高中化学竞赛 有机化学部分 常见专题78页PPT

CHCH2CHCH2
7
CH3
CH3
CH3 CH3
2,6,8-三甲基癸烷
如处于对称位置，优先考虑较简单的取代基。 1 2 34 C5H3CH62CHC7H2CHCH2CH3 3-甲基-5-乙基庚烷
CH3 CH2CH3
1 23 456 6 54 321
CH3CHCH2CHCHCH3
CH3 H3C CH3
CH3
甲苯
CH(CH3)2
CH3 CH3
异丙苯
邻二甲苯 o-二甲苯 1,2-二甲苯
CH3
CH3
CH3
间二甲苯 m-二甲苯 1,3-二甲苯
CH3
对二甲苯 p-二甲苯 1,4-二甲苯
CH3 CH3
CH3
1,2,3-三甲苯 连三甲苯
CH3 CH3
CH3
CH3
1,2,4-三甲苯 偏三甲苯
H3C
CH3
1,3,5-三甲苯 均三甲苯
命名规则：
（1）选主链：选择最长的碳链作主链，按主链的碳 原子数命名为“某烷”。
（2）编号：从靠近支链（取代基）的一端对主链进行 编号，根据支链所连碳原子的编号表示支链的位次。
65 4 3 2
CH3CH2CH2CHCH2CH3 CH3
1
3-甲基己烷
（3）命名：将支链的位次、个数、名称写在主体 名称的前面，中间用短线隔开。
654
CH3
CH3CH2CHCH2CHCH3
3 21
2-甲基-4-环己基己烷
H CH3
C2H5 H
反-1-甲基-4-乙基环己烷
C2H5 CH3 CH3
r-1,反-1,2-二甲基-反-4-乙基环己烷
桥环：共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃

4. 与水加成
直接水合制乙醇的工业法
H3PO4 /硅藻土 CH 2 CH 2 + H2O 300℃, 70atm
CH 3CH 2OH
CH
CH
+
H2O
HgSO4 H 2SO 4
O
CH 3 C H
RC
CH
+
H2O
HgSO4 H 2SO 4
O
R C CH 3
CH CH 2 OH
RC CH 2 OH
5. 加次卤酸
RCC3H Cl
3. 与硫酸的加成
❖ 烯烃与硫酸在较低温度下形成硫酸氢酯， 硫酸氢酯在水存在下加热水解生成醇 — — 间接水合法
CH2 CH2 + H2SO4(98%) CH3CH2OSO3H H2O CH3CH2OH + H2SO4
(CH3)2C CH2 + H2SO4(50%) (CH3)3COSO3H H2O (CH3)3COH + H2SO4
+
71%
CH3CH2C CH2 CH3 29%
遵从Zaitsev (Saytzeff)规律
3. 与金属的反应
无 水 乙 醚
R X + M g
R M g X G r ig n a r d 试 剂
Grignard 试剂的反应
RMgX +
Et2O C O 无水
H2O H
R C OH
R C OMgX
五.芳香烃的主要化学性质
有机化合物的命名
系统命名法
命名法
普通命名法
俗名
系统命名法
❖ IUPAC命名法 ❖ 中文系统命名法(CCS)：由中国化
学会根据IUPAC命名法的原则， 结合中文特点而制定的 ❖ 系统命名法化合物名称的构成： 立体化学名＋取代基名＋母体名

键能与键的离解能的差异：
双原子分子：键能即是键的离解能。
多原子分子：键能则泛指分子中几个同类型键的 离解能的平值。
•A(气)+B(气)→A─B(气) •Cl∶Cl→Cl· Cl +· D =+242kJ/mol •Cl· →Cl2 +Cl· △H=-242kJ/mol
有机化合物的分类
官能团
决定一类有机化合物共同性质的 原子或原子团称为官能团
新的合成方法、合成技巧，新的有机反应等）
2．研究新的规律（结构与性质的关系，反应机理等）
3．提供新材料 （提供新的高科技材料，推动国民经
济和科学技术的发展）
4．探索生命的奥秘（生命与有机化学的结合）。
§有机化合物的特点
有机化合物的特点通常可用五个字概括：“多、燃、 低、难、慢”。
1．组成和结构之特点
我国古代对天然有机物的利用：植物染料、酿酒、制醋、中草药（神农本草 经，汉末）、造纸（汉朝） 其他国家，如古代印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马也都在染色、酿酒对天 然有机物进行了利用。埃及人用靛蓝和茜素作木乃伊裹布的染料，古犹太人祈祷 者披巾上的蓝色是从一种地中海鱼中提取出来的。
有机化学的任务
1．发现新现象（新的有机物，有机物的新的来源、
键的极化性：键的极化性是共价键在外电场的作用下， 使键的极性发生变化。键的极化性用键的极化度来度量， 其大小除与成键原子的体积、电负性和键的种类有关外， 还与外电场强度有关，是暂时的性质。
键的极性影响化学反应：
分子的极性影响物性常数，如：沸点、熔点、溶 解度
小结：
键长与键能反映了键的强度，即分子的热稳定性。 键角反映了分子的空间形象。 键矩和键的极化性反映了分子的化学反应活性，并影 响它们的物理性质。

