有机化学基础知识整理.docx

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有机化学基础知识整理

有机化学知识整理

1.甲烷的空间结构为正四面体型结构。

⒉烷烃的化学性质：

烷烃在常温下比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂起反应。

⑴取代反应：

有机物分子中的原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应。

如：

Cl2与甲烷在光照条件下可以发生取代反应，生成CH3Cl,CH2Cl2,CHCl3,CCl4及HCl的混合物。

取代反应，包括硝化、磺化、酯化及卤代烃或酯类的水解等。

⑵氧化：

烷烃可以燃烧，生成CO2及H2O⑶高温分解、裂化裂解。

⒊根、基：

①根：

带电的原子或原子团，如：

SO42-，NH+4，Cl-。

②基：

电中性的原子或原子团，一般都有未成对电子。

如氨基—NH2、硝基—NO2、羟基—OH。

4．同系物：

结构相似，在分子组成相差一个或若干个—CH2原子团的物质互相称为同系物。

判断方法：

所含有的官能团种类和数目相同，但碳原子数不等。

1结构相似的理解：

同一类物质，即含有相同的官能团，有类似的化学性质。

②组成上相差“—CH2”原子团：

组成上相差指的是分子式上是否有n个—CH2的差别，而不限于分子中是否能真正找出—CH2的结构差别来。

⒌乙烯分子为C2H4，结构简式为CH2＝CH2，6个原子共平面，键角为120°。

规律：

碳碳双键周围的六个原子都共平面。

6乙烯的实验室制法：

1反应中浓H2SO4与酒精体积之比为3:

1。

2反应应迅速升温至170C，因为在140℃时发生了如下的副反应（乙醚）。

3反应加碎瓷片，为防止反应液过热达“爆沸”。

浓H2SO4的作用：

催化剂，脱水剂。

7烯烃的化学性质（包括二烯烃的一部分）

1加成反应：

有机物分子中的双键或叁键发生断裂，加进（结合）其它原子或原子团的反应。

Ⅰ.与卤素单质反应，可使溴水褪色，CH2＝CH2+Br2→CH2B—CH2Br

Ⅱ.当有催化剂存在时,也可与H2O、H2、HCl、HCN等加成反应。

②氧化反应:

I.燃烧

II.使KmnO4/H+褪色

Ⅲ.催化氧化：

2CH2＝CH2+O22CH3CHO

有机反应中,氧化反应可以看作是在有机分子上加上氧原子或减掉氢原子，还原反应可看作是在分子内加上氢原子或减掉氧原子。

以上可简称为“加氧去氢为氧化；加氢去氧为还原”。

2聚合：

小分子的烯烃或烯烃的取代衍生物在加热和催化剂作用下，通过加成反应结合成高分子化合物的反应，叫做加成聚合反应，简称加聚反应。

⒏乙炔：

HC≡CH，键角为180°，规律：

叁键周围的4个原子都在一条直线上。

⒐乙炔的化学性质:

1乙炔的氧化反应:

I.燃烧:

火焰明亮,产生浓烟,产物为水及二氧化碳

II.由于“C≡C”的存在，乙炔可被酸性KmnO4溶液氧化并使其褪色

2加成反应：

炔烃的加成反应是由于“C≡C”的不饱和性引起的，其加成可以控制条件使其仅停留在加1mol的反应物，也可以使叁键与2mol反应物发生加成反应。

I.加X2（可以使溴水褪色）。

II.加HCl:

