高二化學(xué)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)_第1頁
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高二化學(xué)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)有機(jī)化學(xué)是高中化學(xué)的重要組成部分,其知識(shí)體系龐大且知識(shí)點(diǎn)繁多,與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密。學(xué)好有機(jī)化學(xué),關(guān)鍵在于理解有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系,掌握各類官能團(tuán)的特征反應(yīng),并能運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問題。本文將對(duì)高二有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理與總結(jié),希望能為同學(xué)們的學(xué)習(xí)提供幫助。一、有機(jī)化學(xué)的基本概念與烴(一)有機(jī)物的特點(diǎn)與分類有機(jī)物通常指含碳元素的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽等除外)。其特點(diǎn)包括:多數(shù)難溶于水、易溶于有機(jī)溶劑;熔點(diǎn)較低;易燃燒;反應(yīng)速率較慢且常伴有副反應(yīng)。有機(jī)物的分類方法多樣,最常見的是根據(jù)分子中碳原子的連接方式(碳骨架)和官能團(tuán)進(jìn)行分類。(二)烴的定義與分類烴是只由碳和氫兩種元素組成的有機(jī)物,又稱碳?xì)浠衔?。根?jù)碳骨架的不同,烴可分為鏈烴(脂肪烴)和環(huán)烴。鏈烴又可分為飽和烴(烷烴)和不飽和烴(烯烴、炔烴等);環(huán)烴則包括脂環(huán)烴和芳香烴。1.烷烴烷烴是分子中碳原子之間以單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合的烴,其通式為C?H????(n≥1)。烷烴的主要化學(xué)性質(zhì)包括:*穩(wěn)定性:通常情況下,烷烴與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等都不發(fā)生反應(yīng)。*取代反應(yīng):在光照條件下,烷烴能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),生成鹵代烴和鹵化氫。例如,甲烷與氯氣在光照下生成一氯甲烷、二氯甲烷等。*氧化反應(yīng)(燃燒):烷烴都能燃燒,完全燃燒生成二氧化碳和水,同時(shí)放出大量的熱。2.烯烴烯烴是分子中含有碳碳雙鍵(C=C)的不飽和鏈烴,通式為C?H??(n≥2)。乙烯是最簡(jiǎn)單也是最重要的烯烴。烯烴的主要化學(xué)性質(zhì):*加成反應(yīng):碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵容易斷裂,能與氫氣、鹵素單質(zhì)、鹵化氫、水等發(fā)生加成反應(yīng)。例如,乙烯與溴水加成生成1,2-二溴乙烷;與水加成生成乙醇。*氧化反應(yīng):*燃燒:火焰明亮,伴有黑煙(含碳量較高的烯烴)。*能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,該反應(yīng)可用于鑒別烯烴和烷烴。*加聚反應(yīng):烯烴分子間通過加成反應(yīng)互相結(jié)合成高分子化合物。例如,乙烯在一定條件下聚合成聚乙烯。3.炔烴炔烴是分子中含有碳碳三鍵(C≡C)的不飽和鏈烴,通式為C?H????(n≥2)。乙炔是最簡(jiǎn)單的炔烴。炔烴的化學(xué)性質(zhì)與烯烴相似,也易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。例如,乙炔與溴水加成可生成1,2-二溴乙烯或1,1,2,2-四溴乙烷;也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。4.芳香烴芳香烴是分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴。苯是最簡(jiǎn)單的芳香烴,其分子具有平面正六邊形結(jié)構(gòu),6個(gè)碳原子之間的鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。苯的主要化學(xué)性質(zhì):*取代反應(yīng):苯環(huán)上的氫原子易被其他原子或原子團(tuán)取代,如鹵代(Fe或FeX?