《有机化学基础》知识点复习.ppt

2019/8/8,1,考点1有机物的组成、成键、性质和种类上的特点,第一节有机物的组成、分类与命名,2019/8/8,2,2019/8/8,3,3、有机物种类繁多的原因 (1)每个碳原子与其他原子形成4个共价键。 (2)碳原子间不仅可以形成单键,也可以形成双键或三键。 (3)多个碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环。 (4)相同的分子式可以有不同的结构，即同分异构现象。,2019/8/8,4,考点2 有机物的分类方法,2、按碳的骨架分,2019/8/8,5,一个,区别： 芳香化合物、芳香烃、苯的同系物,2019/8/8,6,2019/8/8,7,3、糖类：,2019/8/8,8,4、油脂、蛋白质、氨基酸性质,2019/8/8,9,1.烷烃的系统命名法 命名原则如下： 选主链（最长碳链），称某烷；编碳位（最小定位），定支链；取代基，写在前，注位置，短线连；不同基，简到繁，相同基，合并算。,考点3 、有机物的命名,2019/8/8,10,2.烯烃和炔烃的命名 （1）选主链、定某烯（炔）：将含有双键或三键的最长碳链作为主链，称为“某烯”或“某炔”。 （2）近双（三）键，定号位：从距离双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。 （3）标双（三）键，合并算：用阿拉伯数字标明双键或三键的位置（只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字）。用“二”、“三”等表示双键或三键的个数。,2019/8/8,11,3.苯的同系物的命名 （1）习惯命名法 如 称为甲苯， 称为乙苯，二甲苯有三种同分异构体，其名称分别为：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。,（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1，2-二甲苯，间二甲苯叫做1，3-二甲苯，对二甲苯叫做1，4-二甲苯。,2019/8/8,12,2019/8/8,13,【例2】下列有机物命名正确的是（ ）,D,练习.下列有机物的命名正确的是（ ）,B,2019/8/8,14,第二节有机物的结构与同分异构现象,考点1：有机化合物常用的分离、提纯方式,1.提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质的差异而将它们分离。例如：提纯固体有机物常采用结晶的方法，提纯液体有机物常采用蒸馏操作，也可以利用有机物与杂质在某种溶剂中溶解度的差异，用萃取该有机物的方法来提纯。,（1）蒸馏 是分离或提纯不同沸点混合物的方法（与杂质的沸点相差约大于30 ）。 （2）结晶和重结晶 冷却法：将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体，此法适合于杂质在溶剂中的溶解度很小的溶液。 重结晶法:将已知的晶体用蒸馏水溶解,经过滤、蒸发、冷却等步骤，再次析出晶体，得到更纯净的晶体的过程。,2019/8/8,15,（3）萃取与分液 所用仪器：烧杯、漏斗架、分液漏斗。如图29-2所示： 萃取：利用溶液在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂组成的溶液中提取出来，前者（溶液）称为萃取剂，一般溶质在萃取剂里的溶解度更大。,分液：互不相溶的液体混合物，用分液漏斗将它们一一分离出来。,2019/8/8,16,2.常见有机物的提纯方法（括号内为杂质）,2019/8/8,17,【练习】除去乙酸乙酯中少量的乙酸所用的试剂为 ，其操作方法是 ；除去乙酸乙酯中少量的乙醇所用的试剂是 ，其操作方法是 ；除去苯中少量的苯甲酸和苯酚所 用的试剂是 ，其操作方法是 。,【例】为了测定某有机物A的结构，做如下实验： 将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO2和2.7 g水； 用质谱仪测定其相对分子质量，得如图29-4所示的质谱图； 用核磁共振仪处理该化合物，得到如图29-5所示图谱，图中三个峰的面积之 比是1;2:3,2019/8/8,18,图29-5,图29-4,试回答下列问题:(1)有机物A的相对分子质量是 。 （2）有机物A的实验式是 。 （3）能否根据A的实验式确定A的分子式 （填“能”或“不能”），若能，则A的分子式 是 。（若不能，则此空不填） （4）写出有机物A可能的结构简式 。,2019/8/8,19,考点2:有机物分子式的确定,（2）定量分析:将一定量有机物燃烧后分解为简单无机物，并测定各产物的量从而推算出有机物分子中所含元素原子最简单的整数比，即实验式。,2.相对分子质量的测定质谱法 （1）原理： （2）质荷比：分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值。,2019/8/8,20,3.有机物分子式的确定方法,考点3:有机物结构的确定,1、红外光谱：确定化学键、官能团。,2、核磁共振氢谱：推知结构中有几种不同类型的氢原子及它们的个数。,2019/8/8,21,4.分子式和结构式的确定途径,2019/8/8,22,(2)同分异构体类型及书写方法：,考点4 同分异构现象和同分异构体,(1)同分异构现象和同分异构体,2019/8/8,23,官能团异构的种类（重视常见） CnH2n（n3） 单烯烃与环烷烃 CnH2n-2（n3） 单炔烃、二烯烃 CnH2n-6（n6） 苯及其同系物与多烯 CnH2n+2O（n2） 饱和一元醇和醚 CnH2nO（n3） 饱和一元醛、酮和烯醇 CnH2nO2（n2） 饱和一元羧酸、酯、羟基醛 CnH2n-6O（n6） 一元酚、芳香醇、芳香醚 CnH2n+1NO2， 氨基酸和一硝基化合物 C6H12O6， 葡萄糖和果糖， C12H22O11， 蔗糖和麦芽糖,2019/8/8,24,(3) 同分异构体数目的判断方法 基元法：例如丁基有四种，则丁醇、戊醛、戊酸等都有四种同分异构体。 替代法：例如二氯苯（C6H4Cl2）有三种同分异构体，四氯苯也有三种同分异构体（将H替代Cl）；又如CH4的一氯代物只有一种，新戊烷C（CH3）4的一氯代物也只有一种。 等效氢法：等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法，其规律有：a.同一碳原子上的氢等效；b.同一碳原子上的甲基氢原子等效；c.位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。,考点5 同系物,1、定义：结构相似，在分子组成上相差 一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。,2019/8/8,25,2、 同系物的判断规律 一差（分子组成相差一个或若干个CH2） 二同（同通式，同结构，即官能团种类和数目都相同） 三注意：（1）必为同一类物质；（2）结构相似（有相似的原子连接方式即官能团种类和数目都相同）；（3）同系物间物理性质不同，化学性质相似。,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。,2019/8/8,26,第二讲 烃,2019/8/8,27,第一节 脂肪烃,一、脂肪烃的物理性质,问题1:烷烃的沸点与其分子中所含有的碳原子数之间有怎样的关系? 问题2:什么样的烷烃在常温常压下为气态?,2019/8/8,28,2019/8/8,29,2019/8/8,30,2019/8/8,31,1、一般都难溶于水 2、状态： n4 g n=516 l n17 s 3、C原子数，熔沸点，密度,问题：同碳原子数的烷烃熔沸点如何比较？,同碳原子数的烷烃,支链越多熔沸点越低,一、脂肪烃的物理性质,2019/8/8,32,二、脂肪烃的组成和结构,2019/8/8,33,三、脂肪烃的化学性质,2019/8/8,34,1.氧化反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色， 能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别 和 。,除杂：CH4(C2H4)或 CH4(C2H2),烷烃,饱和烃 不饱和烃,烯烃、炔烃,溴水,（1）被酸性高锰酸钾氧化,（2）燃烧反应,为什么不能用KMnO4？,CxHy +(X+Y/4)O2 XCO2 + Y/2H2O,2019/8/8,35,甲烷 乙烯 乙炔的燃烧,2019/8/8,36,2.热分解,生产工业原料焦炭、氢气,裂化：生产轻质油,3.取代反应(甲烷与氯气自由基型链反应),讨论1：1mol甲烷和1mol氯气发生取代反应，能生成多少种气态产物？,讨论2 :乙烷和氯气发生取代反应，能生成多少种取代产物？