III.加H2 ：

IV．加H2O：

（工业制乙醛的方法）

⒑乙炔的实验室制法：

反应原理：

CaC2+2H2OC2H2↑+Ca（OH）2

发生装置：

使用“固+液→气”的制取装置。

收集方法：

排水集气法。

注意：

⒒苯：

C6H6，有两种写结构简式的方法：

及凯库勒式，苯分子中的12个原子在一平面上，规律：

与苯环直接相连的第一原子与苯环共处同一平面。

⒓芳香烃的化学性质：

“易取代，难加成”。

（1）取代反应：

包括卤代、硝化及磺化反应

1卤代：

I．只有与液溴反应，不与溴水发生反应。

本反应的实际催化剂是Fe与Br2反应生成FeBr3。

II．导管末端离吸收液有一定距离，目的防止HBr极易溶于水而使吸收液倒吸，也可以改为一倒扣于水面的漏斗。

III．导管口附近有白雾生成：

产生的HBr吸收空气中的水蒸气而形成的氢溴酸小液滴。

IV．检验是否生成HBr气体的方法：

向吸收液中加入AgNO3溶液，并用HNO3酸化溶液，观察是否有淡黄色沉淀生成。

V．本实验导管足够长，起两方面作用：

首先是导气，另外可以使由于反应液较热而挥发出的苯及Br2在沿长导管上行的过程中被冷凝而流回反应瓶，防止反应物的损失，此作用可称为“冷凝回流”作用。

VI．最终生成的溴苯呈褐色，因为其中溶解了并没有参加反应的Br2单质，提纯的方法：

水洗、碱洗、水洗、干燥。

2硝化：

I．在试管中先加入HNO3，再将H2SO4沿管壁缓缓注入浓HNO3中，振荡混匀，冷却至50～60℃之下，再滴入苯。

II．水溶温度应低于60℃，若温度过高，可导致苯挥发，HNO3分解，及生成苯磺酸等副反应发生。

III．III．生成的硝基苯中因为溶有HNO3及浓H2SO4等而显黄色，为提纯硝基苯可用NaOH溶液及蒸溜水在分液漏斗中洗涤混合物。

IV．纯净的硝基苯无色有苦杏仁味的油状液体。

中毒：

硝基苯与皮肤接触或其蒸气被人体吸收均引起中毒，使用时应特别的小心。

IV．同于测链对苯环的影响，使甲苯的取代反应比苯更溶易进行。

3磺化：

（2）加成反应：

（3）氧化反应：

I．燃烧：

生成CO2及H2O，由于碳氢比过高，因而碳颗粒不完全燃烧，产生浓烟。

II．苯不使酸性KmnO4溶液褪色。

III．由于苯环对侧链的影响，苯的同系物如甲苯、乙苯等能被KmnO4/H+氧化而使其褪色。

⒖乙醇的化学性质：

1与金属反应产生H2：

2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑（置换,取代）

除Na之外K、Mg、Al等也可与金属反应，此反应可用于消耗其它化学反应残余的废钠。

2消去反应：

醇发生消去反应的条件，与—OH碳相邻的碳原子上有氢原子存在（β—H的存在），如CH3OH、（CH3）3CCH2OH不可能发生消去反应。

3与无机酸反应

Ⅰ.C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O（取代）

其中HBr可用浓H2SO4及NaBr代替,可能有产生Br2的副反应发生

II．C2H5OH+HO—NO2→C2H5ONO2+H2O（酯化、取代）

区分硝基化合物与硝酸酯的方法：

若硝基中N原子直接与碳原子相边，则该化合物为硝基化合物，如C2H5NO2（硝基乙烷）；若硝基中的N原子通过氧原子而与碳原子相连接，则该化合物称为酯，如C2H5ONO2（硝酸乙酯）

