(完整版)高中有机化学知识点总结
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1 有机物总结
一、有机物的物理性质
1. 状态:
固态:饱和高级脂肪酸、脂肪、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、醋酸(16.6℃ 以下);
气态:C4以下的烷、烯、炔烃(甲烷、乙烯、乙炔)、甲醛、一氯甲烷、新戊烷;
其余为液体:苯,甲苯,乙醇,乙醛,乙酸,乙酸乙酯等 。
2. 密度:
比水轻:苯、液态烃、一氯代烃、乙醇、乙醛、汽油;
比水重:溴苯、CCl4、硝基苯。
二、常见的各类有机物的官能团,结构特点及主要化学性质:
1. 烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
2. 烷烃
(1)官能团:无 ;通式:CnH2n+2;代表物:甲烷 CH4
(2)化学性质:【甲烷和烷烃 不能 使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色】
①取代反应(与卤素单质、在光照条件下)
②燃烧
3. 烯烃:
(1)官能团: ;烯烃通式:CnH2n(n≥2); 代表物:CH2=CH2
(2)结构特点:双键碳原子与其所连接的四个原子共平面。
(3)化学性质:
①加成反应(与X2、H2、HX、H2O等)
A. (1,2-二溴乙烷) 【乙烯能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色】
B. (氯乙烷)
C. 工业制乙醇: CH4 + Cl2CH3Cl + HCl 光
CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HCl 光
CH4 + 2O2CO2 + 2H2O 点燃
CH2=CH2 + HClCH3CH2Cl 催化剂 C=C
CH2=CH2 + H2OCH3CH2OH 催化剂
加热、加压 CH2=CH2 + Br2BrCH2CH2Br 2
②加聚反应(与自身、其他烯烃):
(聚乙烯)
③氧化反应:
乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化成CO2,使酸性KMnO4溶液褪色。
4. 苯及苯的同系物:
(1)通式:CnH2n—6(n≥6);代表物:
(2)结构特点:一种介于单键和双键之间的独特的键,环状,平面正六边形结构,6个C原子和6个H原子共平面。
苯 苯的同系物
化学式 C6H6 CnH2n-6(n>6)
结构
特点 苯环上的碳碳键是一种独特的化学键 ①分子中含有一个苯环; ②与苯环相连的是烷基
主要
化学
性质 (1)取代
①硝化:+HNO3――→浓H2SO4△
+H2O;
②卤代:
+Br2――→Fe+HBr
(2)加成:+3H2――→Ni△
(3)难氧化,可燃烧,不能使酸性KMnO4溶液褪色 (1)取代
① 硝化:CH3+3HNO3――——浓H2SO4△+3H2O;
② 卤代:+Br2 ――——Fe +HBr;
+Cl2 ――——光 +HCl
(2)加成
(3)易氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色
――——酸性KMnO4溶液
注意:(1)苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色,而是发生萃取。
(2)苯的同系物如甲苯、二甲苯等能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)甲基对苯环有影响,所以甲苯比苯易发生取代反应;因为苯环对甲基有影响,所以苯环上的甲基能被酸性KMnO4溶液氧化。
(4)先加入足量溴水,然后加入酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则证明苯中混有甲苯。
5. 卤代烃
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子....取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。
(2)官能团是卤素原子....。
(3)化学性质【水解反应与消去反应的比较】:
反应类型 取代反应(水解反应) 消去反应
反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热 CH2=CH2 + 3O22CO2 + 2H2O 点燃 nCH2=CH2CH2—CH2 n 催化剂 3
(4)卤代烃的获取方法
A. 不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应,如:CH3—CH===CH2+Br2 ― CH3CHBrCH2Br;
B. 取代反应,如:C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBr ――△ C2H5Br+H2O。
6. 醇类:
(1)官能团:—OH(醇羟基); 代表物: CH3CH2OH、HOCH2CH2OH
