内容发布更新时间 : 2024/12/25 2:00:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
选修5有机化学基础知识点整理
一、重要的物理性质
1.有机物的溶解性
(1)难溶于水的有:各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的(指分子中
碳原子数目较多的,下同)醇、醛、羧酸等。
(2)易溶于水的有:低级的[一般指N(C)≤4]醇、(醚)、醛、(酮)、羧酸及盐、氨基酸及盐、
单糖、二糖。(它们都能与水形成氢键)。 (3)具有特殊溶解性的:
① 乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,又能溶解许多有机物,所以常用乙醇来溶
解植物色素或其中的药用成分,也常用乙醇作为反应的溶剂,使参加反应的有机物和无机物均能溶解,增大接触面积,提高反应速率。例如,在油脂的皂化反应中,加入乙醇既能溶解NaOH,又能溶解油脂,让它们在均相(同一溶剂的溶液)中充分接触,加快反应速率,提高反应限度。
② 苯酚:室温下,在水中的溶解度是9.3g(属可溶),易溶于乙醇等有机溶剂,当温度高于
65℃时,能与水混溶,冷却后分层,上层为苯酚的水溶液,下层为水的苯酚溶液,振荡后形成乳浊液。苯酚易溶于碱溶液和纯碱溶液,这是因为生成了易溶性的钠盐。
③ 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶,同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发出的
乙酸,溶解吸收挥发出的乙醇,便于闻到乙酸乙酯的香味。
④ 有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体..
。蛋白质在浓轻金属盐(包括铵盐)溶液中溶解度减小,会析出(即盐析,皂化反应中也有此操作)。但在稀轻金属盐(包括铵盐)溶液中,蛋白质的溶解度反而增大。
⑤ 线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。
⑥ 氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中,如甘油、葡萄糖溶液等,形成绛蓝色溶液。 2.有机物的密度
(1)小于水的密度,且与水(溶液)分层的有:各类烃、一氯代烃、酯(包括油脂) (2)大于水的密度,且与水(溶液)分层的有:多氯代烃、溴代烃(溴苯等)、碘代烃、硝基苯 3.有机物的状态[常温常压(1个大气压、20℃左右)] (1)气态:
① 烃类:一般N(C)≤4的各类烃
注意:新戊烷[C(CH3)4]亦为气态
② 衍生物类:
一氯甲烷(.....CH..3.Cl..,.沸点为...-.24.2℃.....).
氟里昂(....CCl...2.F.2.,沸点为....-.29.8℃.....).
氯乙烯(....CH..2.==CHCl......,沸点为....-.13.9℃.....).
甲醛(...HCHO....,沸点为....-.21℃...).
氯乙烷(....CH..3.CH..2.C.l.,沸点为....12.3....℃.).
一溴甲烷(CH3Br,沸点为3.6℃) 四氟乙烯(CF2==CF2,沸点为-76.3℃) 甲醚(CH3OCH3,沸点为-23℃) 甲乙醚(CH3OC2H5,沸点为10.8℃) 环氧乙烷( ,沸点为13.5℃) (2)液态:一般N(C)在5~16的烃及绝大多数低级衍生物。如,
己烷CH3(CH2)4CH3
环己烷
甲醇CH3OH 甲酸HCOOH 溴乙烷C2H5Br 乙醛CH3CHO
溴苯C6H5Br
硝基苯C6H5NO2
★特殊:
不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如植物油脂等在常温下也为液态 (3)固态:一般N(C)在17或17以上的链烃及高级衍生物。如,
石蜡
C12以上的烃
饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如动物油脂在常温下为固态
★特殊:苯酚(C6H5OH)、苯甲酸(C6H5COOH)、氨基酸等在常温下亦为固态 4.有机物的颜色
☆ 绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体,少数有特殊颜色,常见的如下所示:☆ 三硝基甲苯( 俗称梯恩梯TNT)为淡黄色晶体; ☆ 部分被空气中氧气所氧化变质的苯酚为粉红色;
☆ 2,4,6—三溴苯酚 为白色、难溶于水的固体(但易溶于苯等有机溶剂); ☆ 苯酚溶液与Fe3+
(aq)作用形成紫色[H3Fe(OC6H5)6]溶液;
