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高考化学必备有机化学知识点总结高考化学必备有机化学知识点总结 高考化学必备有机化学知识点总结 江西临川教育集团化学备课组 一、有机物的结构与性质 1、官能团的定义:决定有机化合物主要化学性质的原子、原子团或化学键。 (1)烷烃 A) 官能团:无 ;通式:CnH2n+2;代表物:CH4 B) 结构特点:键角为109?28，空间正四面体分子。烷烃分子中的每个C原子的四个价键也都如此。 C) 化学性质: ?取代反应(与卤素单质、在光照条件下) CH4 + Cl2 ?燃烧 ?热裂解 (2)烯烃: ;通式:CnH2n(n?2);代表物:H2C=CH2 A) 官能团:B) 结构特点:键角为120?。双键碳原子与其所连接的四个原子共平面。 C) 化学性质: ?加成反应(与X2、H2、HX、H2O等) CH2=CH2 + Br2CH2=CH2 + HXCCl4 催化剂 BrCH2CH2Br CH3CH2X 催化剂 CH2CH2n CH2=CH2 + H2O催化剂 加热、加压 原子:X 官能团 原子团(基):OH、CHO(醛基)、COOH(羧基)、C6H5 等 化学键:C=C 、 C ? C 2、常见的各类有机物的官能团，结构特点及主要化学性质 光 光 CH3Cl + HCl ，CHCH2Cl2 + HCl ，。 3Cl + Cl2点燃 CO2 + 2H2O C + 2H2 CH4 + 2O2CH4 高温 隔绝空气 CH3CH2OH ?加聚反应(与自身、其他烯烃) nCH2=CH2 ?燃烧 CH2=CH2 + 3O2 (3)炔烃: 点燃 2CO2 + 2H2O A) 官能团:C?C ;通式:CnH2n2(n?2);代表物:HC?CH B) 结构特点:碳碳叁键与单键间的键角为180?。两个叁键碳原子与其所连接的两个原子在同一条直线上。 C) 化学性质:(略) (4)苯及苯的同系物: 第 1 页 共 8 页 A) 通式:CnH2n6(n?6) B)结构特点:苯分子中键角为 120?，平面正六边形结构，6个C原子和6个 H原子共平面。 C)化学性质: ?取代反应(与液溴、HNO3、H2SO4等) ?加成反应(与H2、 Cl2等) (5)醇类: A) 官能团:OH(醇羟基); 代表物: CH3CH 2OH 、HOCH2CH2OH B) 结构特点:羟基取代链烃分子(或脂环烃分子、苯环侧链上)的氢原子而得到的产物。结构与相应的烃类似。 C) 化学性质: ?羟基氢原子被活泼金属置换的反应 2CH3CH2OH + 2Na?跟氢卤酸的反应 ?催化氧化(H) 2CH3CH2OH + O22CH33 + O2 OH Cu或Ag 2CH3CHO + 2H2O ? Cu或Ag ? 2CH33 + 2H2O O HOCH3CH2OH + O2 Cu或Ag ? OHCCHO+ 2H2O 2CH3CH2ONa + H2? HOCH2CH2OH + 2NaCH3CH2OH + HBr ? CH3CH2Br + H2O NaOCH2CH2ONa + H2? + 3H2 Ni ? + 3Cl2 紫外线 + HNO3+ Br2 Fe或FeBr3Br + HBr ? 浓H2SO4 60? NO2 + H 2O (与官能团直接相连的碳原子称为 碳原子，与碳原子相邻的碳原子称为碳原子，依次类推。与碳原子、碳原子、相连的氢原子分别称为氢原子、氢原子、) 浓 H2SO4 ?酯化反应(跟羧酸或含氧无机酸) CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O ? (6)醛酮 A) 官能团: C (或CO) ;代表物:CH3CHO、HCHO 、 3CCH3 CH (或CHO)、CHB) 结构特点:醛基或羰基碳原子伸出的各键所成键角为120?，该碳原子跟其相连接的各原子在同一平面上。 C) 化学性质: ?加成反应(加氢、氢化或还原反应) CH3CHO + H2 催化剂 ? CH3CH2OH CH3CCH3 + H2 催化剂 ? CH33 第 2 页 共 8 页 ?