第四单元 有机化学基础.doc

第四单元 有机化学基础【复习建议】在人类已知的化合物中，有机化合物占了绝大多数。近年来，新合成的有机化合物数量以千万计，极大地丰富了我们的物质世界，满足了日益增长的社会需要，提高了人们对物质及其变化的认识。有机化学基础知识内容繁杂，需要记忆的内容较多，主要内容有：有机化学研究方法和基本概念，重要有机物的组成、结构、性质及其应用，重要的有机反应类型和规律，生命中的基础有机化学物质，重要的有机合成方法和有机高分子合成材料，有机物分子式的基本计算等。在进行有机化学基础的复习时，应注意以下几点：1注意有机基本概念的准确性。不仅要做到能够准确的表述概念，还要掌握概念的内涵和外延，掌握它的适用范围。2建立知识网络体系。结合知识网络系统条理记忆，树立结构决定性质的基本观点，通过典型代表物的结构和性质掌握各类有机物的结构和性质；以官能团的性质及其变化为主线，掌握有机物的相互转化规律。3学会迁移应用。在掌握有机化学基础知识的基础上，逐渐形成有机化学的基本思维能力，其中迁移能力的培养是有机化学复习的重要任务。要在理解的基础上不断应用，在大量应用中掌握基本概念和基本方法。4熟练表达，准确无误。有机物结构简式、有机反应的化学方程式的书写等必须做到熟练、准确。专题一 有机化学中的研究方法及基本概念【课标要求】1通过对典型实例的分析，初步了解测定有机化合物元素含量、相对分子质量的一般方法，并能根据其确定有机化合物的分子式。2知道常见有机化合物的结构，了解有机物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。3知道通过化学实验和某些物理方法可以确定有机化合物的结构。4通过对典型实例的分析，了解有机化合物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体。5能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。6能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。7以烷、烯、炔、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸和酯的代表物为例，比较各类有机物(同系物)在组成、结构、性质上的差异。【知识梳理】一、有机物的分类1按碳的骨架分类2按官能团分类类别官能团典型代表物质烷烃甲烷 CH4烯烃 碳碳双键乙烯 CH2CH2炔烃 碳碳三键乙炔 HCCH芳香烃苯 卤代烃X 卤原子溴乙烷 CH3CH2Br醇OH 羟基乙醇 CH3CH2OH酚OH 羟基苯酚 醚 醚键乙醚 CH3CH2OCH2CH3醛 (或CHO) 醛基乙醛 CH3CHO酮 (或CO)羰基丙酮 CH3COCH3羧酸 (或COOH)羧基乙酸 CH3COOH酯 (或COOR)酯基乙酸乙酯 CH3COOC2H5二、有机物的结构特点1有机物结构的表示方法，以乙烯为例分子式C2H4实验式(最简式)CH2电子式结构式结构简式CH2CH2球棍模型比例模型2有机分子中基团之间的相互影响，以苯、乙醇、苯酚为例苯乙醇苯酚分子式C6H6C2H6OC6H6O结构简式CH3CH2OH结构特点苯环大键官能团：OH苯环大键和羟基苯环使羟基变得活泼羟基也使苯环变得活泼性质特点较稳定，不与溴水反应羟基不表现酸性，不与NaOH反应羟基表现酸性，能与NaOH反应苯环活泼，能与溴水发生取代反应3有机分子的空间构型，四种基本结构的组合空间构型结构特点代表键角结构特点正四面体甲烷10928甲烷分子中最多3个原子共面平面乙烯乙烯分子中6个原子共面直线乙炔180乙炔分子中4个原子共线平面正六边形苯120苯分子中12个原子共面4同分异构体：分子式相同、结构不同的化合物概念外延有机物之间、无机物之间、无机物和有机物之间均可互为同分异构体。概念内涵“同”是指分子式相同，分子式相同则相对分子质量、分子组成、各元素的含量一定相同，但相对分子质量相同、各元素的含量相同(即最简式相同)不一定分子式相同。“异”是指结构不同，包括碳链结构不同、官能团位置不同、官能团类别不同、分子的空间结构不同等。主要类型碳链异构例：正丁烷和异丁烷；正戊烷、异戊烷和新戊烷。位置异构例：1丁烯和2丁烯，邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯。官能团异构例：己烯和环己烷，乙醇和甲醚，丙醛和丙酮，甲酚、苯甲醇和苯甲醚，乙酸和甲酸甲酯；葡萄糖和果糖；蔗糖和麦芽糖等。顺反异构例：顺2丁烯：和反2丁烯：三、有机物的同系物及命名1同系物：结构相似、组成相差(CH2)n个原子团的有机物概念要点一同，通式相同。二似，结构相似、属于同一类物质。三差，组成相差(CH2)n个原子团，碳原子数不同。