第三章有机化合物知识点
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物等少数化合物,它们属于无机化合物。
一、烃
1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
2、甲烷、乙烯和苯的性质比较:
甲烷1、甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色,
与强酸、强碱也不反应,性质比较稳定。
2、氧化反应(燃烧)注:可燃性气体点燃之前一定要验纯
CH4+2O2??→
?点燃CO2+2H2O(淡蓝色火焰)
3、取代反应(条件:光;气态卤素单质;以下四反应同时进行,
产物有5种)CH4+Cl2?→
?光CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2?→
?光CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2?→
?光CHCl3+HCl CHCl3+Cl2?→
?光CCl4+HCl 注意:
①甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里的四个氢原子逐
步被氯原子取代;
②反应能生成五种产物,四种有机取代产物都不溶于水,常温下,一氯甲烷是气体,其他是液体,三氯甲烷称氯仿,四氯甲烷可作灭火剂;产物中HCl气体产量最多;
③取代关系:1H~Cl2;
④烷烃取代反应是连锁反应,产物复杂,多种取代物同时存在。
4、高温分解:
2
1000
4
2H
C
CH C+
?
?→
?
乙烯1.氧化反应
I.燃烧
C2H4+3O2??→
?点燃2CO2+2H2O(火焰明亮,伴有黑烟)II.能被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,使酸性KMnO4溶液褪色。2.加成反应
CH2=CH2+Br2?→
?CH2Br-CH2Br
(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)
在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应
CH2=CH2+H2催化剂
△
CH3CH3
CH2=CH2+HCl
催化剂
△
CH3CH2Cl(氯乙烷:一氯乙烷的简称)
CH2=CH2+H2O
高温高压
催化剂CH
3
CH2OH(工业制乙醇)
3.加聚反应nCH2=CH2催化剂
△
(聚乙烯)
(溴苯)+ Br 2
FeBr 3
+HBr
(只发生单取代反应,取代一个+ HO -NO 2
浓H 2SO 455℃~60℃
-NO 2
+ H 2O
+ 3H2 Ni
(一个苯环,加成消耗
4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。
二、烃的衍生物
1、乙醇和乙酸的性质比较
CH3CH2OH+3O2??→
?点燃2CO2+3H2O
可作燃料,乙醇汽油
(2)在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(总反应)
现象:红亮的铜丝在酒精灯上加热后变为黑色,将黑色的氧化铜伸入乙醇中又变为红色;并且可以闻到有刺激
性气味气体产生(乙醛)
①反应断键情况:
②Cu或Ag,作催化剂,反应前后质量保持不变。
(3)乙醇可以使紫红色的酸性高锰酸钾溶液褪色。
可以使橙色的重铬酸钾溶液变为绿色,可用于检验酒驾。总结:燃烧反应时的断键位置:全断
与钠反应时的断键位置:①
在铜催化氧化时的断键位置:①、③
(4)检验乙醇中是否含有水,用无水硫酸铜;
(5)除去乙醇中的水得到无水乙醇,加生石灰,蒸馏。
乙酸1.具有酸的通性:
CH3COOH CH3COO-+H+(一元弱酸)
①可使酸碱指示剂变色,如使紫色石蕊试液变红
(变色是反应生成了有色物质);
②与活泼金属(金属性H之前)、碱(Cu(OH)2)、
弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3
③酸性比较:CH3COOH > H2CO3
2CH3COOH+CaCO3―→2(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
(强酸制弱酸)
2.酯化反应(实质:酸去羟基,醇去氢——同位素标记法)
CH3COOH+HO-C2H5 CH3COOC2H5+H2O
反应类型:酯化反应,属于取代反应;
是可逆反应,反应有一定限
度,乙酸乙酯产率不可能达到
100%
(1)试管a中药品加入顺序是:
乙醇3 mL、浓硫酸(催化剂、吸水剂)、乙酸各2 mL
(2)为了防止试管a中的液体发生暴沸,加热前应采取的措施是:
加碎瓷片(或沸石)
(3)实验中加热试管a的目的是:①加快反应速率
②蒸出乙酸乙酯,提高产率