氧化反应(醛的还原性) 2CH3CHO + 5O2点燃 催化剂 2CH3COOH 4CO2 + 4H2O 2CH3CHO + O2? CH3COONH4 + 2Ag? + 3NH3 + H2O (银镜反应) CH3CHO + 2Ag(NH3)2OHHCH + 4Ag(NH3)2OH CH3CHO + 2Cu(OH)2 (7)羧酸 ? ? (NH4)2CO3 + 4Ag? + 6NH3 + 2H2O CH3COOH + Cu2O? + H2O (费林反应) A) 官能团:COH (或COOH);代表物:CH3COOH B) 结构特点:羧基上碳原子伸出的三个键所成键角为 120?，该碳原子跟其相连接的各原子在同一平面上。 C) 化学性质: ?具有无机酸的通性 2CH3COOH + Na2CO32CH3COONa + H2O + CO2? 浓 H2SO4 ?酯化反应 CHCOOH + CHCHOH CH3COOCH2CH3 + H2O (酸脱羟基，醇脱氢) 332 ? (8)酯类 A) 官能团:OR (或COOR)(R为烃基); 代表物: CH3COOCH2CH3 B) 结构特点:成键情况与羧基碳原子类似 C) 化学性质: 水解反应(酸性或碱性条件下) 稀 H2SO CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH ? ? CH3COOCH2CH3 + NaOHCH3COONa + CH3CH2OH (9)氨基酸 2COOH A) 官能团:NH2、COOH ; 代表物: 2 B) 化学性质: 因为同时具有碱性基团NH2和酸性基团COOH，所以氨基酸具有酸性和碱性。 3、常见糖类、蛋白质和油脂的结构和性质 (1)单糖 A) 代表物:葡萄糖、果糖(C6H12O6) B) 结构特点:葡萄糖为多羟基醛、果糖为多羟基酮 C) 化学性质:?葡萄糖类似醛类，能发生银镜反应、费林反应等;?具有多元醇的化学性质。 (2)二糖 A) 代表物:蔗糖、麦芽糖(C12H22O11) B) 结构特点:蔗糖含有一个葡萄糖单元和一个果糖单元，没有醛基;麦芽糖含有两个葡萄糖单元，有醛基。 C) 化学性质: ?蔗糖没有还原性;麦芽糖有还原性。 ?水解反应 C12H22O11 + H2O 蔗糖 H+ H+ C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 C6H12O6 + C6H12O6 3 页页 麦芽糖葡萄糖 葡萄糖 第果糖 共 8 (3)多糖 A) 代表物:淀粉、纤维素 (C6H10O5)n B) 结构特点:由多个葡萄糖单元构成的天然高分子化合物。淀粉所含的葡萄糖单元比纤维素的少。 C) 化学性质: ?淀粉遇碘变蓝。 ?水解反应(最终产物均为葡萄糖) (4)蛋白质 A) 结构特点:由多种不同的氨基酸缩聚而成的高分子化合物。结构中含有羧基和氨基。 B) 化学性质: ?两性:分子中存在氨基和羧基，所以具有两性。 ?盐析:蛋白质溶液具有胶体的性质，加入铵盐或轻金属盐浓溶液能发生盐析。盐析是可逆的，采用多次盐析可分离和提纯蛋白质(胶体的性质) ?变性:蛋白质在热、酸、碱、重金属盐、酒精、甲醛、紫外线等作用下会发生性质改变而凝结，称为变性。变性是不可逆的，高温消毒、灭菌、重金属盐中毒都属变性。 ?颜色反应:蛋白质遇到浓硝酸时呈黄色。 ?灼烧产生烧焦羽毛气味。 ?在酸、碱或酶的作用下水解最终生成多种氨基酸。 (5)油脂 A)组成:油脂是高级脂肪酸和甘油生成的酯。常温下呈液态的称为油，呈固态的称为脂，统称油脂。天然油脂属于混合物，不属于高分子化合物。 B) 代表物: C17H332 C17H332 C17H352 C17H352 C油酸甘油酯:C 17 H 33 硬脂酸甘油酯: 17H35R12 R32 R表示饱和或不饱和链烃基。R1、R2、R3可相同也可不同，相同时为单甘油酯，不同时为混甘油酯。 D) 化学性质: ?氢化:油脂分子中不饱和烃基上加氢。如油酸甘油酯氢化可得到硬脂酸甘油酯。 ?水解:类似酯类水解。酸性水解可用于制取高级脂肪酸和甘油。碱性水解又叫作皂化反应(生成高级脂肪酸钠)，皂化后通过盐析(加入食盐)使肥皂析出(上层)。 5、重要有机化学反应的反应机理 (1)醇的催化氧化反应 O CH3CHOH| H 3CHOCH?H | ?OH ,H2O CH3CH H2SO4 (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 ? 