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文檔簡介

高中化學有機物知識點要點總結一、有機物的基本概念與分類有機物通常指含碳化合物(碳的氧化物、碳酸及碳酸鹽、氰化物等除外),其結構核心是碳原子的成鍵特點:可形成4個共價鍵,能與C、H、O、N等原子結合,還可形成鏈狀或環(huán)狀結構,以及單鍵、雙鍵、三鍵等多種化學鍵。(一)按碳骨架分類鏈狀化合物:碳鏈呈開鏈狀(如烷烴、烯烴),也可帶支鏈(如異丁烷)。環(huán)狀化合物:脂環(huán)化合物:環(huán)內無苯環(huán)(如環(huán)己烷、環(huán)己烯);芳香化合物:含苯環(huán)(如苯、甲苯、苯酚)。(二)按官能團分類官能團是決定有機物化學特性的原子或原子團,常見類型及代表物如下:官能團(結構簡式)名稱代表物所屬類別------------------------------------------------------$-\text{C}=\text{C}-$碳碳雙鍵乙烯($\text{CH}_2=\text{CH}_2$)烯烴$-\text{C}\equiv\text{C}-$碳碳三鍵乙炔($\text{HC}\equiv\text{CH}$)炔烴$-\text{X}$($\text{X}=\text{Cl}$、$\text{Br}$等)鹵原子溴乙烷($\text{C}_2\text{H}_5\text{Br}$)鹵代烴$-\text{OH}$(與脂肪烴基相連)羥基乙醇($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)醇$-\text{OH}$(與苯環(huán)直接相連)酚羥基苯酚($\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}$)酚$-\text{CHO}$醛基乙醛($\text{CH}_3\text{CHO}$)醛$-\text{COOH}$羧基乙酸($\text{CH}_3\text{COOH}$)羧酸$-\text{COO}-\text{R}$酯基乙酸乙酯($\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5$)酯二、烴類物質的結構與性質烴是只含C、H的有機物,分為烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴(苯及其同系物)。(一)烷烴(飽和烴,通式$\boldsymbol{\text{C}_n\text{H}_{2n+2}}$)結構特點:碳原子均為$\text{sp}^3$雜化,碳鏈呈鋸齒狀,單鍵可旋轉?;瘜W性質:取代反應:光照下與鹵素單質(如$\text{Cl}_2$)發(fā)生取代,生成鹵代烴和$\text{HX}$(如$\text{CH}_4+\text{Cl}_2\xrightarrow{\text{光}}\text{CH}_3\text{Cl}+\text{HCl}$);氧化反應:能燃燒(生成$\text{CO}_2$和$\text{H}_2\text{O}$),不能使酸性$\text{KMnO}_4$褪色;熱分解:高溫下裂解(如$\text{C}_4\text{H}_{10}\xrightarrow{\text{高溫}}\text{C}_2\text{H}_4+\text{C}_2\text{H}_6$)。(二)烯烴(不飽和烴,通式$\boldsymbol{\text{C}_n\text{H}_{2n}}$,$n\geq2$)以乙烯($\text{CH}_2=\text{CH}_2$)為代表:結構特點:碳碳雙鍵(一個$\sigma$鍵+一個$\pi$鍵),碳原子$\text{sp}^2$雜化,平面結構(6原子共面),雙鍵不能旋轉(可能存在順反異構,如2-丁烯)?;瘜W性質:加成反應:與$\text{H}_2$、$\text{X}_2$、$\text{HX}$、$\text{H}_2\text{O}$等加成(如$\text{CH}_2=\text{CH}_2+\text{Br}_2\rightarrow\text{CH}_2\text{BrCH}_2\text{Br}$,使溴水褪色);加聚反應:生成高分子(如$n\text{CH}_2=\text{CH}_2\xrightarrow{\text{催化劑}}[-\text{CH}_2-\text{CH}_2-]_n$);氧化反應:燃燒;能使酸性$\text{KMnO}_4$褪色(雙鍵被氧化斷裂);催化氧化(如乙烯氧化制乙醛)。(三)炔烴(不飽和烴,通式$\boldsymbol{\text{C}_n\text{H}_{2n-2}}$,$n\geq2$)以乙炔($\text{HC}\equiv\text{CH}$)為代表:結構特點:碳碳三鍵(一個$\sigma$鍵+兩個$\pi$鍵),碳原子$\text{sp}$雜化,直線形(4原子共線)?;瘜W性質:與烯烴類似,能加成(如$\text{HC}\equiv\text{CH}+2\text{Br}_2\rightarrow\text{CHBr}_2\text{CHBr}_2$)、氧化(使酸性$\text{KMnO}_4$褪色)、加聚(生成聚乙炔)。