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1、,第三章 有机化合物知识点绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物等少数化合物,它们属于无机化合物。一、烃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、甲烷、乙烯和苯的性质比较:有机物烷烃烯烃苯通式 代表物甲烷(CH4)乙烯(C2H4)苯(C6H6)结构简式 或(官能团)结构特点 , ,饱和烃双键,链状, 烃(证明:加成、加聚反应)一种介于 和 之间的独特的键(证明:邻二位取代物有 种),环状空间结构 (证明:其二氯取代物有 种结构) 原子共平面 物理性质无色无味的 ,比空气 ,难溶于水 的气体,比空气略 ,难溶于水无色有
2、特殊气味的 ,密度比水 ,难溶于水用途优良燃料,化工原料石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂有机溶剂,化工原料3、烃类有机物化学性质有机物主 要 化 学 性 质甲烷1、甲烷 使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色,与强酸、强碱 反应,性质比较稳定。2、氧化反应(燃烧)注:可燃性气体点燃之前一定要 .CH4+2O2 ( 火焰)3、取代反应 (条件:光;气态卤素单质;以下四反应同时进行,产物有5种)CH4+Cl2 CH3Cl +Cl2 CH2Cl2+Cl2 CHCl3+Cl2 注意事项:甲烷与氯气在光照下发生 反应,甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯原子取代;反应能生成五种产物,四种有机取代
3、产物都不溶于水,常温下,一氯甲烷是 ,其他是 ,三氯甲烷称 ,四氯甲烷可作 ;产物中 气体产量最多;取代关系: HCl2;烷烃取代反应是 ,产物复杂,多种取代物同时存在。4、高温分解: 乙烯1氧化反应 I燃烧C2H4+3O2 (火焰明亮,伴有 )II能被酸性KMnO4溶液氧化为 ,使酸性KMnO4溶液褪色。2加成反应 CH2CH2Br2 (能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应CH2CH2H2 CH2CH2HCl (氯乙烷:一氯乙烷的简称)CH2CH2H2O (应用: )3加聚反应 nCH2CH2 (聚乙烯)注意:乙烯能使酸性KMn
4、O4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。常用溴水或溴的四氯化碳溶液来除去烷烃中的烯烃,但是不能用酸性KMnO4溶液,因为会有 生成引入新的杂质。苯难氧化易取代难加成1 使酸性高锰酸钾褪色,也不能是 发生化学反应褪色,说明苯的化学性质比较稳定。但可以通过萃取作用使溴水颜色变浅,液体分层,上层呈 。2氧化反应(燃烧)2C6H615O2 (现象:火焰明亮,伴有 ,说明含碳量 )3取代反应(1)苯的溴代:(只发生单取代反应,取代一个H)反应条件: (纯溴);FeBr3、FeCl3或铁单质做 反应物必须是液溴,不能是 。(溴水则 ,不发生化学反应)溴苯是一种
5、液体,密度比水 , 难 溶于水溴苯中溶解了溴时显褐色,用氢氧化钠溶液除去溴,操作方法为分液。(2)苯的硝化: 反应条件:加热(水浴加热)、浓硫酸(作用:催化剂、吸水剂)浓硫酸和浓硝酸的混合:将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入浓硝酸中,边加边搅拌硝基苯是一种 色 状液体,有 气味, 有 毒,密度比水 , 溶于水。硝基苯中溶解了硝酸时显黄色,用氢氧化钠溶液除去硝酸,操作方法为 。(3)加成反应(苯具有不饱和性,在一定条件下能和氢气发生加成反应)(一个苯环,加成消耗3个H2,生成环己烷) 二、烃的衍生物1、乙醇和乙酸的性质比较代表物乙醇乙醛乙酸结构简式 或 官能团羟基: 醛基: 羧基: 物理性质无色、有特殊
6、香味的 ,俗名 ,与水 ,易挥发(非电解质)有刺激性气味有强烈刺激性气味的无色 ,俗称 ,易溶于 和 ,无水醋酸又称 。用途作燃料、饮料、化工原料;质量分数为75的乙醇溶液用于医疗消毒剂有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是 的主要成分2、乙醇和乙酸的主要化学性质有机物主 要 化 学 性 质乙醇1与Na的反应(反应类型:取代反应或置换反应)2CH3CH2OH+2Na (现象:沉,不熔,表面有气泡)乙醇与Na的反应(与水比较):相同点:都生成 ,反应都 不同点:比钠与水的反应要 结论:乙醇分子羟基中的氢原子没有水分子中的氢原子 ;1mol乙醇与足量Na反应产生0.5mol H2
7、,证明乙醇分子中有 个氢原子与其他的氢原子不同;2 HOH2, 羟基对应一个H2;单纯的OH可与Na反应,但不能与NaHCO3发生反应。2氧化反应(1)燃烧(淡蓝色火焰,放出大量的热)CH3CH2OH+3O2 可作 ,乙醇汽油(2)在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)2CH3CH2OH+O2 (总反应)现象:红亮的铜丝在酒精灯上加热后变为 色,将黑色的氧化铜伸入乙醇中又变为红 色;并且可以闻到有 气体产生(乙醛)反应断键情况:Cu或Ag,作 ,反应前后质量保持不变。(3)乙醇可以使紫红色的酸性高锰酸钾溶液褪色,与之相似的物质有 乙烯 ;可以使 色的重铬酸钾溶液变为 色,该反
