人教版化学必修二第三章有机物知识点

人教版化学必修二第三章有机物知识点有机化学是化学学科中与生命、材料、环境等领域联系最为紧密的分支之一。本章作为有机化学的入门，将带领我们认识有机物的基本概念、结构特点及典型代表物的性质，为后续深入学习奠定基础。理解有机物的成键规律与官能团的特性，是掌握本章知识的关键。一、有机化合物的基本概念与特征1.1有机物的定义与组成元素通常将含有碳元素的化合物称为有机化合物（简称有机物），但碳的氧化物（如CO、CO₂）、碳酸及其盐、氰化物等少数物质，因其组成和性质与无机物相似，仍归为无机物范畴。有机物的组成元素除碳外，常见的还有氢、氧、氮、硫、卤素等。碳元素的独特成键能力是有机物种类繁多的根本原因。1.2碳原子的成键特点碳原子最外层有4个电子，在化学反应中易与其他原子形成4个共价键。碳原子之间也能以单键、双键或三键相结合，形成长短不一的碳链或碳环，这是有机物结构多样性的基础。例如，甲烷分子中碳原子与四个氢原子形成四个单键，乙烯分子中存在碳碳双键，乙炔分子中存在碳碳叁键。1.3有机物的主要特性与无机物相比，多数有机物具有以下特性：熔沸点较低、易燃烧、难溶于水、易溶于有机溶剂、反应速率较慢且常伴有副反应。这些特性与其分子结构及分子间作用力密切相关。二、烃的世界：基础与拓展2.1最简单的有机化合物——甲烷甲烷是天然气、沼气、坑道气的主要成分，其分子结构为正四面体构型，碳原子位于正四面体中心，四个氢原子位于顶点。物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。化学性质：稳定性：通常情况下，甲烷不与强酸、强碱或强氧化剂反应。取代反应：在光照条件下，甲烷能与氯气等卤素单质发生取代反应，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯化碳等卤代产物。反应特点是逐步取代，产物为混合物。氧化反应：甲烷在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，放出大量热，火焰呈淡蓝色。高温分解：在隔绝空气并加热至高温时，甲烷可分解为炭黑和氢气。2.2不饱和烃的代表——乙烯与乙炔乙烯乙烯是石油化工的重要原料，其分子结构为平面型，两个碳原子和四个氢原子共平面，碳碳双键使得分子具有不饱和性。物理性质：无色稍有气味的气体，密度比空气略小，难溶于水。化学性质：加成反应：乙烯能与溴水、氢气、水、氯化氢等发生加成反应。例如，乙烯与溴水反应使溴水褪色，生成1,2-二溴乙烷；在一定条件下与水加成生成乙醇。氧化反应：乙烯易燃烧，火焰明亮且伴有黑烟；能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，此反应可用于鉴别乙烯与甲烷等饱和烃。加聚反应：在适宜条件下，乙烯分子间通过加成反应相互结合，形成高分子化合物聚乙烯。乙炔（补充内容，加深理解）乙炔分子中含有碳碳叁键，结构呈直线型。其化学性质与乙烯相似，也易发生加成反应和氧化反应，可使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。乙炔在氧气中燃烧时火焰温度极高，可用于气焊和气割。2.3芳香烃的基石——苯苯是一种重要的有机溶剂，其分子具有平面正六边形结构，六个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特键。物理性质：无色有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水，易挥发，有毒。化学性质：苯的化学性质表现为易取代、难加成、能氧化。取代反应：在催化剂作用下，苯能与液溴发生溴代反应生成溴苯；在浓硫酸作用下，与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯。加成反应：在一定条件下，苯能与氢气发生加成反应生成环己烷。氧化反应：苯能燃烧，火焰明亮并伴有浓烟，但不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。三、烃的衍生物：官能团决定性质3.1生活中常见的有机物——乙醇乙醇俗称酒精，是酒的主要成分，其分子结构中含有羟基（-OH）官能团。组成与结构：分子式为C₂H₆O，结构简式为CH₃CH₂OH或C₂H₅OH。