〔3〕杂环
从杂原子开场编号，有多种杂原子时，按 O、S、N、P顺序编号。
2.4．顺反异构体
〔1〕顺反命名法
环状化合物用顺、反表示。一样或类似的原 子或基因处于同侧称为顺式，处于异侧称为反式。
3. 异构景象和立体化学
3.1．构造异构
分子式一样而构造式不同，即分子中原子相互 衔接的方式和次序不同，称构造异构。有碳架异构、 位置异构、官能团异构、互变异构。
〔2〕、碳原子在构成4个共价单键时，采用等性SP3杂化方式。 并且，为使成键电子对间的相互排斥力最小，这四个共价键构成 一种“立体〞的构造。 例如CH4：构成4个共价键键能、键长完全相等，夹角为109。 28‘。
〔3〕、在C2H4分子中，C原子为到达最外层8电子的稳定构 造，构成了2个共价单键〔σ键〕，和一个双键〔π键和σ键〕。 这时碳原子采用了SP2杂化方式构成了三个σ键。乙烯分子中6 个原子位于同一平面上。
1.取代反响、卤代反响、氯代反响、溴代反响 2.同分异构体、同分异构景象、同系物〔列〕、同素异 形体、同位素
3.烃 4.链烃、环烃 5.饱和烃、不饱和烃 6.烷烃、环烷烃 7.烃基
④液态烷烃不能因反响使溴水褪色，
但能因萃取而使溴水褪色
〔2〕裂解反响 ①C8H18的均裂 ②C4H10的裂解 ③C4H10裂解后所得混合气体平均分子量的计算 〔3〕氧化反响 ①烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
②C4H10催化氧化制CH3COOH ③烷烃的熄灭：用通式书写
④烃CxHy熄灭的相关计算 A.熄灭后生成的CO2和H2O〔g〕的体积比为a∶b 最简式为：CaH2b 分子式为：(CaH2b)n B.熄灭前后混合气体的体积不变 分子式为：CxH4 详细为：CH4、C2H4、C3H4 C.熄灭后生成的CO2和H2O〔g〕被NaOH溶液或 Na2O2固体充分吸收 讨论计算

CH3COOH
pKa
4.76
ClCH2COOH 2.86
Cl2CHCOOH 1.36
Cl3CCOOH 0.63
取代羧酸的酸性与在烃基同一位置上引入-I基团的数目有关， 数目越多，酸性越强。
CH3CH2CH2COOH ClCH2CH2CH2COOH CH3CHClCH2COOH CH3CH2CHClCOOH
有机化学的任务
1．发现新现象（新的有机物，有机物的新的来源、 新的合成方法、合成技巧，新的有机反应等） 2．研究新的规律（结构与性质的关系，反应机理等） 3．提供新材料 （提供新的高科技材料，推动国民经 济和科学技术的发展） 4．探索生命的奥秘（生命与有机化学的结合）。
§有机化合物的特点
有机化合物的特点通常可用五个字概括：“多、燃、 低、难、慢”。
C
H
Cl
H
μ = 5.34 × 10-30 C.m
非极性共价键：两个相同原子组成的共价键，成键电子云 均匀分布在两核周围。
Cl2 ； H2 极性共价键：不同原子组成的共价键，成键电子云均偏向 电负性大的原子一边。HCl ；H2O
键的极性：键的极性大小取决于成键两原子电负性的 差值，与外界条件无关，是永久的性质。
转。
3、键的可极化度：较大。
3、键的可极化度：较小。
二、共价键的属性
1、键长：以共价键键合的两个原子核间的距离为键长。
2、键角：同一原子上的两个共价键之间的夹角。 3、键能：气态时原子A和原子B结合成1molA-B双原子分子 （气态）所放出的能量。
4、键的极性和键矩 键矩：极性共价键正或负电荷中心的电荷（q）与两个电 荷中心之间的距离（d）的乘积叫键矩（u）。
电负性： s sp sp2 sp3 p