(4)长导管的作用是:导气,冷凝回流;
不伸入饱和碳酸钠溶液中:防止倒吸
(5)试管b中加有饱和Na2CO3溶液,其作用是(3点):
①中和乙酸,
②溶解乙醇,
③降低乙酸乙酯的溶解度,利于分层
(6)反应结束后,振荡试管b,静置。
观察到的现象是:饱和碳酸钠溶液上面有油状液滴生成,
且能闻到香味。
三、烷烃
1、烷烃的概念:碳原子间都以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,使每个
碳原子的化合价都达到“饱和”的饱和链烃,或称烷烃。呈锯齿状。
2、烷烃物理性质:
状态:一般情况下,1-4个碳原子烷烃为气态,5-16个碳原子为液态,
16个碳原子以上为固态。
溶解性:烷烃都难溶于水,易溶于有机溶剂。
熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐逐渐升高;
相同碳原子数时,支链越多,熔沸点越低。
密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐增大,但都比水的密度小。
3、烷烃的化学性质
①一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都不反应。
②氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧;
③取代反应(烷烃特征反应):在光照条件下能跟卤素发生取代反应。
小知识点汇总
1.需水浴加热的反应有:
(1)、银镜反应(2)、乙酸乙酯的水解
(3)苯的硝化(4)糖的水解
(5)固体溶解度的测定
凡是在不高于100℃的条件下反应,均可用水浴加热,其优点:控制反应温度、受热均匀2.需用温度计的实验有:
(1)、实验室制乙烯(170℃)
(2)、蒸馏
(3)、固体溶解度的测定
(4)、乙酸乙酯的水解(70-80℃)
(5)、中和热的测定
(6)、制硝基苯(50-60℃)
〔说明〕:(1)凡需要准确控制温度者均需用温度计。(2)注意温度计水银球的位置。3.能与Na反应的有机物有:醇、酚、羧酸等——所有含羟基的化合物。
4.能发生银镜反应的物质有:醛、葡萄糖—所有含醛基的物质。
5.能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有:
(1)含有碳碳双键、碳碳叁键的烃、苯的同系物(苯不能使酸性KMnO4褪色,而苯的同系物可以)
(2)含有羟基的化合物如醇和酚类物质(-OH先被氧化为-CHO,因为酸性KMnO4 是强氧化剂,所以-CHO会进一步被氧化为-COOH)
(3)含有醛基的化合物(-CHO被氧化为-COOH)
(4)具有还原性的无机物(如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等)
6.能使溴水褪色的物质有:
(1)含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物(加成)
(2)苯酚等酚类物质(取代)【见选修5】
(3)含醛基物质(氧化)【见选修5】
(4)碱性物质(如NaOH、Na2CO3)(氧化还原――歧化反应)
(5)较强的无机还原剂(如SO2、KI、FeSO4等)(氧化)
(6)有机溶剂(如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等,属于萃取,使水层褪色而有机层呈橙红色。)
7.密度比水大的液体有机物有:溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。
8、密度比水小的液体有机物有:烃、大多数酯、一氯烷烃。
9.能发生水解反应的物质有
卤代烃(选修5会学)、酯(油脂)、二糖、多糖、蛋白质(肽)。
10.不溶于水的有机物有:
烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素
11.常温下为气体的有机物有:
分子中含有碳原子数小于或等于4的烃(新戊烷例外)、一氯甲烷、甲醛。
(新戊烷虽然是5个碳原子的烃,但它是气体,因为支链多,沸点很低,故在常温下是气态)
12.浓硫酸、加热条件下发生的反应有:
苯及苯的同系物的硝化、醇的脱水反应、酯化反应
13.能被氧化的物质有:
含有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物(KMnO4)、苯的同系物、醇、醛、酚。
大多数有机物都可以燃烧,燃烧都是被氧气氧化。
14.显酸性的有机物有:含有酚羟基和羧基的化合物。
15.能使蛋白质变性的物质有:强酸、强碱、重金属盐、强氧化剂(双氧水)、有机物(甲醛、苯酚、酒精、碘酒、三氯乙酸等)。
16.既能与酸又能与碱反应的有机物:具有酸、碱双官能团的有机物(氨基酸、蛋白质等)
17.能与NaOH溶液发生反应的有机物:
(1)羧酸
