反应和反应;

烯烃的燃烧通式为。

3乙炔、炔烃:

(1)乙炔结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构,分子。

(2)化学性质:

①加成反应

与溴水:

(溴水退色);

与氢气:

与氯化氢:

(氯乙烯);

氯乙烯聚合:

(聚氯乙烯)。

②氧化反应

乙炔燃烧反应方程式:

乙炔也能使KMnO4(H+);

(3)物理性质:

纯净的乙炔是色,味气体,比空气略,溶于水,易溶于。

用途:

重要的原料,常用于制取,燃烧形成。

(4)乙炔的实验室制法:

原料为:

和;

原理(方程式):

碳化钙跟水的反应比较剧烈,为了得到平稳的乙炔气流,可以用_______________代替水。

实验产生的乙炔因常含有_________、__________等杂质而有特殊难闻的臭味。

(5)炔烃

炔烃的通性:

炔烃的通式;官能团。

炔烃能发生反应、反应和反应;

炔烃的燃烧通式为。

应用:

氧炔焰可用来切割或焊接金属。

4苯、芳香烃

(1)苯的结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构,分子。

苯环上碳碳键是一种介于和之间独特的键,因而决定了苯兼有饱和烃和不饱和烃的化学性质,即易取代、能加成、难氧化。

(2)化学性质

①取代反应:

与液溴:

硝化反应:

②加成反应:

与氢气:

③氧化反应:

苯燃烧反应方程式:

苯能使KMnO4(H+)溶液褪色。

(3)物理性质:

苯是色,味的液体,毒,溶于水,密度比水,

熔点仅为℃。

(4)芳香族化合物

①芳香族化合物是指含有的化合物,若仅有、元素组成的芳香族化合物则为芳香烃。

②苯的同系物

苯的通式为。

由于侧链使苯环上的氢原子变得活泼而发生取代反应,由于苯环上的侧链易被氧化,苯的同系物能使KMnO4(H+)溶液。

a氧化反应:

燃烧通式为;

苯的同系物一般可以被KMnO4(H+)溶液氧化为苯甲酸。

b取代反应:

甲苯的硝化反应:

甲苯与氯气的取代反应:

二、烃的衍生物重要类别及重要化学性质

A、烃的衍生物,从结构上可以看做是烃分子里原子被其他或所取代的产物(或以烃为母体,由烃派生或衍生出来的物质)。

从元素组成上看,除、

元素外,还有,,,,等元素中的一种或几种。

B、官能团与基、根的区别:

基是含未成对电子的,不能独立存在,只能和相结合在一起,如甲基,羟基。

根是、,能独立存在,如。

1溴乙烷、卤代烃

(1)溴乙烷结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

(2)化学性质:

由于官能团(—Br)的作用,溴乙烷的化学性质比乙烷活泼,能发生许多化学反应。

①水解反应:

(取代反应);

利用氢氧化钠中和反应生成的HBr,可促进水解平衡向正反应方向移动。

卤代烃水解的条件:

NaOH的水溶液,因为氢氧化钠可以中和生成的氢溴酸,所以溴乙烷的水解也可以写成:

②消去反应:

卤代烃消去反应的条件:

与强碱的醇溶液共热,反应脱去一个HBr分子。

消去反应定义:

有机化合物在一定条件下,从一个中一个(如H2O,HBr)

而生成(含双键或三键)化合物的反应。

(3)物理性质:

纯净的溴乙烷是色液体,密度比水,沸点为℃。

(4)卤代烃

卤代烃的通性:

卤代烃的通式;官能团。

①物理性质:

卤代烃是指烃分子中的原子被原子取代后所生成的化合物;卤代烃都于水,可于有机溶剂;氯代烷的沸点随烃基增大呈现的趋势,氯代烷的密度随烃基增大呈现的趋势。

②化学性质(卤代烃的化学性质通常比烃活泼,能发生许多化学反应)

a断①键发生反应

写出一氯甲烷的水解反应:

写出1,2—二溴乙烷的水解反应:

b断①③键发生反应

写出2—氯丙烷的消去反应:

写出1,2—二溴乙烷的消去反应:

(消去1分子溴化氢);

(消去2分子溴化氢)。

c卤代烃中卤族元素的检验方法

①实验原理:

②实验步骤:

将卤代烃与过量溶液混合加热,充分振荡、静置;然后再向混合溶液中加入过量的以中和过量的;最后,向混合液中加入溶液。

若有白色沉淀证明是代烃;若有浅黄色沉淀生成,则证明是代烃;若有黄色沉淀生成,则证明是代烃。

2乙醇、醇类

写出下列微粒的电子式:

羟基氢氧根乙醇甲基

(1)乙醇结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构。

(2)化学性质

①断①键与活泼金属钠等缓慢发生反应产生H2:

羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,乙醇难电离,属于非电解质。

②氧化反应

化学键全断,燃烧反应的化学方程式:

断①③键发生反应,化学方程式:

工业上利用这个反应原理制取乙醛。

③断②⑤键发生反应,化学方程式:

④酯化反应:

(与乙酸)

⑤一部分乙醇断①键另一部分乙醇断②键发生反应,(乙醇140℃)化学方程式:

⑥与无机酸反应:

(与氢溴酸加热反应);

实验室可根据这一反应原理制取溴乙烷。

(3)物理性质:

是色,透明,有味的液体,密度比水,易挥发,能溶解多种有机物和无机物,能与水以比互溶。

乙醇俗称,工业酒精含乙醇96%(体积分数)。

(4)醇类的通性:

饱和一元醇的通式;官能团。

①物理性质:

饱和一元醇的沸点会随着分子里碳原子数增多而逐渐,甲醇、乙醇、丙醇可与水以任意比,含4~11个C的醇为油状液体,可以部分溶于水,含12个C以上的醇为无色、无味蜡状固体,不溶于水,甲醇有,人饮用能使眼睛失明或致死。

②化学性质:

醇能与活泼金属发生反应生成与醇钠,能与HX发生反应生成卤代烃,能与浓H2SO4共热发生反应,能与酸进行反应。

Mg+2R—OH;

HX+ROH

HOCH2CH2CH2CH2OH

R’COOH+ROH

注意:

①醇的消去反应:

总是消去和羟基所在碳原子的碳原子上的氢原子,若没有相邻的碳原子(如甲醇)或相邻的碳原子上没有氢原子[如(CH3)3CCH2OH]的醇不能发生消去反应。

②醇的氧化反应:

和羟基相连的碳原子上若有二到三个氢原子,被氧化为醛;若有一个氢原子,被氧化为酮;若没有氢原子,一般不被氧化。

3苯酚、酚类

(1)苯酚结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构。

(2)化学性质

分子中羟基与苯环互相影响,由于苯基的影响,羟基中的O—H键极性比乙醇分子中O—H键极性要强;由于羟基对苯环的影响,羟基邻、对位上的H比较活泼,易发生取代反应。

①弱酸性:

于碳酸,俗称为酸,不使指示剂变色。

与氢氧化钠的反应:

(浑浊变澄清);

与CO2的反应:

(澄清变浑浊);

与碳酸钠的反应:

(浑浊变澄清)。

②取代反应(鉴定酚类)

与浓溴水的反应:

③氧化反应:

苯酚被氧化,露置在空气中会因少量被氧化而显色。

④显色反应(鉴定苯酚)

苯酚与溶液作用显示色;其他酚类也有类似的显色反应,反应后溶液的酸性增强。

(3)物理性质:

色晶体(易被空气氧化呈粉红色),常温时于水,70℃时能与水

,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,毒,对皮肤有腐蚀性。

(4)酚类的通性:

官能团。

性质类似于苯酚,酚类能发生反应、反应、反应和反应。

(5)苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质比较

类别

甲苯

苯酚

结构简式

氧化反应

溴状态

条件

产物

结论

原因

酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得活泼,易被取代。

4乙醛、醛类

(1)乙醛结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构。

(2)化学性质

①断①键发生反应:

醛基中的羰基(

)可与H2,HCN等加成,但不与Br2加成。

写出乙醛与H2的加成反应:

②断②键发生反应,:

催化氧化:

被弱氧化剂氧化:

(醛基的检验)

(银镜反应);

(生成红色沉淀)。

③化学键全断,燃烧反应的化学方程式:

在乙醛溶液中滴入酸性KMnO4溶液,观察到的现象是。

(3)物理性质:

乙醛是一种色、有气味的液体,密度比水,

挥发,易燃烧,溶于水及乙醇、乙醚、氯仿等溶剂。

(4)醛类

醛类的通性:

饱和一元醛的通式;官能团。

1甲醛:

结构式:

,分子中相当于含有2个醛基,也叫,35%—40%的甲醛水溶液叫做,甲醛的用途、、

性质:

a具有醛类通性:

和;主要为强性,可与弱氧化剂银氨溶液、新制碱性氢氧化铜悬浊液反应生成羧酸;

b具有一定的特性:

1mol甲醛可与mol银氨溶液反应,生成mol银;

c饱和一元醛随行对分子质量的增大而熔、沸点逐渐。

(5)总结:

能使溴水和酸性KMnO4褪色的有机物

①能使溴水褪色的有机物

A、跟、等不饱和烃发生反应而使溴水褪色;

B、跟具有还原性的含醛基的物质等发生反应而使溴水褪色;

②能使酸性KMnO4褪色的有机物

A、分子结构中碳原子间有或的不饱和有机化合物,一般能被酸性KMnO4氧化而使酸性KMnO4褪色;

B、苯的能使酸性KMnO4褪色;

C、含有基、基的物质,一般也能被酸性KMnO4氧化而使酸性KMnO4褪色,如醇类、醛类、单糖、二糖等具有还原性的物质。

5乙酸、羧酸

(1)乙酸结构:

(五式)

①分子式:

;②结构式:

;③电子式:

④结构简式:

;⑤实验式:

空间构型:

结构。

(2)化学性质

①断①键发生反应,酸性使石蕊试液变色:

乙酸的电离方程式:

与钠反应的离子方程式,

与氢氧化钠溶液反应的离子方程式,

与氧化铜反应离子方程式,

与碳酸钙反应的离子方程式。

酸性比较:

乙酸碳酸苯酚。

②断②键发生反应:

与乙醇的反应方程式:

③乙酸乙酯的制取:

A、化学原理(见性质):

浓硫酸起、作用;

B、装置:

液—液反应用烧瓶或试管,试管倾斜成45℃角度(使试管受热面积大);

弯导管起作用,导气管不能伸入饱和碳酸钠溶液中(防止碳酸钠溶液)。

C、饱和碳酸钠溶液的作用:

乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度,减小,利于分层;

挥发出的与碳酸钠反应,挥发出的被碳酸钠溶液吸收,避免乙醇、乙酸特殊气味干扰乙酸乙酯的气味。

(3)羧酸

羧酸的通性:

饱和一元羧酸的通式;官能团。

性质:

酯化反应:

指和起作用,生成和的反应。

酸指有机酸或无机含氧酸,产物必须是酯和水,否则不属于酯化反应。

注意:

羧酸脱掉羟基,醇脱去氢,结合生成水。

三、糖类、油脂、蛋白质与合成材料

1糖类葡萄糖()

单糖(不水解)

果糖()

麦芽糖()

分类二糖(能水解)

蔗糖()

淀粉()

多糖(能水解)

纤维素()

概念:

糖类一般是或,以及能水解生成它们的化合物,可用通式表示,但糖不一定符合此通式,符合此通式的也不一定是糖。

(1)单糖

葡萄糖

①结构式:

,特点:

②化学性质:

a、还原性:

能发生银镜反应和与Cu(OH)2反应

b、加成反应:

与H2加成生成。

c、酯化反应:

与发生酯化反应。

d、发酵反应(制酒精):

e、生理氧化:

③制法:

淀粉水解

④用途:

做营养物质和还原剂。

⑤果糖:

分子式;果糖和葡萄糖互为;性质:

色晶体,

于水,有味。

(2)二糖

蔗糖和麦芽糖的相似之处

①组成相同,分子式均为,互为;

②都属于,水解都生成分子单糖;

③水解的生成物都能还原和;

蔗糖和麦芽糖的区别

①麦芽糖分子中含有,是性糖。

蔗糖分子中无,不能还原银氨溶液和新制氢氧化铜。

②水解生成物不同:

麦芽糖水解生成;

蔗糖水解生成。

③存在:

甘糖和甜菜中含蔗糖,淀粉在酶作用下水解可以得到麦芽糖。

(3)多糖

淀粉

①组成和结构:

分子组成为,是由几百到几千个单元构成的高分子化合物,分子结构有直链和支链结构两种。

②物理性质:

色状物质,于冷水,在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,形成胶状淀粉糊。

③化学性质:

a、不与和反应,不显性;

b、在稀酸作用下和人体中均能发生,最终产物为;

c、淀粉遇变蓝。

纤维素

①组成和结构:

分子组成为,是由几千个单元构成的高分子化合物。

与淀粉相比,虽然分子组成相同,但由于n值不同(一般纤维素大于淀粉),所以两者并非同分异构体;