由于烃类化合物的相对密度小于1，在水溶 性试验中，明显比水轻，浮于上层。
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有机化 学基础
理论知识
烷烃分子中仅含有牢固的σ键，化学性质相
对稳定，在常温常压下一般不与酸、碱、氧化 剂、还原剂、活泼金属等物质发生化学反应， 只有在特定条件下才体现出一定的化学性质。
理论知识
每一个sp杂化轨道含有1/2s成分和1/2p成分，
其形状仍是葫芦形（从轨道成分的差异想一想，
sp3 、sp2与sp杂化轨道有何不同？）。两个sp杂
化轨道的对称轴在同一条直线上，夹角为180°，
未参与杂化的两个2p轨道相互垂直并同垂直于sp
杂化轨道的对称轴。
p 轨道
(a)两个sp杂化轨道
sp 杂 化 轨 道
碳链结构可表示如下：
CH2
CH2
CH3
CH3 CH2
CH2
键线式为
虽然烷烃分子中的碳链排列是曲折的，但为方 便起见，书写构造式时，仍将其写成直链形式。
有机化 学基础
理论知识
乙烯的结构和碳的sp2杂化
碳的sp2杂化
杂化轨道理论认为，乙烯分子中的碳原子在 成键时发生了sp2杂化，即碳原子的2s轨道和两 个2p轨道重新组合分配，组成了三个完全相同的 sp2杂化轨道，还剩余一个未参与杂化的2p轨道 。碳原子的sp2杂化过程如下：
烷烃分子中的各个碳原子上相连的四个 原子或基团并不完全相同，因此每个碳上的 键角也不尽相同，但都接近于109.5°。
有机化 学基础
理论知识
正是因为烷烃分子中的碳原子基本保持109.5°
的键角（也就是四面体结构），所以除乙烷外，其
他烷烃分子的碳链并不是呈直线形排列的，而是曲

不易形成氢键亲核性大
易形成氢键亲核性小
情况分析
*2 在质子溶剂中，同一种原子与不同原子或基团相连时，多 数情况下，其亲核性顺序与碱性大小顺序一致。
RO- > HO- > PhO- > RCOO- > ROH > H2O
碱性逐渐减弱 亲核性逐渐减弱
*3 少数例外情况
CH3O- CH3CH2O- (CH3)2CHO- (CH3)3CO-
苯磺酰氯
氧上的负电荷可以通过硫离域到整个酸根上，从而使负离子稳定，所以负离子易离去。
讨 论
R-OH R-OH2 R+ + H2O
H+
+
-
+
*2 怎样使羟基转变成一个好的离去基团？
*3 离去基团离去能力差异的具体应用： 好的离去基团总是可以被不好的离去基团所取代。
R-X + AgNO3 RONO2 + AgX
好的离去基团
不好的离去基团
溶剂的分类：质子溶剂、偶极、非极性溶剂
溶剂对反应影响的规律
1 质子溶剂对SN1反应有利，对SN2的影响要作具体分析 。 2 偶极溶剂对SN2反应有利。（相对于SN1、质子溶剂而言） 3 极性溶剂对SN1反应有利，对SN2反应多数情况不利。 （因为SN1反应过渡态极性增大，SN2反应过渡态极性减小） 4 非极性溶剂对SN1、 SN2反应都不利(RX不溶于非极性溶剂）。
甲酸
烷基结构对SN1的影响
*1 溴代新戊烷的亲核取代
E1
亲核试剂强，SN2。亲核试剂弱，溶剂极性强，SN1。
几种特殊结构的情况分析
相对V 1 40 120
构型保持
构型翻转
HO-

