2021年人教版高中化学选修5讲义有机化学知识点归纳
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1、第 1 页 共 14 页 催化剂 加热、加压 有机化学知识点归纳有机化学知识点归纳 一、有机物的结构与性质一、有机物的结构与性质 1、官能团的定义:决定有机化合物主要化学性质的原子、原子团或化学键。 2、常见的各类有机物的官能团,结构特点及主要化学性质 (1)烷烃烷烃 A) 官能团:无 ;通式:CnH2n+2;代表物:CH4 B) 结构特点:键角为 10928,空间正四面体分子。烷烃分子中的每个 C 原子的四个价键也都如此。 C) 物理性质:1.常温下,它们的状态由气态、液态到固态,且无论是气体还是液体,均为无色。 一般地,C1C4 气态,C5C16 液态,C17 以上固态。 2.它们的熔沸点
2、由低到高。 3.烷烃的密度由小到大,但都小于 1g/cm3,即都小于水的密度。 4.烷烃都不溶于水,易溶于有机溶剂 D) 化学性质: 取代反应(与卤素单质、在光照条件下) , ,。 燃烧 热裂解 C16H34 C8H18 + C8H16 烃类燃烧通式: OH 2 COO) 4 (HC222 y x y xtx点燃 烃的含氧衍生物燃烧通式: OH 2 COO) 24 (OHC222 y x zy xzyx点燃 E) 实验室制法:甲烷: 3423 CH COONaNaOHCHNa CO 注:1.醋酸钠:碱石灰=1:3 2.固固加热 3.无水(不能用 NaAc 晶体) 4.CaO:吸水、稀释 NaO
3、H、不是催化剂 (2)烯烃:烯烃: A) 官能团: ;通式:CnH2n(n2);代表物:H2C=CH2 B) 结构特点:键角为 120 。双键碳原子与其所连接的四个原子共平面。 CH4 + Cl2CH3Cl + HCl 光 CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HCl 光 CH4 + 2O2CO2 + 2H2O 点燃 CH4 C + 2H2 高温 隔绝空气 C=C 原子:X 原子团(基) :OH、CHO(醛基) 、COOH(羧基) 、C6H5 等 化学键: 、 CC C=C 官能团 CaO 第 2 页 共 14 页 催化剂 C) 化学性质: 加成反应(与 X2、H2、HX、H2O 等) 加聚
4、反应(与自身、其他烯烃) 燃烧 氧化反应 2CH2 = CH2 + O2 2CH3CHO 烃类燃烧通式:OH 2 COO) 4 (HC222 y x y xyx点燃 D) 实验室制法:乙烯:CH3CH2OHCH2CH2 浓H2SO4 + H2O 170 注:1.V 酒精:V 浓硫酸=1:3(被脱水,混合液呈棕色)2. 排水收集(同 Cl2、HCl)控温 170(140:乙醚) 3.碱石灰除杂 SO2、CO2 4.碎瓷片:防止暴沸 E) 反应条件对有机反应的影响: CH2CHCH3HBr CH3CH CH3 Br (氢加在含氢较多碳原子上,符合马氏规则) CH2CHCH3HBrCH3CH2CH2
5、Br(反马氏加成) F)温度不同对有机反应的影响: CH2CHCHCH2 80 CH2CHCHCH2 BrBr + Br2 CH2CHCHCH2 60 CH2CHCHCH2 Br Br + Br2 (3)炔烃:炔烃: A) 官能团:CC ;通式:CnH2n2(n2);代表物:HCCH B) 结构特点:碳碳叁键与单键间的键角为 180 。两个叁键碳原子与其所连接的两个原子在同一条直线上。 C) 物理性质:纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。微溶于水,易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。工业品乙炔带 轻微大蒜臭。由碳化钙(电石)制备的乙炔因含磷化氢等杂质而有恶臭。 C) 化学性质: 氧化反应: a可燃性
6、:2C2H2+5O2 4CO2+2H2O 现象:火焰明亮、带浓烟 , 燃烧时火焰温度很高(3000) ,用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。 b被 KMnO4 氧化:能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。 CH2=CH2 + HXCH3CH2X 催化剂 CH2=CH2 + 3O22CO2 + 2H2O 点燃 nCH2=CH2 CH2CH2 n 催化剂 CH2=CH2 + H2OCH3CH2OH 催化剂 加热、加压 CH2=CH2 + Br2BrCH2CH2Br CCl4 第 3 页 共 14 页 CH3 NO2 NO2 O2N CH3 浓硫酸 100 3CHCH + 10KMnO4 + 2H2O6CO2