8、应可用于检验 。总结:燃烧反应时的断键位置: 全断 与钠反应时的断键位置: 在铜催化氧化时的断键位置: (4)检验乙醇中是否含有水,用 ;除去乙醇中的水得到无水乙醇,加生石灰,蒸馏。乙酸1.具有酸的通性:CH3COOH (一元弱酸)可使酸碱指示剂变色,如使紫色石蕊试液 (变色是反应生成了有色物质);与活泼金属(金属性H之前),碱(Cu(OH)2),弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3酸性比较:CH3COOH H2CO32CH3COOHCaCO32(CH3COO)2CaCO2H2O(强酸制弱酸)2.酯化反应(实质:酸脱羟基,醇脱氢同位素标记法)CH3COOHHOC2H5 反应类型:酯化反应,属
9、于 反应;是 反应 反应有一定限度,乙酸乙酯产率不可能达到100% (1)试管a中药品加入顺序是:乙醇3 mL、浓硫酸(催化剂、吸水剂)、乙酸各2 mL(2)为了防止试管a中的液体发生暴沸,加热前应采取的措施是:加 (或沸石)(3)实验中加热试管a的目的是:加快反应速率 蒸出乙酸乙酯,提高产率(4)长导管的作用是:导气, ;不伸入饱和碳酸钠溶液中:防止 (5)试管b中加有饱和Na2CO3溶液,其作用是(3点):中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,利于分层(6)反应结束后,振荡试管b,静置。观察到的现象是:饱和碳酸钠溶液上面有 生成,且能闻到香味。4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素
10、比较。概念同系物同分异构体同素异形体同位素定义结构 ,在分子组成上相差一个或若干个 原子团的物质分子式 而结构式 的化合物的互称由 元素组成的不同 的互称质子数 而中子数不同的同一元素的不同 的互称分子式不同相同元素符号表示相同,分子式可不同结构相似不同不同研究对象化合物(主要为有机物)化合物(主要为有机物)单质原子常考实例不同碳原子数烷烃CH3OH与C2H5OH正丁烷与异丁烷 正戊烷、异戊烷、新戊烷O2与O3红磷与白磷金刚石、石墨1H(H)与2H(D)35Cl与37Cl16O与18O三、烷烃1、烷烃的概念:碳原子间都以 结合成链状,剩余价键均与 结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”的饱和
11、链烃,或称烷烃。呈锯齿状。2、烷烃物理性质:状态:一般情况下,1-4个碳原子烷烃为气态,5-16个碳原子为液态,16个碳原子以上为固态。溶解性:烷烃都难溶于水,易溶于有机溶剂。熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐逐渐升高;相同碳原子数时,支链越多,熔沸点越低。密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐增大,但都比水的密度小。3、烷烃的化学性质一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都不反应。氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧;取代反应(烷烃特征反应):在光照条件下能跟卤素发生取代反应。1需水浴加热的反应有: (1)、银镜反应(2)、乙酸乙酯的水解(3)苯的硝化(4)糖的水解 (5)、酚醛树脂的
12、制取(6)固体溶解度的测定 凡是在不高于100的条件下反应,均可用水浴加热,其优点:温度变化平稳,不会大起大落,有利于反应的进行。 2需用温度计的实验有: (1)、实验室制乙烯(170) (2)、蒸馏 (3)、固体溶解度的测定 (4)、乙酸乙酯的水解(7080) (5)、中和热的测定 (6)制硝基苯(5060) 说明:(1)凡需要准确控制温度者均需用温度计。(2)注意温度计水银球的位置。 3能与Na反应的有机物有: 醇、酚、羧酸等凡含羟基的化合物。 4能发生银镜反应的物质有: 醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖凡含醛基的物质。 5能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有: (1)含有碳碳双键、碳
13、碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物 (2)含有羟基的化合物如醇和酚类物质 (3)含有醛基的化合物 (4)具有还原性的无机物(如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等) 6能使溴水褪色的物质有: (1)含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物(加成) (2)苯酚等酚类物质(取代) (3)含醛基物质(氧化) (4)碱性物质(如NaOH、Na2CO3)(氧化还原歧化反应) (5)较强的无机还原剂(如SO2、KI、FeSO4等)(氧化) (6)有机溶剂(如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等,属于萃取,使水层褪色而有机层呈橙红色。) 7密度比水大的液体有机物有:溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。
