高中有机化学方程式总结
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⾼中有机化学⽅程式总结⼀、烃1.烷烃—通式:CnH2n-2(1)氧化反应①甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O②甲烷不可使酸性⾼锰酸钾溶液及溴⽔褪⾊。(2)取代反应⼀氯甲烷:CH4+Cl2CH3Cl+HCl⼆氯甲烷:CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl三氯甲烷:CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl(CHCl3⼜叫氯仿)四氯化碳:CHCl3+Cl2CCl4+HCl(3)分解反应CH4C+2H22.烯烃—通式:CnH2n⼄烯的制取:CH3CH2OHH2C=CH2↑+H2
O(1)氧化反应①⼄烯的燃烧:H2C=CH2+3O22CO2+2H2O②⼄烯可以使酸性⾼锰酸钾溶液褪⾊,发⽣氧化反应。(2)加成反应与溴⽔加成:H2C=CH2+Br2CH2Br—CH2Br与氢⽓加成:H2C=CH2+H2CH3CH3与氯化氢加成:H2C=CH2+HClCH3CH2Cl与⽔加成:H2C=CH2+H2OCH3CH2OH(3)聚合反应⼄烯加聚,⽣成聚⼄烯:nH2C=CH2n3.炔烃—通式:CnH2n-2⼄炔的制取:CaC2+2H2OHCCH↑+Ca(OH)2(1)氧化反应①⼄炔的燃烧:HCCH+5O24CO2+2H2O②⼄炔可以使酸性⾼锰酸钾溶液褪⾊,发⽣氧化反应。(2)加成反应与溴⽔加成:HCCH+Br2HC=CHBrCHBr=CHBr+Br2CHBr2—CHBr2与氢⽓加成:HCCH+H2H2C=CH2与氯化氢加成:HCCH+HClCH2=CHCl(3)聚合反应氯⼄烯加聚,得到聚氯⼄烯:nCH2=CHCln⼄炔加聚,得到聚⼄炔:nHCCHn点
光光光光
浓1点
催△
催加图1
点
图2催△催△B
Cl催CH=CH催△⾼
溴的CCl4可⽤于鉴别烯烃和烷烃,也可⽤于除去烷烃中混有的烯烃。制得的C2H4中往往混有CO、CO2、SO2等⽓体
电⽯中含有的CaS与⽔反应会⽣成H2S,可⽤CuSO4或NaOH溶液将H2S除去4.苯C6H6(1)氧化反应①苯的燃烧:2C6H6+15O212CO2+6H2O②苯不能使溴⽔和酸性⾼锰酸钾溶液褪⾊。(2)取代反应①苯与溴反应(溴苯)
②硝化反应+HO—NO2+H2O(硝基苯)(3)加成反应(环⼰烷)5.甲苯苯的同系物通式:CnH2n-6(1)氧化反应①甲苯的燃烧:C7H8+9O27CO2+4H2O②甲苯不能使溴⽔褪⾊,但可以使酸性⾼锰酸钾溶液褪⾊。(2)取代反应
(3)加成反应点燃
点燃+Br2+HBrFeBr3—Br
浓H2SO4△—NO2
+3H2Ni△
CH3|+3HNO3浓硫酸△O2N—CH3|—NO2|NO2+3H2O浓H2SO4作催化剂和吸⽔剂
三硝基甲苯(TNT),是⼀种淡⻩⾊晶体,不溶于⽔。它是⼀种烈性炸药
CH3|+Cl2光CH2Cl|+HCl
CH3|+Cl2FeCH3|+HCl—Cl甲苯和氯⽓在光照和铁的催化条件下发⽣的取代反应不⼀样
CH3|+3H2催化剂△CH3|⼆、烃的衍⽣物烃的衍⽣物的重要类别和主要化学性质:
类别通式代表性物质分⼦结构特点主要化学性质⻧代烃R—X溴⼄烷C2H5BrC—X键有极性,易断裂1.取代反应:与NaOH溶液发⽣取代反应,⽣成醇;2.消去反应:与强碱的醇溶液共热,⽣成烯烃。醇R—OH⼄醇C2H5OH有C—O键和O—H键,有极性;—OH与链烃基直接相连1.与钠反应:⽣成醇钠并放出氢⽓;2.氧化反应:燃烧;氧化剂:⽣成⼄醛;3.取代反应4.消去反应:140℃:⼄醚;170℃:⼄烯;5.酯化反应酚苯酚—OH直接与苯环相连1.弱酸性:与NaOH溶液中和;2.取代反应:与浓溴⽔反应,⽣成三溴苯酚⽩⾊沉淀;3.显⾊反应:与铁盐(FeCl3)反应,⽣成紫⾊物质4.氧化反应醛R—C—H⼄醛CH3—C—HC=O双键有极性,具有不饱和性1.加成反应:⽤Ni作催化剂,与氢加成,⽣成⼄醇;2.氧化反应:能被弱氧化剂氧化成羧酸(如银镜反应、还原氢氧化铜)羧酸R—C—OH⼄酸CH3—C—OH受C=O影响,O—H能够电离,产⽣H+1.具有酸的通性;2.酯化反应:与醇反应⽣成酯。
