高中化學(xué)有機(jī)反應(yīng)總結(jié)
1、取代反應(yīng):有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所取代的反應(yīng)。
⑴硝化反應(yīng):苯分子里的氫原子被NO2所取代的反應(yīng)。
⑵磺化反應(yīng):苯分子里的氫原子被硫酸分子里的磺酸基(SO3H)所取代的反應(yīng)。
⑶酯化反應(yīng):酸和醇起作用生成酯和水的反應(yīng)。
⑷水解反應(yīng):一般指有機(jī)化合物在一定條件下跟水作用生成兩種或多種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。(其中皂化反應(yīng)也屬于水解反應(yīng)。皂化反應(yīng):油脂在有堿存在的條件下水解,生成高級(jí)脂肪酸鈉和甘油的反應(yīng)。)水解反應(yīng)包括鹵代烴水解、酯水解、糖水解、|白質(zhì)水解。另:縮聚反應(yīng)也屬于取代反應(yīng)。
2、加成反應(yīng):有機(jī)物分子中雙鍵(叁鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團(tuán)所直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。
⑴油脂的氫化反應(yīng)屬于加成反應(yīng)。油脂的氫化:液態(tài)油在催化劑(如Ni)存在并加熱、加壓的條件下,跟氫氣起加成反應(yīng),提高油脂的飽和度的反應(yīng),也叫油脂的硬化。
⑵水化反應(yīng):在有機(jī)化學(xué)中指分子中不飽和鍵(雙鍵或叁鍵)或羰基在催化劑存在或不存在下和水分子化合的反應(yīng)。
3、消去反應(yīng):有機(jī)化合物在一定條件下,從一個(gè)分子中脫去一個(gè)小分子(如H2O、HBr等),而生成不飽和(含雙鍵和叁鍵)化合物的反應(yīng)。4、聚合反應(yīng):由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量較大的高分子化合物的反應(yīng)。⑴加聚反應(yīng):由不飽和的相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量較大的高分子化合物的反應(yīng)。這樣的聚合反應(yīng)同時(shí)也是加成反應(yīng),所以叫加聚反應(yīng)。
⑵縮聚反應(yīng):由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量較大的高分子化合物,同時(shí)生成小分子(如H2O、NH3、HX等分子)的反應(yīng)。
5、氧化反應(yīng):在有機(jī)反應(yīng)中,通常把有機(jī)物分子中加入氧原子或失去氫原子的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)。
6、還原反應(yīng):在有機(jī)反應(yīng)中,通常把有機(jī)物分子中加入氫原子或失去氧原子的反應(yīng)叫氧化反應(yīng)。
7、變性:蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響,改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作用。
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《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》總復(fù)習(xí)
《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》主要突出了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一主線。第一章以烴為載體,認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),初步體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系;第二章以烴的衍生物為載體,著重分析官能團(tuán)與性質(zhì)的關(guān)系,進(jìn)一步體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì);第三章是前兩章知識(shí)的綜合運(yùn)用,介紹合成有機(jī)化合物的基本思路和方法。【知識(shí)總結(jié)】
一、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、有機(jī)化合物分類
