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文档简介

1、n 2n+2n 2nn 2n-2n 2n-62 22 224232 5n 2n+2-m m232 5n 2n+2 m25253一、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C H (n1)C H (n2)C H (n2)C H (n6)代表物结构式HCCH相对分子质量Mr16282678碳碳键长(×10-10m)1.541.331.201.40键角109°28约 120°180°120°分子形状正四面体6 个原子共平面型4 个原子 同一直线型12 个原子共平 面(正六边形)主要化学性质光 照 下 的 卤 代;裂化;不 使酸性 KM

2、nO跟 X 、H 、HX、 跟 X 、H 、HX、 跟 H 加成 ; H O、HCN 加 HCN 加成;易 FeX 催化下卤 成,易被氧化; 被氧化;能加 代;硝化、磺溶液褪色可加聚聚得导电塑料化反应二、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质类别通式官能团代表物分子结构结点主要化学性质一卤代烃:卤素原子直接与烃基1. 与 NaOH 水溶液 共 热 发 生 取 代 反卤代烃RX多 元 饱 和 卤 代卤原子XC H Br (Mr:109)结合- 碳上要有氢原子才应生成醇 2. 与 NaOH 醇溶液烃:C H X能发生消去反应羟基直接与链烃基结 合, OH 及 CO 均有极性。共 热 发 生

3、 消 去 反 应生成烯 1. 跟活泼金属反应 产生 H2. 跟卤化氢或浓氢 卤 酸 反 应 生 成 卤 代烃醇一元醇:ROH饱和多元醇: C H O醇羟基OHCH OH (Mr:32 )C H OH (Mr:46 )- 碳上有氢原子才能 发生消去反应。 碳上有氢原子才能 被催化氧化,伯醇氧3. 脱水反应:乙醇 140 分 子 间 脱 水成醚 170 分 子 内 脱 水生成烯化为醛,仲醇氧化为 酮,叔醇不能被催化 氧化。4. 催化氧化为醛或 酮5. 一般断 OH 键 与 羧 酸 及 无 机 含 氧酸反应生成酯醚酚ROR醚键酚羟基OHC H O C H (Mr:74 )(Mr:94 )CO 键有极

4、性OH 直接与苯环上 的碳相连,受苯环影 响能微弱电离。性质稳定,一般不 与酸、碱、氧化剂 反应1. 弱酸性2. 与浓溴水发生取 代反应生成沉淀 3. 遇 FeCl 呈紫色2222232222222n 2m2n6 10 56 7 2 3 n醛HCHO醛基 (Mr:30) (Mr:44 )HCHO 相当于两个 CHO有极性、能加 成。4. 易被氧化1. 与 H 、HCN 等 加成为醇 2. 被氧化剂(O 、多 伦 试 剂 、 斐 林 试 剂、酸性高锰酸钾 等)氧化为羧酸与 H 、HCN 加成酮羰基 (Mr:58)成有极性、能加为醇不 能 被 氧 化 剂 氧 化为羧酸羧酸羧基 (Mr:60)受 羰

5、 基 影 响, OH能电离出 H+, 受羟基影响不能被加 成。1. 具有酸的通性 2. 酯化反应时一般 断 羧 基 中 的 碳 氧 单键,不能被 H 加成3. 能与含NH 物 质 缩 去 水 生 成 酰胺(肽键)1. 发生水解反应生酯HCOOCH 酯基 (Mr:60)(Mr:88 )酯基中的碳氧单键易 断裂成羧酸和醇 2. 也可发生醇解反 应 生 成 新 酯 和 新醇硝酸酯RONO硝酸酯基ONO不稳定易爆炸硝基一 般 不 易 被 氧 化化合RNO硝基NO一硝基化合物较稳定剂氧化,但多硝基物化合物易爆炸 两性化合物氨基酸RCH(NH )COOH2氨基NH羧基COOHH NCH COOH2 2(M