,常见类型：卤代反应、酯化反应、硝化反应、磺化反应,条件： 取代原理： 取代产物：,2019/8/8,37,4.加成反应 条件：存在不饱和键,（1）烯烃乙烯 写出下列反应的方程式： 乙烯与氢气、溴、水、氯化氢加成,（2）炔烃乙炔 写出下列反应的方程式：乙炔与氢气、溴的加成,溴水或溴的CCl4溶液常用于检验或除去烯与炔。,（3）1,3-丁二烯的加成反应(与Br21：1加成),1,2 加成, 1,4 加成,2019/8/8,38,不对称加成,CH2CHCH3HBr,CH2CHCH3 | | H Br,CH2CHCH3 | | Br H,丙烯的加成,不对称加成主要产物符合马氏规则(马氏规则：不对称烯烃发生加成反应时，氢原子加到含氢多的不饱和碳原子上)。,1.单体 2.链节 3.聚合度,2019/8/8,39,四、脂肪烃的性质含碳量的变化,二烯烃加聚反应 1,4 加聚,2019/8/8,40,五.乙烯和乙炔的实验室制法,图29-6,注意事项： 浓H2SO4的作用是催化剂与脱水剂。 碎瓷片的作用是防止反应液暴沸。 温度计水银球的位置应插入液面以下又不与烧瓶底碰触。 反应温度要迅速升高至170 在加热过程中，反应液的颜色由无色逐渐变成棕色，甚至变成黑褐色.,2019/8/8,41,2019/8/8,42,图29-7,实验说明： 制H2、CO2、H2S可用启普发生器，但制乙炔不能用； 制取乙炔时，应在导气管附近塞入少量棉花； 用饱和食盐水代替水与CaC2反应； 在点燃乙炔前必须先检查纯度，否则易出现爆炸事故； 制得的乙炔有臭味是因为含H2S、 PH3，除杂宜用CuSO4溶液。,（3）收集方法：排水集气法。,2019/8/8,43,一、苯的物理性质与用途,无色、带有特殊气味的液体；不溶于水；密度比水小；有毒；用冰冷却时结成无色的晶体。,苯是一种重要的化工原料，广泛应用于:合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药、染料和香料等，苯也常用作有机溶剂。,二、苯的分子结构：,第二节芳香烃,2019/8/8,44,2019/8/8,45,2.但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,三、苯的化学性质,1.在空气中燃烧,卤代,（二）苯的取代反应（卤代、硝化）,2019/8/8,46, 硝化 （苯分子中的H原子被硝基取代的反应）,2019/8/8,47,玻璃管,实验步骤:先将1.5mL浓硝酸注入大试管中,再慢慢注入2mL浓硫酸,并及时摇匀和冷却. 向冷却后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振荡,混和均匀. 将混合物控制在55-60的条件下约10min,实验装置如左图. 将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中,可以看到烧杯底部有黄色油状物生成,经过分离得到粗硝基苯. 粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤.将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯.,2019/8/8,48,（三）苯的加成反应 （与H2、Cl2),环己烷,2019/8/8,49,（1）氧化反应,.可使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能使溴水褪色,2.苯的同系物的化学性质,（2）取代反应：,a.卤代反应,Fe,Fe,侧链使苯环活化，产物以邻、对位取代为主,2019/8/8,50,b.硝化反应,2，4，6三硝基甲苯 三硝基甲苯(TNT),甲基环己烷,CH3对苯环的影响使取代反应更易进行,淡黄色针状晶体，不溶于水。不稳定，易爆炸,（3）加成反应,2019/8/8,51,1、来源：a、煤的干馏 b、石油的催化重整,芳香烃：含有一个或多个苯环的碳氢化合物叫芳香烃，简称芳烃，苯是最简单、最基本的芳香烃。,五、芳香烃的来源及其应用,芳香族化合物？,2、应用：简单的芳香烃是基本的有机化工原料。,苯环间共用两个或两个以上碳原子形成的一类芳香烃-稠环芳香烃,2019/8/8,52,A,B,C,1、煤的综合利用,煤是由有机化合物和无机化合物组成的混合物。,思考：干馏与蒸馏有什么区别？,六、煤、石油、天然气的综合利用,2019/8/8,53,2019/8/8,54,2019/8/8,55,2019/8/8,56,(1).