有机化学中的规律.doc

有机化学中的规律1聚集状态(1) 烃：碳原子数小于或等于4的烃都是气体。(新戊烷是气体，沸点：9.5)烷烃：C1 C4为气体，C5 C16为液体，C17以上为固体。烯烃：C2 C4为气体，C5 C18为液体，C19以上为固体。苯的同系物多数为液体，和苯一样有特殊的香味，其蒸气有毒。但对二甲苯为固体。环丙烷、环丁烷为气体，环戊烷为液体，高级同系物为固体。物质正戊烷异戊烷新戊烷对二甲苯邻二甲苯间二甲苯环已烷苯甲苯乙苯熔点-130-159.9-16.513.3-25.2-47.96.5580.1110.6136沸点36.127.89.5138.3144.4139.180.74比重0.62620.62010.61350.86110.88020.86420.7786(2) 烃的衍生物：CH3Cl、CH2CHCl、C2H5Cl、HCHO、CH3Br等为气体。饱和一元醇中，C1 C4为酒味液体，C17以上为固体。饱和一元羧酸中，C1 C3为具有强烈酸味和刺激性的流动液体，C4 C9为具有无色无臭的油状液体，C10以上为石蜡状固体。硝基化合物中，一硝基化合物为高沸点液体，其余为结晶固体。酚类、饱和高级脂肪酸、二元羧酸、芳香酸、脂肪、糖类、氨基酸及萘等为固体。不饱和脂肪酸(如油酸)为液体。2一些有机物的沸点：有机物溴甲烷氯乙烷乙醛乙醚溴乙烷沸点 / 3.612.320.834.538.4有机物丙醚乙酸乙酯乙醇乙酸溴苯沸点 / 56.277781181583溶解性(1) 难溶于水：烃类、卤代烃、酯、硝基化合物、高级脂肪酸、多糖、高分子化合物等。(2) 溶于水：低级醇、醛、羧酸、单糖、二糖、氨基酸、丙酮、某些蛋白质溶于水。(3)与水互溶： 乙炔、乙醚微溶于水。常温下，苯酚微溶于水，70以上与水互溶。(4) 难溶于水、且比水轻：烷烃、烯烃、炔烃、CnHn+1Cl、汽油、乙醚、苯(0.8765 g / cm3)、甲苯(0.8669 g / cm3)、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯(0.9003 g / cm3)、油酸及低级酯类、油。(5) 难溶于水、且比水重：溴甲烷(1.6755 g / cm3)、溴乙烷(1.4604 g / cm3)、溴苯(1.495 g / cm3)、CCl4、硝基苯、多氯代烃、溴代烃等。4最简式相同的(1) CH：乙炔(C2H2)、(C4H4)、苯(C6H6)、立方烷(C8H8) CH2：烯烃(C2H4)、环烷烃(CnH2n) CH2O：甲醛(CH2O)。乙酸和甲酸甲酯(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3)、葡萄糖和果糖(C6H10O6) C6H10O5(葡萄糖单元)：淀粉和纤维素(C6H10O5)nCH11的有：乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等；CH12的有：甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃、环烷烃等；CH14的有：甲烷、甲醇、尿素等。（2) 最简式相同的，所含元素的百分含量不变。最简式相同的有机物，无论多少种，以何种比例混合，混合物中元素质量比值相同。要注意： 含有n个碳原子的饱和一元醛或酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式； 含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。(3) 最简式相同的有机物，当组成混合物时，只要质量一定，无论以任何配比混合，完全燃烧后，生成CO2的量一定，耗O2量相同。(4) 等质量的最简式相同的化合物燃烧时耗氧量相同。（5）具有相同的相对分子质量的有机物为： 含有n个碳原子的醇或醚与含有(n1)个碳原子的同类型羧酸和酯。 含有n个碳原子的烷烃与含有(n1)个碳原子的饱和一元醛或酮。此规律用于同分异构体的推断。由相对分子质量求有机物的分子式(设烃的相对分子质量为M) 得整数商和余数，商为可能的最大碳原子数，余数为最小氢原子数。 的余数为0或碳原子数6时，将碳原子数依次减少一个，每减少一个碳原子即增加12个氢原子，直到饱和为止。5(单)烯烃的特点(1) 最简式相同：CH2(2) C、H元素的百分含量一定。(3) 燃烧后生成的CO2和H2O(g)的物质的量、气体体积或压强相等。2CnH2n3nO2 2nCO22nH2O(4) 等质量的不同烯烃耗氧量同。6烃中(1) 氢原子数必为偶数。