高中有机化学选修5知识点总结doc.docx
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高中有机化学选修5知识点总结doc
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(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
②衍生物类:
一氯甲烷(CH3Cl,沸点为℃)
...............
氯乙烯(CH2==CHCl,沸点为℃)
..................
氯乙烷(CH3CH2Cl,沸点为℃)
................
注意:
新戊烷[C(CH3)4]亦为气态
氟里昂(CCl2F2,沸点为℃)
..............
甲醛(HCHO,沸点为-21℃)
................
一溴甲烷(CH3Br,沸点为℃)
四氟乙烯(CF2==CF2,沸点为℃)甲醚(CH3OCH3,沸点为-23℃)
甲乙醚(CH3OC2H5,沸点为℃)环氧乙烷(,沸点为℃)
(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
许多有机物具有特殊的气味,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味:
☆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)
☆C4以下的一元醇
☆C5~C11的一元醇
☆C12以上的一元醇
☆乙醇
☆乙二醇
☆丙三醇(甘油)
☆苯酚
☆乙醛
☆乙酸
☆低级酯
☆丙酮
二、重要的反应
1.能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质
(1)有机物
无味气体,不燃烧。
有酒味的流动液体
不愉快气味的油状液体
无嗅无味的蜡状固体
特殊香味
甜味(无色黏稠液体)
甜味(无色黏稠液体)
特殊气味
刺激性气味
强烈刺激性气味(酸味)
芳香气味
令人愉快的气味
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
-
+BrO
3
-
2
2
+2OH
-
==Br
-
+BrO
-
2
O
+3HO或Br
+H
②与还原性物质发生氧化还原反应,如
2-
2-
-
2+
HS、S
、SO、SO
、I
、Fe
2
2
3
2.能使酸性高锰酸钾溶液
+
褪色的物质
KMnO/H
4
(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
2-
2-
-
-
2+
H2S、S
、SO2、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
+
3+
↑
-
+2HO==2AlO
-
+3H
↑
(1)2Al+6H
==2Al
+3H
2Al+2OH
2
2
2
2
(2)Al2O3+6H
+
==2Al
3+
+3H2O
Al2O3+2OH
-
==2AlO
-
+H2O
2
(3)Al(OH)3+3H+==Al
3++3H2O
Al(OH)3+OH-==AlO2
-
+2H2O
(4)弱酸的酸式盐,如NaHCO3、NaHS等等
NaHCO+HCl==NaCl+CO
↑+H
2
O
NaHCO+NaOH==NaCO+HO
3
2
3
2
3
2
NaHS+HCl==NaCl+H
S↑
NaHS+NaOH==NaS+H
2
O
2
2
(5)弱酸弱碱盐,如CH3COONH4、(NH4)2S等等
2CH3COONH4+H2SO4==(NH4)2SO4+2CH3COOHCH3COONH4+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(NH3)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↓+NH4NO3AgOH+2NH3·H2O==Ag(NH3)2OH+2H2O
银镜反应的一般通式:
RCHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+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)2OH4Ag↓+(NH4)2CO3+6NH3+2H2O
乙二醛:
OHC-CHO+4Ag(NH3)2OH4Ag↓+(NH4)2C2O4+6NH3
+2H2O
甲酸:
HCOOH+2Ag(NH)OH2Ag↓+(NH)CO+2NH
3
+H
2
O
3
2
4
2
3
葡萄糖:
CHOH(CHOH)CHO+2Ag(NH)OH2Ag↓+CHOH(CHOH)COONH+3NH+H
O(过量)
2
4
3
2
2
4
4
2
(6)定量关系:
—CHO~2Ag(NH)OH~2Ag
HCHO~4Ag(NH)
2
OH~4Ag
2
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CuSO溶液,得到蓝色絮状悬浊液(即斐林试
4
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
HCHO+4Cu(OH)2CO2+2Cu2O↓+5H2O
OHC-CHO+4Cu(OH)2HOOC-COOH+2CuO↓+4H2O
HCOOH+2Cu(OH)CO2+Cu2O↓+3H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
(6)定量关系:
—COOH~?
Cu(OH)2~?