6、r:75 )NH 能以配位键结 合 H+;COOH 能部 分电离出 H+能 形 成 肽 键1. 两性蛋白质结构复杂 不可用通式表示肽键氨基NH羧基COOH酶多肽链间有四级结构2. 水解3. 变性4. 颜色反应(生物催化剂) 5. 灼烧分解1. 氧化反应糖多数可用下列通 式表示:C (H O)羟基OH醛基CHO羰基葡萄糖CH OH(CHOH)4CHO 淀粉(C H O ) 纤维素 C H O (OH) 多羟基醛或多羟基酮 或它们的缩合物(还原性糖)2. 加氢还原3. 酯化反应4. 多糖水解5. 葡萄糖发酵分解生成乙醇33322 233酯基中的碳氧单键易油脂酯基可能有碳碳双 键断裂烃基中碳碳双键能

7、加 成1. 水解反应 (皂化反应) 2. 硬化反应三、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:试剂名称酸性高锰酸钾溶液溴少量水过量饱和银氨溶液新制Cu(OH)2FeCl溶液碘水酸碱指示剂NaHCO被 鉴别 物质 种类含 碳 碳 双 含碳碳双 键、三键的 键、三键 物质、烷基 的物质。 苯。但醇、 但醛有干 醛有干扰。 扰。苯酚溶液含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麦芽糖含醛基化合物及葡萄糖、果糖、麦芽糖苯酚溶液淀粉羧酸(酚不能使酸碱指示 剂 变色)羧酸现象酸 性

8、 高 锰酸钾褪色溴水褪色且分层出现白色沉淀出现银镜出现红色沉淀呈现紫色呈现蓝色石蕊或甲基橙变红放出无色无味气体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 AgNO 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。(1) 若样品为水溶液,则先向样品中加入足量的新制 Cu(OH) 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 +

9、Br + H O 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 FeCl 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 FeCl 溶液,则由于苯酚仍溶解在苯中,不得进入水溶液中与Fe3+进行离子反应;若向样品中直接加入饱和溴水,则生成的三

10、溴苯酚会溶解在苯中而看不到白色沉淀。2 2 2 2 22 4 322222 222 2 22 2222222 3 222 3 2234242 434233 4 2 4222 52 5 222 5 222 52= I + 2Br6 56 522 36 52 36 523333232 33233323322 432 42 433243 2322-2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 CHCH 、SO 、CO 、H O?将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、饱和Fe

11、(SO ) 溶液、品红溶液、澄清石灰 水、(检验水) (检验 SO ) (除去 SO ) (确认 SO 已除尽)(检验 CO )溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液(检验 CH CH )。四、混合物的分离或提纯(除杂)混合物 (括号内为杂质)乙烷(乙烯)乙烯(SO 、CO )乙炔(H S、PH )提取白酒中的酒精从 95% 的酒精中提 取无水酒精从无水酒精中提取 绝对酒精提取碘水中的碘除杂试剂溴水、NaOH 溶液 ( 除 去 挥 发 出 的 Br 蒸气)NaOH 溶液饱和 CuSO 溶液新制的生石灰镁粉汽油或苯或 四氯化碳分离方法洗气洗气洗气蒸馏蒸馏蒸馏萃取分液蒸馏化学方程式或离子方程式

12、CH CH + Br CH BrCH BrBr + 2NaOH NaBr + NaBrO + H OSO + 2NaOH = Na SO + H OCO + 2NaOH = Na CO + H OH S + CuSO = CuS+ H SO11PH + 24CuSO + 12H O = 8Cu P+ 3H PO + 24H SO CaO + H O Ca(OH)Mg + 2C H OH (C H O) Mg + H (C H O) Mg + 2H O 2C H OH + Mg(OH) 2溴化钠溶液 (碘化钠)溴的四氯化碳 溶液洗涤萃取分液Br + 2I- -2苯(苯酚)NaOH 溶液或 饱和

13、Na CO 溶液洗涤分液C H OH + NaOH C H ONa + H O C H OH + Na CO C H ONa + NaHCO3乙醇(乙酸)乙酸(乙醇)NaOH、Na CO 、 NaHCO 溶液均可NaOH 溶液稀 H SO洗涤蒸馏蒸发蒸馏CH COOH + NaOH CH COONa + H O2CH COOH + Na CO 2CH COONa + CO + H O2CH COOH + NaHCO CH COONa + CO + H O2CH COOH + NaOH CH COO Na + H O2CH COO Na + H SO Na SO + 2CH COOH溴乙烷(溴)