(2)酯:(水解,不加热反应慢,加热反应快):
(3)蛋白质(水解)
18、有明显颜色变化的有机反应:
1.KMnO4酸性溶液的褪色;
2.溴水的褪色;
3.淀粉遇碘单质变蓝色。
4.蛋白质遇浓硝酸呈黄色(颜色反应)
有机物性质汇总
一、物理性质
甲烷:无色无味难溶
乙烯:无色稍有气味难溶
乙炔:无色无味微溶(电石生成:含H2S、PH3 特殊难闻的臭味)
苯:无色有特殊气味液体难溶有毒
乙醇:无色有特殊香味混溶易挥发
乙酸:无色刺激性气味易溶能挥发
二、实验室制法
乙烯:
注意:V酒精:V浓硫酸=1:3(被脱水,混合液呈棕色)
排水法收集乙烯(同Cl2、HCl);
控温170℃(140℃:会反应生成乙醚) 碱石灰除杂SO 2、CO 2 碎瓷片:防止爆沸 乙炔:CaC 2 + 2H 2O → ↑ + Ca(OH)2
注:排水法收集乙烯 不能用启普发生器
导管口放棉花:防止微溶的Ca(OH)2泡沫堵塞导管(高一同学对乙炔可以先了解下)
乙醇:CH 2=CH 2 + H 2O CH 3CH 2OH 三、燃烧现象
烷:火焰呈淡蓝色 不明亮 烯:火焰明亮 有黑烟
炔:火焰明亮 有浓烈黑烟(纯氧中3000℃以上:氧炔焰) 苯:火焰明亮 大量黑烟(同炔) 醇:火焰呈淡蓝色 放大量热 四、通式
⑴ C n H 2n +2:只能是烷烃,而且只有碳链异构。如CH 3(CH 2)3CH 3、
CH 3CH(CH 3)CH 2CH 3、C(CH 3)4
⑵ C n H 2n :单烯烃、环烷烃。如CH 2=CHCH 2CH 3、
CH 3CH=CHCH 3、CH 2=C(CH 3)2、 、 ⑶ C n H 2n -2:炔烃、二烯烃。如:CH≡CCH 2CH 3、CH 3C≡CCH 3、CH 2=CHCH=CH 2
⑷ C n H 2n -6:芳香烃(苯及其同系物)。如:
、 、
⑸ C n H 2n +2O :饱和脂肪醇、醚。如:CH 3CH 2CH 2OH 、CH 3CH(OH)CH 3、CH 3OCH 2CH-3
CH 2—CH 2
CH 2—CH 2
CH 2
CH 2—CH —CH 3 —CH 3
—CH 3
—CH
3 CH 3
—CH 3 CH 3—
⑹ C n H 2n O :醛、酮、环醚、环醇、烯基醇。如:CH 3CH 2CHO 、CH 3COCH 3、
CH 2=CHCH 2OH 、
、 、
⑺ C n H 2n O 2:羧酸、酯、羟醛、羟基酮。如:CH 3CH 2COOH 、CH 3COOCH 3、
HCOOCH 2CH 3、HOCH 2CH 2CHO 、CH 3CH(OH)CHO 、CH 3COCH 2OH
⑻ C n H 2n +1NO 2:硝基烷、氨基酸。如:CH 3CH 2NO 2、H 2NCH 2COOH ⑼ C n (H 2O)m :糖类。如:
C 6H 12O 6:CH 2OH(CHOH)4CHO (葡萄糖),CH 2OH(CHOH)3COCH 2OH (果糖) C 12H 22O 11:蔗糖、麦芽糖。 五、其他知识点
1、天干命名:甲乙丙丁戊己庚辛壬癸
2、燃烧公式:CxHy + (x+y/4)O 2 →(点燃)→ x CO 2 + y/2 H 2O
CxHyOz + (x+y/4-z/2)O 2 →(点燃)→ x CO 2 + y/2 H 2O
3、工业制烯烃:【裂解】(不是裂化)
4、医用酒精:75%; 工业酒精:95%(含甲醇有毒); 无水酒精:99%
5、甘油:丙三醇
6、乙酸酸性介于HCl 和H 2CO 3之间 食醋:含有3%~5%乙酸 冰醋酸:纯乙酸【纯净物】
7、烷基不属于官能团
六、有机物的物理性质 1、状态:
O
CH 2—CH —CH 3
CH 2—CH 2 O CH 2
CH 2 CH 2—CH —OH
固态:饱和高级脂肪酸、脂肪、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、维生素、醋酸(16.6℃以下);
气态:C4以下的烷、烯、炔烃、甲醛、一氯甲烷、新戊烷;
液态:乙酸乙酯、油酸;石油、乙二醇、丙三醇。
2、气味:
无味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);
稍有气味:乙烯;
特殊气味:甲醛、乙醛、甲酸和乙酸;
香味:乙醇、低级酯;
3、颜色:
白色:葡萄糖、多糖
黑色或深棕色:石油
4、密度:
比水轻:苯、液态烃、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油;
比水重:溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4。
5、挥发性:
乙醇、乙醛、乙酸。
6、水溶性:
不溶:高级脂肪酸、酯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、石油、CCl4;
易溶:甲醛、乙酸、乙二醇;
与水混溶:乙醇、甲酸、丙三醇。