2、有機(jī)化合物的命名
烷烴的命名是其它有機(jī)物命名的基礎(chǔ),主要包括選主鏈、編號(hào)、定取代基位置,為正確命名,必須做到以下三點(diǎn):(1)牢記“長、多、近、小”;
①主鏈要長:最長碳鏈作主鏈,主鏈碳數(shù)稱某烷。
②支鏈數(shù)目要多:兩鏈等長時(shí),則選擇連接支鏈數(shù)目多者為主鏈。③起點(diǎn)碳離支鏈要近:支鏈近端為起點(diǎn),依次編號(hào)定支鏈。
④支鏈位置序號(hào)之和要小:主鏈上有多個(gè)取代基時(shí),按取代基所在位置序號(hào)之和較小給取代基定位。
(2)牢記五個(gè)“必須”;
①注明取代基的位置時(shí),必須用阿拉伯?dāng)?shù)字2、3、4表示。②相同取代基合并后的總數(shù),必須用漢字二、三、四表示。③名稱中的阿拉伯?dāng)?shù)字2、3、4相鄰時(shí),必須用逗號(hào)“,”隔開。④名稱中凡阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字相鄰時(shí),都必須用短線“”隔開。
⑤如果有不同的取代基,不管取代基的位次大小如何,都必須把簡(jiǎn)單的寫在前面,復(fù)雜的寫在后面。
為便于記憶,可編成如下順口溜:
定主鏈,稱某烷,作母體;選起點(diǎn),編號(hào)數(shù),定支位;支名前、母名后;支名同,要合并;支名異,簡(jiǎn)在前;支鏈名,位次號(hào),短線“”隔。(3)寫法:取代基位置→取代基數(shù)目→取代基名稱→烴名稱。以2,3二甲基己烷為例,對(duì)一般有機(jī)物的命名可分析如下圖:
其它烴或烴的衍生物命名時(shí),需考慮官能團(tuán),選主鏈時(shí)應(yīng)是含官能團(tuán)在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈,編號(hào)時(shí)應(yīng)是離官能團(tuán)最近的一端編號(hào),命名時(shí)應(yīng)標(biāo)出官能團(tuán)的位置。3、有機(jī)物中碳原子的成鍵形式
有機(jī)化合物中碳原子形成的都是共價(jià)鍵,根據(jù)碳原子形成的共同電子對(duì)數(shù)可分為單鍵、雙鍵和叁鍵。根據(jù)形成鍵雙方是否為同種元素的原子又分子極性鍵和非極性鍵。
4、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象:
碳原子成鍵方式的多樣性導(dǎo)致了有機(jī)化合物中普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。
5、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系(1)官能團(tuán)決定有機(jī)化合物的性質(zhì)
烯烴中的、炔烴中的-C≡C-、鹵代烴中的-X、醇中的-OH、醛中的、
酮中的、羧酸中的決定了它們具有各自不同的化學(xué)性質(zhì)。
(2)不同基團(tuán)的相互影響,也會(huì)引起有機(jī)化合物的性質(zhì)變化。
苯與苯的同系物性質(zhì)不同,就是支鏈對(duì)苯環(huán)的影響。醇、酚中都有-OH,但連接-OH的烴基不同,決定二者的化學(xué)性質(zhì)有較大差別。二、烴
1、烴的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)(烴的分類,通式,性質(zhì)及典型代表物)
2、各種烴的化學(xué)性質(zhì)的對(duì)比
三、烴的衍生物烴的衍生物的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
(一)醇與酚性質(zhì)的對(duì)比
醇與酚所含的官能團(tuán)都為-OH,但醇所連的烴基為鏈烴基,酚連的為苯環(huán),決定二者化學(xué)性質(zhì)有不同之處。1、羥基中O-H鍵斷裂
醇和酚都能與金屬鈉反應(yīng)放出H2,但由于苯環(huán)的存在,使苯酚中O-H鍵易斷裂,呈現(xiàn)
弱酸性,與NaOH能反應(yīng)生成,醇與NaOH不反應(yīng)。
由于苯環(huán)的存在,C-O鍵不易斷裂,酚對(duì)外不提供-OH,但醇中的-OH能參與反應(yīng),醇能發(fā)生消去反應(yīng),酚不發(fā)生消去反應(yīng)。
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
醇中的-OH可被-X取代,酚不發(fā)生。CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
2、酚羥基對(duì)苯環(huán)C原子的影響