作催化劑)、硝化(濃硝酸和濃硫酸混合酸作硝化劑,50-60℃水?。⒒腔确磻?yīng)。*加成反應(yīng):在一定條件下(如催化劑、加熱),苯能與氫氣等發(fā)生加成反應(yīng),生成環(huán)己烷。*氧化反應(yīng):苯能燃燒,火焰明亮并伴有濃煙,但苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色(這一點(diǎn)與烯烴、炔烴不同)。二、烴的衍生物烴分子中的氫原子被其他原子或原子團(tuán)所取代而生成的一系列化合物稱為烴的衍生物。決定有機(jī)化合物化學(xué)特性的原子或原子團(tuán)稱為官能團(tuán)。(一)鹵代烴鹵代烴是烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物,官能團(tuán)為鹵素原子(-X,X=Cl,Br,I)。鹵代烴的主要化學(xué)性質(zhì):*水解反應(yīng)(取代反應(yīng)):在氫氧化鈉水溶液中加熱,鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)生成醇。例如,溴乙烷水解生成乙醇。*消去反應(yīng):在氫氧化鈉醇溶液中加熱,鹵代烴分子中脫去一個(gè)鹵化氫分子,生成烯烴。例如,溴乙烷消去生成乙烯。消去反應(yīng)的發(fā)生需要滿足與鹵素原子相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子。(二)醇醇是分子中含有羥基(-OH)的有機(jī)物,羥基與鏈烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連。飽和一元醇的通式為C?H????OH(n≥1)。乙醇是最常見的醇。醇的主要化學(xué)性質(zhì):*與活潑金屬(如Na)反應(yīng):生成醇鈉和氫氣。例如,乙醇與鈉反應(yīng)生成乙醇鈉和氫氣。*消去反應(yīng):在濃硫酸作催化劑、加熱(170℃左右)的條件下,乙醇發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯。*取代反應(yīng):*與氫鹵酸反應(yīng):生成鹵代烴和水。例如,乙醇與HBr反應(yīng)生成溴乙烷。*分子間脫水:在濃硫酸作催化劑、加熱(140℃左右)的條件下,乙醇分子間脫水生成乙醚(取代反應(yīng))。*氧化反應(yīng):*燃燒:生成二氧化碳和水。*催化氧化:在銅或銀作催化劑、加熱條件下,伯醇(-OH在鏈端)氧化生成醛,仲醇(-OH在鏈中)氧化生成酮,叔醇一般不能被催化氧化。例如,乙醇催化氧化生成乙醛。*能被酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液氧化,溶液褪色。(三)酚酚是羥基直接連接在苯環(huán)上的化合物,最簡(jiǎn)單的酚是苯酚。苯酚的主要化學(xué)性質(zhì):*弱酸性:苯酚具有弱酸性,能與NaOH溶液反應(yīng)生成苯酚鈉和水,但酸性比碳酸弱,不能使紫色石蕊試液變紅。苯酚鈉溶液中通入CO?,可生成苯酚和碳酸氫鈉。*取代反應(yīng):苯酚與濃溴水在常溫下即可發(fā)生取代反應(yīng),生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,此反應(yīng)常用于苯酚的定性檢驗(yàn)和定量測(cè)定。*顯色反應(yīng):苯酚與FeCl?溶液作用顯紫色,這是酚類物質(zhì)的特征反應(yīng),可用于鑒別酚類。*氧化反應(yīng):苯酚在空氣中易被氧化而顯粉紅色。(四)醛和酮醛是分子中含有醛基(-CHO)的有機(jī)物,官能團(tuán)為醛基,可表示為R-CHO。最簡(jiǎn)單的醛是甲醛(HCHO),常見的還有乙醛(CH?CHO)。酮是分子中含有羰基(C=O)的有機(jī)物,官能團(tuán)為羰基,可表示為R-CO-R'。丙酮是最簡(jiǎn)單的酮。1.醛(以乙醛為例)的主要化學(xué)性質(zhì):*加成反應(yīng)(還原反應(yīng)):醛基中的碳氧雙鍵可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),生成醇。例如,乙醛與氫氣加成生成乙醇。*氧化反應(yīng):醛基具有較強(qiáng)的還原性,易被氧化。*銀鏡反應(yīng):乙醛與銀氨溶液(Tollens試劑)在水浴加熱條件下反應(yīng),生成光亮的銀鏡。此反應(yīng)可用于檢驗(yàn)醛基的存在。*與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)(Fehling試劑):乙醛與新制的氫氧化銅懸濁液在加熱條件下反應(yīng),生成磚紅色的氧化亞銅沉淀。此反應(yīng)也可用于檢驗(yàn)醛基的存在。