高一化学竞赛辅导材料——专题三有机物知识疏理

高一化学竞赛辅导材料高一化学竞赛辅导材料 专题三有机物知识疏理专题三有机物知识疏理 专题3有机化合物的获得与应用 答案 一 基础知识 1 最简单的有机物是甲烷 写名称 其分子式为CH4 电子式为 结构式为 空间结构为正四面体 物理性质无色 无味气体 难 溶于水 密度比空气小 存在于沼气 天然气等甲烷的取代反应现 象量筒中气体黄绿色变浅量筒中液面上升量筒壁上有油状液滴解释C l2被反应掉了气体减少 生成的HCl极易溶于水生成了液态 难溶于 水的有机物光照光照 CH3Cl HCl CH3Cl Cl2 CH2Cl2 HCl取代反 应方程式CH4 Cl2 CH2Cl2 Cl2 光照 CHCl3 HCl CHCl3 Cl2 光 照 CCl4 HCl 2 可以从石油获得的基本化工原料且可以做水果的催熟剂的是乙烯 写名称 其分子式为C2H4 结构简式为CH2 CH2 空间结构为平 面型 物理性质无色 稍有气味的气体 微溶于水 密度比空气小化学性 质 1 氧化反应能使酸性高锰酸钾溶液褪色 2 加成反应 与Br2反应 使溴水褪色 CH2 CH2 Br2 CH2Br CH2Br 与HCl反应 生成氯乙烷CH2 CH2 HCl催化剂CH3CH2Cl 与水 反应 生成乙醇CH2 CH2 H2O催化剂CH3CH2OH 3 石油是一种黑色或褐色的粘稠的油状液体 不溶于水 有特殊气 味 密度比水小 没有一定的熔点和沸点 1 组成元素除C H元素外 还含有少量的O N S等元素 2 组成化合物主要是由各种烷烃 环烷烃和芳香烃所组成的混合 物 3 状态大部分是液态烃 同时溶有少量的气态烃 固态烃 没有固定的沸点 4 指出下图各部分的装置名称 温度计的水银球插在什么位置 液 面上蒸馏烧瓶支管口附近 蒸馏烧瓶中除了加入石油外还要加入什 么 为什么 碎瓷片 或沸石 作用防止暴沸 冷凝水的流动方向如何 为什么 下口进水 上口出水 使热交换更充分 得到的汽油 煤油是纯净物吗 是混合物 4 煤综合利用的主要方法气化 液化和干馏 可以从煤中获得的重 要化工原料是 苯 写名称 其分子式为C6H6 结构简式为 空 间结构为平面型 其物理性质无色 有特殊气味的液体 不溶于水 密度比水小 易 挥发 苯分子中的化学键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的特殊的 化学键化学性质 1 取代反应与液溴反应与硝酸反应 2 加成反应 5 有机化合物中的基团甲基 CH3乙基 CH2CH3苯基 C6H5硝基 NO2羟基 OH醛11基 CHO羧基 COOH 6 生活中常见的有特殊香味的 能够溶解多种有机物和无机物的 能与水以任意比混溶的有机物是乙醇 写名称 俗名为酒精 其分子式为C2H6O 结构简式为CH3CH2OH 结构式 它的官能团是羟 基 OH 写名称和结构简式 75 的乙醇溶液用于医疗消毒 如何检验酒精中是否含有水 用无水硫酸铜检验 如变蓝 则有水 化学性质 1 置换反应 得到H2气体 2CH3CH2OH 2Na 2CH3CH2ONa H2 2 氧化反应点燃 做燃料C2H5OH 3O22CO2 3H2O 催化氧化实验 在试管中加入3 4mL无水乙醇 浸入热水中 将铜丝烧热 迅速插入乙醇中反复多次 在此实验中 你观察到什么现象 酒精灯上加热后变黑的铜丝 插入 乙醇中后重新变红 且液体产生刺激性气味 这一过程涉及哪些化 学反应 氧化反应 分析铜丝的作用是什么 催化剂 该实验说明乙醇具有怎样的性质 还原性 乙醛进一步被氧化生成乙酸 方程式为2CH3CHO O22CH3COOH 也能使酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液褪色 交警查司机是否酒后驾车原理 浓硫酸催化剂 3 酯化反应CH3CH2OH CH3COOH CH3COOCH2CH3 H2O 7 生活中常见的有强烈刺激性气味的无色液体是乙酸 写名称 俗名为醋酸 其分子式为C2H4O2 结构简式为CH3COOH 结构式 它的官能团是羧 基 COOH 写名称和结构简式 性质酸性 比碳酸的强 所以可以与碳酸盐反应得到CO2气体 与碳酸钠反应方程式2CH3COOH Na2CO3 2CH3COONa H2O CO2 能与活泼金属反应得到H2气 与钠反应方程式2CH3COOH 2N