由于酚羥基的存在,使苯環(huán)鄰位、對(duì)位碳上的氫變得活潑,易發(fā)生取代反應(yīng)。
苯酚與甲醛可發(fā)生縮聚反應(yīng)
(二)醛和酮性質(zhì)的比較
1、醛、酮中的加成
2、醛的氧化反應(yīng)
醛中的與酮的稍有不同,易被氧化為,酮不容易被氧化。
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
單糖中的葡萄糖也可發(fā)生上述兩個(gè)反應(yīng),利用與新制Cu(OH)2的反應(yīng)可檢驗(yàn)是否患糖尿病,與銀氨溶液反應(yīng)制銀鏡。(三)羧酸和酯的性質(zhì)比較
羧酸的官能團(tuán)為酯水解能生成羧酸。
,酯的官能團(tuán)為。二者的關(guān)系為:羧酸酯化能產(chǎn)生酯,
1、羧酸和酯的相互轉(zhuǎn)化
羧酸的酯化:酯的水解生成羧酸:
(1)酸性條件下的水解:CH3COOCH2CH3+H2O
CH3COOH+CH3CH2OH
(2)堿性條件下的水解:CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH
酯在堿性條件下水解較為徹底,工業(yè)生產(chǎn)就是利用油脂堿性條件下水解生成肥皂(高級(jí)脂肪酸的鈉鹽),該反應(yīng)稱為皂化反應(yīng):
酯還可以發(fā)生醇解(酯交換):
2、羧酸有別于酯的其它性質(zhì)(1)酸性:
2RCOOH+Na2CO3→2RCOONa+H2O+CO2↑(2)α-H的取代
3、氨基酸的兩性(1)酸性
(2)堿性
氨基酸的兩性決定了蛋白質(zhì)的兩性(3)脫水縮合形成肽鍵
也可發(fā)生縮聚反應(yīng)形成高聚物
氨基酸縮合形成多肽,進(jìn)一步形成蛋白質(zhì)四、有機(jī)合成及其應(yīng)用合成高分子化合物
1、有機(jī)化合物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定
2、有機(jī)化合物合成的思路及合成路線(1)構(gòu)建碳骨架
原料分子通過碳骨架上增長和或減短碳鏈、成環(huán)或開環(huán)等合成所需的有機(jī)化合物。(2)官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化
主要通過取代反應(yīng)、消去反應(yīng)、加成反應(yīng)或氧化還原反來實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化。(3)有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)的一般程序
3、合成高分子化合物
(1)合成高分子化合物的反應(yīng)類型對(duì)比。
加聚反應(yīng)只生成高聚物,是通過加成聚合的方式得到;縮聚反應(yīng)是脫去小分子而生成高聚物,生成高聚物的同時(shí)有小分子物質(zhì)生成。
(2)高分子材料
常見的高分子材料有塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、黏合劑及密封材料。還有很多功能高分子材料,注意掌握依據(jù)高聚物判斷單體的方法。【例題分析】
例1、已知乙醇可以和氯化鈣反應(yīng)生成微溶于水的CaCl26C2H5OH。有關(guān)的有機(jī)試劑的沸點(diǎn)如下:CH3COOC2H5為77.1℃;C2H5OH為78.3℃;C2H5OC2H5(乙醚)為34.5℃;CH3COOH為118℃。實(shí)驗(yàn)室合成乙酸乙酯粗產(chǎn)品的步驟如下:在蒸餾燒瓶內(nèi)將過量的乙醇與少量濃硫酸混合,然后經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸,邊加熱蒸餾。由上面的實(shí)驗(yàn)可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品。
(1)反應(yīng)中加入的乙醇是過量的,其目的是。(2)邊滴加醋酸,邊加熱蒸餾的目的是。粗產(chǎn)品再經(jīng)下列步驟精制:
(3)為除去其中的醋酸,可向產(chǎn)品中加入(填字母)。A、無水乙醇B、碳酸鈉粉末C、無水醋酸鈉
(4)再向其中加入飽和氯化鈣溶液,振蕩分離,其目的是。(5)然后再向其中加入無水硫酸鈉,振蕩,其目的是。
最后,將經(jīng)過上述處理的液體加入另一干燥的蒸餾瓶內(nèi),再蒸餾,棄去低沸點(diǎn)餾分,收集沸點(diǎn)在76℃~78℃之間的餾分即得純凈的乙酸乙酯。