(四)苯及其同系物(通式$\boldsymbol{\text{C}_n\text{H}_{2n-6}}$,$n\geq6$)結構特點:苯環(huán)為平面正六邊形,碳碳鍵是介于單、雙鍵之間的特殊鍵(6個$\text{C}$原子$\text{sp}^2$雜化,大$\pi$鍵共軛);同系物側鏈為烷基(如甲苯$\text{C}_6\text{H}_5-\text{CH}_3$)。化學性質:取代反應:苯環(huán)上的取代(如硝化:$\text{C}_6\text{H}_6+\text{HNO}_3\xrightarrow{\text{濃H}_2\text{SO}_4,\Delta}\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2+\text{H}_2\text{O}$;鹵代:需$\text{Fe}$或$\text{FeX}_3$催化);側鏈烷基的取代(光照下與$\text{Cl}_2$反應,取代烷基上的$\text{H}$);加成反應:與$\text{H}_2$、$\text{Cl}_2$加成(如$\text{C}_6\text{H}_6+3\text{H}_2\xrightarrow{\text{Ni},\Delta}\text{C}_6\text{H}_{12}$);氧化反應:苯不能使酸性$\text{KMnO}_4$褪色;同系物側鏈氧化(與苯環(huán)直接相連的$\text{C}$上有$\text{H}$時,烷基被氧化為$-\text{COOH}$,如甲苯被酸性$\text{KMnO}_4$氧化為苯甲酸)。三、烴的衍生物的性質與轉化烴分子中的$\text{H}$被官能團取代后的產(chǎn)物,核心是官能團的性質及相互轉化。(一)鹵代烴(以溴乙烷$\boldsymbol{\text{C}_2\text{H}_5\text{Br}}$為例)官能團:$-\text{Br}$(鹵原子)。化學性質:水解反應(取代):$\text{NaOH}$水溶液、加熱,生成醇($\text{C}_2\text{H}_5\text{Br}+\text{NaOH}\xrightarrow{\text{H}_2\text{O},\Delta}\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}+\text{NaBr}$);消去反應:$\text{NaOH}$醇溶液、加熱,生成烯烴($\text{C}_2\text{H}_5\text{Br}+\text{NaOH}\xrightarrow{\text{醇},\Delta}\text{CH}_2=\text{CH}_2\uparrow+\text{NaBr}+\text{H}_2\text{O}$)。(二)醇(以乙醇$\boldsymbol{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}}$為例)官能團:$-\text{OH}$(羥基,與脂肪烴基相連)?;瘜W性質:取代反應:與$\text{HX}$(如$\text{HBr}$)取代($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}+\text{HBr}\xrightarrow{\Delta}\text{C}_2\text{H}_5\text{Br}+\text{H}_2\text{O}$);與羧酸酯化(如與乙酸生成乙酸乙酯);分子間脫水(濃硫酸$140^\circ\text{C}$,生成乙醚);消去反應:濃硫酸$170^\circ\text{C}$,生成乙烯($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\xrightarrow{\text{濃H}_2\text{SO}_4,170^\circ\text{C}}\text{CH}_2=\text{CH}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O}$);氧化反應:燃燒;催化氧化($\text{Cu/Ag}$、加熱,生成乙醛:$2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}+\text{O}_2\xrightarrow{\text{Cu},\Delta}2\text{CH}_3\text{CHO}+2\text{H}_2\text{O}$);能使酸性$\text{KMnO}_4$褪色(被氧化為$\text{CO}_2$或羧酸)。(三)酚(以苯酚$\boldsymbol{\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}}$為例)官能團:$-\text{OH}$(酚羥基,與苯環(huán)直接相連)?;瘜W性質:弱酸性:比碳酸弱($\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}+\text{NaOH}\rightarrow\text{C}_6\text{H}_5\text{ONa}+\text{H}_2\text{O}$;$\text{C}_6\text{H}_5\text{ONa}+\text{CO}_2+\text{H}_2\text{O}\rightarrow\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}+\text{NaHCO}_3$);取代反應:與濃溴水生成三溴苯酚白色沉淀($\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}+3\text{Br}_2\rightarrow\text{C}_6\text{H}_2\text{Br}_3\text{OH}\downarrow+3\text{HBr}$);顯色反應:遇$\text{FeCl}_3$溶液顯紫色(用于檢驗酚類);氧化反應:易被氧化(空氣中變粉紅,酸性$\text{KMnO}_4$褪色)。