14、 8、密度比水小的液体有机物有:烃、大多数酯、一氯烷烃。 9能发生水解反应的物质有 卤代烃、酯(油脂)、二糖、多糖、蛋白质(肽)、盐。 10不溶于水的有机物有: 烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素 11常温下为气体的有机物有: 分子中含有碳原子数小于或等于4的烃(新戊烷例外)、一氯甲烷、甲醛。 12浓硫酸、加热条件下发生的反应有: 苯及苯的同系物的硝化、磺化、醇的脱水反应、酯化反应、纤维素的水解 13能被氧化的物质有: 含有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物(KMnO4)、苯的同系物、醇、醛、酚。 大多数有机物都可以燃烧,燃烧都是被氧气氧化。 14显酸性的有机物有:含有酚羟基和羧基的化合物。 15能使
15、蛋白质变性的物质有:强酸、强碱、重金属盐、甲醛、苯酚、强氧化剂、浓的酒精、双氧水、碘酒、三氯乙酸等。 16既能与酸又能与碱反应的有机物:具有酸、碱双官能团的有机物(氨基酸、蛋白质等) 17能与NaOH溶液发生反应的有机物: (1)羧酸(2)酯:(水解,不加热反应慢,加热反应快): (3)蛋白质(水解)18、有明显颜色变化的有机反应: 1KMnO4酸性溶液的褪色; 2溴水的褪色; 3淀粉遇碘单质变蓝色。 4蛋白质遇浓硝酸呈黄色(颜色反应)一、物理性质甲烷:无色 无味 难溶乙烯:无色 稍有气味 难溶乙炔:无色 无味 微溶(电石生成:含H2S、PH3 特殊难闻的臭味)苯:无色 有特殊气味 液体 难溶
16、 有毒乙醇:无色 有特殊香味 混溶 易挥发乙酸:无色 刺激性气味 易溶 能挥发二、实验室制法甲烷:CH3COONa + NaOH (CaO,加热) CH4+Na2CO3 p.s.:无水醋酸钠:碱石灰=1:3 固固加热 (同O2、NH3)CaO:吸水、稀释NaOH、不是催化剂乙烯:C2H5OH (浓H2SO4,170) CH2=CH2+H2Op.s.:V酒精:V浓硫酸=1:3(被脱水,混合液呈棕色)排水收集(同Cl2、HCl)控温170(140:乙醚)碱石灰除杂SO2、CO2碎瓷片:防止暴沸乙炔:CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2注:排水收集 无除杂不能用启普发生器导管口放棉花
17、:防止微溶的Ca(OH)2泡沫堵塞导管乙醇:CH2=CH2 + H2O (催化剂,加热,加压)CH3CH2OH 三、燃烧现象烷:火焰呈淡蓝色 不明亮烯:火焰明亮 有黑烟炔:火焰明亮 有浓烈黑烟(纯氧中3000以上:氧炔焰)苯:火焰明亮 大量黑烟(同炔)醇:火焰呈淡蓝色 放大量热 六、通式 CnH2n+2:只能是烷烃,而且只有碳链异构。如CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4 CnH2n:单烯烃、环烷烃。如CH2=CHCH2CH3、CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCH3CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2、 、 CnH2n-2:炔烃、二烯烃。
18、如:CHCCH2CH3、CH3CCCH3、CH2=CHCH=CH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3 CnH2n-6:芳香烃(苯及其同系物)。如: 、 、 CnH2n+2O:饱和脂肪醇、醚。如:CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3OCH2CH3 CnH2nO:醛、酮、环醚、环醇、烯基醇。如:CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、 CH2CH2CHOHCH2CH2O CH2OCH2CHCH3 、 、 CnH2nO2:羧酸、酯、羟醛、羟基酮。如:CH3CH2COOH、CH3COOCH3、HCOOCH2CH3、HOCH2CH2CHO、CH3CH(OH)C
19、HO、CH3COCH2OH CnH2n+1NO2:硝基烷、氨基酸。如:CH3CH2NO2、H2NCH2COOH Cn(H2O)m:糖类。如:C6H12O6:CH2OH(CHOH)4CHO,CH2OH(CHOH)3COCH2OHC12H22O11:蔗糖、麦芽糖。七、其他知识点1、天干命名:甲乙丙丁戊己庚辛壬癸2、燃烧公式:CxHy + (x+y/4)O2 (点燃) x CO2 + y/2 H2OCxHyOz + (x+y/4-z/2)O2 (点燃) x CO2 + y/2 H2O 3、工业制烯烃:【裂解】(不是裂化)4、医用酒精:75%工业酒精:95%(含甲醇 有毒)无水酒精:99% 5、甘油:
20、丙三醇6、乙酸酸性介于HCl和H2CO3之间食醋:3%5%冰醋酸:纯乙酸【纯净物】7、烷基不属于官能团八、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、维生素、醋酸(16.6以下);气态:C4以下的烷、烯、炔烃、甲醛、一氯甲烷、新戊烷;液态:油状:乙酸乙酯、油酸;粘稠状:石油、乙二醇、丙三醇。2、气味:无味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);稍有气味:乙烯;特殊气味:甲醛、乙醛、甲酸和乙酸;香味:乙醇、低级酯;3、颜色:白色:葡萄糖、多糖黑色或深棕色:石油4、密度:比水轻:苯、液态烃、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油;比水重:溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4。5、挥发性:乙醇、乙醛、乙酸。6、水溶性:不溶:高级脂肪酸、酯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、石油、CCl4;易溶:甲醛、乙酸、乙二醇;与水混溶:乙醇、乙醛、甲酸、丙三醇。