性质特点同系物的官能团种类和数目一定相同，化学性质相似。同系物分子间作用力随碳原子数的增多而增强，沸点随碳原子数的增多而升高。各类有机物同系物的通式烷烃：CnH2n2饱和一元卤代烃：CnH2n1X烯烃：CnH2n环烷烃：CnH2n炔烃：CnH2n2苯及其同系物：CnH2n6饱和一元醇：CnH2n2O饱和一元醚：CnH2n2O饱和一元醛：CnH2nO饱和一元酮：CnH2nO饱和一元羧酸：CnH2nO2饱和一元酯：CnH2nO2一元酚：CnH2n6O芳香一元醇、醚：CnH2n6O特别提示通式相同的不同类别的有机物，若它们的碳原子数目相同，则互为官能团同分异构体。2烷烃的习惯命名法正异新概念直链有一个支链有两个支链举例CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷异戊烷新戊烷3烷烃的系统命名法主链最长选定分子中最长的碳链作为主链，按主链中碳原子数目称作“某烷”。起点最近选定主链中离支链最近的一端为编号起点。书写规则标明取代基名称、数目和位置，相同的取代基合并。举例(1) 2，4二甲基戊烷(2) 2，5二甲基4乙基庚烷4烯烃和炔烃的命名命名原则主链起点书写规则烯烃碳链最长，且包含双键双键最近处标明取代基名称、数目和位置标明双键的位置炔烃碳链最长，且包含三键三键最近处标明取代基名称、数目和位置标明三键的位置举例(1)2甲基1丁烯(2)3甲基1丁炔5苯的同系物的命名原则：以苯为母体，有取代基之处定为起点结构简式习惯命名系统命名邻二甲苯1，2二甲苯间二甲苯1，3二甲苯对二甲苯1，4二甲苯6烷基的命名：烷烃分子中失去1个氢原子后剩余的原子团称为烷基烷基甲基乙基正丙基异丙基CnH2n1CH3CH2CH3CH2CH2CH3四、研究有机物的一般步骤和方法1研究有机物的一般步骤2分离、提纯的方法(1)蒸馏：将互溶的液体利用其沸点不同而加以分离的方法称为蒸馏。若某有机物的热稳定性较强，且与杂质的沸点相差较大，可用蒸馏法提纯该液态有机物。装置图实验操作注意事项温度计的水银球放在烧瓶支管口处，测定蒸气的温度。烧瓶中加入碎瓷片，防止暴沸。冷凝管下口进水、上口出水。用锥形瓶接收不同温度下的馏分。(2)重结晶：将含有杂质的固体有机物溶解于适当的溶剂中，并使其在一定条件下重新结晶，从而得到提纯的方法，称为重结晶。重结晶的主要步骤如下：加热溶解趁热过滤冷却结晶(3)萃取分液萃取原理：利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同而加以分离。萃取剂的选择原则：溶质在其中溶解度较大、不和溶质反应、萃取剂与原溶剂不互溶。萃取时要充分振荡。分液分液是将两种互不相溶的液体分开的操作。将分液漏斗直立、静置，使液体分层。分液前需将瓶塞上的凹槽对准漏斗上口壁上的小孔，以保持漏斗内外气压相同，使液体可以顺利流下。分液时漏斗下口要紧贴烧杯内壁，下层液体从下口放出、上层液体从上口倒出。3元素定量分析元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧，定量测定燃烧生成的无机物的质量，根据无机物的质量推算出有机物中各元素的质量分数，然后计算出该有机物分子中所含元素原子最简单的整数比，即确定其实验式(最简式)。举例如下：4相对分子质量的测定质谱法质谱法是利用高能电子流轰击样品分子，使该分子失去电子变成带正电荷的离子和碎片离子，通过测定这些离子在磁场中运动的轨迹而测定该有机物的相对分子质量和某些结构。举例如下：5分子结构的鉴定波谱分析(1)红外光谱在有机物分子中，不同的化学键或官能团能够吸收不同频率的红外光，通过测定该有机物分子吸收红外光的光谱图，就可以推断该有机物分子中有哪些化学键或官能团，从而确定该有机物分子的结构。举例如下：(2)核磁共振氢谱氢原子具有磁性，能通过共振吸收电磁波能量。在有机物分子中，处于不同结构环境的氢原子在核磁共振谱图上的化学位移不同，吸收峰的面积与氢原子数成正比，根据这些特点，从核磁共振氢谱图上可以推知该有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目，从而确定该有机物分子的结构。举例如下：【方法应用】例1下列说法中，不正确的是 ( )A氕、氘、氚互为同位素B金刚石、石墨、C60互为同素异形体C正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体D甲醇、乙二醇、丙三醇互为同系物提示：同位素、同素异形体、同分异构体和同系物这“四同”的概念比较如下。