②物理性质:

色、无臭、味的物质,于水,也于一般的有机溶剂;

③化学性质:

a、没有,不与和反应,不显性;

b、在稀酸作用下和水浴加热的条件下能发生,最终产物也是;

c、酯化反应(制硝化纤维)

d、用途:

主要用于制造,得到和;制造;

制造;用于造纸等。

(4)糖类水解产物的检验

需先加入溶液中和作催化剂的,再加入和

进行检验。

2油脂

(一)、脂类

1、酯类结构特征:

和起反应生成的一类化合物;

其通式为:

(R-COOR’)(R和R’可相同可不同),饱和一元羧酸和一元醇生成的酯的通式为,与同碳原子数的互为同分异构体。

2、乙酸乙酯:

物理性质:

色、具有味的液体,比水,于水;

化学性质:

能发生水解反应

(酸性条件下水解);

(碱性条件下水解)。

3、甲酸酯:

HCOOR,由于分子中含有—CHO,故可以发生反应,也可被新制的

悬浊液氧化(生成色的)。

4、酯的化学性质

酯在稀硫酸或稀碱液做催化剂,加热条件下可与H2O发生水解反应。

例如:

类似反应:

说明:

(1)酯类在碱性溶液中水解生成;

RCOOR’+NaOH

RCOONa+R’OH

(2)酯化反应和酯的水解反应互为;

(二)、油脂的组成和结构

油脂是人类的主要食物之一,也是重要的工业原料。

在室温下,植物油脂呈态,叫做;

动物油脂呈态,叫做。

和统称为油脂。

油脂是由多种(如硬脂酸,软脂酸和油酸等)跟生成的甘油脂,因此油脂属于类。

结构可表示如下

R1、R2、R3代表饱和烃基或不饱和烃基,可相同也可不相同;

R1、R2、R3相同称;

R1、R2、R3不相同称。

 

(三)油脂的物理性质:

油脂密度比水,于水,于苯、汽油等有机溶剂;油脂是,没有固定的溶沸点

(四)油脂的化学性质:

1、油脂的氢化(硬化、还原)

不饱和酸甘油酯因烃基中含有键,在催化剂作用下可以和H2发生反应。

这个反应叫做油脂的,也叫油脂的,这样制得的油脂叫人造脂防、通常又叫硬化油。

2、油脂的水解:

跟酯类的水解反应相同,在适当的条件下,(如有酸或碱在加热条件下),油脂跟水能够发生水解反应,生成和相应的;

油脂在碱性条件下水解生成;

此反应称为。

硬脂酸甘油脂在作用下进行皂化后,生成的与和NaCl的混合液,用NaCl进行再经过滤可得肥皂的主要成份—。

(五)酯和油脂的区别和联系

类别

油脂

 

结构特点

化学性质

联系

油脂是一类特殊的酯

3蛋白质

(一)氨基酸

1、氨基酸的结构:

氨基酸是一种含的有机物,它的分子里不但含有,还含有。

天然氨基酸都是a—氨基酸。

2、氨基酸的性质

①两性:

既显性,又显性。

+HCl;

+NaOH。

②两分子氨基酸缩水形成二肽

③分子间或分子内缩水成环

(二)蛋白质

1、定义:

蛋白质是由不同的(天然蛋白质所含的都是)经缩聚后形成的高分子化合物。

2、结构特点:

分子中存在着基和基,与氨基酸相似,也是两性物质,还含有肽键。

3、主要化学性质:

①具有性,与氨基酸相似;

②可发生水解(在酸、碱和酶的作用下),经过多肽,最后得到多种;

③溶于水,具有的性质;

④加某些浓的盐溶液于蛋白质溶液中,使蛋白质发生而(称),继续加水,蛋白质重新溶解,即是可逆过程;

⑤蛋白质的变性:

在、、、、等作用下产生变性作用而凝结,这种凝结不,加水重新溶解,失去;

⑥颜色反应:

蛋白质与加热时变黄色;

⑦灼烧含蛋白质的物质产生气味。

(三)酶是蛋白质,具有蛋白质的特点,也有自己的特点

酶的化学性质有①变性(与相似);②具有自己的特性,是。

酶的催化作用条件温和,反应快,具有专一性。

4合成材料

淀粉

纤维素

天然高分子化合物

蛋白质

天然橡胶

高分子化合物

塑料

合成高分子化合物合成纤维

合成橡胶

(一)、材料分类

无机非金属材料(如Si等)