(四)醛(以乙醛$\boldsymbol{\text{CH}_3\text{CHO}}$為例)官能團:$-\text{CHO}$(醛基)。化學性質:加成反應(還原反應):與$\text{H}_2$加成生成乙醇($\text{CH}_3\text{CHO}+\text{H}_2\xrightarrow{\text{催化劑}}\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$);氧化反應:銀鏡反應(水浴加熱,生成銀單質):$\text{CH}_3\text{CHO}+2\text{Ag(NH}_3\text{)}_2\text{OH}\xrightarrow{\text{水浴}}\text{CH}_3\text{COONH}_4+2\text{Ag}\downarrow+3\text{NH}_3+\text{H}_2\text{O}$;新制$\text{Cu(OH)}_2$懸濁液反應(加熱,生成磚紅色$\text{Cu}_2\text{O}$):$\text{CH}_3\text{CHO}+2\text{Cu(OH)}_2+\text{NaOH}\xrightarrow{\Delta}\text{CH}_3\text{COONa}+\text{Cu}_2\text{O}\downarrow+3\text{H}_2\text{O}$;催化氧化:生成乙酸($2\text{CH}_3\text{CHO}+\text{O}_2\xrightarrow{\text{催化劑}}2\text{CH}_3\text{COOH}$);酸性$\text{KMnO}_4$褪色(醛基被氧化為$-\text{COOH}$)。(五)羧酸(以乙酸$\boldsymbol{\text{CH}_3\text{COOH}}$為例)官能團:$-\text{COOH}$(羧基)?;瘜W性質:酸性:比碳酸強($\text{CH}_3\text{COOH}\rightleftharpoons\text{CH}_3\text{COO}^-+\text{H}^+$;$2\text{CH}_3\text{COOH}+\text{Na}_2\text{CO}_3\rightarrow2\text{CH}_3\text{COONa}+\text{CO}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O}$);酯化反應(取代):與醇生成酯(如$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\xrightleftharpoons[\Delta]{\text{濃H}_2\text{SO}_4}\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5+\text{H}_2\text{O}$,可逆反應,濃硫酸作催化劑、吸水劑)。(六)酯(以乙酸乙酯$\boldsymbol{\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5}$為例)官能團:$-\text{COO}-$(酯基)?;瘜W性質:水解反應(取代):酸性條件(可逆):$\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5+\text{H}_2\text{O}\xrightleftharpoons[\Delta]{\text{稀H}_2\text{SO}_4}\text{CH}_3\text{COOH}+\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$;堿性條件(不可逆):$\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5+\text{NaOH}\xrightarrow{\Delta}\text{CH}_3\text{COONa}+\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$($\text{NaOH}$促進水解,中和生成的酸)。(七)烴的衍生物轉化關系(核心脈絡)$\boldsymbol{\text{烴}\xrightarrow{\text{鹵代}}\text{鹵代烴}\xrightarrow[\text{水解}]{\text{NaOH水溶液}}\text{醇}\xrightarrow[\text{氧化}]{\text{O}_2/\text{Cu}}\text{醛}\xrightarrow{\text{氧化}}\text{羧酸}\xrightarrow

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