石油的组成,组成元素：主要C、H等 组成物质：烷烃、环烷烃、芳香烃 大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃 黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水,(2).石油的综合利用,A.石油的分馏,B.石油裂化,裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量与质量。,2、石油工业,2019/8/8,57,(3)裂解: 深度的裂化。 在催化剂的作用下将含碳原子多的烃断裂成碳原子更少的烃（碎片）的过程。,裂解的目的：获得工业上的“三烯二烷”即获得乙烯、丙烯、 1，3-丁二烯、甲烷等重要化工基本原料。,乙烯的产量是一个国家石化水平的标志,(1).作为燃料是清洁的化石燃料 (2).天然气化工：用于合成氨和生成甲醇,3.天然气的综合利用,2019/8/8,58,化学方程式：,2019/8/8,59,（2）H2+Cl2 2HCl,（3） CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl,（1）2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2,2019/8/8,60,七、同分异构体的书写： 苯环上位置异构及取代基异构形成的异构体,写出分子式为C8H10的所有同分异构体,2019/8/8,61,现象,结论,各类烃的性质比较,2019/8/8,62,各类烃的结构特点和主要化学性质,2019/8/8,63,二甲苯苯环上的一溴化物共有6种，可用还原的方法制得3种二甲苯，它们的熔点分别列于下表： 由此推断熔点为234的分子结构简式为_， 熔点为-54的分子结构简式为_。,2019/8/8,64,现有CH4、C2H4、C2H2、C6H6四种烃，当它们的物质的量完全相等时，完全燃烧耗O2最多的是 ，生成CO2最少的 ，生成H2O最少的是 ； 当它们的质量相等时，完全燃烧耗O2最少的是 ，生成CO2最少的是 ，生成H2O最多的是 。,C6H6,CH4,C2H2,C2H2和C6H6,CH4,CH4,2019/8/8,65,考点1有机物燃烧规律,2.有机物完全燃烧前后气体体积的变化规律 气态烃（CxHy）完全燃烧前后气体体积变化与氢原子个数有关，用差量法分析：,2019/8/8,66,利用V的变化，可确定分子中氢原子数。 若反应后，水为液态，则气体体积一定减小。 若反应后，水为气态，则有： 若y=4，燃烧前后气体体积不变，V=0； 若y4，燃烧后气体体积增大，V0。,2019/8/8,67,3.相同物质的量的有机物在相同条件下充分燃烧时耗氧量规律 （1）烃 CxHy+（x+y/4）O2 xCO2+y2H2O 1 x+y/4 当（x+y/4）越大，耗氧量越多。,（2）烃的含氧衍生物 CxHyOz+（x+y/4-z/2）O2 xCO2+y/2H2O 1 x+y/4-z/2 耗氧量取决于（x+y/4-z/2）。 将分子中的氧原子结合氢或碳改写成H2O或CO2的形式，即将烃的含氧衍生物改写为CxHy（H2O）n或CxHy（CO2）m或CxHy（H2O）n（CO2）m形式。此时，该有机物完全燃烧耗氧量取决于CxHy。,2019/8/8,68,同物质的量的不同有机物CxHy（H2O）n、CxHy（CO2）m与CxHy（H2O）n（CO2）m完全燃烧耗氧量相等。 符合上述条件的有机物组成的混合物，只要总的物质的量一定，耗氧量为定值。,4.相同质量的有机物在相同条件下充分燃烧时耗氧量规律 (1) 当y /x值越大，H%越高，耗氧量越多; (2)若相同质量的不同有机物完全燃烧时生成的CO2或H2O的物质的量相同，则有机物中含碳或氢的质量分数相同；若混合物总质量一定，不论按何种比例混合，完全燃烧后生成的CO2或H2O的物质的量保持不变，则混合物中各组分含碳或氢的质量分数相同。,2019/8/8,69,第三讲烃的衍生物,2019/8/8,70,1.结构与性质 卤代烃的断键方式如图： 有两个位置可断键：处断键，如Cl被OH取代（NaOH的水溶液、加热），发生取代反应生成醇；两处共同断键，发生消去反应（NaOH的醇溶液、加热），生成烯烃。,考点1卤代烃有机合成的桥梁,2.转化 卤代烃是连接烷、烯、炔和醇、醛、酸、酯的纽带，可以转化为各种其他类型的化合物，因此引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用。