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文档简介

专题十一有机化学基础

核心考点1、常见有机物的结构、性质与用途

一、常见有机物的重要物理性质

1.有机物的状态[常温常压(1个大气压、20C左右)]

(1)气态:

①煌类:一般C的个数"的各类垃为气体,注意:新戊烷[C(CH3)4]亦为气态

②衍生物类:

一氯甲烷(CH3CL沸点为-24.2C)甲醛(HCHO,沸点为-21℃)

(2)液态:一般C的个数在5〜16的煌及绝大多数低级衍生物。如,己烷CH3(CH2)4CH3、甲醇CH3OH、

甲酸HCOOH、乙醛CH3cHO。

【注意】不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如植物油脂等在常温下也为液态

(3)固态:一般C的个数在17或17以上的链燃及高级衍生物。如,石蜡、C"以上的烧、饱和程度高的

高级脂肪酸甘油酯,如动物油脂在常温下为固态。

2.有机物的溶解性

(1)难溶于水的有:各类烧、酯、绝大多数高聚物、高级的(指分子中碳原子数目较多的,下同)醇、醛、

竣酸等。

(2)易溶于水的有:低级的[一般指N(C怯4]醇、醛、竣酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。

(3)具有特殊溶解性的:

①乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,又能溶解许多有机物。

②乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶,同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发出的乙酸,溶解吸

收挥发出的乙醇,便于闻到乙酸乙酯的香味。

③有的淀粉、蛋白质可溶于水形成熟侍。蛋白质在浓轻金属盐(包括镂盐)溶液中溶解度减小,会析出(即

盐析,皂化反应中也有此操作)。

④线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。

⑤氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中,如甘油、葡萄糖溶液等,形成绛蓝色溶液。

3.有机物的气味

许多有机物具有特殊的气味,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味:

①甲烷无味

②乙烯稍有甜味(植物生长的调节剂)

③液态烯燃汽油的气味

④乙烘无味

⑤苯及其同系物芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。

⑥一卤代烷不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入。

⑦C4以下的一元醇有酒味的流动液体

⑧C5〜C11的一元醇不愉快气味的油状液体

⑨C12以上的一元醇无嗅无味的蜡状固体

⑩乙醇特殊香味

⑪乙二醇甜味(无色黏稠液体)

⑫丙三醇(甘油)甜味(无色黏稠液体)

⑬乙醛刺激性气味

⑭乙酸强烈刺激性气味(酸味)

⑮低级酯芳香气味

4.熔沸点

随着分子中碳原子数目的增多,各类有机物的同系物熔、沸点逐渐升高。同分异构体的支链越多,熔、沸

点越低。

二、常见有机物的结构特点及主要化学性质

物质结构简式特性或特征反应

甲烷与氯气在光照下发生取代反应

CH4

①加成反应:使澳水褪色

CH=CH

22②加聚反应

乙烯\/

C-C③氧化反应:使酸性KMnCU溶液

官能团/

褪色

①加成反应

苯O②取代反应:与溟(漠化铁作催化

齐U),与硝酸(浓硫酸作催化剂)

CH3cH20H①与钠反应放出H2

乙醇

官能团一OH②催化氧化反应:生成乙醛

③酯化反应:与酸反应生成酯

CH3coOH①弱酸性,但酸性比碳酸强

乙酸

官能团一COOH②酯化反应:与醇反应生成酯

可发生水解反应,在碱性条件下

CH3COOCH2CH3

乙酸乙酯

官能团一COOR水解彻底

R1COOCH2

1可发生水解反应,在碱性条件下

油脂R?C00CH

1水解彻底,被称为皂化反应

R3COOCH2

①遇碘变蓝色

②在稀酸催化下,最终水解成葡

淀粉萄糖

(C6H10O5)„

③葡萄糖在酒化酶的作用下,生

成乙醇和C02

①水解反应生成氨基酸

②两性

③变性

蛋白质含有肽键

④盐析

⑤颜色反应

⑥灼烧产生特殊气味

三、有机物的鉴别

鉴别有机物,必须熟悉有机物的性质(物理性质、化学性质),要抓住某些有机物的特征反应,选用

合适的试剂,一一鉴别它们。

1.常用的试剂及某些可鉴别物质种类和实验现象归纳如下:

试剂酸性高锦澳水银氨新制酸碱

碘水

NaHCO3

名称酸钾溶液少量溶液CU(OH)2指示剂

含醛基

含碳碳双含碳碳双含醛基化

被鉴别化合物装酸

键、三键的键、三键合物及葡

物质种及葡萄(酚不能

物质、烷基的物质。萄糖、果淀粉竣酸

类糖、果使酸碱指

苯。但醇、但醛有干糖、麦芽

糖、麦芽示剂变色)

醛有干扰。扰。糖

酸性高锦使石蕊或放出无

滨水褪色出现银出现红呈现

现象酸钾紫红甲基橙变色无味

且分层镜色沉淀蓝色

色褪色红气体

2.二糖或多糖水解产物的检验

若二糖或多糖是在稀硫酸作用下水解的,则先向冷却后的水解液中加入足量的NaOH溶液,中和稀硫

酸,然后再加入银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液,(水浴)加热,观察现象,作出判断。

3.如何检验实验室制得的乙烯气体中含有CH2=CH2、SO2、CO2、H2O?

将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、饱和Fe2(SCU)3溶液、品红溶液、澄清石灰水、

(检验水)(检验SC>2)(除去SO2)(确认SC)2已除尽)(检验CC)2)

澳水或澳的四氯化碳溶液或酸性高锦酸钾溶液(检验CH2=CH2)。

四、混合物的分离或提纯(除杂)

混合物分离

除杂试剂化学方程式或离子方程式

(括号内为杂质)方法

澳水、NaOH溶

液CH2=CH2+Br2-CH2BrCH2Br

乙烷(乙烯)洗气

(除去挥发出Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O

的母2蒸气)

SO2+2NaOH=Na2sO3+H2O

乙烯(SO2>CO2)NaOH溶液洗气

CO2+2NaOH=Na2cO3+H2O

H2S+CuSO4=CuS;+H2SO4

饱和CuSO4溶

乙快(H2S>PH3)洗气IIPH3+24CUSO4+12H2O=8C113PI+3H3PO4+

24H2sO4

提取白酒中的酒

蒸储

从95%的酒精中

新制的生石灰蒸储CaO+H2O=Ca(OH)2

提取无水酒精

从无水酒精中提Mg+2C2H5OH一(C2H5。)2Mg+H2T

镁粉蒸储

取绝对酒精(C2H50)2Mg+2H2O-2c2H50H+Mg(OH)2;

萃取

汽油或苯或

提取碘水中的碘分液—

四氯化碳

蒸储

洗涤

浸化钠溶液澳的四氯化碳

萃取Br2+21==I2+2Br

(碘化钠)溶液

分液

CH3COOH+NaOH一CH3COONa+H2O

NaOH、

2CH3COOH+Na2cO3-2CH3COONa+CO2T+

乙醇Na2cO3、洗涤

H2O

(乙酸)NaHCO3溶液蒸储

CH3COOH+NaHCO3-CH3COONa+CO2T+

均可

H2O

乙酸NaOH溶液蒸发CH3COOH+NaOH—CH3COONa+H2O

(乙醇)稀H2s。4蒸储2CH3COONa+H2SO4-Na2s04+2cH3coOH

蒸储水渗析—

提纯蛋白质浓轻金属盐溶

盐析—

高级脂肪酸钠溶

液食盐盐析—

(甘油)

五、有机物与日常生活

性质应用

医用酒精中乙醇的体积分数为

医用酒精用于消毒

75%,使蛋白质变性

福尔马林是35%〜40%的甲醛水溶良好的杀菌剂,常作为浸制标本的溶

液,使蛋白质变性液(不可用于食品保鲜)

蛋白质受热变性加热能杀死流感病毒

蚕丝灼烧有烧焦羽毛的气味灼烧法可以区别蚕丝和人造纤维

聚乙烯性质稳定,无毒可作食品包装袋

聚氯乙烯有毒不能用作食品包装袋

食用油反复加热会产生稠环芳香煌

食用油不能反复加热

等有害物质

聚四氟乙烯具有抗酸、抗碱、抗各

用于厨具表面涂层

种有机溶剂的特点

甘油具有吸水性作护肤保湿剂

鉴别淀粉与其他物质(如蛋白质、木纤

淀粉遇碘显蓝色

维等)

食醋与碳酸钙反应生成可溶于水的

食醋可除水垢(主要成分为碳酸钙)

