鲁科版有机化学基础（选修5）有机化合物的结构与性质 烃章末复习

第一章有机化合物的结构与性质烃1．按碳的骨架分类2．按官能团分类

(1)相关概念 烃的衍生物：烃分子里的

被其他

所代替，衍生出一系列新的有机化合物。 官能团：决定化合物特殊性质的

。氢原子原子或原子团原子或原子团(2)有机物的主要类别、官能团类别官能团结构及名称类别官能团结构及名称烷烃烯烃

炔烃

芳香烃卤代烃—X(X表示卤素原子)醇—OH(羟基)酚醚

醛

酮

酯

羧酸

(3)乙炔的化学性质A．氧化反应a．乙炔燃烧的化学方程式：2C2H2＋5O24CO2＋2H2Ob．乙炔燃烧时火焰

并

。因为

。c．点燃乙炔时应先

；乙炔和空气的混合物遇火时可能发生

。d．氧炔焰温度可达

以上，可用氧炔焰来

或

金属。e．乙炔能(填“能”或“不能”)被酸性KMnO4溶液氧化，将乙炔通入酸性KMnO4溶液中，溶液的紫色

。明亮伴有浓烈的黑烟验纯爆炸3000℃焊接切割逐渐退去乙炔的含碳量较高的缘故(4)乙炔的实验室制法A．药品：

。B．方程式：

。C．收集方法：

。D．注意的问题a．实验时，要用

代替

，目的是

。CaC2、H2OCaC2＋2H2O→C2H2↑＋Ca(OH)2排水法饱和食盐水水减小反应速率，以便得到平稳的乙炔气流b．取用电石要用

夹取，切忌用手拿电石，且取用电石后，盛电石的试剂瓶要及时密封，否则

。c．如果在大试管中制取，大试管管口最好

，以防止

d．实验室中不用

(填仪器名称)制取乙炔，主要原因是：

。e．由电石制得的乙炔中往往含有

等杂质，使混合气体通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶可使杂质除去。镊子电石与空气中的水蒸气反应而失效放团棉花生成的泡沫从导气管中喷出启普发生器CaC2与水反应太剧烈，无法使反应自行停止反应放热；H2S、PH3(5)炔烃a．分子中含有

的一类

称为炔烃。乙炔的同系物的通式为CnH2n－2(n≥2)。b．物理性质：同烷烃和烯烃类似，随着碳原子数的增加其沸点和密度都增大。c．化学性质：同乙炔相似，容易发生

反应

反应等，能使

溶液及

溶液退色。碳碳叁键脂肪烃加成氧化Br2的CCl4酸性KMnO4d．烃的来源及其应用来源条件产品石油常压分馏石油气、汽油、煤油、柴油等减压分馏润滑油、石蜡等催化裂化、裂解轻质油、气态烯烃催化重整芳香烃天然气甲烷煤干馏芳香烃直接或间接液化燃料油、化工原料3.芳香烃

(1)芳香烃是分子中含有苯环的烃。

(2)苯的同系物：苯分子中的一个或几个氢原子被饱和烃基所代替得到的烃。 通式为

。CnH2n－6(n≥6)1．烷烃的命名

(1)习惯命名法

a．碳原子数在十以内：依次用 来表示。

b．碳原子数在十以上：用

表示。

c．碳原子数相同(即同分异构体)：用“正”、“异”、“新”来区别。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸十一、十二、十三……数字(2)系统命名法命名原则如下：a．选

(最长碳链)，称某烷b．编

(最小定位)，定支链c．取

，写在前，注位置，短线连d．不同基，简到繁，相同基，合并算另外，常用甲、乙、丙、丁……表示

，用一、二、三、四……表示

的数目，用1、2、3、4……表示

所在的碳原子位次。

主链碳位代基主链碳原子数相同取代基取代基如命名为：

2,2­二甲基丙烷2,5­二甲基­3­乙基己烷命名为：2．烯烃和炔烃的命名

(1)选主链、定某烯(炔)：将含有双键或叁键的最长碳链作为主链，称为“

”或“

”。

(2)近双(叁)键，定号位：从距离双键或叁键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。某烯某炔(3)标双(叁)键，合并算：用

