有机化学基础知识整理_精品文档Word文件下载.doc
《有机化学基础知识整理_精品文档Word文件下载.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有机化学基础知识整理_精品文档Word文件下载.doc(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
⒍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。
⒎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
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。