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第三章 有机化合物知识点
绝大多数含碳得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、烃得定义:仅含碳与氢两种元素得有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
2、甲烷、乙烯与苯得性质比较:
有机物
烷烃
烯烃
苯
通式
CnH2n+2
CnH2n
——
代表物
甲烷(CH4)
乙烯(C2H4)
苯(C6H6)
结构简式
CH4
CH2=CH2
或
(官能团)
结构特点
单键,链状,饱与烃
双键,链状,不饱与烃(证明:加成、加聚反应)
一种介于单键与双键之间得独特得键(证明:邻二位取代物只有一种),环状
空间结构
正四面体(证明:其二氯取代物只有一种结构)
六原子共平面
平面正六边形
物理性质
无色无味得气体,比空气轻,难溶于水
无色稍有气味得气体,比空气略轻,难溶于水
无色有特殊气味得液体,密度比水小,难溶于水
用途
优良燃料,化工原料
石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂
有机溶剂,化工原料
3、烃类有机物化学性质
有机物
主 要 化 学 性 质
甲烷
1、甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴得四氯化碳溶液褪色,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+2O2CO2+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+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl
注意事项:
①甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里得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,一氯甲烷就是气体,其她就是液体,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烷烃取代反应就是连锁反应,产物复杂,多种取代物同时存在。
4、高温分解:
乙烯
1.氧化反应
I.燃烧
C2H4+3O22CO2+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+Br2CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴得四氯化碳溶液褪色)
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+H2CH3CH3
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl(氯乙烷:一氯乙烷得简称)
CH2=CH2+H2OCH3CH2OH(工业制乙醇)
3.加聚反应 nCH2=CH2(聚乙烯)
注意:①乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴得四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃与烯烃,如鉴别甲烷与乙烯。②常用溴水或溴得四氯化碳溶液来除去烷烃中得烯烃,但就是不能用酸性KMnO4溶液,因为会有二氧化碳生成引入新得杂质。
苯
难氧化
易取代
难加成
1.不能使酸性高锰酸钾褪色,也不能就是溴水发生化学反应褪色,说明苯得化学性质比较稳定。但可以通过萃取作用使溴水颜色变浅,液体分层,上层呈橙红色。
2.氧化反应(燃烧)
2C6H6+15O212CO2+6H2O(现象:火焰明亮,伴有浓烟,说明含碳量高)
3.取代反应
(1)苯得溴代:
(只发生单取代反应,取代一个H)
①反应条件:液溴(纯溴);FeBr3、FeCl3或铁单质做催化剂
②反应物必须就是液溴,不能就是溴水。(溴水则萃取,不发生化学反应)
③溴苯就是一种 无 色 油 状液体,密度比水 大 , 难 溶于水
④溴苯中溶解了溴时显褐色,用氢氧化钠溶液除去溴,操作方法为分液。
(2)苯得硝化:
①反应条件:加热(水浴加热)、浓硫酸(作用:催化剂、吸水剂)
②浓硫酸与浓硝酸得混合:将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入浓硝酸中,边加边搅拌
③硝基苯就是一种 无 色 油 状液体,有 苦杏仁 气味, 有 毒,密度比水 大 ,难 溶于水。
④硝基苯中溶解了硝酸时显黄色,用氢氧化钠溶液除去硝酸,操作方法为分液。
(3)加成反应(苯具有不饱与性,在一定条件下能与氢气发生加成反应)
(一个苯环,加成消耗3个H2,生成环己烷)
4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。
概念
同系物
同分异构体
同素异形体
同位素
定义
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团得物质
分子式相同而结构式不同得化合物得互称
由同种元素组成得不同单质得互称
质子数相同而中子数不同得同一元素得不同原子得互称
分子式
不同
相同
元素符号表示相同,分子式可不同
——
结构
相似
不同
不同
——
研究对象
化合物(主要为有机物)
化合物(主要为有机物)
单质
原子
常考实例
①不同碳原子数烷烃
②CH3OH与C2H5OH
①正丁烷与异丁烷 ②正戊烷、异戊烷、新戊烷
①O2与O3
②红磷与白磷
③金刚石、石墨
①1H(H)与2H(D)
②35Cl与37Cl
③16O与18O
二、烃得衍生物
1、乙醇与乙酸得性质比较
代表物
乙醇
乙醛
乙酸
结构简式
CH3CH2OH或 C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
官能团
羟基:-OH
醛基:-CHO
羧基:-COOH
物理性质
无色、有特殊香味得液体,俗名酒精,与水互溶,易挥发
(非电解质)
有刺激性气味
有强烈刺激性气味得无色液体,俗称醋酸,易溶于水与乙醇,无水醋酸又称冰醋酸。
用途
作燃料、饮料、化工原料;质量分数为75%得乙醇溶液用于医疗消毒剂
——
有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,就是食醋得主要成分
2、乙醇与乙酸得主要化学性质
有机物
主 要 化 学 性 质
乙醇
1.与Na得反应(反应类型:取代反应或置换反应)
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑(现象:沉,不熔,表面有气泡)
乙醇与Na得反应(与水比较):①相同点:都生成氢气,反应都放热
②不同点:比钠与水得反应要缓慢
结论:①乙醇分子羟基中得氢原子没有水分子中得氢原子活泼;②1mol乙醇与足量Na反应产生0、5mol H2,证明乙醇分子中有一个氢原子与其她得氢原子不同;
③2 —HO~~~~H2,两个羟基对应一个H2;④单纯得—OH可与Na反应,但不能与NaHCO3发生反应。
2.氧化反应
(1)燃烧(淡蓝色火焰,放出大量得热)
CH3CH2OH+3O22CO2+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:红亮得铜丝在酒精灯上加热后变为 黑 色,将黑色得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)乙醇可以使紫红色得酸性高锰酸钾溶液褪色,与之相似得物质有 乙烯 ;
可以使 橙 色得重铬酸钾溶液变为 绿 色,该反应可用于检验酒后驾驶。
总结:燃烧反应时得断键位置: 全断
与钠反应时得断键位置: ①
在铜催化氧化时得断键位置: ①、③
(4)检验乙醇中就是否含有水,用无水硫酸铜;除去乙醇中得水得到无水乙醇,加生石灰,蒸馏。
乙酸
1、具有酸得通性:CH3COOHCH3COO-+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(变色就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-C2H5CH3COOC2H5+H2O
反应类型:酯化反应,属于取代反应;就是可逆反应
反应有一定限度,乙酸乙酯产率不可能达到100%
(1)试管a中药品加入顺序就是:
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中得液体发生暴沸,加热前应采取得措施就是:加碎瓷片(或沸石)
(3)实验中加热试管a得目得就是:①加快反应速率 ②蒸出乙酸乙酯,提高产率
(4)长导管得作用就是:导气,冷凝回流;不伸入饱与碳酸钠溶液中:防止倒吸
(5)试管b中加有饱与Na2CO3溶液,其作用就是(3点):
①中与乙酸,②溶解乙醇,③降低乙酸乙酯得溶解度,利于分层
(6)反应结束后,振荡试管b,静置。观察到得现象就是:饱与碳酸钠溶液上面有油状液滴生成,且能闻到香味。
三、烷烃
1、烷烃得概念: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,使每个碳原子得化合价都达到“饱与”得饱与链烃,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:随着碳原子数得递增,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:随着碳原子数得递增,密度逐渐增大,但都比水得密度小。
3、烷烃得化学性质
①一般比较稳定,在通常情况下跟酸、碱与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。
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