4与有机酸的反应：

CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O（酯化、取代）

I．酯化反应规律：

“酸脱羟基醇脱氢”，包括有机酸和无机含氧酸与醇的反应。

II．吸收酯的试剂为饱和的Na2CO3溶液，也是分离CH3COOH及CH3COOC2H5所用的试液。

其可以充分吸收CH3COOH，使酯香味得以显出；可以有效降低酯的溶解度，使分离更彻底。

5氧化反应：

I.燃烧：

C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O

II．催化氧化：

2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O

或：

C2H5OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu

催化氧化对醇的结构的要求：

与OH直接相边的碳原子上必须有H原子，有2个或3个氢原子被氧化成醛，只有1个氢原子被氧化成酮。

而（CH3）3COH不能被催化氧化。

另外乙醇还可以被强氧化剂如KmnO4（H+）,K2Cr2O7（H+）等氧化。

⒗A.酚：

羟基与苯环直接相连是酚，羟基连在苯环上的侧链碳原子的为芳香醇。

B.苯酚的物理性质：

苯酚在常温下是可燃、腐蚀性强、有毒的固体。

不纯品在光和空气作用下变为淡红或红色。

与大约8%水混合可液化。

可吸收空气中水分并液化。

有特殊臭味和燃烧味极稀的溶液具有甜味。

在室温下水中溶解度是9.3g，当温度高于65℃时能与水混溶。

易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、强碱水溶液。

C.苯酚的化学性质：

（1）弱酸性：

弱于碳酸称石炭酸，不使酸碱指标剂变红。

是苯环上相连羟基的性质，而羟基不仅是苯酚的特征官能团，它还是醇的特征官能团。

其电离能力介于H2CO3的第一及第二级电离之间。

+NaOH→+H2O

+Na2CO3→+NaHCO3+CO2+H2O→+NaHCO3

①苯酚化学性质实验现象与问题解析

实验步骤

现象

问题解析

试管中取少许苯酚加热熔化后，加入少许金属钠

有气体产生经点燃有轻微的爆鸣声

苯酚可和金属钠反应放出H2

试管中取少量苯酚浑浊液逐滴加入NaOH

苯酚溶液最后变为澄清透明

苯酚可与强碱NaOH反应显弱酸性生成苯酚钠

在上述澄清苯酚钠溶液中缓慢通入CO2

澄清溶液又复变为浑浊

通入CO2生成H2CO3比苯酚酸性强又析出苯酚使溶液变浑

在上述浑浊溶液中再滴加NaOH

浑浊液又变澄清

上述实验生成的苯酚又和NaOH作用生成苯酚钠

②小结：

由于乙醇和苯酚均具有相同的官能团—羟基，因而有相同化学性质的一面；但乙醇上的羟基不显酸性，而苯酚羟基上的氢原子比较活泼，可发生极微弱电离而显弱酸性（酸性极弱而不能使石蕊试剂变色），它们又具有不同化学性质的一面。

这是由于两种化合物中羟基相连的烃基不同，影响了羟基上的氢原子活泼性也不同。

苯酚、碳酸、乙醇其酸性大小的顺序应是：

H2CO3＞＞C2H5OH（中性）

（2）苯酚的取代反应，发生在苯环上。

用于定量检验苯酚含量的多少。

①苯酚与苯取代反应的比较：

苯酚

苯

反应物

溴水和苯酚溶液

液溴和纯苯

反应条件

不用催化剂

以少量Fe粉作催化剂

不加热

初始微热或不加热

取代苯环上氢原子多少

一次反应可取代苯基上三个氢原子

一般情况取代苯环上一个氢原子

反应速度

瞬时完成

初始缓慢后来速度加快

反应装置

试管中反应

烧瓶中反应，长导管兼作冷凝之用

②小结：

在苯酚与溴的取代反应中，由反应物浓度、反应条件、取代氢原子多少、反应速度可知：

苯酚比苯的取代反应容易进行得多，这是由于苯酚中苯环上连接的羟基能使苯基上的氢原子更加活泼，促使苯基上所发生取代反应更容易进行的必然结果。

总结：

在苯酚的分子中，苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子促使其较易电离，显示了比醇中羟基上的氢原子有较明显的酸性；而羟基则反过来能影响与其相连的苯基上的氢原子更活泼、更容易发生取代反应。

这是分子中官能团相互影响，相互制约的有力证明，它们是矛盾的又是统一的，二者存在于同一物质之中。

（3）氧化反应：

苯酚易被氧化，露置在空气中会因少量氧少而显粉红色。

（4）显色反应：

苯酚与FeCl2溶液作用显示紫色。

6C6H5OH+Fe3+→〔Fe（C6H5O）6〕3-+6H+

I．其它酚类也有类似的显色反应

II．反应发生后：

溶液由弱酸性变为强酸性。

（5）缩聚反应：

长导管作用：

冷凝水蒸气，HCHO与HCl溶于冷凝水一起回流，冷凝的苯酚随着水一起回流。

⒘卤代烃:

烃分子中的氢被卤素取代的产物。

⑴分类：

不饱和卤代烃

脂肪卤代烃

卤代烃饱和卤代烃

芳香卤代烃

⑵物理性质：

多为液体，少数为气体，不溶于水，是好的有机溶剂。

室温下除低级卤代烃如CH3Cl，CH3Br，C2H5Cl及CH2=CHCl为气体外，其余的是液体或固体。

一卤代烷的密度小于1，多卤代烷的密度大于1，一卤代烷的碳数越多，密度越小。

⑶化学性质：

①取代反应：

②消去反应：

有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子（如H20、HX、NH3等），而生成含有不饱和键的化合物的反应。

条件：

卤代烃的α碳上有氢。

卤代烃水解反应和消去反应的对比

水解反应

消去反应

结构特点

一般是一个碳原子上只有一个－X

与－X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子

反应实质

一个－X被－OH取代

从碳链上脱去HX分子

反应条件

强碱的水