标明双键或叁键的位置(只需标明双键或叁键碳原子编号较小的数字)。用“二”、“三”等表示

或

的个数。例如：阿拉伯数字双键叁键3．苯的同系物的命名

(1)习惯命名法 如称为

，C2H5称为

，二甲苯有三种同分异构体，其名称分别为：

、

、

。甲苯乙苯对二甲苯邻二甲苯间二甲苯(2)系统命名法将苯环上的6个碳原子编号，以某个甲基所在的碳原子的位置为1号，选取最小位次号给另一甲基编号，则邻二甲苯也可叫做

，间二甲苯叫做1,3­二甲苯，对二甲苯叫做1,4­二甲苯。1,2­二甲苯1．有机化合物中碳的成键特征

(1)有机化合物分子中都含有碳原子，碳原子的最外层有

电子，可以与其他原子形成

共价键。

(2)碳原子还可以彼此间以

构成碳链或碳环。

(3)碳原子之间可以是单键()，也可以是双键()或叁键()。四个四个共价键2．有机化合物的同分异构现象和同分异构体

(1)同分异构现象 化合物具有相同的

，但由于

不同，因而产生了

上的差异的现象。

(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。

(3)同分异构体的类别

a．碳链异构：碳链骨架不同。

b．位置异构：官能团的位置不同。

c．官能团异构：具有不同的官能团。分子式原子排列方式结构1．一般来说，有机物在O2中或空气中完全燃烧，各元素对应的产物是：C―→

，H→

。某有机物完全燃烧只生成CO2和H2O，则该有机物中一定含有

两种元素，但也有可能含有氧元素。若要确定该有机物是否含有氧元素，可先根据CO2的质量计算出碳元素的质量，据H2O的质量计算出氢元素的质量，然后将碳、氢元素的质量与该有机物的质量进行比较，若两者质量相同，则该有机物只含碳、氢两种元素，有机物为烃；若两者不相等，则该有机物为烃的含氧衍生物，氧元素的质量＝

－(碳元素的质量＋氢元素的质量)。CO2H2O有机物的质量C、H2．确定有机物相对分子质量的方法有

、相对密度法、质谱法。3．鉴定有机物结构方法有

和

。化学方法以官能团的特征反应为基础，鉴定出官能团，还要制备它的衍生物以进一步确认该未知物。鉴定有机物结构的物理方法有质谱、红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱。密度法化学方法物理方法1．烯烃

(1)定义和物理性质 分子中含有一个

的一类

叫烯烃。含有

个碳原子的烯烃 常温下是气态，烯烃随着分子中碳原子数的递增，其沸点和密度都

。

(2)组成和结构 烯烃的通式可以表示为

。其结构特点是

，为链烃。碳碳双键2～4增大CnH2n(n≥2)含一个碳碳双键链烃(3)化学性质烯烃的化学性质与

类似，可以发生

、

和

等。烯烃

使酸性KMnO4溶液退色。乙烯加成氧化加聚能2．乙炔和炔烃

(1)乙炔的分子组成和结构 乙炔的分子式为

，电子式为，结构式为结构简式为

，分子构型为

，

(填“极性”或“非极性”)分子，键角180°。C2H2H—C≡C—HCH≡CH非极性(2)乙炔的物理性质纯净的乙炔是

色

味的气体，微溶于水，易溶于有机溶剂。俗名：

。(3)乙炔的化学性质氧化反应a．乙炔燃烧的化学方程式：2C2H2＋5O24CO2＋2H2Ob．乙炔燃烧时火焰

并

。因为

。无无电石气明亮伴有浓烈的黑烟碳没有完全燃烧的缘故乙炔的含碳量较高，3．二甲苯的同分异构体4．苯的同系物的化学性质

(1)甲苯的硝化

(2)甲苯的氧化甲苯能使酸性KMnO4溶液

。退色【例1】主链含5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有(

) A．2种B．3种C．4种D．5种 解析：主链为5个C原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃只能是