淀粉 葡萄糖 C) 结构特点:油脂属于酯类。天然油脂多为混甘油酯。分子结构为: R2 说明:若醇没有H，则不能进行催化氧化反应。 (2)酯化反应 浓 H2 CH3COH + HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3 + H2O ? 第 4 页 共 8 页 说明:酸脱羟基而醇脱羟基上的氢，生成水，同时剩余部分结合生成酯。 二、有机化学反应类型 1、取代反应 指有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团取代的反应。 常见的取代反应: ?烃(主要是烷烃和芳香烃)的卤代反应;?芳香烃的硝化反应;?醇与氢卤酸的反应、醇的羟基氢原子被置换的反应;?酯类(包括油脂)的水解反应;?酸酐、糖类、蛋白质的水解反应。 2、加成反应 指试剂与不饱和化合物分子结合使不饱和化合物的不饱和程度降低或生成饱和化合物的反应。 常见的加成反应:?烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛、酮等物质都能与氢气发生加成反应(也叫加氢反应、氢化或还原反应);?烯烃、炔烃、芳香族化合物与卤素的加成反应;?烯烃、炔烃与水、卤化氢等的加成反应。 3、聚合反应 指由相对分子质量小的小分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。参加聚合反应的小分子叫作单体，聚合后生成的大分子叫作聚合物。 常见的聚合反应: 加聚反应:指由不饱和的相对分子质量小的小分子结合成相对分子质量大的高分子的反应。 较常见的加聚反应: ?单烯烃的加聚反应 nCH2=CH2催化剂 CH2CH2 n CH2CH2 n CH2CH2 在方程式中，CH2CH2叫作链节， 中n叫作聚合度，CH2=CH2叫作单体， n 叫 作加聚物(或高聚物) 3 ?二烯烃的加聚反应 nCH2CH=CH2 4、氧化和还原反应 (1)氧化反应:有机物分子中加氧或去氢的反应均为氧化反应。 常见的氧化反应: ?有机物使酸性高锰酸钾溶液褪色的反应。如:RCH=CHR、 RC?CR R (具有 H)、OH、RCHO能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ?醇的催化氧化(脱氢)反应 2RCH2OH + O2Cu或Ag 2RCHO + 2H2O ? 2RR+ O2 OH Cu或Ag 2RR+ 2H2O ? O 催化剂 3 CH2C=CHCH2n 催化剂 醛的氧化反应 2RCHO + O22RCOOH ?醛的银镜反应、费林反应(凡是分子中含有醛基或相当于醛基的结构，都可以发生此类反应) (2)还原反应:有机物分子中去氧或加氢的反应均为还原反应。 三、有机化学计算 1、有机物化学式的确定 (1)确定有机物的式量的方法 第 5 页 共 8 页 ?根据标准状况下气体的密度，求算该气体的式量:M = 22.4(标准状况) ?根据气体A对气体B的相对密度D，求算气体A的式量:MA = DMB ?求混合物的平均式量:M = m(混总)/n(混总) ?根据化学反应方程式计算烃的式量。 ?应用原子个数较少的元素的质量分数，在假设它们的个数为1、2、3时，求出式量。 (2)确定化学式的方法 ?根据式量和最简式确定有机物的分子式。 ?根据式量，计算一个分子中各元素的原子个数，确定有机物的分子式。 ?当能够确定有机物的类别时。可以根据有机物的通式，求算n值，确定分子式。 ?根据混合物的平均式量，推算混合物中有机物的分子式。 (3)确定有机物化学式的一般途径 (4)有关烃的混合物计算的几条规律 ?若平均式量小于26，则一定有CH4 ?平均分子组成中，l < n(C) < 2，则一定有CH4。 ?平均分子组成中，2 < n(H) < 4，则一定有C2H2。 2、有机物燃烧规律及其运用 m点燃点燃(1)物质的量一定的有机物燃烧 规律一:等物质的量的烃CnHm和，完全燃烧耗氧量相同。 mm5m 规律二:等物质的量的不同有机物CnHm、CnHm(CO2)x、CnHm(H2O)x、CnHm(CO2)x(H2O)y(其中变量x、y为正整数)，完全燃烧耗氧量相同。