同位素同素异形体同分异构体同系物概念具有相同质子数、不同中子数的原子同种元素组成不同结构和性质的单质具有相同的分子式、不同分子结构的化合物通式相同、结构相似、组成相差(CH2)n个原子团的有机物范围同种元素的原子单质主要是有机物有机物结构原子核结构不同分子结构不同分子结构不同分子结构相似性质物理性质不同化学性质相似物理性质不同化学性质不同物理性质不同化学性质可能相似也可能完全不同物理性质不同化学性质相似举例1H、2H、3H12C、13C、14C16O、17O、18O红磷、白磷O2、O3金刚石、石墨、C60正丁烷和异丁烷1丁烯和2丁烯乙酸和甲酸甲酯甲烷和丁烷苯和甲苯甲醇和乙醇注意同位素一定属于同种元素同素异形体一定是单质，但它们之间的转化属于化学变化互为同分异构体的有机物之间可以同类、也可以不同类互为同系物的有机物一定属于同一类有机物答案：D例2下列烷烃中，一氯代物有3种同分异构体的是 ( )ACH3CH2CH3BCH3CH2CH2CH3CCH3CH2CH2CH2CH3D提示：烷烃发生氯代反应是氯原子取代氢原子的反应。烷烃分子中的氢原子按其位置关系分为几组等位氢，其一氯代物就有几种。选项结构简式等位氢原子组数一氯代物的结构ACH3CH2CH32组2种BCH3CH2CH2CH32组2种CCH3CH2CH2CH2CH33组3种D4组4种等位氢的确定，可依照对称性原则，即对称的位置是等同的。常见烷烃分子中只有一组等位氢(即只有一种一氯代物)的情况如下表所示：名称分子式结构式或结构简式系统名称甲烷CH4甲烷乙烷C2H6乙烷新戊烷C5H122，2二甲基丙烷辛烷C8H182，2，3，3四甲基丁烷甲烷、乙烷、新戊烷和2，2，3，3四甲基丁烷中所有的氢原子均处于对称位置，因此一氯代物只有一种。其中，新戊烷可看作甲烷中所有的氢原子被甲基取代，2，2，3，3四甲基丁烷可看作乙烷中所有的氢原子被甲基取代。答案：C例3有机物甲的分子式为C9H18O2，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有 ( )A8种B14种C16种D18种提示：根据题设信息“有机物甲在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物”，确定甲是酯类物质；根据饱和一元酯的通式CnH2nO2和甲的分子式C9H18O2，确定甲是饱和一元酯，水解产物是饱和一元羧酸和饱和一元醇；饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2(相对分子质量为14n32)、饱和一元醇的通式为CmH2m2O(相对分子质量为14m18)，根据题设信息“在同温同压下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同”，确定乙和丙的相对分子质量相同，即：14n3214m18，n1m，醇中的碳原子数比羧酸中的碳原子数多1个；根据甲的分子式C9H18O2确定乙为丁酸(C3H7COOH)、丙为戊醇(C5H11OH)。丁酸的分子为丙基和羧基结合，丙基的结构有两种，因此丁酸的结构有两种；戊醇的分子为戊基和羟基结合，戊基的结构有八种，因此戊醇的结构有八种；甲为丁酸戊酯，可能的结构有2816种。常见烷基的结构如下表所示：烷基种类结构分析甲基(1种)：CH3甲烷分子中只有一种氢乙基(1种)：CH2CH3乙烷分子中只有一种氢丙基(2种)：CH2CH2CH3(正丙基)CH(CH3)2(异丙基)丙烷分子中有2种氢丁基(4种)：CH2CH2CH2CH3 CH2CH(CH3)2CH(CH3)CH2CH3 C(CH3)3丁烷有2种分子，且每种分子中有2种氢戊基(8种)：CH2(CH2)3CH3 CH(CH3)CH2CH2CH3CH(CH2CH3)2 CH2CH(CH3)CH2CH3C(CH3)2CH2CH3 CH(CH3)CH(CH3)2CH2CH2CH(CH3)2 CH2C(CH3)3戊烷(C5H12)有3种分子，它们分别有1种、3种、4种不同的氢原子，故共形成8种一价戊基(C5H11)答案：C例4利尿酸在奥运会上被禁用，其结构简式如下图所示。利尿酸分子内处于同一平面的原子为 ( )A不超过8个B不超过10个C最少12个D最少14个提示：苯为平面正六边形结构，苯中的6个碳原子和6个氢原子都处于同一平面内。利尿酸分子中与苯环直接相连的碳原子、氧原子和两个氯原子，取代的是苯中氢原子的位置，一定和苯环处于同一平面内。至于不与苯环直接相连接的原子，由于单键的可旋转性，因此可能不与苯环处于同一平面内。有机分子的空间构型实际是甲烷、乙烯、乙炔和苯四种基本构型的组合。碳原子以四个单键和其它原子相连，即为甲烷构型(四面体)；碳原子以一个双键、二个单键和其它原子相连，即为乙烯构型(平面)；碳原子以一个三键、一个单键和其它原子相连，即为乙炔构型(直线)；含有苯环结构，即为苯构型(平面)。答案：C例5某有机物的分子式为C5H10O2，含有羟基和醛基官能团并带有一个支链结构，写出其可能的结构简式。_。