7、+ 10KOH + 10MnO2所以可用酸性 KMnO4 溶液或溴水区别炔烃与烷烃。 加成反应:可以跟 Br2、H2、HX 等多种物质发生加成反应。 如:现象:溴水褪色或 Br2 的 CCl4 溶液褪色 与 H2的加成 CHCH+H2 CH2CH2 取代反应:连接在 CC 碳原子上的氢原子相当活泼,易被金属取代,生成炔烃金属衍生物叫做炔化物。 CHCH + Na CHCNa + 1 2 H2 CHCH + 2Na CNaCNa + 1 2 H2 CHCH + NaNH2 CHCNa + NH3 CHCH + Cu2Cl2(2AgCl) CCuCCu( CAgCAg ) + 2NH4Cl +2N
8、H3 ( 注意:只有在三键上含有氢原子 时才会发生,用于鉴定端基炔 RHCH) 。 D) 乙炔实验室制法: CaC2+2HOHCa(OH)2+CHCH 注:1.排水收集 无除杂 2.不能用启普发生器 3.饱和 NaCl:降低反应速率 4. 导管口放棉花:防止微溶的 Ca(OH)2泡沫堵塞导管 (4)苯及苯的同系物:苯及苯的同系物: A) 通式:CnH2n6(n6);代表物: B)结构特点:苯分子中键角为 120 ,平面正六边形结构,6 个 C 原子和 6 个 H 原子共平面。 C)物理性质:在常温下是一种无色、有特殊气味的液体,易挥发。苯不溶于水,密度比水。如用冰冷却,可凝成无色 晶体。苯是一
9、种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 C)化学性质: 取代反应(与液溴、HNO3、H2SO4等) 硝化反应: 磺化反应: + HOSO3H SO3H+H2O +3HONO2 +3H2O + Br2 + HBr Br Fe 或 FeBr3 + HNO3 + H2O NO2 浓 H2SO4 60 NH3 NH3 190220 注:V 苯:V 溴=4:1 长导管:冷凝 回流 导气 防倒吸 NaOH 除杂 现象:导管口白雾、浅黄色沉淀(AgBr) 、CCl4:褐色不溶于水的液体(溴苯) 注:先加浓硝酸再加浓硫酸 冷却至室温再加苯 50-60 【水浴】 温度计插入烧杯 除混酸
10、:NaOH 硝基苯:无色油状液体 难溶 苦杏仁味 毒 注:三硝基甲苯,淡黄色晶 体,不溶于水,烈性炸药。 第 4 页 共 14 页 H2O NaOH 浓硫酸 170 加成反应(与 H2、Cl2等) D)侧链和苯环相互影响:侧链受苯环易氧化,苯环受易取代。 (5)卤代烃:卤代烃: A)官能团:X 代表物:CH3CH2Br B)物理性质:常温下除一氯甲烷、一氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外,其余为液体或固体。 沸点:在通常情况下,互为同系物的卤代烃(含相同卤原子) ,它们的沸点随碳原子数的增多而升高;卤代烃的同 分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低;同一烃基的不同卤代烃,沸点随卤素原子的相对原子质量
11、的增大而升高。 密度:除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃外,液态卤代烃密度一般比水大。 C)化学性质: 取代反应(水解) CH3CH2Br + H2O CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr 消去反应(邻碳有氢) : CH3CH2Br 醇 CH2=CH2+HBr (6)醇类:醇类: A) 官能团:OH(醇羟基) ;通式: CnH2n+2O(一元醇 / 烷基醚) ;代表物: CH3CH2OH B) 结构特点:羟基取代链烃分子(或脂环烃分子、苯环侧链上)的氢原子而得到的产物。结构与相应的烃类似。 C)物理性质(乙醇) :无色、透明,具有特
12、殊香味的液体(易挥发) ,密度比水小,能跟水以任意比互溶(一般不能 做萃取剂) 。是一种重要的溶剂,能溶解多种有机物和无机物。 C) 化学性质: 置换反应(羟基氢原子被活泼金属置换) 酸性(跟氢卤酸的反应) 催化氧化(H) 酯化反应(跟羧酸或含氧无机酸) 注:1.【酸脱羟基醇脱氢】 (同位素示踪法) 2. 碎瓷片:防止暴沸 3.浓硫酸:催化 脱水 吸水 4.饱和 Na2CO3:便于分离和提纯 消去反应(分子内脱水) : CH3CH2OH CH2 = CH2+ H2O 2CH3CH2OH + 2Na2CH3CH2ONa + H2 HOCH2CH2OH + 2NaNaOCH2CH2ONa + H2