或者说，一定物质的量的由不同有机物CnHm、CnHm(CO2)x、CnHm(H2O)x、CnHm(CO2)x(H2O)y(其中变量x、y为正整数)组成的混合物，无论以何种比例混合，完全燃烧耗氧量相同，且等于同物质的量的任一组分的耗氧量。 符合上述组成的物质常见的有: ?相同碳原子数的单烯烃与饱和一元醇、炔烃与饱和一元醛。其组成分别为 CnH2n与即CnH2n(H2O);与CnH2nO即。 ?相同碳原子数的饱和一元羧酸或酯与饱和三元醇。 CnH2nO2即、即。 第 6 页 共 8 页 ?相同氢原子数的烷烃与饱和一元羧酸或酯 与即 规律三:若等物质的量的不同有机物完全燃烧时生成的H2O的量相同，则氢原子数相同，符合通式 ;若等物质的量的不同有机物完全燃烧时生成的CO2的量相同，则碳原子CnHm(CO2)x(其中变量x为正整数) 数相同，符合通式CnHm(H2O)x(其中变量x为正整数)。 (2)质量一定的有机物燃烧 规律一:从C+O2=CO2、6H2+3O2=6H2O可知等质量的碳、氢燃烧，氢耗氧量是碳的3倍。可将CnHm?CHm/n，从而判断%m(H)或%m(C)。推知:质量相同的烃(CnHm)，m/n越大，则生成的CO2越少，生成的H2O越多，耗氧量越多。 规律二:质量相同的下列两种有机物CnHmOq与完全燃烧生成CO2物质的量相同;质量相同的下列两种有机物CnHmOq与，燃烧生成H2O物质的量相同。 规律三:等质量的具有相同最简式的有机物完全燃烧时，耗氧量相同，生成的CO2和H2O的量也相同。或者说，最简式相同的有机物无论以何种比例混合，只要总质量相同，耗氧量及生成的CO2和H2O的量均相同。 (3)由烃燃烧前后气体的体积差推断烃的组成 当温度在100?以上时，气态烃完全燃烧的化学方程式为: 点燃 ?V > 0，m/4 > 1，m > 4。分子式中H原子数大于4的气态烃都符合。 ?V = 0，m/4 = 1，m = 4。、CH4，C2H4，C3H4，C4H4。 ?V < 0，m/4 < 1，m < 4。只有C2H2符合。 (4)根据含氧烃的衍生物完全燃烧消耗O2的物质的量与生成CO2的物质的量之比，可推导有机物的可能结构 ?若耗氧量与生成的CO2的物质的量相等时，有机物可表示为Cn(H2O)m ?若耗氧量大于生成的CO2的物质的量时，有机物可表示为(CxHy)n(H2O)m ?若耗氧量小于生成的CO2的物质的量时，有机物可表示为(CxOy)n(H2O)m (以上x、y、m、n均为正整数) 五、其他 最简式相同的有机物 (1)CH:C2H2、C4H4(乙烯基乙炔)、C6H6(苯、棱晶烷、盆烯)、C8H8(立方烷、苯乙烯) (2)CH2:烯烃和环烯烃 (3)CH2O:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖 (4)CnH2nO:饱和一元醛(或饱和一元酮)与二倍于其碳原子数的饱和一元羧酸或酯。如:乙醛(C2H4O)与丁酸及异构体(C4H8O2) (5)炔烃(或二烯烃)与三倍于其碳原子数的苯及苯的同系物。如丙炔(C3H4)与丙苯(C9H12) 【习题】 1、胆固醇是人体必需的生物活性物质，分子式为C25H45O。一种胆固醇酯是液晶材料，分子式为C32H49O2，合成这种胆固醇酯的酸是( ) A. C6H13COOH B. C6H5COOH C. C7H15COOH D. C6H5CH2COOH 2、某有机物的结构简式为: 第 7 页 共 8 页 HOCH2CH2CHO ，它在一定条件下可能发生的反应有( ) 2COOH ?加成 ?水解 ?酯化 ?氧化 ?中和 A. ? B. ? C. ? D. ? 3、维生素C的结构简式为: HOOH HOCH2有关它的叙述错误的是( ) A.是一个环状的酯类化合物 B.易起氧化及加成反应 C.可以溶解于水 D.在碱性溶液中能稳定地存在 4、A、B、C、D都是含碳、氢、氧的单官能团化合物，A水解得到B和C，B氧化可以得到C或D，D氧化也得到C。若M(X)表示X的摩尔质量，则下式正确的是( ) A. M(A) = M(B) + M(C) B. 2M(D) = M(B) + M(C) C. M(B) < M(D) < M(C) D. M(D) < M(B) < M(C) 第 8 页 共 8 页