提示与答案：书写有机物同分异构体时，关键要思维有序，可应用逐步位移法，保证书写正确无误。方法如下：先确定主链结构，根据题意该有机物有一个支链，因此主链为4个碳原子。再固定醛基位置，甲基和羟基分别变换，注意甲基不能放在端点，对称的位置是等同的。先固定甲基位置在2位，变换羟基的位置，得到四种不同的结构。变换甲基位置到3位，再变换羟基的位置，又得到三种不同的结构。专题二 重要有机物的性质及其反应类型【课标要求】1了解甲烷、乙烯、乙炔、苯的主要性质。以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。2.知道溴乙烷、乙醇、苯酚、乙醛、乙酸、乙酸乙酯的组成、结构和主要性质，认识其在日常生活中的应用。认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的组成和结构特点，知道它们的转化关系。3举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。4根据有机化合物组成和结构的特点，认识加成、取代和消去反应。5结合生产生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康的影响，关注有机化合物的安全使用问题。6科学实验探究：比较甲烷、乙烯、乙炔、苯的化学性质；乙炔的实验室制法；甲苯与酸性高锰酸钾溶液的作用；溴乙烷中溴元素的检验；乙醇的化学性质；苯酚的化学性质及其检验；醛基的检验；乙酸和乙醇的酯化反应；乙酸乙酯的水解。【知识梳理】一、烃类代表物的结构和性质结构简式空间构型结构特点主要化学性质及特点甲烷CH4CH4正四面体全部单键，较稳定与酸性高锰酸钾溶液、溴水均不反应取代：CH4Cl2CH3ClHClCH3ClCl2CH2Cl2HClCH2Cl2Cl2CHCl3HClCHCl3Cl2CCl4HCl氧化：CH42O2CO22H2O乙烯C2H4CH2CH2平面碳碳双键，不稳定加成：CH2CH2Br2CH2BrCH2BrCH2CH2H2CH3CH3CH2CH2HClCH3CH2ClCH2CH2H2OCH3CH2OH氧化：被酸性高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色C2H43O22CO22H2O加聚：nCH2CH2乙炔C2H2CHCH直线碳碳三键，较不稳定加成：CHCHBr2CHBrCHBrCHCHHClCH2CHCl氧化：被酸性高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色2C2H25O24CO22H2O 有浓烈黑烟苯C6H6平面正六边形大键，较稳定取代：加成：氧化：不能被酸性高锰酸钾溶液氧化2C6H615O212CO26H2O 有浓烈黑烟甲苯C7H8不是平面结构甲基使苯环变活泼，苯环也使甲基变活泼取代：氧化：甲苯上的甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色二、烃的衍生物代表物的结构和性质官能团物理性质主要化学性质溴乙烷CH3CH2Br溴原子Br无色液体，难溶于水，比水重水解：C2H5BrNaOHC2H5OHNaBr消去：C2H5BrNaOHCH2CH2NaBrH2O乙醇(酒精)C2H5OH羟基OH无色液体，有香味，和水互溶置换：2C2H5OH2Na2C2H5ONaH2取代：C2H5OHHBrC2H5BrH2O消去：CH3CH2OHCH2CH2H2O氧化：2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液、酸性重铬酸钾溶液氧化酯化：CH3COOHHOC2H5CH3COOC2H5H2O苯酚(石炭酸)羟基OH无色晶体，有特殊气味，可溶于水。有腐蚀性，沾到皮肤上要用酒精擦洗。中和：取代：显色：与Fe3反应生成紫色溶液乙醛CH3CHO醛基CHO无色液体，有刺激性气味，和水互溶加成：CH3CHOH2CH3CH2OH氧化：2CH3CHOO22CH3COOH(银镜反应)CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH42Ag3NH32H2OCH3CHO2Cu(OH)2CH3COOHCu2O2H2O乙酸(醋酸)CH3COOH羧基COOH无色液体，有酸味，和水互溶弱酸性：CH3COOHCH3COOH酸性比碳酸强酯化：CH3COOHHOC2H5CH3COOC2H5H2O一般羧酸脱羟基、醇脱氢乙酸乙酯CH3COOC2H5酯基COOR无色液体，有香味，微溶于水，比水轻酸催化水解(可逆)：CH3COOC2H5H2OCH3COOHC2H5OH碱催化水解(不可逆)：CH3COOC2H5NaOHCH3COONaC2H5