物理性质：无色有特殊香味的液体，密度比水小，易挥发，能与水以任意比例互溶，是优良的有机溶剂。化学性质：与钠的反应：乙醇能与金属钠缓慢反应，生成乙醇钠和氢气，反应不如水与钠剧烈。氧化反应：乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水；在铜或银作催化剂并加热条件下，能发生催化氧化反应生成乙醛；乙醇还能被强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液直接氧化为乙酸。酯化反应：乙醇与乙酸在浓硫酸催化并加热条件下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水。3.2食醋中的有机化学——乙酸乙酸俗称醋酸，是食醋的主要成分，其分子结构中含有羧基（-COOH）官能团。组成与结构：分子式为C₂H₄O₂，结构简式为CH₃COOH。物理性质：无色有强烈刺激性气味的液体，易溶于水和乙醇，当温度低于16.6℃时会凝结成冰状晶体，俗称冰醋酸。化学性质：酸性：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，具有酸的通性，能使紫色石蕊试液变红，能与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。酯化反应：与乙醇反应生成乙酸乙酯，该反应是可逆反应，浓硫酸在此反应中起催化剂和吸水剂的作用。生成的乙酸乙酯具有香味，是重要的有机溶剂。四、生命活动的物质基础——基本营养物质4.1糖类糖类是绿色植物光合作用的产物，是动植物所需能量的重要来源。分类：根据能否水解及水解产物的多少，可分为单糖（如葡萄糖、果糖）、二糖（如蔗糖、麦芽糖）和多糖（如淀粉、纤维素）。葡萄糖：分子式为C₆H₁₂O₆，是一种多羟基醛，具有还原性，能与银氨溶液发生银镜反应，也能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀。淀粉与纤维素：两者均为多糖，分子式均可用(C₆H₁₀O₅)ₙ表示，但n值不同，不是同分异构体。淀粉在酸或酶的作用下可水解最终生成葡萄糖，淀粉遇碘变蓝是其特性。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，在一定条件下水解也能生成葡萄糖。4.2油脂油脂是油和脂肪的统称，由高级脂肪酸和甘油酯化而成。组成与结构：油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，结构中含有酯基官能团。性质：油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油；在碱性条件下的水解反应称为皂化反应，生成高级脂肪酸盐（肥皂的主要成分）和甘油。4.3蛋白质蛋白质是构成细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的主要原料。组成与结构：蛋白质由C、H、O、N等元素组成，是由多种氨基酸通过肽键连接而成的高分子化合物。性质：蛋白质在酶或酸、碱的作用下能发生水解，最终生成氨基酸；蛋白质溶液中加入某些浓盐溶液会发生盐析，盐析是可逆过程；蛋白质在受热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐等作用下会发生变性，变性是不可逆过程；某些蛋白质遇浓硝酸会显黄色（颜色反应）。五、本章知识的综合应用与学习建议学习有机化学，应紧紧抓住“结构决定性质，性质反映结构”这一核心思想。对于各类有机物，首先要明确其分子结构特点，特别是官能团的种类和位置，因为官能团是决定有机物化学特性的关键。例如，烯烃的碳碳双键决定了其易发生加成反应和氧化反应；醇的羟基决定了其能与钠反应、能发生氧化反应和酯化反应。同时，要注重实验现象的观察与分析，通过实验加深对有机物性质的理解和记忆。例如，通过观察乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的实验，可以直观感受其不饱和性；通过乙酸乙酯的制备实验，可以理解酯化反应的条件和原理。此外，要善于运用比较归纳的方法，将同类物质或相似物质的结构、性质进行对比，找出其异同点，如甲烷、乙烯、苯的结构与性质比较，乙醇与乙酸的性质比较等，这样可以使知识系统化、