13、 CH3CH2OH + HBrCH3CH2Br + H2O 2CH3CH2OH + O22CH3CHO + 2H2O Cu 或 Ag HOCH2CH2OH + O2OHCCHO+ 2H2O Cu 或 Ag 2CH3CHCH3 + O22CH3CCH3 + 2H2O OH O Cu 或 Ag CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O 浓 H2SO4 + 3H2 Ni + 3Cl2 紫外线 Cl Cl Cl Cl Cl Cl 注:NaOH 作用:中和 HBr 加快反应速率 检验X:加入硝酸酸化的 AgNO3 观察沉淀 注:相邻 C 原子上有 H 才可消去 加 H
14、加在 H 多处,脱 H 脱在 H 少处(马氏规律) 醇溶液:抑制水解(抑制 NaOH 电离) 现象:铜丝表面变黑 浸入乙醇后变红 液体有特殊刺激性气味 第 5 页 共 14 页 浓硫酸 140 取代反应(分子间脱水) :C2H5OH+C2H5OH C2H5OC2H5+H2O (7)酚类:酚类: A) 官能团: ; 通式:CnH2n-6O(芳香醇 / 酚) B)物理性质:纯净的本分是无色晶体,但放置时间较长的苯酚往往是粉红色的,这是由于苯酚被空气中的氧气氧化 所致。具有特殊的气味,易溶于乙醇等有机溶剂。室温下微溶于水,当温度高于 65的时候,能与水混容。 C)化学性质: 酸性:苯酚与氢氧化钠溶液
15、反应 + NaOH + H2O 苯酚钠溶液中通入二氧化碳 + CO2 + H2O + NaHCO3 苯酚的定性检验定量测定方法: + 3Br2 + 3HBr 显色反应: 加入 Fe3+ 溶液呈紫色。 制备酚醛树脂(电木) : (8)醛酮醛酮 A)官能团: (或CHO)、 (或CO) ;通式(饱和一元醛和酮) :CnH2nO;代表物:CH3CHO B)结构特点:醛基或羰基碳原子伸出的各键所成键角为 120 ,该碳原子跟其相连接的各原子在同一平面上。 C )物理性质(乙醛) :无色无味,具有刺激性气味的液体,密度比水小,易挥发,易燃,能跟水,乙醇等互溶。 D)化学性质: 加成反应(加氢、氢化或还原
16、反应) 氧化反应(醛的还原性) (9)羧酸羧酸 A) 官能团: (或COOH);通式(饱和一元羧酸和酯) :CnH2nO2;代表物:CH3COOH B) 结构特点:羧基上碳原子伸出的三个键所成键角为 120 ,该碳原子跟其相连接的各原子在同一平面上。 C)物理性质(乙酸) :具有强烈刺激性气味,易挥发,易溶于水和乙醇,温度低于熔点时,凝结成晶体,纯净的醋酸 O CH O C CH3CHO + H2CH3CH2OH 催化剂 + H2CH3CHCH3 OH O CH3CCH3 催化剂 2CH3CHO + 5O24CO2 + 4H2O 点燃 CH3CHO + 2Ag(NH3)2OHCH3COONH4
17、 + 2Ag + 3NH3 + H2O (银镜反应) CH3CHO + 2Cu(OH)2CH3COOH + Cu2O + H2O (费林反应) 2CH3CHO + O22CH3COOH 催化剂 O HCH + 4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH3 + 2H2O O COH 乙醚:无色 无毒 易挥发 液体 麻醉剂 OH OH ONa ONa OH Br | Br Br OH | OH | 无论少量过量一定生成NaHCO3 酸性:H2CO3HCO3- 银镜:用稀硝酸洗 第 6 页 共 14 页 又称为冰醋酸。 D) 化学性质: 具有无机酸的通性: 酯化反应: 缩聚反应
18、: (苯二甲酸与乙二醇发生酯化反应) (10)酯酯类类 A) 官能团: (或COOR) (R 为烃基) ; 代表物: CH3COOCH2CH3 B) 结构特点:成键情况与羧基碳原子类似 C) 化学性质: 水解反应(酸性或碱性条件下) (11)氨氨基酸基酸 A) 官能团:NH2、COOH ; 代表物: B) 化学性质: 因为同时具有碱性基团NH2和酸性基团COOH,所以氨基酸具有酸性和碱性。 3、常见糖类、蛋白质和油脂的结构和性质 (1)单糖单糖 A) 代表物:葡萄糖、果糖(C6H12O6) B) 结构特点:葡萄糖为多羟基醛羟基醛、果糖为多羟基酮羟基酮 C) 化学性质:葡萄糖类似醛类,能发生银镜
19、反应、费林反应等;具有多元醇的化学性质。 (2)二二糖糖 A) 代表物:蔗糖、麦芽糖(C12H22O11) B) 结构特点:蔗糖含有一个葡萄糖单元和一个果糖单元,没有醛基;麦芽糖含有两个葡萄糖单元,有醛基麦芽糖含有两个葡萄糖单元,有醛基。 C) 化学性质: 蔗糖没有还原性;麦芽糖有还原性。 水解反应 (3)多糖多糖 A) 代表物:淀粉、纤维素 (C6H10O5)n B) 结构特点:由多个葡萄糖单元构成的天然高分子化合物。淀粉所含的葡萄糖单元比纤维素的少。 C) 化学性质: 淀粉遇碘变蓝。 水解反应(最终产物均为葡萄糖) 2CH3COOH + Na2CO32CH3COONa + H2O + CO
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