OH三、有机化学反应的主要类型1取代反应类型典型反应举例卤代反应甲烷的氯代：甲烷和氯气在光照下反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物苯的溴代：苯与液溴在FeBr3催化下反应，生成溴苯乙醇溴代：乙醇与氢溴酸加热反应，生成溴乙烷和水苯酚溴代：苯酚与浓溴水反应，生成三溴苯酚(白色沉淀)硝化反应苯的硝化：苯在浓硫酸催化下与浓硝酸加热反应，生成硝基苯甲苯的硝化：甲苯与浓硫酸和浓硝酸加热反应，生成三硝基甲苯酯化反应乙酸和乙醇酯化：浓硫酸，加热，酸脱羟基、醇脱氢，反应可逆，生成乙酸乙酯(无色液体、有水果香味、比水轻)水解反应酯水解：酸催化，生成羧酸和醇，可逆；碱催化，生成羧酸盐和醇，不可逆卤代烃水解：NaOH水溶液，加热，生成醇或酚2加成反应典型反应举例烯烃乙烯卤化：乙烯与溴加成，生成1，2二溴乙烷乙烯与氯化氢加成，生成氯乙烷乙烯水化：乙烯与水在一定条件下加成，生成乙醇乙烯氢化：乙烯与氢气在一定条件下加成，生成乙烷炔烃乙炔和溴的加成：生成1，2二溴乙烯或1，1，2，2四溴乙烷乙炔和氯化氢的加成：加热，催化剂，生成氯乙烯芳香烃苯与氢气的加成：加热，催化剂，生成环己烷醛乙醛和氢气的加成：加热，催化剂，生成乙醇注：羧酸、酯中的碳氧双键一般不能与氢气加成3消去反应典型反应举例醇乙醇的消去：浓硫酸，170，生成乙烯卤代烃溴乙烷的消去：NaOH乙醇溶液，加热，生成乙烯4氧化、还原反应在有机化学反应中，通常把有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应称为氧化反应，把加入氢原子或失去氧原子的反应称为还原反应。典型反应举例氧化反应脱氢氧化：2RCH2OHO22RCHO2H2O加氧氧化：2RCHOO22RCOOH燃烧：完全氧化，含C、H、O的有机物生成二氧化碳和水被强氧化剂氧化：烯烃、炔烃、甲苯、乙醇、乙醛等能被酸性高锰酸钾溶液、酸性重铬酸钾溶液等强氧化剂氧化还原反应加氢还原：RCHOH2RCH2OH5加聚反应典型反应举例烯烃乙烯：丙烯：二烯烃顺丁橡胶的合成：6缩聚反应典型反应举例醇酸缩聚酚醛缩聚7裂化和裂解反应在催化剂、加热、加压条件下，将相对分子质量大、沸点高的长链烃断裂分解为相对分子质量小的短链烃的反应，称为裂化反应。深度的裂化反应，称为裂解反应。典型反应举例裂化C16H34C8H18C8H16裂解C8H18C4H10C4H8C4H10CH4C3H6C4H10C2H6C2H4四、科学实验探究1甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯的化学性质比较与酸性高锰酸钾溶液反应与溴水反应*点燃反应甲烷不反应，不褪色不反应，不褪色淡蓝色火焰，无黑烟乙烯被氧化，褪色加成，褪色有黑烟乙炔被氧化，褪色加成，褪色有浓烈黑烟苯不反应，不褪色不反应，不褪色有浓烈黑烟甲苯被氧化，褪色不反应，不褪色有浓烈黑烟*注：乙烯、乙炔和溴的反应，通常用溴的四氯化碳溶液代替溴水。2甲烷与氯气的光照取代现象化学方程式试管内的气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油滴，试管内有白雾，试管内液面升高。CH4Cl2CH3ClHClCH3ClCl2CH2Cl2HClCH2Cl2Cl2CHCl3HClCHCl3Cl2CCl4HCl3石蜡油分解步骤现象结论(1)将分解生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液褪色石蜡油分解产物(2)将分解生成的气体通入溴的四氯化碳溶液溴的四氯化碳溶液褪色中含有烯烃(3)用排水法收集一试管气体，点燃气体可燃石蜡油分解产物为低沸点的烃4乙炔的实验室制取和性质装置图反应原理CaC22H2OCHCHCa(OH)2除杂方法硫酸铜溶液，除去乙炔中的硫化氢杂质收集方法排水集气法性质实验将乙炔通入高锰酸钾酸性溶液，溶液褪色，乙炔被氧化将乙炔通入溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，发生加成反应将乙炔点燃，火焰明亮，有浓烈的黑烟特别提示电石与水反应非常剧烈，因此气体的发生装置不能用启普发生器5溴乙烷中溴元素的检验实验步骤现象结论及方程式取适量溴乙烷加入到NaOH溶液中液体分为两层下层为溴乙烷溴乙烷难溶于水，比水重加热充分反应不分层溴乙烷发生了水解C2H5BrNaOHC2H5OHNaBr加入稀硝酸酸化无明显现象HOHH2O加入硝酸银溶液生成淡黄色沉淀溴乙烷中含有溴元素AgBrAgBr6乙醇的化学性质(1)无水乙醇与金属钠反应实验操作实验现象结论及化学方程式向盛有无水乙醇的试管中加入一小块金属钠金属钠沉入乙醇底部，有气泡，反应比钠与水反应缓慢，反应生成的气体可点