(2) 含氢量w(H)：烷烃烯烃炔烃芳烃烷烃中：M，w(H) 烯烃中：w(H)不变，都是14.3%炔烃和芳香烃中，M ，w(H)CH4的w(H)最大，为25%；C2H2和C6H6的w(H)最小，为7.7%(3) 含碳量w(C)：芳烃炔烃烯烃烷烃烷烃中：M， w(C)烯烃中：w(C)不变，都是85.7%炔烃和芳香烃中，M ，w(C) CH4的w(C)最小，为75%；C2H2和C6H6的w(H)最大，为92.3%7不饱和键数目的确定(1) 有机物与H2(或X2)完全加成时，若物质的量之比为11，则该有机物含有一个双键；12时，则该有机物含有一个叁键或两个双键；13时，则该有机物含有三个双键或一个苯环或其它等价形式。(2) 由不饱和度确定有机物的大致结构：对于烃类物质CnHm，其不饱和度W CC：W1； CC：W2； 环：W1； 苯：W4； 萘：W7； 复杂的环烃的不饱和度等于打开碳碳键形成开链化合物的数目。（3）若用CnHmOz (m2n2，z0，m、n N，z属非负整数)表示烃或烃的含氧衍生物，则可将其与CnH2n+2Oz(z0)相比较，若少于两个H原子，则相当于原有机物中有一个CC，不难发现，有机物CnHmOz分子结构中CC数目为个，然后以双键为基准进行以下处理：一个CC相当于一个环。 一个碳碳叁键相当于二个碳碳双键或一个碳碳双键和一个环。 一个苯环相当于四个碳碳双键或两个碳碳叁键或其它(见(2)。 一个羰基相当于一个碳碳双键。8一个碳原子上有两个羟基就不稳定，一个碳原子上连有双键和羟基(如稀醇)的有机物也不稳定。9羟基多了可能产生甜味(1) 分子结构中含有多个羟基，且具有甜味的物质有：蔗糖、果糖、葡萄糖、麦牙糖(木糖、木糖醇)；(不能食用的)甘油、乙二醇。(2) 分子结构中含有多个羟基，但不具有甜味的物质有：淀粉、纤维素(部分纤维素不能食用)。以上十种物质中，甘油、乙二醇、木糖醇是醇，其余属糖类。(3) 有甜味但不属于糖类的是，可食用的是糖精(邻磺酸苯酰亚胺)，不要食用的是乙烯、乙醚、氯仿。10有机物的酸性(1) 羧酸是一类有机物，其中甲酸最强，除此以外的一般规律是：芳香酸和二元酸都强于一元酸，饱和一元羧酸中，随相对分子质量的增加，酸强度减弱。饱和一元羧酸中，甲酸、乙酸和丙酸能与水混溶。随着相对分子质量的增加，饱和一元羧酸在水中的溶解度迅速减小，最后趋近于零。(2) 酚类具有酸性，但苯酚(石炭酸)比碳酸还弱，它不能使酸碱指示剂褪色。11高分子化合物(1) 高分子化合物是由组成(链节)相同，但相对分子质量不等的同种高分子组成的混合物。(2) 平均相对分子质量链节质量平均聚合度加聚高分子：M(单体)平均聚合度缩聚高分子：M(单体)平均聚合度(3) 乙烯类高分子：当X为H，即聚乙烯 当X为CH3，即聚丙烯 当X为Cl，即聚氯乙烯 当X为OH，即聚乙烯醇 当X为CN，即聚丙烯腈 当X为COOR，即聚丙烯酸酯 当X为C6H5，即聚苯乙烯 12发生卤代反应，只能生成一种一卤代物的(1) 甲烷CH4、乙烯CH2CH2、乙炔、乙烷CH3CH3、新戊烷、2,2,3,3四甲基丁烷(2) 无支链的环烷烃：环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷等。(3) 苯及(指环上)对二甲苯、间三甲苯。13端头碳上连有羟基的醇(伯醇)可氧化成醛，仲醇氧化为酮。酮加氢为仲醇，醛加氢还原为伯醇。14有机物使溴水褪色的(1) 不发生化学反应，由于萃取使溴水层褪色，有机层颜色加深的有：苯、甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、CCl4、直馏汽油等。(2) 发生取代反应使溴水褪色的有：苯酚。(3) 发生氧化还原反应使溴水褪色的有：SO2、H2S。但KI溶液与溴水反应生成碘水，颜色加深。15颜色反应或显色反应(1) 淀粉碘 蓝色。(2) 苯酚FeCl3溶液 紫色。(3) 蛋白质(分子内含苯环)浓硝酸 黄色。(4) 乙二醇、甘油、葡萄糖等多羟基化合物加入新制的Cu(OH)悬浊液生成绛蓝色溶液。16有机物与有关试剂的反应(1) 溴水：遇烯、炔等不饱和烃褪色，遇苯酚溶液产生白色沉淀。(2) 纯溴：与饱和烃和芳香烃发生取代反应。(3) 酸性高锰酸钾溶液：遇烯、炔等不饱和烃褪色，遇苯的同系物反应褪色。能氧化醇、醛、还原性糖等。(4) 金属钠：能与羟基化合物(醇、酚、羧酸、甘油)反应放出氢气。(5) 新制Cu(OH)2悬浊液：常温下遇多元醇、葡萄糖等均能反应，生成绛蓝色溶液；与醛、葡萄糖、甲酸、甲酸酯、甲酰胺和果糖在加热条件下均能反应，生成砖红色沉淀；能与乙酸发生中和反应。