Cu2+(酸使不溶性的碱溶解)
—CHO~2Cu(OH)2~Cu2OHCHO~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+H2ORCOOH+NaOH==RCOONa+H2O
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
-10
碳碳键长(×10m)
键
角
109°28′
约120°
180°
120°
6个原子
4个原子
12个原子共平
分子形状
正四面体
共平面型
同一直线型
面(正六边形)
光照下的卤
跟X2、H2、HX、跟X2、H2、HX、
跟H2加成;FeX3
代;裂化;不
HO、HCN加成,HCN加成;易被
催化下卤代;
2
主要化学性质
使酸性KMnO
易被氧化;可
氧化;能加聚
硝化、磺化反
4
溶液褪色
加聚
得导电塑料
应
四、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
1.与NaOH水溶
卤素原子直接与
一卤代烃:
液共热发生取
R—X
CHBr
烃基结合
卤代
卤原子
代反应生成醇
2
5
β-碳上要有氢原
烃
多元饱和卤代
—X
(Mr:
109)
2.与NaOH醇溶
子才能发生消去
烃:
CnH2n+2-mXm
液共热发生消
反应
去反应生成烯
一元醇:
R—OH醇羟基
醇
饱和多元醇:
—OH
CnH2n+2Om
醚键
醚R—O—R′
酚羟基
酚
—OH
醛基
醛
CH3OH
(Mr:
32)
C2H5OH
(Mr:
46)
C2H5OC2H5
(Mr:
74)
(Mr:
94)
HCHO
(Mr:
30)
1.
跟活泼金属
反应产生H2
2.
跟卤化氢或
羟基直接与链烃
浓氢卤酸反应
基结合,O—H及
生成卤代烃
C—O均有极性。
3.
脱水反应:
乙
β-碳上有氢原子
醇
才能发生消去反
140℃分子间
应。
脱水成醚
α-碳上有氢原子
170℃分子内
才能被催化氧化,
脱水生成烯
伯醇氧化为醛,仲
4.
催化氧化为
醇氧化为酮,叔醇
醛或酮
不能被催化氧化。
5.
一般断O—H
键与羧酸及无
机含氧酸反应
生成酯
性质稳定,一般
C—O键有极性
不与酸、碱、氧
化剂反应
1.
弱酸性
2.
与浓溴水发
—OH直接与苯环
生取代反应生
上的碳相连,受苯
成沉淀
环影响能微弱电
3.
遇FeCl3呈紫
离。
色
4.
易被氧化
HCHO相当于两个
1.
与H2、HCN等
—CHO
加成为醇
(Mr:
44)
有极性、能
加成。
2.被氧化剂
(O2、多伦试剂、
斐林试剂、酸性
高锰酸钾等)氧
化为羧酸
与H2、HCN加成
羰基
酮
羧基
羧酸
酯基
酯
硝酸
硝酸酯基
RONO2
—ONO
酯
2
硝基
化合
R—NO2
硝基—NO2
物
有极性、能
加成
(Mr:
58)
受羰基影响,O—H
能电离出H+,
(Mr:
60)
受羟基影响
不能被加成。
HCOOCH3
酯基中的碳氧单
(Mr:
60)
键易断裂
(Mr:
88)
不稳定
一硝基化合物较
稳定
为醇
不能被氧化剂
氧化为羧酸
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H2加成
3.能与含—NH2
物质缩去水生
成酰胺(肽键)
1.发生水解反应生成羧酸和
醇
2.也可发生醇解反应生成新酯和新醇
易爆炸
一般不易被氧
化剂氧化,但多
硝基化合物易
氨基
RCH(NH2)COOH
酸
结构复杂
蛋白
不可用通式表
质
示
多数可用下列
糖通式表示:
氨基—NH2
羧基—COOH
肽键
氨基—NH2
羧基—COOH
羟基—OH
醛基—CHO
爆炸
—NH2能以配位键
两性化合物
H2NCH2COOH
结合H+;—COOH能形成肽键
(Mr:
75)
能部分电离出H+
1.
两性
2.
水解
多肽链间有四级
3.
变性
酶
结构
4.
颜色反应
(生物催化剂)
5.
灼烧分解
葡萄糖
1.
氧化反应
CH2OH(CHOH)4
(还原性糖)
CHO
多羟基醛或多羟
2.
加氢还原
淀粉(C6H10O5)
基酮或它们的缩
3.
酯化反应
n
Cn(H2O)m
油脂
羰基
合物
4.多糖水解
纤维素
[CHO(OH)]
5.葡萄糖发酵
6
7
2
3
分解生成乙醇
n
酯基中的碳氧单
酯基
1.水解反应
键易断裂
可能有碳碳
(皂化反应)
烃基中碳碳双键
双键
2.硬化反应
能加成
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:
试剂酸性高溴水银氨新制FeCl碘水酸碱NaHCO3
名称
锰
溶液
Cu(OH)2
3
指示剂
过量
酸钾溶
少量
溶液
饱和
液
含
醛
含碳碳
含碳碳
基
化
含醛基
被鉴
双键、三
羧酸
双键、
合
物
化合物