专题十二 有机物的组成结构和性质
【专题要点】
有机物的组成结构和性质是有机化学内容考查的重要部分。涉及烃类、卤代烃、醇、酚、
醛、羧酸、酯的组成、结构特点和性质, 从近两年课改区的高考试卷看,在填空题部分出现烃类知识点考察较多,多表现为结构及性质的考察尤以烯烃、芳香烃最甚。烃的衍生物多考察基本反应类型,典型有机反应,典型实验,相关物质的相互转化等,主要以合成与推断为主要考察形式。同时有机化合物组成和结构、碳的成键特征、官能团、异构现象、书写简单有机化合物的同分异构体、有机化合物的命名,这些点重现率很高,称为高考的重点。
【考纲要求】
1.了解有机化合物中碳的成键特征。了解有机化合物的同分异构现象。
2.了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质。
3.了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。
4.了解乙醇、乙酸的组成和主要性质及重要应用。
5.了解上述有机化合物所发生反应的类型。
6.了解糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质及重要应用。
【教法指引】
在复习过程中要学生打好基础,理清概念。更要明确有机化学中,结构特点性质,是学习的核心问题,抓住各类物质的结构特征给予正确解。
【知识网络】
一、有机化学基本概念
1、基和根的比较
(1) “基”指的是非电解质(如有机物)分子失去原子或原子团后残留的部分。
(2)“根”指的是电解质由于电子转移而解离成的部分。如:OH—、CH3+、NH4+等.
两者区别:基中含有孤电子,不显电性,不能单独稳定存在;根中一般不含孤电子,显电性,大多数在溶液中或熔化状态下能稳定存在。
2、官能团:决定有机物化学特性的原子或原子团。
3、表示有机物的化学式(以乙烯为例)
分子式C2H4 最简式(实验式)CH2
4、同系物与同分异构体
(1)同系物:结构相似,分子组成相差一个或多个“CH2”原子团的物质。它们的通式相同,官能团种类和数目相同。
(2)同分异构体:具有相同分子式和不同结构的化合物。
二、有机物的命名:
有机物的命名方法有习惯命名法(如正戊烷、异戊烷、新戊烷等)、系统命名法,有些有机物还有俗名(如:硬脂酸、安息香酸、葡萄糖、草酸等)
烷烃的系统命名
原则:(1)最长的碳键作主链(2)支链作取代基,取代基的位次最小
三、有机化学基本反应类型
(一)取代反应(不同于置换反应)
(二)加成反应(不同于化合反应)
(三)消去反应:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
(氢少失氢)
(四)酯化反应
(五)水解反应
(六)加聚反应:
四、烃的性质对比
(一)烷烃
1.结构:通式CH(n≥1),分子中全是单键,原子均饱和,其中碳氢键、碳碳键键能较大,因此烷烃的性质较稳定。
2.化学性质
(1)在光照条件下与卤素单质发生取代反应
如:CHCHCH+ClCHCHCHCl(1-氯丙烷)+CHCHClCH(2-氯丙烷)
(2)氧化反应(燃烧)
CH+O nCO+(n+1)HO
(二)烯烃
1.结构:通式CH(n≥2),存在不饱和碳原子,其中碳碳双键中有一个键很活泼容易断裂,因此烯烃的性质不稳定。
2.化学性质
(1)容易与H、Br、HO、HX等发生加成反应
CHCH=CH+BrCH—CHBr—CHBr
(2)容易发生氧化反应
燃烧:CH+O nCO+nHO
(三)苯及其同系物
1.结构:通式CH(n≥6),含有一个苯环,存在不饱和碳原子,但苯环是一个较稳定的结构,分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的特除的化学键。
2.化学性质
(1)易发生取代反应
在铁粉的催化下与液溴(不是溴水)发生取代反应;与浓硫酸和浓硝酸,60℃水浴,发生取代反应;与浓硫酸在加热的条件下发生取代反应。
(2)较难与H等发生加成反应
如:
(3)苯的同系物与酸性高锰酸钾溶液的反应
如:
五、烃的衍生物性质对比
1.脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2OH
C6H5CH2OH
官能团
-OH
-OH
-OH
结构特点
-OH与链烃基相连
-OH与芳烃侧链相连
-OH与苯环直接相连
主要化性
(1)与钠反应(2)取代反应(3)脱水反应(4)氧化反应(5)酯化反应
(1)弱酸性(2)取代反应(3)显色反应
特性
红热铜丝插入醇中有刺激性气味(生成醛或铜)
与FeCl3溶液显紫色
2.苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质比较、
类别
苯
甲苯
苯酚
结构简式
氧化反应
不被KMnO4溶液氧化
可被KMnO4溶液氧化
常温下在空气中被氧化呈红色
溴代反应
溴状态
液溴
液溴
溴水
条件
催化剂
催化剂
无催化剂
产物
C6H5Br
邻、间、对三种溴苯
三溴苯酚
结论
苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行
原因
酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得活泼、易被取代
3.醛、羰酸、酯(油脂)的综合比较?