(6) 银氨溶液：与醛、葡萄糖、甲酸、甲酸酯、甲酰胺和果糖在加热条件下均能发和银镜反应，(7) 氢氧化钠溶液：与羧酸、石炭酸反应。卤代烃、酯可在碱溶液中加热发生水解反应。(8) 碘水：遇淀粉变蓝。(9) 石蕊(甲基橙)试液：低级酸溶液可使之变红。(10) FeCl3溶液：遇苯酚溶液变紫色。17有机物的俗名沼气、坑气甲烷电石气乙炔酒精乙醇木醇甲醇甘油丙三醇蚁醛甲醛福尔马林35%40%甲醛水溶液石炭酸苯酚蚁酸甲酸草酸乙二酸安息香酸苯甲酸硬脂酸十八碳酸软脂酸十六碳酸油酸十八碳烯酸油脂高级脂肪酸的甘油酯肥皂硬脂酸钠硬化油、人造脂肪TNT2,4,6三硝基甲苯苦味酸2,4,6三硝基苯酚硝化甘油三硝酸甘油酯尿素碳酰胺18、 式量相等下的化学式的相互转化关系：一定式量的有机物若要保持式量不变，可采用以下方法：(1) 若少1个碳原子，则增加12个氢原子。(2) 若少1个碳原子，4个氢原子，则增加1个氧原子。(3) 若少4个碳原子，则增加3个氧原子有机物燃烧通式的应用19、解题的依据是烃及其含氧衍生物的燃烧通式。烃：4CxHy(4xy)O2 4xCO22yH2O 或CxHy(x)O2 xCO2H2O烃的含氧衍生物：4CxHyOz(4xy2z)O2 4xCO22yH2O 或CxHyOz(x)O2 xCO2H2O由此可得出三条规律：规律1：耗氧量大小的比较(1) 等质量的烃(CxHy)完全燃烧时，耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于的比值大小。比值越大，耗氧量越多。(2) 等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时，其耗氧量相等，燃烧产物相同，比例亦相同。(3) 等物质的量的烃(CxHy)及其含氧衍生物(CxHyOz)完全燃烧时的耗氧量取决于x，其值越大，耗氧量越多。(4) 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧，耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。规律2：气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100)：若y4，V总不变；(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4)若y4，V总减小，压强减小；(只有乙炔)若y4，V总增大，压强增大。规律3：(1) 相同状况下，有机物燃烧后1 时为醇或烷；n(CO2)n(H2O) 1为符合CnH2nOx的有机物；1时为炔烃或苯及其同系物。(2) 分子中具有相同碳(或氢)原子数的有机物混合，只要混合物总物质的量恒定，完全燃烧后产生的CO2(或H2O)的量有机物的溶解性规律一、相似相溶原理 1极性溶剂（如水）易溶解极性物质（离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等）；2非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非极性物质（大多数有机物、Br2、I2等）；3含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基（OH）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。二、有机物的溶解性与官能团的溶解性1官能团的溶解性：（1）易溶于水的官能团（即亲水基团）有OH、CHO、COOH、NH2。（2）难溶于水的官能团（即憎水基团）有：所有的烃基(CnH2n+1、CH=CH2、C6H5等)、卤原子（X）、硝基（NO2）等。2分子中亲水基团与憎水基团的比例影响物质的溶解性：（1）当官能团的个数相同时，随着烃基（憎水基团）碳原子数目的增大，溶解性逐渐降低；例如，溶解性：CH3OHC2H5OHC3H7OH，一般地，碳原子个数大于5的醇难溶于水。（2）当烃基中碳原子数相同时，亲水基团的个数越多，物质的溶解性越大；例如，溶解性：CH3CH2CH2OHCH3CH(OH)CH2OHCH2(OH)CH(OH)CH2OH。 （3）当亲水基团与憎水基团对溶解性的影响大致相同时，物质微溶于水；例如，常见的微溶于水的物质有：苯酚C6H5OH、苯胺C6H5NH2、苯甲酸 C6H5COOH、正戊醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH（上述物质的结构简式中“”左边的为憎水基团，右边的为亲水基团）；乙酸