☆ 多羟基有机物如甘油、葡萄糖等能使新制的氢氧化铜悬浊液溶解生成绛蓝色溶液; ☆ 淀粉溶液(胶)遇碘(I2)变蓝色溶液;
☆ 含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生,加热或较长时间后,沉淀变黄色。 5.有机物的气味
☆ 甲烷 无味
☆ 乙烯 稍有甜味(植物生长的调节剂) ☆ 液态烯烃 汽油的气味 ☆ 乙炔 无味
☆ 苯及其同系物
芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。 ☆ 一卤代烷
不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入。 ☆ 二氟二氯甲烷(氟里昂) 无味气体,不燃烧。 ☆ C4以下的一元醇 有酒味的流动液体 ☆ C5~C11的一元醇 不愉快气味的油状液体 ☆ C12以上的一元醇 无嗅无味的蜡状固体 ☆ 乙醇
特殊香味
☆ 乙二醇 甜味(无色黏稠液体) ☆ 丙三醇(甘油)
甜味(无色黏稠液体) ☆ 苯酚
特殊气味
☆ 乙醛 刺激性气味
☆ 乙酸 强烈刺激性气味(酸味) ☆ 低级酯
芳香气味 ☆ 丙酮
令人愉快的气味
二、重要的反应
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、饱和卤代烃、饱和酯 (2)无机物
① 通过与碱发生歧化反应
3Br------
2 + 6OH == 5Br + BrO3 + 3H2O或Br2 + 2OH == Br + BrO + H2O
② 与还原性物质发生氧化还原反应,如H2-2--2+
2S、S、SO2、SO3、I、Fe
2.能使酸性高锰酸钾溶液KMnO+
4/H褪色的物质 (1)有机物:含有
、—C≡C—、—OH(较慢)、—CHO的物质
与苯环相连的侧链碳碳上有氢原子的苯的同系物(与苯不反应)
(2)无机物:与还原性物质发生氧化还原反应,如H、S2-、SO2---2+
2S2、SO3、Br、I、Fe 3.与Na反应的有机物:含有—OH、—COOH的有机物
与NaOH反应的有机物:常温下,易与含有酚羟基...
、—COOH的有机物反应 加热时,能与卤代烃、酯反应(取代反应)
与Na2CO3反应的有机物:含有酚.
羟基的有机物反应生成酚钠和NaHCO3; 含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠,并放出CO2气体; 含有—SO3H的有机物反应生成磺酸钠并放出CO2气体。
与NaHCO3反应的有机物:含有—COOH、—SO3H的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放出等物质的量的CO2气体。
4.既能与强酸,又能与强碱反应的物质 (1)2Al + 6H+
== 2 Al3+
+ 3H2↑ 2Al + 2OH- + 2H-
2O == 2 AlO2 + 3H2↑ (2)Al+
3+
2O3 + 6H == 2 Al + 3H2O Al--
2O3 + 2OH == 2 AlO2 + H2O (3)Al(OH)+
3+
3 + 3H == Al + 3H2O
Al(OH)-3 + OH == AlO-2 + 2H2O (4)弱酸的酸式盐,如NaHCO3、NaHS等等
NaHCO3 + HCl == NaCl + CO2↑ + H2O NaHCO3 + NaOH == Na2CO3 + H2O NaHS + HCl == NaCl + H2S↑
NaHS + NaOH == Na2S + H2O
(5)弱酸弱碱盐,如CH3COONH4、(NH4)2S等等
2CH3COONH4 + H2SO4 == (NH4)2SO4 + 2CH3COOH
CH3COONH4 + NaOH == CH3COONa + NH3↑+ H2O (NH4)2S + H2SO4 == (NH4)2SO4 + H2S↑ (NH4)2S +2NaOH == Na2S + 2NH3↑+ 2H2O (6)氨基酸,如甘氨酸等
H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3Cl
H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O
(7)蛋白质
蛋白质分子中的肽链的链端或支链上仍有呈酸性的—COOH和呈碱性的—NH2,故蛋白质仍能与碱和酸反应。
5.银镜反应的有机物 (1)发生银镜反应的有机物:
含有—CHO的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等) (2)银氨溶液[Ag(NH3)2OH](多伦试剂)的配制:
向一定量2%的AgNO3溶液中逐滴加入2%的稀氨水至刚刚产生的沉淀恰好完全溶解消失。 (3)反应条件:碱性、水浴加热.......