醋酸钙

服用阿司匹林出现水杨酸反应时,用

阿司匹林水解生成水杨酸,显酸性

NaHCO3溶液解毒

加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂

谷氨酸钠具有鲜味做味精

油脂在碱性条件下水解为高级脂肪

制肥皂

酸盐和甘油

六、重要的有机反应及类型

1.取代反应00

OCH5+H0

酯化反应CHjC—OH+C2H5OH^^^CHJC22

「OH]'ONO2■

/浓HSO

24)

(C6H7a)OH+3nHONO2------------(为弭02—。叫+3nH2O

-OHJ„-ONO2L

水解反应

CH3COOC2H5+H2O—无机酸或碱TCH3COOH+C2H5OH

2.加成反应

CH3—CH=CH2+HC1—>CH3—CH—CH3

Cl

0

Ni

IICI7H33coeI,%CI7H35COOCH2

CH3-C—H+H2»CH3cH20H

Cn^3C00CH+3H2'(C”地5co0CH

3.氧化反应C17^3COOCH2加*'加庆Ci7地5coeI(5H2

2c2H2+502点燃>4CO2+2H2O

TO+2H2O

2cH3—C—OH

2cH3CHO+O2—

65〜75℃

0

CH3CHO+2Ag(NH3)2OH-J酬1QNH+2Ag;+3NH3+H2O

4.消去反应

CH50H—翘凶->CH2=CH^+H2O

170℃

5.水解反应酯、多肽的水解都属于取代反应

Cl7H35co0/20H

Cu^COOCH+3NaOH-^*-3C17^jCOONa+CHOH

Cu^jCOoiHa(5H2OH

0

(CeHioOjV+nHsO硼麻〉nQHI2Q;蛋白质+水酸或碱或强

淀粉A葡萄糖多种氨基酸

6.热裂化反应(很复杂)

Cl6H34--------->C8H16+C8H16Cl6H34--------->Cl4H3o+C2H4

AA

Cl6H34--------->Cl2H26+C4H8

A

7.显色反应

3+3+

6HsOHt-Fe—>[Fe(C6H5O)6]'+6H

(紫色)

CH—OH

I2

CH-OH+Cu(0H)2(新制)一►绛蓝色

CH2—OH

(C6H10O5).(淀粉)+匕一"蓝色

含有苯环的蛋白质与浓HNCh作用而呈黄色

8.聚合反应

加聚:一定条件下

nCH=CH-CH=CH+rtCH=CH-^in-2*-fCH2-CH=CH-CH2-CH-CHdn

222血2由

缩聚:

COOHQ0

X一定条件下IILXII

几@+nHOCH2CH2OH—^^H0^C-<g^C-0-CH2CH2O^H+(2n-i)H20

COOH

1.【2022年全国乙卷】一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:

o

X-7CO2八人

\/-----------------oo

y催化剂一

化合物1化合物2

下列叙述正确的是

A.化合物1分子中的所有原子共平面B.化合物1与乙醇互为同系物

C.化合物2分子中含有羟基和酯基D.化合物2可以发生开环聚合反应

2.【2022年全国甲卷】辅酶Qi。具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如下。下列有关辅酶Qi。的说法正确

的是

A.分子式为CeoHgQ,B.分子中含有14个甲基

C.分子中的四个氧原子不在同一平面D.可发生加成反应,不能发生取代反应

3.(2021.1•浙江真题)有关的说法不E琥的是

A.分子中至少有12个原子共平面

B.完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为1个

C.与FeCb溶液作用显紫色

D.与足量NaOH溶液完全反应后生成的钠盐只有1种

4.(2021.6•浙江真题)关于有机反应类型,下列判断不正确的是

A一

A.CH=CH+HC1-CH'=CHC1(加成反应)

催化剂2

B.CH3CH(Br)CH3+KOH——J~>CH2=CHCH3t+祖「+40(消去反应)

C.2CH3CH20H+02——华~>2C4CH0+2Hp(还原反应)

D.CHCOOH+CHCHOH.SCHCOOCHCH+H0(取代反应)