14、NaHSO 溶液洗涤分液Br +NaHSO3 + H2O = 2HBr +NaHSO(Fe溴苯 蒸馏水 Br 、Br 、苯) NaOH 溶液洗涤分液蒸馏Fe Br 溶于水Br + 2NaOH NaBr + NaBrO + H O硝基苯 (苯、酸)提纯苯甲酸蒸馏水NaOH 溶液蒸馏水洗涤分液蒸馏重结晶先用水洗去大部分酸,再用 NaOH 溶液洗去少量溶解在有 机层的酸 H+ + OH = H O常温下,苯甲酸为固体,溶解度受温度影响变化较大。2n23C H2 322n 2n+22 53 3n 2n3 2332n 2n 2333n 2n-6n 2n+1 23 2 2 2 2n26 12 612 22

15、 11提纯蛋白质高级脂肪酸钠溶液 (甘油)蒸馏水浓轻金属盐溶液 食盐渗析盐析盐析 五、有机物的结构牢牢记住:在有机物中 H:一价、C:四价、O:二价、N(氨基中):三价、X(卤素):一 价(一)同系物的判断规律1 一差(分子组成差若干个 CH )2 两同(同通式,同结构)3 三注意(1) 必为同一类物质;(2) 结构相似(即有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目);(2) 同系物间物性不同化性相似。因此,具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物。此外,要熟悉习惯命 名的有机物的组成,如油酸、亚油酸、软脂酸、谷氨酸等,以便于辨认他们的同系物。(二)、同分异构体的种类1 碳链异构2

16、 位置异构3 官能团异构(类别异构)(详写下表)4 顺反异构5 对映异构(不作要求)常见的类别异构组成通式C H2n可能的类别烯烃、环烷烃CH =CHCH 与典型实例n 2n-2C H OC H OC H OC H OC H NO炔烃、二烯烃 饱和一元醇、醚醛、酮、烯醇、环醚、环醇羧酸、酯、羟基醛酚、芳香醇、芳香醚硝基烷、氨基酸CHCCH CH 与 CH =CHCH=CHC H OH 与 CH OCHCH CH CHO、CH COCH 、CH=CHCH OH 与CH COOH、HCOOCH 与 HOCH CHO与CH CH NO 与 H NCH COOHC (H O)m单糖或二糖葡萄糖与果糖(

17、C H O )、 蔗糖与麦芽糖(C H O )(三)、同分异构体的书写规律书写时,要尽量把主链写直,不要写得扭七歪八的,以免干扰自己的视觉;思维一定要 有序,可按下列顺序考虑:1主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列邻、间、对。8 107 88 8 29 126 4 243 42242 22 按照碳链异构位置异构顺反异构官能团异构的顺序书写,也可按官能团异构 碳链异构位置异构顺反异构的顺序书写,不管按哪种方法书写都必须防止漏写和 重写。3 若遇到苯环上有三个取代基时,可先定两个的位置关系是邻或间或对,然后再对第三 个取代基依次进行定位,同时要注意哪些是与前面重复的。(四)、同分异构体数

18、目的判断方法1记忆法 记住已掌握的常见的异构体数。例如:(1) 凡只含一个碳原子的分子均无异构;(2) 丁烷、丁炔、丙基、丙醇有 2 种;(3) 戊烷、戊炔有 3 种;(3) 丁基、丁烯(包括顺反异构)、C H (芳烃)有 4 种;(4) 己烷、C H O(含苯环)有 5 种;(5) C H O 的芳香酯有 6 种;(6) 戊基、C H (芳烃)有 8 种。2 基元法 例如:丁基有 4 种,丁醇、戊醛、戊酸都有 4 种3 替代法 例如:二氯苯 C H Cl 有 3 种,四氯苯也为 3 种(将 H 替代 Cl);又如:CH 的一氯代物只有一种,新戊烷 C(CH ) 的一氯代物也只有一种。4 对称