a 2CH3COONa H2 酯化反应 见6 3 实验室用如下图装置制取乙酸乙酯 在大试管中配制一定比例的乙醇 乙酸和浓H2SO4的混合液的方法 是先加乙醇 然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸和冰醋酸 加热前 大试管中加入几粒碎瓷片的作用是防止暴沸 导气管不 能插入Na2CO3溶液中是为了防止倒吸 浓H2SO4的作用是 催化剂 吸水剂 饱和Na2CO3溶液的作用是溶解乙醇 中和乙酸 降低乙酸乙酯溶 解度 实验室生成的乙酸乙酯 其密度比水小 填 大 或 小 有香味 8 三大基本营养物质是糖类 油脂 蛋白质 9 葡糖糖和果糖的化学式是C6H12O6 它们属单糖 它们互为同分 异构体 蔗糖和麦芽糖的化学式是C12H22O11 它们属二糖 它们互为同分异 构体 米的主要成分是淀粉 棉花的主要成分是纤维素 其化学式都可表示为22 C6H10O5 n 它们属多糖 它们属于同分 异构体吗 不是 蔗糖水解反应 用植物 秸杆酿酒 10 葡萄糖的特征反应是 与银氨溶液反应生成银镜 与新制氢 氧化铜反应生成红色沉淀 11 淀粉的特征反应是遇碘 I2 变蓝 水解条件是催化剂 水解的最终产物是葡萄糖 12 油脂属于酯 是高级脂肪酸和甘油发生酯化反应的产物 乙酸乙酯在酸性条件下水解反应CH3COOCH2CH3 H2O稀硫酸CH3COOH C H3CH2OH 油脂在碱性条件下水解为高级脂肪酸盐和甘 油 反应方程式为此 水解反应也称为皂化反应 13 毛发 皮 丝 酶的主要成分是蛋白质 14 蛋白质的特征反应是 盐析 变性 水解的最终产物是氨基酸 蛋白质盐析条件加某些浓的无机盐溶液 变性的条件加热 强酸 强碱 重金属盐 紫外线 某些有机物 15 三大合成材料是塑料 合成橡胶 合成纤维 聚乙烯的链节为 CH2 CH2 单体为CH2 CH2 16 常见的天然高分子化合物有淀粉 纤维素 蛋白质 17 写出下列反应的化学方程式 1 用乙烯制备乙酸乙酯催化剂CH2 CH2 H2O CH3CH2OH 2CH3CH2OH O2催化剂2CH3CHO 2H2O CH3CH2OH CH3C OOH CH3COOCH2CH3 H2O 2CH22CH 3CHO O3COOH 2 用淀粉制备乙酸乙酯 参考 1 中 催化剂浓硫酸 二 基本概念 1 烃仅含碳 氢两种元素的有机物称为碳氢化合物 也称为烃 例如苯分子组成中只有碳 氢两种元素 所以它属于烃 乙醇分子 组成中有碳 氢 氧三种元素 所以它不是烃 填 是 或 不是 2 同系物结构相似 分子组成相差一个或多个 CH2 原子团的物 质 例如乙烷和丁烷都是烷烃 是饱和烃 填 饱和 或 不饱和 分子中都是碳碳单键 故结构相似 且C4H10 C2H6 即分子组成相差了2个CH2原子团 所以乙烷和丁烷属于同系 物关系 3 同分异构体分子式相同 结构不同的化合物 例如正丁烷CH3 CH2 CH2 CH3和异丁烷CH3 CH CH3的分子式都是C4H10 CH3但它们的碳原子排列不同 即结构不同 所以正丁烷和异丁烷互称为同分异构体说明 1 同系物分子式通式相同 结构相似 性质相似 2 互为同分异构体的有机物不可能是同系物关系 反之 亦然 三 基本规律 1 烃类的密度都小于水 都难溶于水 它们浮在水上 但可溶于有机溶剂 2 烃的衍生物中 四氯化碳 CCl4 溴苯 C6H5Br 硝基苯 C6H5NO2 的密度大于水 且难溶于水 它们沉在水底 但可溶于有机溶剂 乙醇 乙酸易溶于水和有机溶剂 3 同系物碳原子数不同 碳原子数越大 沸点越高 例如沸点比较C5H10大于C2H 64 同分异构体中结构排列越规则 其沸点越高 例如沸点比较正丁烷大于异丁烷 5 烃的燃烧通式33 四 基本有机反应类型 1 取代反应有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子和原子团 所取代的反应 例如甲烷与氯气在光照条件下反应中 氯原子取代了碳原子上的氢 原子 再如苯与硝酸在浓硫酸催化 加热条件下反应 NO2取代了苯环中碳原子上的氢原子 写方程式 举两例 2 加成反应有机物分子中的碳碳双键 或碳碳叁键 两端的碳与其 他原子或原子团直接结合生成新化合物的反应 例如乙烯与溴反应 两个溴原子分别与双键两端的碳原子结合 前提断键 写方程式 举两例CH2 CH2 Br