燃2C2H5OH2Na2C2H5ONaH2结论：乙醇中OH上的H是活泼氢(2)乙醇的催化氧化实验操作实验现象化学方程式在酒精灯上灼烧铜丝铜丝表面变黑2CuO22CuO将红热的铜丝插入到乙醇中铜丝恢复为红色CH3CH2OHCuOCH3CHOCuH2O结论：乙醇在铜催化、加热条件下被氧气氧化成乙醛2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(3)乙醇被强氧化剂氧化实验操作实验现象结论及离子方程式向少量重铬酸钾酸性溶液中滴加适量乙醇，振荡溶液由橙色变为绿色乙醇可被强氧化剂氧化3CH3CH2OH2Cr2O16H3CH3COOH4Cr311H2O(4)乙醇的消去反应装置图化学方程式CH3CH2OHCH2CH2H2O氢氧化钠溶液的作用除去乙烯中可能存在的二氧化硫和二氧化碳杂质实验现象将乙烯通入高锰酸钾酸性溶液，溶液褪色，乙烯被氧化将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液褪色，发生加成反应特别提示温度计水银球要浸入反应物液面下烧瓶内要放入碎瓷片，防止暴沸注：该反应可用于实验室制取乙烯7苯酚的化学性质及其检验(1)苯酚的弱酸性实验操作实验现象结论及化学方程式向盛有少量苯酚晶体的试管中加入适量水，振荡液体呈浑浊苯酚在冷水中溶解度不大加入适量NaOH溶液液体变澄清C6H5OHNaOHC6H5ONaH2O结论：苯酚有酸性再通入CO2液体又变浑浊结论：苯酚酸性弱于碳酸(2)苯酚与溴水反应(苯酚的检验方法)实验操作实验现象结论及化学方程式向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴入饱和溴水，振荡溴水褪色，生成白色沉淀结论：苯酚中的羟基使苯环变活泼注：苯酚与氯化铁显紫色，也可以作为苯酚的检验方法。8醛基的检验(1)银镜反应实验操作实验现象结论及化学方程式向适量硝酸银溶液中滴加适量氨水先生成棕黑色沉淀，后沉淀溶解得无色透明溶液AgNH3H2OAgOHNHAgOH2NH3H2OAg(NH3)OH向盛有银氨溶液的试管中加入适量乙醛溶液，水浴加热试管内壁生成银镜CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH42Ag3NH3H2O结论：乙醛中CHO具有强还原性(2)醛基被氢氧化铜氧化反应实验操作实验现象结论及化学方程式向适量氢氧化钠溶液中滴加少量硫酸铜溶液生成蓝色沉淀Cu22OHCu(OH)2向盛有新制氢氧化铜悬浊液的试管中加入适量乙醛溶液，加热生成红色沉淀CH3CHO2Cu(OH)2CH3COOHCu2O2H2O结论：乙醛中CHO具有强还原性注：新制氢氧化铜悬浊液中，氢氧化钠应大大过量。9乙酸的化学性质(1)乙酸、碳酸、苯酚的酸性比较装置图实验现象盛有碳酸钠固体的瓶中有无色气体放出盛有饱和碳酸氢钠溶液的瓶中有气泡盛有苯酚钠溶液的瓶中变浑浊化学方程式2CH3COOHNa2CO32CH3COONaCO2H2OCH3COOHNaHCO3CH3COONaCO2H2O目的在于除去CO2中混有的乙酸杂质结论酸性：乙酸碳酸苯酚(2)乙酸和乙醇的酯化反应(乙酸乙酯的制取)试剂装置特别注意冰乙酸、无水乙醇、浓硫酸试剂加入顺序：先乙醇、再浓硫酸、后乙酸用小火加热，防止大量蒸出反应物导管不能插入碳酸钠溶液中，防止倒吸实验现象：有无色油状比水轻的液体生成碳酸钠溶液可中和乙酸乙酯中的乙酸，使乙酸乙酯呈现香味10乙酸乙酯的水解装置图试剂现象结论乙酸乙酯水乙酸乙酯稀硫酸乙酸乙酯NaOH溶液中酯层几乎不消失中酯层消失较慢中酯层消失较快酯水解需要酸、碱催化，其中酸催化较慢，反应可逆；碱催化较快，反应不可逆方程式：酸催化水解(可逆)：CH3COOC2H5H2OCH3COOHC2H5OH碱催化水解(不可逆)：CH3COOC2H5NaOHCH3COONaC2H5OH【方法应用】例1只用水就能鉴别的一组物质是 ( )A苯、乙酸、四氯化碳B乙醇、乙醛、乙酸C乙醛、乙二醇、硝基苯D甲苯、汽油、甘油提示：A选项，苯不溶于水、比水轻，加入水后分层，水在下层；乙酸溶于水，加入水后不分层；四氯化碳不溶于水、比水重，加入水后分层，水在上层。因此，这组物质能用水鉴别出来。B选项，乙醇、乙醛、乙酸均溶于水，加入水后均不分层，因此用水无法鉴别这组物质。C选项，乙醛、乙二醇均溶于水，加入水后均不分层，因此用水无法鉴别乙醛和乙二醇。D选项，甲苯和汽油均不溶于水、比水轻，因此用水无法鉴别。答案：A小结：常见有机物的鉴别方法试剂鉴别有机物KMnO4(H)烯烃、炔烃、苯的同系物能使之褪色(苯不能)溴水烯烃、炔烃能使之褪色，苯酚和溴水生成白色沉淀碳酸氢钠与甲酸、乙酸等羧酸反应，放出二氧化碳气体NaOH溶液能与羧酸、酚发生中和，能使酯、卤代烃发生水解新制氢氧化铜能溶于甲酸、乙酸等羧酸，生成蓝色溶液。