酯RC—OR’⼄酸⼄酯CH3COOC2H5分⼦中RCO—和OR之间容易断裂⽔解反应:⽣成相应的羧酸和醇
6.⻧代烃(1)取代反应溴⼄烷的⽔解:C2H5—Br+NaOHC2H5—OH+NaBr(2)消去反应溴⼄烷与NaOH溶液反应:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O7.醇(1)与钠反应⼄醇与钠反应:2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑(⼄醇钠)(2)氧化反应①⼄醇的燃烧;②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(⼄醛)(3)取代反应⼄醇与浓氢溴酸反应:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O(4)消去反应CH3CH2OHH2C=CH2↑+H2O注意:该反应加热到140℃时,⼄醇进⾏另⼀种脱⽔⽅式,⽣成⼄醚。2C2H5OHC2H5—O—C2H5+H2O(⼄醚)(5)酯化反应CH3CH2—OH+C2H5—OHCH3—C—OC2H5+H2O(⼄酸⼄酯)O||—OH
O||O||
O||O||
H2O醇△
Cu或Ag△
浓硫酸140℃浓硫酸170℃△
浓硫酸△8.苯酚苯酚是⽆⾊晶体,露置在空⽓中会因氧化显粉红⾊。苯酚具有特殊的⽓味,熔点43℃,⽔中溶解度不⼤,易溶于有机溶剂。苯酚有毒,是⼀种重要的化⼯原料。(1)苯酚的酸性
(苯酚钠)苯酚钠与CO2反应:+CO2+H2O
+NaHCO3
(2)取代反应+3Br2↓+3HBr(三溴苯酚)(3)显⾊反应苯酚能和FeCl3溶液反应,使溶液呈紫⾊(4)缩聚反应
9.醛⼄醛是⽆⾊⽆味,具有刺激性⽓味的液体,沸点20.8℃,密度⽐⽔⼩,易挥发。(1)加成反应⼄醛与氢⽓反应:CH3—C—H+H2CH3CH2OH(2)氧化反应⼄醛与氧⽓反应:2CH3—C—H+O22CH3COOH(⼄酸)⼄醛的银镜反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O注意:硝酸银与氨⽔配制⽽成的银氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氢氧化⼆氨合银),这是⼀种弱氧化剂,可以氧化⼄醛,⽣成Ag。有关制备的⽅程式:Ag++NH3·H2O===AgOH↓+AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O⼄醛还原氢氧化铜:CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O10.羧酸(1)⼄酸的酸性⼄酸的电离:CH3COOHCH3COO-+H+(2)酯化反应CH3CH2—OH+C2H5—OHCH3—C—OC2H5+H2O(⼄酸⼄酯)注意:酸和醇起作⽤,⽣成酯和⽔的反应叫做酯化反应。—OH+NaOH+H2O—ONa
—ONa—OH
—OH—BrBr—OH|
Br|
O||催化剂△O||催化剂△△
△
O||浓硫酸△催化剂酚醛树脂的制取11.酯⼄酸⼄酯是⼀种带有⾹味的⽆⾊油状液体。(1)⽔解反应CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH(2)中和反应CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH注意:酚酯类碱⽔解如:的⽔解+2NaOH→CH3COONa++H2O
其他(1)葡萄糖的银镜反应CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag+3NH3+H2O(2)蔗糖的⽔解C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)(3)⻨芽糖的⽔解C12H22O11+H2O2C6H12O6(⻨芽糖)(葡萄糖)(4)淀粉的⽔解:
(5)葡萄糖变酒精CH2OH(CHOH)4CHO2CH3CH2OH+2CO2(6)纤维素⽔解