解析:醇跟酸發(fā)生酯化反應(yīng)是可逆的,生成的酯發(fā)生水解生成醇和酸。為了使反應(yīng)不斷地向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行,采取了使用過量乙醇和不斷蒸出乙酸乙酯的措施。由于反應(yīng)物和生成物的沸點(diǎn)比較接近,在蒸餾時(shí)可帶出其他化合物,得到的乙酸乙酯含有各種其他物質(zhì),因此需要精制。精制過程中選用的各種物質(zhì)及操作應(yīng)考慮要除去的CH3COOH、CH3CH2OH和H2O。
答案:(1)增大反應(yīng)物乙醇的濃度,有利于反應(yīng)向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行。(2)增加醋酸濃度,減小生成物乙酸乙酯的濃度有利于酯化反應(yīng)向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行。(3)B。(4)除去粗產(chǎn)品中的乙醇。(5)除去粗產(chǎn)品中的水。
例2、某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下3個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,用以檢驗(yàn)淀粉的水解程度。甲方案:淀粉液結(jié)論:淀粉尚未水解
水解液
中和液
溶液變藍(lán)
乙方案:淀粉液結(jié)論:淀粉尚未水解
水解液無銀鏡現(xiàn)象
丙方案:淀粉液結(jié)論:淀粉水解完全
水解液中和液
上述三方案操作是否正確?說明理由。上述三方案結(jié)論是否正確?說明理由。解析:甲方案操作正確,但結(jié)論錯(cuò)誤。這是因?yàn)楫?dāng)用稀堿中和水解液中H2SO4后,加碘水溶液變藍(lán)色有兩種情況:①淀粉完全沒有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的結(jié)論。
乙方案操作錯(cuò)誤,結(jié)論亦錯(cuò)誤。淀粉水解完全后應(yīng)用稀堿中和淀粉溶液中的H2SO4,然后再作銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。本方案中無銀鏡現(xiàn)象出現(xiàn)可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解。丙方案結(jié)論正確,操作亦正確。
例3、近年來,乳酸成為人們的研究熱點(diǎn)之一。乳酸可以用化學(xué)方法合成,
也可以由淀粉通過生物發(fā)酵法制備。利用乳酸聚合而成的高分子材料具有生物兼容性,而且在哺乳動(dòng)物體內(nèi)或自然環(huán)境中,都可以最終降解成為二氧化碳和水。乳酸還有許多其它用途。
(1)在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),人體如果由ATP正常提供的能量不足,一般動(dòng)用在(填“有氧”或“無氧”)情況下提供能量,產(chǎn)生,使人有肌肉酸軟無力的感覺,但稍加休息便會(huì)消失。
(2)乳酸可以與精制鐵粉制備一種藥物,反應(yīng)式為:2CH3CH(OH)COOH+Fe→2[CH3CH(OH)COO]2Fe+H2↑
反應(yīng)式中,氧化劑是,還原劑是,產(chǎn)物乳酸亞鐵可以治療的疾病是。
(3)用乳酸聚合的纖維非常合適于做手術(shù)縫合線,尤其是做人體內(nèi)部器官的手術(shù)時(shí)。試分析其中的原因。
(4)利用乳酸合成高分子材料,對(duì)于環(huán)境有什么重要的意義?試從生物學(xué)物質(zhì)循環(huán)的角度解釋:。
解析:本題是化學(xué)與生物的綜合,要充分利用題給信息,結(jié)合學(xué)過的知識(shí)講行思考,問題會(huì)迎刃而解。
答案:(1)肝糖元、無氧、乳酸。
(2)乳酸[或CH3CH(OH)COOH]、鐵(或Fe)、缺鐵性貧血。
(3)聚乳酸本身對(duì)人體無毒,在體內(nèi)可以水解成乳酸,最后降解成二氧化碳和水,通過人體的呼吸和排泄系統(tǒng)而被自動(dòng)排出體外。故不需要二次開刀拆線,使其作為人體內(nèi)部器官的手術(shù)縫合線具有獨(dú)一無二的優(yōu)越性。(4)淀粉通過植物的光合作用由二氧化碳和水合成,再經(jīng)生物發(fā)酵生成乳酸,因乳酸的生成來自天然,用乳酸合成的高分子材料又可以最終降解成為二氧化碳
和水,回歸自然?梢姡廴樗嶙鳛楦叻肿硬牧系睦,是人類在巧妙地利用自然界實(shí)現(xiàn)自然界碳和水的循環(huán)。因此,對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有特別重要的意義。
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