能与有醛基(CHO)的物质，如：醛类、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖等加热反应生成Cu2O红色沉淀银氨溶液能与有醛基(CHO)的物质，如：醛类、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖等，水浴加热发生银镜反应三氯化铁与苯酚发生显色反应，显紫色碘水遇淀粉显蓝色浓硝酸跟蛋白质溶液微热，显黄色(黄蛋白反应)。利用物理性质鉴别易溶于水的液体有：含有亲水基(OH、NH2、CHO、COOH等)且碳原子数较少的醇、醛、羧酸、葡萄糖和氨基酸等不溶于水、比水轻的液体有：烃类、酯类、油脂等不溶于水、比水重的液体有：卤代烃、硝基苯等例2某有机物的结构简式如右图所示，它在一定条件下可能发生的反应有。加成；水解；酯化；氧化；还原；中和；消去提示：有机物的性质主要表现在其官能团上，具有某种官能团，就将有这种官能团的性质。该有机物具有的官能团官能团所能表现的性质醛基 CHO可被氧化成羧基、还能和氢气加成被还原成醇羧基 COOH能发生中和、酯化反应醇羟基 CH2OH能发生酯化反应，但与之相邻的碳原子(苯环的碳)上没有氢原子，因此不能发生消去反应。答案：例3CaC2和ZnC2、Li2C2、Mg2C3、Al4C3等均为离子化合物，通过对CaC2和水反应的思考，判断下列反应产物正确的是 ( )AZnC2和水反应生成乙烷BLi2C2和水反应生成乙烯CMg2C3和水反应生成丙炔DAl4C3和水反应生成丙炔提示：本题是从CaC2和水发生水解反应的基本规律进行迁移，来分析离子型碳化物的水解产物：CaC22H2OCa(OH)2C2H2 该水解反应的基本规律是CaC2中Ca2和水电离出的OH结合生成Ca(OH)2，C离子和水电离出的H结合生成C2H2。因此按此规律，ZnC2、Li2C2、Mg2C3、Al4C3发生水解反应的方程式分别为：ZnC22H2OZn(OH)2C2H2Li2C22H2O2LiOHC2H2Mg2C34H2O2Mg(OH)2C3H4Al4C312H2O4Al(OH)33CH4值得注意的是，本题中ZnC2、Li2C2、Mg2C3中的C、C均为原子团离子，而Al4C3中的三个碳原子则不然，它是三个单独的C4离子。故其水解产物不是C3H12(根据饱和烃的通式CnH2n2，3个碳原子的分子最多8个氢原子)，而是三个甲烷(CH4)。答案：C小结：水解反应的基本规律是化合物中带正电的基团或阳离子结合水电离出的OH、带负电的基团或阴离子结合水电离出的H。水解产物反应举例生成两种酸氯化溴 BrClH2OHBrOHCl乙酸酐 CH3COOCOCH3H2OCH3COOHCH3COOH生成两种碱氮化镁 Mg3N26H2O3Mg(OH)22NH3生成酸和碱氯化铁 FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl肽或酰胺 RCONHRH2ORCOOHRNH2生成酸和醇溴乙烷 CH3CH2BrH2OCH3CH2OHHBr乙酸乙酯 CH3COOC2H5H2OCH3COOHC2H5OH例4白藜芦醇结构如右图所示，它广泛存在于桑椹、花生、葡萄等食物中，可能具有抗癌性。能够和1 mol该化合物反应的溴水(以Br2计)和氢气的最大用量分别是 ( )A1 mol，1 molB3.5 mol，7 molC3.5 mol，6molD6 mol，7 mol提示：根据乙烯、苯酚与溴水反应的反应规律进行迁移。乙烯与溴水发生加成反应，1 mol与1mol Br2完全反应，苯酚与溴水发生取代反应，发生在羟基的邻、对位上，1mol H与1molBr2反应：RHBr2RBrHBr，白藜芦醇分子中有5个羟基邻位的氢原子，因此1 mol白藜芦醇与5 mol Br2发生取代反应，发生取代和加成反应的Br2总共是6 mol。乙烯、苯与氢气在一定条件下均能发生加成反应，1 mol乙烯与1 mol H2加成、1mol苯与3mol H2加成，白藜芦醇分子中含有2个苯环和1个结构，因此1mol白藜芦醇与7mol H2发生加成反应。答案：D例5有机物A是一种在有机合成中应用广泛的二元醇，其合成方法如下图所示。下列说法中，不正确的是 ( )AA属于芳香醇类物质B反应和反应都是取代反应C反应可在光照条件下进行D反应可在氢氧化钠乙醇溶液中加热进行提示：A的结构简式如右图所示，它属于芳香醇类物质。反应是Cl取代了H，反应是OH取代了Cl，因此都属于取代反应。反应应与甲烷与氯气的取代反应相似，因此是在光照条件下进行。反应应该在氢氧化钠水溶液中加热进行，在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生的是卤代烃的消去反应。