(2)化学性质(结合断键方式理解)
如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如表所示:
反应
断裂的 价键 反应
类型 化学方程式(以乙醇为例)
与活泼金属反应 ① 置换
反应 2CH3CH2OH+2Na ― 2CH3CH2ONa+H2↑
催化氧化反
应 ①③ 氧化
反应 2CH3CH2OH+O2 ――Cu△ 2CH3CHO+2H2O
与氢卤酸反应 ② 取代
反应 CH3CH2OH+HBr ――△ CH3CH2Br+H2O
分子间脱水反应 ①② 取代
反应 2CH3CH2OH ――——浓硫酸140 ℃ CH3CH2OCH2CH3+H2O
分子内脱水
反应 ②⑤ 消去
反应
――——浓硫酸170 ℃ CH2===CH2+H2O
酯化反应 ① 取代
反应
7. 酚的化学性质(结合基团之间的相互影响理解)
由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。 断键方式
反应本质和通式 卤代烃分子中—X被溶液中的—OH所取代,CH3CH2Cl+NaOH――→水△NaCl+CH3CH2OH 相邻的两个碳原子间脱去小分子HX,
+NaOH――醇△+NaX+H2O]
产物特征 引入—OH,生成含—OH的化合物 消去HX,生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和化合物 4 (1)弱酸性(苯环影响羟基),俗称石炭酸,酸性很弱,不能使石蕊试液变红。
苯酚与NaOH反应的化学方程式:。
(2)苯环上氢原子的取代反应(羟基影响苯环) 苯酚与浓溴水反应,产生白色沉淀,化学方程式:
(3)显色反应:苯酚与FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可检验苯酚的存在。
(4)加成反应(与H2):+3H2 ――——催化剂△
(5)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性KMnO4溶液氧化;容易燃烧。
(6)缩聚反应:
注意:醇的氧化反应规律:
醇在有催化剂(铜或银)存在的条件下,可以发生催化氧化(又称去氢氧化)反应生成醛,但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。
①凡是含有R—CH2OH(R代表烃基)结构的醇,在一定条件下都能发生“去氢氧化”生成醛:
2R-CH2OH+O2Cu2R—CHO+2H2O
②凡是含有结构的醇,在一定条件下也能发生“去氢氧化”,但生成物不是醛,而是酮
()。
③凡是含有结构的醇通常情况下很难被氧化。
8. 羧酸:
(1)官能团: (或—COOH);代表物:CH3COOH
(2)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。
(3)化学性质:
①具有无机酸的通性:
②酯化反应:
9. 酯类:
(1)官能团: (或—COOR)(R为烃基); 代表物: 乙酸乙酯CH3COOCH2CH3
(2)结构特点:成键情况与羧基碳原子类似
(3)化学性质:水解反应(酸性或碱性条件下)
O
—C—OH
2CH3COOH + Na2CO32CH3COONa + H2O + CO2↑
△ 浓H2SO4 CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O (酸脱羟基,醇脱氢)
O
—C—O—R
△ 稀H2SO4 CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3 + NaOH CH3COONa + CH3CH2OH △ 5 ※注意:重要有机化学反应的反应机理:
1. 醇的催化氧化反应
说明:若醇没有α—H,则不能进行催化氧化反应。
2. 酯化反应:
说明:酸脱羟基而醇脱羟基上的氢,生成水,同时剩余部分结合生成酯。
3. 醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为
4. 检验醛基的两种方法
5. 酯化反应
原理:CH3COOH和CH3CH182OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+C2H185OHCH3CO 18OC2H5+H2O。
装置(液-液加热反应)及操作:
a.用烧瓶或试管,试管倾斜成45°角,试管内加入少量碎瓷片,长导管起冷凝回流和导气作用。
b.试剂的加入顺序为:乙醇、浓硫酸和乙酸,不能先加浓硫酸。
c.用酒精灯小心加热,以防止液体剧烈沸腾及乙酸和乙醇大量挥发。
饱和Na2CO3溶液的作用及现象:
a.作用:降低乙酸乙酯的溶解度、消耗乙酸、溶解乙醇。 b.现象:在饱和Na2CO3溶液上方出现具有芳香气味的油状液体。
有机合成中官能团的引入
CH3—CH—OH
H | [O]
|
OH CH3—CH—O—H ┊ ┄ -H2O O
CH3—C—H
△ 浓H2SO4 O
CH3—C—OH + H— O—CH2CH3 CH3COOCH2CH3 + H2O