若在酸性条件下,则有Ag(NH+
+
+
+
3)2 + OH- + 3H == Ag + 2NH4 + H2O而被破坏。 (4)实验现象:①反应液由澄清变成灰黑色浑浊;②试管内壁有银白色金属析出 (5)有关反应方程式:AgNO3 + NH3·H2O == AgOH↓ + NH4NO3
AgOH + 2NH3·H2O == Ag(NH3)2OH + 2H2O
银镜反应的一般通式: RCHO + 2Ag(NH3)2OH2 Ag↓+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O 【记忆诀窍】: 1—水(盐)、2—银、3—氨 甲醛(相当于两个醛基):HCHO + 4Ag(NH3)2OH
4Ag↓+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O 乙二醛: OHC-CHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag↓+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2H2O 甲酸: HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH2 Ag↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O
葡萄糖:
(过量)
CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH
2Ag↓+CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O
(6)定量关系:—CHO~2Ag(NH)2OH~2 Ag
HCHO~4Ag(NH)2OH~4 Ag
6.与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应
(1)有机物:羧酸(中和)、甲酸(先中和,但NaOH仍过量,后氧化)、醛、还原性糖(葡萄糖、
麦芽糖)、甘油等多羟基化合物。
(2)斐林试剂的配制:向一定量10%的NaOH溶液中,滴加几滴2%的CuSO4溶液,得到蓝色絮状
悬浊液(即斐林试剂)。
(3)反应条件:碱过量、加热煮沸........ (4)实验现象:
① 若有机物只有官能团醛基(—CHO),则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时无变化,
加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成; ② 若有机物为多羟基醛(如葡萄糖),则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时溶解变成绛蓝色溶液,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成; (5)有关反应方程式:2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓+ Na2SO4 RCHO + 2Cu(OH)2RCOOH + Cu2O↓+ 2H2O 共平面型 光照下的卤主要化学性质 代;裂化;不使酸性KMnO4溶液褪色 同一直线型 面(正六边形) 催化下卤代;硝化、磺化反应 跟X2、H2、HX、跟X2、H2、HX、跟H2加成;FeX3H2O、HCN加成,HCN加成;易被易被氧化;可加聚 氧化;能加聚得导电塑料 四、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质
HCHO + 4Cu(OH)2CO2 + 2Cu2O↓+ 5H2O
OHC-CHO + 4Cu(OH)2HOOC-COOH + 2Cu2O↓+ 4H2O
HCOOH + 2Cu(OH)2
CO2 + Cu2O↓+ 3H2O
CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
(6)定量关系:—COOH~? Cu(OH)2+
2~? Cu
(酸使不溶性的碱溶解) —CHO~2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
7.能发生水解反应的有机物是:卤代烃、酯、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋白质)。
HX + NaOH == NaX + H2O
(H)RCOOH + NaOH == (H)RCOONa + H2O
RCOOH + NaOH == RCOONa + H2O
或
8.能跟FeCl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。 9.能跟I2发生显色反应的是:淀粉。
10.能跟浓硝酸发生颜色反应的是:含苯环的天然蛋白质。
三、各类烃的代表物的结构、特性
类 别 烷 烃 烯 烃 炔 烃 苯及同系物 通 式 CnH2n+2(n≥1) CnH2n(n≥2) CnH2n-2(n≥2) CnH2n-6(n≥6) 代表物结构式 H—C≡C—H 相对分子质量Mr 16 28 26 78 碳碳键长(×10-10m) 1.54 1.33 1.20 1.40 键 角 109°28′ 约120° 180° 120° 分子形状 正四面体 6个原子 4个原子 12个原子共平