，共2种。 答案：A1．同分异构体概念的理解

(1)分子结构式的写法与分子真实结构的差别。

如和是同种物质，而不是同分异构体。

(2)同分异构体的分子式、相对分子质量、最简式都相同。但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H6与HCHO；最简式相同的化合物也不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。(3)同分异构体结构不同，可以是同一类物质，也可以是不同类物质。(4)同分异构体不仅存在于有机物和有机物之间，也存在于有机物和无机物之间，如尿素[CO(NH2)2，有机物]和氰酸铵(NH4CNO，无机物)互为同分异构体。2．同分异构体的书写方法

一般先写碳链异构，再写位置异构，最后考虑官能团异构。 烷烃只存在碳链异构，其写法一般采用“减链法”，可概括为“两注意，四句话”。

(1)两注意：①选择最长的碳链为主链；②找出中心对称线。

(2)四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对邻到间。下面以C6H14为例说明：①先写直链结构：C—C—C—C—C—C(略去氢原子及相应价键)②再减一个碳原子并移动位置：

③减两个碳原子并移动位置：3．同分异构体数目的判断方法

(1)记忆法：记住已掌握的常见的异构体数目，例如：①凡只含一个碳原子的分子均无异构体。甲烷、乙烷、新戊烷(看作CH4的四甲基取代物)、2,2,3,3­四甲基丁烷(看作C2H6的六甲基取代物)、苯、环己烷、C2H2、C2H4等分子的一卤代物只有1种；②丁烷、丁炔、异丙基、丙醇有2种；③戊烷、丁烯、戊炔有3种；④丁基、C8H10(芳烃)有4种。(2)基元法：如丁基有4种，则丁醇、戊醛、戊酸都有4种。(3)换元法：即有机物A的n溴代物和m溴代物，当m＋n等于A中的氢原子数(不含支链)时，则n溴代物和m溴代物的同分异构体数目相等。例如二氯苯C6H4Cl2有3种，当二氯苯中的H和Cl互换后，每种二氯苯对应一种四氯苯，故四氯苯也有3种。(4)等效氢法：即有机物中有几种氢原子，其一元取代物就有几种，这是判断该有机物一元取代物种数的方法之一。等效氢一般判断原则：①同一碳原子上的H是等效的；②同一碳原子上所连甲基上的H是等效的；③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。【例2】已知乙烯分子是平面结构，因此1,2­二氯乙烯可以形成和

两种不同的空间异构体。下列各物质中，能形成类似上述两种空间异构体的是(

) A．1­丁烯B．丙烯C．2­甲基­2­丁烯D．2­氯­2­丁烯解析：由题意可知，只要双键的碳原子上连接两个不同的取代基，就存在空间异构体。显然，只有2­氯­2­丁烯存在空间异构体，选D。答案：D1．药品：浓H2SO4、乙醇 反应原理：CH3CH2OH

CH2===CH2↑＋H2O

装置类型：液＋液(固)气体2．操作

(1)浓H2SO4～乙醇混合物的配制：将浓H2SO4小心地加入乙醇中，边加边搅拌；浓H2SO4和乙醇的体积比为3∶1；

(2)要加入沸石(或碎瓷片)；

(3)加热升温要迅速，要使反应混合物温度迅速超过140℃，达到170℃左右；

(4)实验结束时，应先撤导气管，后撤酒精灯。特别提醒(1)向烧瓶中加入反应物的正确顺序是：先加乙醇再慢慢注入浓H2SO4，类似于浓硫酸的稀释。(2)加热时应迅速升到170℃，因140℃发生副反应：2CH3CH2OH

CH3CH2OCH2CH3＋H2O。(3)浓硫酸作用：催化剂、脱水剂。(4)在加热过程中，反应混合液的颜色由无色逐渐变成棕色，甚至变成黑褐色。原因是乙醇被氧化：C2H5OH＋2H2SO4(浓)2C＋2SO2↑＋5H2OC＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O所以制取的乙烯中还可能混有CO2、SO2等杂质气体。【例3】(2008·全国理综Ⅱ，6)2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述中不正确的是(