答案：D小结：常见反应条件反应条件典型反应举例常温、溶液反应(方程式中无需注明条件)烯烃、炔烃与溴水(或溴的四氯化碳溶液)反应羧酸、酚与碱的中和反应苯酚与溴水取代反应电石水解反应点燃有机物的燃烧加热醛类与新制氢氧化铜反应需要加热醛类与银氨溶液反应需要水浴加热光照烷烃与氯气(或溴蒸气)的取代反应催化剂苯的溴代(FeBr3催化)烯烃、炔烃、苯、醛类与氢气加成乙烯与水加成乙醇氧化成乙醛(一般用铜催化)、乙醛氧化成乙酸糖类、油脂、蛋白质的水解(一般可用酶或硫酸催化)烯烃的加聚反应浓硫酸，加热酯化反应醇的消去反应(乙醇消去的温度是170)苯的硝化反应稀硫酸，加热酯的水解蔗糖的水解NaOH水溶液，加热酯的水解卤代烃的水解油脂的皂化NaOH乙醇溶液，加热卤代烃的消去反应例6下列操作中错误的是 ( )A.除去乙酸乙酯中的少量乙酸：加入乙醇和浓硫酸，使乙酸全部转化为乙酸乙酯B除去苯中的少量苯酚：加入NaOH溶液，振荡、静置分层后，除去水层C除去CO2中的少量SO2：通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶D提取溶解在水中的少量碘：加入CCl4，振荡、静置分层后，取出有机层再分离提示：乙酸和乙醇的酯化反应是可逆的，不能完全转化，因此A选项不正确。苯酚有酸性，与氢氧化钠溶液反应后生成的苯酚钠易溶于水，因此B选项的除杂方法是正确的。SO2溶于水生成的亚硫酸酸性强于碳酸，能与碳酸氢钠反应，并生成二氧化碳，因此C选项的除杂方法正确。碘易溶于有机溶剂，可用四氯化碳萃取碘水中的碘，因此D选项的分离方法正确。答案：A小结：常见有机物的除杂方法有机物及杂质除杂试剂操作方法主要仪器乙烯(SO2)NaOH溶液洗气洗气瓶乙炔(H2S)硫酸铜溶液洗气苯(苯酚)NaOH溶液洗涤、分液分液漏斗、烧杯乙酸乙酯(乙酸)饱和碳酸钠溶液洗涤、分液乙醇(水)生石灰蒸馏蒸馏烧瓶、冷凝器、锥形瓶、温度计、酒精灯乙醇(乙酸)生石灰蒸馏肥皂(甘油)NaCl固体盐析、过滤过滤器、烧杯、玻璃棒例7探究乙醇消去反应的实验中，常因温度过高而使乙醇炭化，导致与浓硫酸反应产生SO2和CO2。为证明混合气中含有SO2和乙烯，将无水乙醇和浓硫酸混合共热所得的气体产物依次通过如右图所示的装置。回答下列问题：(1)A、B、C、D装置内应选用的试剂依次是下面的(填序号)_。溴的CCl4溶液 NaOH溶液 品红溶液浓硫酸 澄清石灰水(2)使用装置C的目的是_。(3)用来检验乙烯的装置是_，实验中可观察到的现象是_，其中发生反应的化学方程式为_，该反应类型是_。提示：SO2具有还原性，能与溴反应使之褪色，干扰乙烯的检验，因此在检验乙烯前应先将SO2除去并检验是否除净。A装置中放入品红的作用是检验SO2。B装置中放入NaOH溶液的作用是除去SO2，由于Ca(OH)2微溶于水，所以除杂试剂不宜选用澄清石灰水。C装置中放入品红的作用是检验SO2是否被除净。D装置中放入溴的CCl4溶液作用是检验乙烯。答案：(1) (2)确认混合气中SO2已经被除净(3)D 溴的CCl4溶液褪色 CH2CH2Br2CH2BrCH2Br 加成反应专题三 生命中的基础有机化学物质【课标要求】1认识食品中对人类健康有重要意义的常见有机物。2认识糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物能源开发上的应用。3知道油脂的组成和主要性质，认识其在日常生活中的应用。4说明氨基酸的组成、结构和性质特点，能列举人体必需的氨基酸，了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。知道酶的催化作用。5了解蛋白质的组成、结构和性质，认识人工合成多肽、蛋白质的意义，体会化学在生命科学发展中的作用。6通过实例(维生素C等)了解人体必需的维生素的主要来源及其摄入途径。了解维生素在人体中的作用。7科学实验探究：葡萄糖的检验；蔗糖、淀粉的水解和水解产物的检验；油脂的水解：自制肥皂与肥皂的洗涤作用；蛋白质的性质；食品中维生素C的检测。【知识梳理】一、糖类1糖类：多羟基醛、多羟基酮或它们的脱水缩合物2单糖的结构和性质分子式结构简式官能团主要化学性质葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO或羟基：OH(5个)醛基：CHO能发生银镜反应与新制Cu(OH)2加热反应生成红色Cu2O沉淀醛基能与氢气加成发酵生成乙醇完全氧化生成二氧化碳和水果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OH或羟基：OH(5个)羰基：CO(与葡萄糖互为同分异构体)3二糖蔗糖、麦芽糖分子式结构特点主要化学性质蔗糖：C12H22O11非还原性糖无醛基不能发生银镜