*能被酸性高錳酸鉀溶液、酸性重鉻酸鉀溶液等強(qiáng)氧化劑氧化為羧酸。(五)羧酸羧酸是分子中含有羧基(-COOH)的有機(jī)物,官能團(tuán)為羧基,通式可表示為R-COOH。乙酸是最常見的羧酸。羧酸的主要化學(xué)性質(zhì):*酸性:羧酸具有酸性,其酸性比碳酸強(qiáng),能與活潑金屬、堿、堿性氧化物、碳酸鹽等反應(yīng)。例如,乙酸與NaOH反應(yīng)生成乙酸鈉和水,與Na?CO?反應(yīng)生成乙酸鈉、二氧化碳和水。*酯化反應(yīng):羧酸與醇在濃硫酸作催化劑、加熱的條件下發(fā)生反應(yīng),生成酯和水。例如,乙酸與乙醇反應(yīng)生成乙酸乙酯和水。酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),濃硫酸在反應(yīng)中起催化劑和吸水劑的作用。(六)酯酯是羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成的一類有機(jī)物,官能團(tuán)為酯基(-COO-),通式可表示為R-COO-R'。酯的主要化學(xué)性質(zhì):*水解反應(yīng):酯在酸或堿的催化作用下,可以發(fā)生水解反應(yīng)。*在酸性條件下水解:生成相應(yīng)的羧酸和醇,反應(yīng)可逆。*在堿性條件下水解(皂化反應(yīng)):生成相應(yīng)的羧酸鹽和醇,反應(yīng)不可逆,因?yàn)樯傻聂人猁}不再與醇反應(yīng)。例如,乙酸乙酯在NaOH溶液中水解生成乙酸鈉和乙醇。三、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型與有機(jī)合成初步(一)主要有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型除了上述各類有機(jī)物中涉及的取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)外,還有聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng))等。理解各類反應(yīng)的特點(diǎn)、反應(yīng)條件及反應(yīng)物和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征,是學(xué)好有機(jī)化學(xué)的關(guān)鍵。(二)有機(jī)合成的基本思路有機(jī)合成是利用簡(jiǎn)單、易得的原料,通過一系列有機(jī)化學(xué)反應(yīng),制備出具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)化合物的過程。其基本思路包括:1.目標(biāo)分子的碳骨架構(gòu)建:考慮如何增長(zhǎng)或縮短碳鏈,如何成環(huán)或開環(huán)。2.官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化:根據(jù)目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu),選擇合適的反應(yīng)引入所需的官能團(tuán),并注意官能團(tuán)之間的轉(zhuǎn)化順序和條件控制。3.反應(yīng)的選擇性與條件控制:選擇具有高選擇性的反應(yīng),避免副反應(yīng)的發(fā)生,并嚴(yán)格控制反應(yīng)條件。在有機(jī)合成中,常采用“逆合成分析法”,即從目標(biāo)分子出發(fā),逐步推出合成所需的前體分子,直至找到合適的起始原料。四、同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體是指分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物。同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)物種類繁多的重要原因之一。同分異構(gòu)體主要包括:*碳鏈異構(gòu):由于分子中碳原子的排列順序不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。*位置異構(gòu):由于官能團(tuán)在碳鏈上的位置不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。*官能團(tuán)異構(gòu):由于分子中官能團(tuán)的不同而產(chǎn)生的異構(gòu),也稱為類別異構(gòu)。例如,分子式為C?H?O的有機(jī)物,可以是乙醇(CH?CH?OH),也可以是二甲醚(CH?OCH?)。判斷和書寫同分異構(gòu)體時(shí),應(yīng)遵循一定

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