(7)油酸⽢油酯的氢化
(8)硬脂酸⽢油酯⽔解①酸性条件
②碱性条件(皂化反应)⽆机酸
CH3COO--ONaCH3COO-附加:官能团转化示意图
三、有机合成的常⽤⽅法1、官能团的引⼊:在有机化学中,⻧代烃可谓烃及烃的衍⽣物的桥梁,只要能得到⻧代烃,就可能得到诸如含有羟基、醛基、羧基、酯基等官能团的物质。此外,由于⻧代烃可以和醇类相互转化,因此在有机合成中,如果能引⼊羟基,也和引⼊⻧原⼦的效果⼀样,其他有机物都可以信⼿拈来。同时引⼊羟基和引⼊双键往往是改变碳原⼦⻣架的捷径,因此官能团的引⼊着重总结羟基、⻧原⼦、双键的引⼊。(1)引⼊羟基(-OH)①醇羟基的引⼊:a.烯烃与⽔加成;b.⻧代烃碱性⽔解;c.醛(酮)与氢⽓加成;d.酯的⽔解。②酚羟基的引⼊:酚钠盐过渡中通⼊CO2、的碱性⽔解等。③羧羟基的引⼊:醛氧化为酸(被新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液氧化)、酯的⽔解等。(2)引⼊⻧原⼦:a.烃与X2取代;b.不饱和烃与HX或X2加成;c.醇与HX取代。(3)引⼊双键:a.某些醇或⻧代烃的消去引⼊C=C;b.醇的氧化引⼊C=O。2、官能团的消除(1)通过加成反应消除不饱和键。(2)通过消去、氧化或酯化等消除羟基(-OH)(3)通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)(4)通过取代或消去消除⻧素原⼦。3、官能团间的衍变①利⽤官能团的衍⽣关系进⾏衍变,如伯醇醛羧酸;②通过某种化学途径使⼀个官能团变为两个,如⼀元醇经过消去、加成、取代变成⼆元醇如CH3CH2OHCH2=CH2Cl—CH2—CH2—ClHO—CH2—CH2—OH;③通过某种⼿段,改变官能团位置;如丙醇丙烯2-丙醇加成加成烷烃消去消去
⽔解氧化取代氧化酯化⻧代烃R—X醇R—OH醛R—CHO羧酸RCOOH酯RCOOR取代烯烃加成
还原⽔解取代炔烃加成
酯化烃
烃的衍⽣物
消去加成H2O4、有机化学中碳链的增减⽅法(1)增⻓碳链的⽅法①加聚反应:如nCH3CH=CH2
②缩聚反应:如③加成反应:如④酯化反应:如⑤⻧代烃的取代反应:如⑥醛(酮)与HCN、ROH的加成反应:如(2)减短碳链的⽅法①氧化反应。包括燃烧,烯烃、炔烃的部分氧化,丁烷直接氧化成⼄酸,某些苯的同系物氧化成苯甲酸,羧酸钠盐在碱⽯灰条件下的脱羧反应。②⽔解反应。主要包括酯的⽔解、蛋⽩质的⽔解和多糖的⽔解。5、常⻅有机官能团的保护(1)物质检验中碳碳双键与醛基的先后处理检验碳碳双键时,当有机物中含有醛基、碳碳双键等多个官能团时,可以先⽤弱氧化剂,如银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液等氧化醛基,再⽤溴⽔、酸性KMnO4溶液进⾏碳碳双键的检验。(2)物质合成中酚羟基的保护由于酚羟基易被氧化,在有机合成中,如果需要⽤氧化剂进⾏氧化时,经常先将酚羟基通过酯化反应,使其成为酯⽽被保护,待氧化过程完成后,再通过⽔解反应,使酚羟基恢复。也可⽤NaOH处理成-ONa,再加H+复原。(3)为防⽌醇-OH被氧化可先将其酯化。(4)芳⾹胺(-NH2)的保护:转化为酰胺保护氨基。1.能使溴⽔(Br2/H2O)褪⾊的物质(1)有机物①通过加成反应使之褪⾊:含有、—C≡C—的不饱和化合物②通过取代反应使之褪⾊:酚类注意:苯酚溶液遇浓溴⽔时,除褪⾊现象之外还产⽣⽩⾊沉淀。③通过氧化反应使之褪⾊:含有—CHO(醛基)的有机物(有⽔参加反应)注意:纯净的只含有—CHO(醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪⾊④通过萃取使之褪⾊:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和⻧代烃、饱和酯(2)⽆机物①通过与碱发⽣歧化反应3Br2+6OH-=5Br-+BrO3-+3H2O或Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O②与还原性物质发⽣氧化还原反应,如H2S、S2-、SO2、SO32-、I-、Fe2+⼀定条件下催化剂