1,4产物更稳定
5
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十三讲
2、双烯合成——狄尔斯-阿尔德反应(D-A反应) 协同反应
+
返回首页
双烯体 亲双烯体
CHO +
过渡态 CHO
环己烯
CH=CH2 +
O
C
+
O
C
顺丁烯O二酸酐
CH=CH2
O —C
O —C
O (固体)
用于共轭 二烯烃的
鉴别
6
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十三讲
CH=C–CH=CH2
× + H
CH≡C–CH–CH2 Br
H+ CH=C–CH=CH2
sp 杂化 3
13-6 累计二烯正碳离子重排.swf
CH≡C–CH2–CH＝CH2
CH=C–CH=CH2
H
Br
CH=C=CH–CH2
13-7 累计二烯重排.swf
累积二烯烃，不稳定，重
排成共轭二烯。
10
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十三讲
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①只有构象为s-顺式的共轭二烯烃，能发生D-A反应
s-顺式
s-反式
× C–(CH3)3
CH2=C—C=CH2
13-5 S-顺、反1,3-丁二烯
C–(CH3)3
②双烯体连供电基团，亲双烯体连吸电基团，反应 较易发生。
练习1：根据产物分析D-A反应所需的原料
COOCH3 COOCH3
COOCH3 +
CH3CHCH2C≡CH CH3
—C≡CAg
HNO3
—C≡CH

(四) 键的极性
键的极性。 键的极性是由于成键的 两个原子之间的电负性差异而引起的。
CH3δ+→Clδ-
二、共价键的断裂和有机反应类型
1. 均裂
共价键断裂时，共用电子对平均分配给两个成 键原子，生成自由基:
A：B → A·+ B · 通过自由基进行的反应叫自由基反应。自由基 反应一般要在光照条件或高温加热下进行。
N
N
NN H
嘧啶 N
N
呋喃 O
二、按官能团分类
官能团 ＞C=C＜ —C≡C— -X（F，Cl，Br，I）
—OH —O— —CHO ＞C=O —COOH —SO3H —NO2 —NH2 —CN
名称 双键 三键 卤素 羟基 醚键 醛基 烃 炔烃 卤代物 醇（脂肪族）或酚（芳香族）
4.反应速率慢
无机反应是离子型反应，一般反应速率都很 快。有机反应大部分是分子间的反应，反应过程 中包括共价键旧键的断裂和新键的形成，所以反 应速率比较慢。
AgNO3 + NaCl
AgCl + NaNO3
CH3CH2OH
浓 H2SO4
170℃
CH2
CH2 + H2O
5. 副反应多，产物复杂
有机化合物的分子大多是含多个原子结合而 成的复杂分子，所以在有机反应中，反应中心可 以在不同部位同时发生反应，得到多种产物。反 应生成的初级产物还可继续发生反应，得到进一 步的产物。因此在有机反应中，除了生成主要产 物以外，还常常有副产物生成。
碳原子间连接成环，环内也可有双键、三键。 这类化合物与开链化合物的性质相似，故统称为脂 肪族化合物。
3、芳香族化合物 分子中含有一个或多个苯环的化合物。
CH2I Br

分子几何构型决定了分子 的对称性和空间排列，对 化学反应活性有重要影响 。
化学反应与能量转化
化学反应的能量守恒定律
化学反应中，反应物的总能量等于生成物的总能量，能量守恒是 化学反应的基本规律。
熵变与自发反应
熵变是反应能否自发进行的判据，熵增加的反应更容易自发进行。
催化剂的作用
催化剂可以降低反应的活化能，加速化学反应的速率。
周期与族
元素周期表分为七个周期和十八个族 ，每个周期和族的元素具有相似的性 质和电子排布规律。
化学键与分子结构
01
02
03
离子键与共价键
离子键是由电子转移形成 的，共价键则是通过共享 电子形成的。
分子轨道理论
分子轨道理论解释了分子 中电子的排布和运动，是 理解分子结构和化学键的 重要理论。
分子几何构型
数据处理
掌握实验数据的记录、整理、分析和 处理方法，能够根据实验结果得出正 确的结论。
实验报告撰写与评价
实验报告撰写
能够按照规定的格式和要求，撰写内容完整、条理清晰的实验报告，包括实验 目的、材料与方法、结果与讨论等部分。
实验评价
能够对实验过程和结果进行客观的评价，发现实验中存在的问题并提出改进意 见，促进实验技能的提高。
铁元素及其化合物
铁是过渡金属之一，广泛 用于制造钢铁和其他合金 ，存在于铁锈、氧化铁和 许多其他化合物中。
铝元素及其化合物
铝是轻金属之一，广泛用 于制造铝制品和其他合金 ，存在于明矾、氧化铝和 许多其他化合物中。
无机化学反应类型与规律
置换反应
一种物质取代另一种物质的 过程，例如金属与酸的反应 。
复分解反应
两种物质相互交换成分生成 另外两种物质的过程，例如 酸与碱的反应。

66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
高中化学竞赛 有机化学部分 常见专题
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生