无机材料

无机金属材料(包括金属和合金)

材料

天然有机高分子材料(淀粉、纤维素、蛋白质)

有机材料合成有机高分子材料(塑料、合成纤维等)

新型有机高分子材料

(二)有机高分子化合物

 1、有机高分子化合物

  我们以前学过的一些有机化合物如烃类、醇、醛、酯等化合物,它们的相对分子质量较低,称为低分子化合物;而有机高分子化合物,例如聚乙烯、聚氯乙烯,它们的都在几万甚至几十万以上,称为。

高分子化合物和低分子化合物的主要区别一是相对原子质量,二是性质,有机高分子化合物的熔、沸点一般,表现出一定的强度和硬度。

高分子化合物虽然分子质量较大,便通常结构并不复杂,它们是由简单的结构单元重复连接而成的。

 2、单体、链节和聚合度

 聚乙烯分子可以用

来表示,它是由成千上万的乙烯分子聚合而成的。

  

(1)链节:

高分子化合物中出现的,如聚乙烯的结构单元是。

  

(2)聚合度:

聚乙烯分子结构中的值表示高分子化合物中的重复次数,值越大,相对分子质量。

  (3)单体:

能合成高分子化合物的,如聚乙烯的单体是。

  说明:

  

(1)高分子化合是通过小分子化合物(即单体)通过聚合反应制得的。

  

(2)高分子化合物可以看做是成千上万个链节重复连接而成的。

  (3)高分子化合物的相对分子质量=链节的式量

聚合度(n)。

  (4)我们见到的一些高分子材料是由许许多多n值不同的高分子构成的,因而高分子化合物是混合物,测得的相对分子质量是。

  3、有机高分子化合物的结构特点

有机高分子化合物的结构可分为线型高分子和体型高分子(参看下图)。

  

(1)线型结构

  有些高分子由一个个连接起来,成千上成链节连成长链,如淀粉和纤维素的长链是由C—C键和C—O键相连接的,聚乙烯和聚氯乙烯是由C—C键相连接的,线性结构的高分子材料,可以带支链,也可以不带支链。

线型结构的高分子材料两个链间只有分子间作用力,没有化学键,而这一分子间的作用力随相对分子质量的增大而。

  

(2)体型结构

  体型结构是高分子链上能起反应的跟别的或别的物质发生反应,分子链之间形成化学键产生一些交联,形成的结构,如硫化橡胶等。

  橡胶硫化后,由结构转变为结构,橡胶制品会变得更加坚韧和富有弹性。

  4、有机高分子化合物的基本性质

  

(1)溶解性

  结论:

线型高分子材料能溶解在适当的溶剂中,但溶解速度比小分子缓慢;体型结构的高分子材料不易溶解,只是有一定程度的溶胀。

  

(2)热塑性和热固性

  [结论]聚乙烯塑料受热到一定温度范围时,开始变软,直到熔化成流动的液体。

冷却后又变为固体。

加热后又熔化,这种现象就是线型高分子的热塑性。

  [说明]有些体型高分子一经加工成型就不会受热熔化,因而具有热固性,如酚醛树脂。

  (3)强度

  有机高分子化合物的强度一般都比较大。

体型高分子化合物具有弹性,硬度和脆性比较小;线型高分子化合物没有弹性,硬度和脆性较大。

  (4)电绝缘性

  高分子化合物链里的原子是以共价键结合的,一般不易导电,所以高分子材料通常是很好的绝缘材料,广泛应用于电气工业上,如我们大家熟悉的开关面板,就是用酚醛树脂(俗称电木制造的)。

  小结:

高分子化合物的比较

 

线性高分子化合物

体型高分子化合物

结构特征

由许多链节通过化学键相互连接成长链状,可带支链,也可以不带支链。

除具有线型高分子的长链状结构外,长链之间通过化学键产生交联,形成网状结构。

性质

溶解性

可溶解在适当的溶剂中,但溶解速度比起小分子化合慢,最后形成均匀的高分子溶液。

不易溶解,长期浸泡在溶剂中只能发生一定程度的溶胀。

受热变化情况

具有热塑性,在一定温度范围内,受热软化、熔化成流动的液体,冷却后又变固体,具有良好的可塑性。

具有热固性,加热成型后受热不能熔化。

强度

较大

 

电绝缘性

一般不易导电,通常是电绝缘材料。

实例

聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯

酚醛树脂(电木)

 

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