在有机物分子中引入卤原子的方法有：（1）不饱和烃与HX、H2的加成反应；（2）烃与X2的取代反应；（3）醇与HX的取代反应。,第一节卤代烃、醇和酚,2019/8/8,71,2019/8/8,72,1.醇和酚是两类不同的有机物，它们的分子中都含有羟基官能团，但从根本上说，羟基所连接的烃基不相同，羟基直接连接苯环时，属于酚，具有酚的性质；羟基不直接连苯环时，属于醇，具有醇的性质。 2.醇的同分异构现象与卤代烃相似，除了有碳链异构现象外，还有官能团位置异构，另外还与相同碳原子数的醚属于类别异构。,考点2醇酚,3.酚类与芳香醇。当碳原子数目相同时，可存在类别异构，例如分子式为C7H8O的有机物可以有下列几种同分异构体：,2019/8/8,73,4.脂肪醇、芳香醇、酚的比较,2019/8/8,74,2019/8/8,75,含有羟基的化合物称为羟基化合物，都能与Na发生反应（氧化性除外）放出氢气。 氢原子活泼性：强酸羧酸碳酸苯酚水乙醇。与碱反应：羧酸、苯酚（酚类）能发生；醇不能发生。 与碳酸钠反应：羧酸、苯酚能发生，醇不能，但苯酚不能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体。 与碳酸氢钠反应：羧酸能发生，苯酚、醇不能。,2019/8/8,76,【例2】下列各醇中，既能发生消去反应又能发生催化氧化反应的是 ( ),B,2019/8/8,77,考点1醛的结构和性质,醛的性质由醛基 官能团决定，主要化学性质有： 1.与H2的加成反应（又叫还原反应）。 2.氧化反应（掌握被多种氧化剂的氧化）。包括：燃烧催化氧化被强氧化剂如（KMnO4）氧化被弱氧化剂氧化（如银氨溶液、新制Cu（OH）2。,第二节 醛、羧酸和酯,3.醛基的检验主要利用银镜反应及新制Cu（OH）2的反应。 （1）银镜反应 实验时应注意以下几点：试管内壁必须洁净；必须水浴加热，不可用酒精灯直接加热；加热时不可振荡和摇动试管；须用新配制的银氨溶液；乙醛用量不宜太多，实验后，银镜可用稀硝酸浸泡，再用水洗而除去。,2019/8/8,78,（2）与新制氢氧化铜的反应 该实验注意以下几点：硫酸铜与碱反应时，碱过量制取氢氧化铜，在碱性条件下，Cu2O才可以稳定存在；反应需要加热，将混合液加热到沸腾即可看到砖红色沉淀。,用途：甲醛是重要的有机合成原料，工业上制酚醛树脂；农业上，可用做农药，用于制缓效肥料；生成物可用于浸制生物标本。,2019/8/8,79,甲醛与足量银氨溶液反应的化学方程式为 HCHO+4Ag（NH3）2OH (NH4)2CO3+4Ag+6NH3+2H2O；与足量新制 Cu（OH）2悬浊液反应的方程式为 HCHO+4Cu（OH）2 2Cu2O+CO2+5H2O,【例】茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下所示,关于茉莉醛的下列叙述错误的是（ ） A.在加热和催化剂作用下，能被氢气还原 B.能被高锰酸钾酸性溶液氧化 C.在一定条件下能与溴发生取代反应 D.不能与氢溴酸发生加成反应,D,2019/8/8,80,1.一元羧酸的分子通式为RCOOH，饱和一元脂肪羧酸的分子通式为CnH2nO2（或CnH2n+1COOH）。分子式相同的羧酸、羧酸酯、羟基醛、羟基酮等互为同分异构体。,考点2 羧酸:酯化反应,羧酸由烃基与羧基相连构成的有机物。,2019/8/8,81,2）酯化反应 注：可以用同位素示踪法证实酯化反应过程是羧酸分子中羧基中的羟基与醇分子中羟基上的氢原子结合成水，其余部分相互结合成酯。,2.羧酸的性质 1）酸的通性 由于COOH能电离出H+，使羧酸具有弱酸性。而羧酸具有酸类物质的通性。,2019/8/8,82,1、反应后饱和Na2CO3溶液上层有什么现象? 2.浓硫酸的作用是什么？ 3.饱和Na2CO3溶液有什么作用？,2019/8/8,83,3.了解几种自然界中的有机酸,2019/8/8,84,4.酯化反应种类和酯的类别 （1）一元羧酸与一元醇之间的酯化反应 （2）一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,2019/8/8,85,（3）多元羧酸与一元醇之间的酯化反应 （4）多元羧酸与多元醇之间的酯化反应 此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如,2019/8/8,86,（5）羟基酸自身的