通
式
醛
R—CHO
羰酸
R—COOH
酯
R—COOR'
油脂
化学
性质
①加氢
②银镜反应
③催化氧化成酸
①酸性
②酯化反应
③脱羰反应
酸性条件
水解
碱性条件
水解
氢化(硬化、还原)
代表物
甲醛、乙醛
甲酸 硬脂酸
乙酸 软脂酸
丙烯酸 油酸
硝酸乙酯
乙酸乙酯
硬脂酸甘油酯
油酸甘油酯
4.烃的羟基衍生物性质比较
?
物质
结构简式
羟基中氢原子活泼性
酸性
与钠反应
与NaOH的反应
与Na2CO3的反应
乙醇
苯酚
乙酸
CH3CH2OH
C6H5OH
CH3COOH
增
强
中性
能
不能
不能
比H2CO3弱
能
能
能
强于H2CO3
能
能
能
5.烃的羰基衍生物性质比较
物质
结构简式
羰基稳定性
与H2加成
其它性质
乙醛
CH3CHO
不稳定
容易
醛基中C-H键易被氧化(成酸)
乙酸
CH3COOH
稳定
不易
羧基中C-O键易断裂(酯化)
乙酸乙酯
CH3COOCH2CH3
稳定
不易
酯链中C-O键易断裂(水解)
6.酯化反应与中和反应的比较?
?
酯化反应
中和反应
反应的过程
酸脱-OH醇去-H结合生成水
酸中H+与碱中OH—结合生成水
反应的实质
分子间反应
离子反应
反应的速率
缓慢
迅速
反应的程序
可逆反应
可进行彻底的反应
是否需要催化剂
需浓硫酸催化
不需要催化剂
六、有机物燃烧规律
1.烃的燃烧规律
用CxHy表示烃的通式,则烃的燃烧反应方程式:
⑴反应前后气体体积的变化(△V):
如果反应前后的温度和压强相同且温度高于100℃,水以气体存在,则
①当△V=O时,时,y=4,即满足CxH4通式的烃在燃烧前后体积不变,如CH4、C2H4、C3H4等。
②当△V>0时,即氢原子数少于4个的烃,完全燃烧后体积减少(只有C2H2)
③当△V<0时,,即氢原子数多于4个的烃,完全燃烧后体积增大,如C2H6、C3H6、C3H8;等。
2.烃的含氧衍生物的燃烧规律
3.烃及烃的含氧衍生物完全燃烧耗氧量规律
若烃的分子组成为CxHy,而烃的含氧衍生物的分子组成可以改写成CxHy(H2O)m或CxHy(CO2)m形式,则等物质的量的烃及烃的含氧衍生物完全燃烧所需氧气的量相等;或在物质的量不变的情况下,满足上述各种组成的烃或烃的含氧衍生物无论按何种比例混合,完全燃烧时所需氧气的量相等。
七、有机化合物的空间结构
“基”的空间结构是构成有机化合物空间结构的基本要素,不同的“基”相互连接形成了空间各异的有机物。掌握这些“基”的结构,对了解有机化合物空间结构,培养学生空间想象能力具有指导意义。常见部分“基”的空间结构如下:
八、 有机物分子式和结构式的确定
常规思路::
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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