类别 通 式 官能团 代表物 分子结构结点 主要化学性质 1.与NaOH水溶液一卤代烃: 卤素原子直接与烃基共热发生取代反卤代R—X 卤原子 C2H5Br 结合 应生成醇 烃 多元饱和卤代—X (Mr:109) β-碳上要有氢原子才2.与NaOH醇溶液烃:CnH2n+2-mXm 能发生消去反应 共热发生消去反应生成烯 1.跟活泼金属反羟基直接与链烃基结应产生H2 合, O—H及C—O均2.跟卤化氢或浓有极性。 氢卤酸反应生成卤代烃 一元醇: CH3OH β-碳上有氢原子才能3.脱水反应:乙醇 140℃分子间脱醇 R—OH 醇羟基 (Mr:32) 发生消去反应。 饱和多元醇: —OH C水成醚 2H5OH α-碳上有氢原子才能 170℃分子内脱CnH2n+2Om (Mr:46) 被催化氧化,伯醇氧水生成烯 化为醛,仲醇氧化为4.催化氧化为醛酮,叔醇不能被催化或酮 5.一般断O—H键氧化。 与羧酸及无机含氧酸反应生成酯 性质稳定,一般不醚 R—O—R′ 醚键 C2H5O C2H5 与酸、碱、氧化剂 (Mr:74) C—O键有极性 反应 1.弱酸性 —OH直接与苯环上的2.与浓溴水发生酚 酚羟基 取代反应生成沉 —OH 碳相连,受苯环影响(Mr:94) 能微弱电离。 淀 3.遇FeCl3呈紫色 4.易被氧化 HCHO HCHO相当于两个 1.与H2、HCN等加醛基 (Mr:30) —CHO 成为醇 醛 2.被氧化剂(O2、多 伦试剂、斐林试 有极性、能加剂、酸性高锰酸钾(Mr:44) 成。 等)氧化为羧酸 羰基 与H2、HCN加成为酮 有极性、能加 醇 成 不能被氧化剂氧(Mr:58) 化为羧酸 1.具有酸的通性 受羰基影响,O—H能2.酯化反应时一羧基 般断羧基中的碳羧酸 电离出H+,受氧单键,不能被H2 加成 (Mr:60) 羟基影响不能被加3.能与含—NH2物成。 质缩去水生成酰胺(肽键) HCOOCH3 1.发生水解反应酯基 (Mr:60) 酯基中的碳氧单键易生成羧酸和醇 酯 断裂 2.也可发生醇解 反应生成新酯和(Mr:88) 新醇 硝酸酯 RONO 2 硝酸酯基—ONO 易爆炸 2 不稳定 硝基一般不易被氧化化合R—NO2 硝基—NO2 一硝基化合物较稳定 剂氧化,但多硝基物 化合物易爆炸 两性化合物 氨基—NH2能以配位键结RCH(NH氨基—NH2 H2NCH2COOH 合H+;—COOH能部分能形成肽键2酸 )COOH 羧基—COOH (Mr:75) 电离出H+ 1.两性 2.水解 蛋白结构复杂 肽键 质 不可用通式表示 酶 多肽链间有四级结构 3.变性 氨基—NH2 4.颜色反应 羧基—COOH (生物催化剂) 5.灼烧分解 1.氧化反应 (还原性糖) 多数可用下列通羟基—OH 葡萄糖 糖 式表示: 醛基—CHO CH2OH(CHOH)4CHO 多羟基醛或多羟基酮2.加氢还原 淀粉(C6H10O5) n C或它们的缩合物 3.酯化反应 n(H2O)m 羰基 纤维素 4.多糖水解 [C6H7O2(OH)3] n 5.葡萄糖发酵分解生成乙醇 酯基中的碳氧单键易油脂 酯基 断裂 1.水解反应 可能有碳碳双烃基中碳碳双键能加(皂化反应) 键 成 2.硬化反应 五、有机物的鉴别 鉴别有机物,必须熟悉有机物的性质(物理性质、化学性质),要抓住某些有机物的特征反应,选用合适的试剂,一一鉴别它们。
1.常用的试剂及某些可鉴别物质种类和实验现象归纳如下: 试剂 酸性高锰 溴 水 银氨 新制 FeCl3 名称 酸钾溶液 少量 过量 饱和 溶液 Cu(OH) 2 溶液 碘水 酸碱指示剂 NaHCO3被鉴含碳碳双含碳碳双含醛基含醛基化羧酸 别物键、三键的键、三键化合物合物及葡质种物质、烷基的物质。苯酚 及葡萄萄糖、果苯酚 (酚不能 使酸碱指羧酸 类 苯。但醇、但醛有干溶液 糖、果糖、麦芽溶液 淀粉示剂变 醛有干扰。 扰。 糖、麦芽糖 糖 色) 酸性高锰出现使石蕊或放出无现象 酸钾紫红溴水褪色白色出现银出现红 呈现 呈现甲基橙变色无味色褪色 且分层 沉淀 镜 色沉淀 紫色 蓝色 红 气体 2.卤代烃中卤素的检验 取样,滴入NaOH溶液,加热至分层现象消失,冷却后加入稀硝酸酸化.......,再滴入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色,确定是何种卤素。 3.烯醛中碳碳双键的检验 (1)若是纯净的液态样品,则可向所取试样中加入溴的四氯化碳溶液,若褪色,则证明含有碳碳双键。 (2)若样品为水溶液,则先向样品中加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,充分反应后冷却过滤,向滤液中加入稀硝酸酸化.......,再加入溴水,若褪色,则证明含有碳碳双键。 ★若直接向样品水溶液中滴加溴水,则会有反应:—CHO + Br2 + H2O → —COOH + 2HBr而使溴水褪色。 4.二糖或多糖水解产物的检验 若二糖或多糖是在稀硫酸作用下水解的,则先向冷却后的水解液中加入足量的NaOH溶液,中和稀硫酸,然后再加入银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液,(水浴)加热,观察现象,作出判断。 5.如何检验溶解在苯中的苯酚? 取样,向试样中加入NaOH溶液,振荡后静置、分液,向水溶液中加入盐酸酸化,再滴入几滴FeCl3溶液(或过量饱和溴水......),若溶液呈紫色(或有白色沉淀生成),则说明有苯酚。 ★若向样品中直接滴入FeCl3+3溶液,则由于苯酚仍溶解在苯中,不得进入水溶液中与Fe进行离子反应;若向样品中直接加入饱和溴水,则生成的三溴苯酚会溶解在苯中而看不到白色沉淀。 ★若所用溴水太稀,则一方面可能由于生成溶解度相对较大的一溴苯酚或二溴苯酚,另一方面可能生成的三溴苯酚溶解在过量的苯酚之中而看不到沉淀。 6.如何检验实验室制得的乙烯气体中含有CH2=CH2、SO2、CO2、H2O?
将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、饱和Fe2(SO4)3溶液、品红溶液、澄清石灰水、