) A．分子中碳原子不在一条直线上 B．光照下能够发生取代反应

C．比丁烷更易液化

D．是石油分馏的一种产品解析：丙烷分子结构为锯齿形，三个碳原子不在同一条直线上；丙烷光照条件下可以发生取代反应，这是烷烃的通性；丙烷和丁烷都是分子晶体，丁烷的相对分子质量大于丙烷，因此丁烷的沸点较高，丁烷更易液化；石油分馏的产物是各种烃的混合物，因此只有C不正确。答案：C

各类有机物随键型不同、分子的空间结构各不相同；但也有一定的规律1．饱和碳原子为中心的四个价键上所连接的其他原子，与中心碳原子构成正四面体结构，键角等于或接近109°28′。2．具有CC结构的分子，以为中心，与周围4个价键所连接的其他原子共处在同一平面上，键角等于或接近120°。3．具有—C≡C—结构的有机物分子，与叁键上两个碳原子相连接的其他原子，共处在一条直线上。4．具有苯环结构的6个碳原子与周围直接相连接的其他原子共12个原子共处在一个平面上。【例4】(2008·全国理综Ⅰ，8)下列各组物质不属于同分异构体的是(

) A．2,2­二甲基丙醇和2­甲基丁醇

B．邻氯甲苯和对氯甲苯

C．2­甲基丁烷和戊烷 D．甲基丙烯酸和甲酸丙酯 解析：甲基丙烯酸的结构简式为，分子式为C4H6O2，甲酸丙酯的结构简式为HCOOCH2CH2CH3，其分子式为C4H8O2，因此二者不是同分异构体。 答案：D1．在进行有机物的命名时，最关键的是要选准主链和编好碳号。2．烃基

(1)烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的部分叫做烃基。烃基一般用“R—”

表示。烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基。如—CH3叫甲基，

—CH2CH3叫乙基，它们都属于烷基。(2)烃基的书写烷基一般指一价基，当碳原子数较多时，可能存在异构现象，如丙烷去掉一个氢后，可形成CH3CH2CH2—正丙基和CH3CHCH3异丙基两种不同结构。①以烃作母体。②去氢原子后形成半键，即烃基。如C4H9—的书写：3.烃的衍生物命名

有机化合物的命名，是以烷烃的命名为基础的，简单来说，烷烃的命名需经过选主链、编序号、定名称三步。在给其他有机化合物命名时，一般也需经过选母体、编序号、写名称三个步骤，下面我们主要介绍烃的衍生物的命名：卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等的命名，因为在这些有机物中，都含有官能团，所以在选母体时，如果官能团中没有碳原子

(如—OH)，则母体的主链必须尽可能多地包含与官能团相连接的碳原子；如果官能团含有碳原子(如—CHO)，则母体的主链必须尽可能多地包含这些官能团上的碳原子，在编序号时，应尽可能让官能团或取代基的位次最小。如：卤代烃：

醇：

酚：

醛：羧酸：

酯：CH3COOC2H5乙酸乙酯；HCOOC2H5甲酸乙酯。注意：①在命名环状化合物时，通常选择环作为母体。如甲基环己烷。②醛、羧酸的命名中，因为醛基和羧基总是在碳链末端，所以不会出现“α­某醛”或“α­某酸”，而是直接称“某醛”或“某酸”。当然有其他取代基的，也要指出来，例如：3­羟基丁醛。【例5】将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离，可采取如下图所示方法和操作：写出物质(a)和(c)的化学式：a__________________；c________________；写出分离方法②和③的名称：②________________；③____________；混合物加入溶液(a)反应的化学方程式___________________________________________________________；下层液体b通入气体c反应的化学方程式_______________________________________________________________________________________________。分离出的苯酚含在__________中。解析：苯酚的分离提纯应利用其弱酸性，苯酚与NaOH反应，生成 溶液，通入足量CO2，分液即可。答案：NaOH

CO2分液蒸馏 ＋NaOH―→

＋H2O

＋CO2＋H2O―→

＋NaHCO3下层物质e中1.常见分离和提纯的方法

(1)蒸馏是分离和提纯互溶液体混合物的