19、法(又称等效氢法) 等效氢法的判断可按下列三点进行:(1) 同一碳原子上的氢原子是等效的;(2) 同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;(3) 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时,物与像的关系)。 (五)、不饱和度的计算方法1 烃及其含氧衍生物的不饱和度2 卤代烃的不饱和度1 含 N 有机物的不饱和度(1) 若是氨基NH ,则(2) 若是硝基NO ,则(3) 若是铵离子 NH +,则六、具有特定碳、氢比的常见有机物牢牢记住:在烃及其含氧衍生物中,氢原子数目一定为偶数,若有机物中含有奇数个 卤原 子或氮原子,则氢原子个数亦为奇数。1 当 n(C)n(H)= 11 时,常见的有机

20、物有:乙烃、苯、苯乙烯、苯酚、乙二 醛、乙二酸。2 当 n(C)n(H)= 12 时,常见的有机物有:单烯烃、环烷烃、饱和一元脂肪 醛、酸、酯、葡萄糖。3 当 n(C)n(H)= 14 时,常见的有机物有:甲烷、甲醇、尿素CO(NH ) 。243 23442 2 6 642 2n 2n x252NaOH2 532 5 232 52 2 22 2322323233 23 2252 2 23223221681681614 30 2 41612 26 4 834 当有机物中氢原子数超过其对应烷烃氢原子数时,其结构中可能有NH 或 NH +, 如甲胺 CH NH 、醋酸铵 CH COONH 等。5 烷

21、烃所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而增大,介于 75%85.7% 之间。在该同系物中,含碳质量分数最低的是 CH 。6 单烯烃所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而不变,均为 85.7%。 单炔烃、苯及其同系物所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而减 小,介于 92.3%85.7%之间,在该系列物质中含碳质量分数最高的是 C H 和 C H , 均为 92.3%。含氢质量分数最高的有机物是:CH49 一定质量的有机物燃烧,耗氧量最大的是:CH10 完全燃烧时生成等物质的量的 CO 和 H O 的是:单烯烃、环烷烃、饱和一元醛、羧 酸、酯、葡萄糖、果糖(通式为

22、C H O 的物质,x=0,1,2,)。七、重要的有机反应及类型1取代反应酯化反应水解反应C H Cl+H O¾¾¾®DC H OH+HClCH COOC H +H O¾无¾机¾¾®酸或碱CH COOH+C H OH2加成反应 3氧化反应2C H +5O¾点¾燃®4CO +2H O2CH CH OH+O¾¾Ag¾网® 5502CH CHO+2H O2CH CHO+O¾锰¾盐® 65 75CH CHO+2Ag

23、(NH ) OH¾¾D®+2Ag+3NH +H O4还原反应 5消去反应C H OH¾浓¾H2¾SO¾4®170CH CH +H OCH CH CH Br+KOH¾乙¾醇®DCH CHCH +KBr+H O7水解反应 卤代烃、酯、多肽的水解都属于取代反应 8热裂化反应(很复杂)C H34¾¾®DC H +C H16C H34¾¾®DC H +C HC H34¾¾®DC H +C H9显色反应含有苯

24、环的蛋白质与浓 HNO 作用而呈黄色22322 2 232SO3 22 3 23223 2 232232217 3515 313 2 72 73 2 422 710 聚合反应11 中和反应八、一些典型有机反应的比较1反应机理的比较(1)醇去氢:脱去与羟基相连接碳原子上的氢和羟基中的氢,形成 。例如:+ O¾¾®羟基所连碳原子上没有氢原子,不能形成,所以不发生失氢(氧化)反应。(2)消去反应:脱去X(或OH)及相邻碳原子上的氢,形成不饱和键。例如:与 Br 原子相邻碳原子上没有氢,所以不能发生消去反应。(3)酯化反应:羧酸分子中的羟基跟醇分子羟基中的氢原子结合成水,其余部分互相 结合成酯。例如:2反应现象的比较例如:与新制 Cu(OH) 悬浊液反应的现象:沉淀溶解,出现绛蓝

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