332A3232

5.【2022年辽宁卷】下列关于苯乙烘((的说法正确的是

A.不能使酸性KMnO,溶液褪色B.分子中最多有5个原子共直线

C.能发生加成反应和取代反应D.可溶于水

6.(2021•全国甲卷真题)下列叙述正确的是

A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应

B.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇

C.烷烧的沸点高低仅取决于碳原子数的多少

D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体

1.(2023秋・上海徐汇・高三上海市西南位育中学校考期末)甲烷和氯气1:4混合后,在光照下反应,生成

的有机物都

A.易溶于水B.都可燃C.只有一种结构D.是极性分子

2.(2023秋・新疆•高三校联考期末)科学家合成了有机双极晶体管,其结构简式如图所示。下列说法错误

的是

PhPh(注明:一Ph=苯基)

A.该有机物的分子式为C42H28

B.该有机物属于芳香煌

C.该有机物不能与澳水发生加成反应

D.Imol该有机物最多能与20molH2发生加成反应

3.(2023秋・北京西城•高三统考期末)CH,和C1?的混合气体在光照下发生反应,实验装置如图。下列说法

不正斛的是

4cH4和Ck

_饱和

NaCl溶液

A.Cl2分子中的共价键是s-pb键

B.产物CH3cl分子是极性分子

C.有HC1生成说明该反应是取代反应

D.试管壁出现油状液滴,有机产物的沸点:CC14>CHC13>CH2C12>CH3C1

4.(2022秋・广东汕尾•高三统考期末)黄苓素(结构如下图)可用于某些疾病的治疗。下列关于黄苓素说法错

误的是

A.分子式为CI5HI0O5B.与澳水只能发生加成反应

C.可以使酸性高镒酸钾褪色D.遇到Fe2(SC>4)3溶液发生显色反应

5.(2023秋・山东荷泽・高三校考期末)我国科研人员发现中药成分黄苓素能明显抑制新冠病毒的活性。下

列相关说法错误的是

黄岑素

A.黄苓素的分子式为CMHQS

B.Imol黄苓素与足量的母2水反应,最多消耗2moiBr?

C.黄苓素分子中所有碳原子可能共平面

D.Imol黄苓素与足量的H?反应,最多消耗7m01凡

6.(2022秋・海南海口•高三校考期中)某有机物M的结构简式如图,下列关于该有机物的说法量保的是

COOCH3

^^-OCH=CHCOOH

A.M可以用来制取高分子化合物

B.M含有2种含氧官能团

C.M中所有原子可能在同一平面内

D.ImolM与澳水反应最多消耗2moiBr?

核心考点2、有机物的结构特点与同分异构体

1.熟记三类分子的空间结构

WY

(1)四面体形分子:

xw

\/

c=c

/\

(2)六原子共面分子:YZ

(3)十二原子共面分子:W

2.同系物的判断规律

(1)一差(分子组成差若干个CH2)

(2)两同(同通式,同结构)

(3)三注意①必为同一类物质;②结构相似(即有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目);

③同系物间物性不同化性相似=

3.同分异构体的种类

(1)常见的类别异构

组成通式可能的类别典型实例

/飞

CnH2n烯烧、环烷煌

CH2=CHCH3与HzC—CHz

CnH2n-2快烧、二烯煌CH三C—CH2cH3与CH2=CHCH=CH2

CnH2n+2。饱和一元醇、酸C2H5OH与CH30cH3

醛、酮、烯醇、环酸、环CH3cH2cH0、CH3coeH3、CH=CHCH20H与

CnH2nOCHg—CH--CHCH—CH—OH

醇22

0CH2

CnH2n。2装酸、酯、羟基醛CH3COOH、HCOOCH3与HO—CH3—CHO

OH、^^-CHj-OH与0—CHj

CnH2n-6。酚、芳香醇、芳香酸

硝基烷、氨基酸与

CnH2n+lNO2CH3CH2—N02H2NCH2—COOH

葡萄糖与果糖(C6Hl2O6)、

Cn(H2O)m单糖或二糖

蔗糖与麦芽糖(Cl2H22011)

(2)同分异构体的书写规律

书写时,要尽量把主链写直,不要写得扭七歪八的,以免干扰自己的视觉;思维一定要有序,可按下

列顺序考虑:

①主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列邻、间、对。

②按照碳链异构一位置异构一顺反异构一官能团异构的顺序书写,也可按官能团异构一碳链异构一位置异

构一顺反异构的顺序书写,不管按哪种方法书写都必须防止漏写和重写。

③若遇到苯环上有三个取代基时,可先定两个的位置关系是邻或间或对,然后再对第三个取代基依次进行

定位,同时要注意哪些是与前面重复的。

(3)同分异构体数目的判断方法

①煌基连接法:甲基、乙基均有1种,丙基有2种,丁基有4种。如:丁醇有4种,C4H9cl有4种。

②换元法:如C2H5cl与C2HCI5均有1种。

③等效氢法:有机物分子中有多少种等效氢原子,其一元取代物就有多少种,从而确定同分异构体的数目。

分子中等效氢原子有如下情况:

I.分子中同一碳原子上的氢原子等效。

II.同一个碳原子上的甲基上的氢原子等效。

III.分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时)上的氢原子是等效的。

④定一移一法:分析二元取代物的方法,先固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置,从而可确

定同分异构体的数目。如分析c3H6c12的同分异构体,先固定其中一个C1的位置,再移动另外一个C1。

(4)芳香族化合物同分异构体数目的确定

①若取代基在苯环上的位置一定,但取代基种类不确定,同分异构体数目的多少是由取代基的种数决定的,

此时分析的重点是苯环上的取代基,如C6H5—C4H9,因为丁基有四种不同的结构,故该煌有四种同分异构

体。

②若取代基种类一定,但位置不确定时,可按下述方法处理:当苯环上只有两个取代基时,取代基在苯环

上的位置有邻、间、对三种;当有三个取代基时,这三个取代基有“连、偏、均“三种位置关系(如

R表示取代基,可以相同或不同)。

(5)酯类同分异构体的确定

将酯分成RCOO—和一R,两部分,再按上述方法确定R—和R,一的同分异构体数目,二者数目相乘即得每

类酯的同分异构体数目,最后求总数。如C4H8。2属于酯的同分异构体数目的思考程序如下:

HCOOC3H7(丙基2种)lx2=2种

CH3coOC2H5(甲基1种,乙基1种)1义1=1种

C2H5COOCH3(乙基1种,甲基1种)1义1=1种

同分异构体共有4种。

4.具有特定碳、氢比的常见有机物

在煌及其含氧衍生物中,氢原子数目一定为偶数,若有机物中含有奇数个氮原子,则氢原子个数亦为奇数。

①当n(C):n(H)=1:1时,常见的有机物有:乙烧、苯、苯乙烯、乙二醛、乙二酸。

②当n(C):n(H)=1:2时,常见的有机物有:单烯烧、环烷烧、饱和一元脂肪醛、酸、酯、葡萄糖。

③当n(C):n(H)=1:4时,常见的有机物有:甲烷、甲醇、尿素[CO(NH2)2]。

④当有机物中氢原子数超过其对应烷烧氢原子数时,其结构中可能有一NH2或NH4+,如甲胺CH3NH2、醋

酸钱CH3COONH4等。

⑤烷煌所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而增大,介于75%~85.7%之间。在该同系物中,

含碳质量分数最低的是CHm

⑥单烯妙所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而不变,均为85.7%o

⑦单焕烽、苯及其同系物所含碳的质量分数随着分子中所含碳原子数目的增加而减小,介于92.3%~85.7%

之间,在该系列物质中含碳质量分数最高的是C2H2和C6H6,均为92.3%。

⑧含氢质量分数最高的有机物是:CH4

⑨一定质量的有机物燃烧,耗氧量最大的是:CH4

⑩完全燃烧时生成等物质的量的CO2和H2O的是:单烯烧、环烷煌、饱和一元醛、竣酸、酯、葡萄糖、果

糖(通式为CnH2nox的物质,X=0,1,2,……)。

1.【2022年河北卷】在EY沸石催化下,蔡与丙烯反应主要生成二异丙基蔡M和N。

EY沸石

十m3—z85℃»

CH3

MN

下列说法正确的是

A.M和N互为同系物B.M分子中最多有12个碳原子共平面

C.N的一澳代物有5种D.蔡的二澳代物有10种

2.【2022年江苏卷】精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X—Z的反应机理如下:

Br

+

个一/^^CH2cH2cH3彳、

+HBr-------»+B1--------►

YZ

下列说法不正确的是

A.X与互为顺反异构体

B.X能使澳的CC14溶液褪色

C.X与反应有副产物生成

Br

D.Z分子中含有2个手性碳原子

3.(2021・山东真题)立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2—甲基一2—丁醇)存在如图转化关

系,下列说法错误的是

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