专题一认识有机化合物
专题概述
本专题内容分为两个单元,第一单元介绍有机化学的发展与应用,包括有机化学的诞生、有机化学的发展、有机化学的应用等内容;第二单元介绍科学家怎样研究有机物,包括有机化合物组成的研究、有机化合物结构的研究、有机化学反应的研究等内容。
有机化学是化学学科的一个重要分支,有机化学基础是高中化学的重要组成部分,随着现代社会的发展,有机物的应用越来越广泛,因此,研究有机物的组成、结构及有机化学反应显得非常重要,故在本册书的第一专题提出相应的问题,为以后有机物的学习打下良好的基础。
[专题重点]了解有机化学的发展与应用,并能通过计算求得有机物的分子式。
[专题难点]了解利用基团理论、光谱分析等确定有机物结构的方法。
学法指导
1.理解基本的概念,了解研究有机化学的思维方法,学习时紧跟老师的引导,积极主动地进行思考,理解概念的内涵和外延,逐渐形成研究有机物、有机化学的思维方法,创造性地把无机化学和有机化学联系起来。
2.理论联系实际,体现知识的社会价值。知识的价值不仅体现在获得知识的途径上,更重要的是体现在知识的应用上。在有机化学的学习过程中,应注意与工农业生产、生活相联系,发现生产、生活中的问题,探究解决实际问题的方法,完善自己的知识结构,增强科研意识,激发学习兴趣。
3.有机物的研究是从人类认识和使用天然植物开始的,但由于有机物的复杂结构和性质的研究滞后于无机物,所以,同学们有较多无机物的知识和研究无机物的经验,在学习过程中要不断地与无机物相联系,借鉴、迁移学习无机物的经验,类比和应用在生物学中的有机物的知识,使有机化学的学习成为自己知识体系中重要的组成部分。
第一单元有机化学的发展与应用
智能定位
1.了解有机化学的发展简史。
2.初步认识有机化学在多个领域的重要应用。
3.认真体会有机化学在提高人们生活质量等各方面的重要作用。
情景切入
在日常生活中,我们接触到各种各样的物质,你能说出哪些是有机化合物吗?它们在生活中有哪些应用呢?
自主研习
一、有机物的概述
1.概念:含有碳元素的化合物。
2.组成元素:除碳外,通常还有氢、氧、氮,硫、磷及卤素等。
二、有机化学的发展
1.我国早期有机化学
(1)3 000多年前已经用煤作为燃料。
(2)2 000多年前就掌握了石油和天然气的开采技术。
(3)从植物中提取染料、药物和香料等物质已经有上千年的历史。
2.有机化学的形成
(1)19世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念。
(2)19世纪中叶以前,科学家提出“生命力论”,认为有机物只能由动物或植物产生,不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。
(3)1828年,德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素,冲破了“生命力论”学说的束缚,打破了无机物和有机物的界限。
3.现代有机化学
(1)合成有机物得到广泛应用,成为人类赖以生存的重要物质基础。
(2)与其他学科融合形成了分子生物学、材料科学以及环境科学等多个新型学科。
(3)1965年,我国科学家在世界上第一次用人工方法合成结晶牛胰岛素,标志着人类合成蛋白质时代的开始。
三、有机化学的应用
1.人类的衣食住行离不开有机物。
3.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。
4.利用药物(大多数是有机物)治疗疾病已经成为人类文明进步的重要标志。
思考讨论
含碳元素的化合物一定是有机物吗?
提示:含碳元素的化合物不一定是有机物,如碳的氧化物、碳酸、碳酸(氢)盐、KSCN、氰化钠(NaCN)、CaC2、SiC等物质的组成和结构与无机物相似,属于无机物。
课堂师生互动
知识点1 有机物与无机物的比较
特别提醒
有机物与无机物在性质及反应的差别上是相对的、有条件的,不同的有机物有其特殊的性质。例如,乙酸及其金属盐在水溶液中能够电离;有机物的燃烧反应一般很快;但CCl4不但不能燃烧,而且可以灭火。
考例1下列说法中错误的是()
A.有机物和无机物都可以从动植物的有机体中提取
B.所有有机物在一定条件下都能相互转化
C.有机物和无机物在性质上的差别不是绝对的
D.有机物参与的反应,一般比较复杂,速率较慢,且常伴有副反应发生
[解析]有机物有天然合成的,也有人工合成的,因此有的物质不能从动植物的有机体中提取;有机物之间的反应是复杂的,有些有机物之间在一定条件下可以相互转化,有些则不能相互转化;有机物和无机物之间没有绝对的划分界限,它们在性质上的差别不是绝对的。故选AB。 [答案]AB
变式探究1
下列说法正确的是()
A.只要是含碳元素的化合物一定是有机物
B.有机物是只有在生物体内才能合成的物质
C.冰醋酸易溶于水
D.有机物都难溶于水,而易溶于有机溶剂
[答案]C
[解析]含碳元素的化合物大部分是有机物,但有些含碳元素的化合物,如CO、CO2、碳酸、碳酸盐等与无机物的性质相似,属于无机物;维勒的尿素合成实验打破了无机物与有机物之间的界限,B是不对的;并不是所有的有机物都不溶于水而易溶于有机溶剂的,如乙醇可与水以任意比互溶,而乙酸易溶于水,故D也是错误的。C正确。
知识点2有机化学的发展
1828年,贝采利乌斯的学生维勒首先在实验室里制得了有机化合物尿素[CO(NH2)2],打破了无机物和有机物的界限。
李比希创立了有机化合物的定量分析法。
1848年~1874年之间,关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善,之后建立了官能团体系,使有机化学成为一门较完整的学科。
世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素,于1965年在中国诞生,这标志着人类合成蛋白质时代的开始。
人类基因图谱的描绘完成,使人类对自身的了解又迈上了一个新台阶,使各种疾病可以“对症下药”,人类文明又有大的飞跃。
)
学”和“有机化合物”这两个概念;德国化学家维勒于1828年首次在实验室里人工合成了有机物尿素;德国化学家李比希创立了有机物的定量分析方法,基于他们的贡献,使有机化学成为一门较完整的学科。此外,俄国化学家门捷列夫于1869年发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。故选C。
[答案]C
变式探究2
在科学史上,中国有许多重大的发明和发现,为现代物质文明奠定了基础。以下发明或发现属于有机化学史上中国对世界作出重大贡献的是()
A.印刷技术
B.人工合成结晶牛胰岛素
C.人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸
D.发现青霉素
[答案]BC
[解析]1965年,中国数名化学家从氨基酸合成了结晶牛胰岛素;1981年我国在世界上首次人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸;印刷技术是中国古代四大发明之一,但与化学关联不大;而青霉素是1928年,英国细菌学家弗莱明发现的。
知识点3有机化学的应用
随着人类生产、生活质量的提高,人类对具有特殊功能的有机物的需求也日益增长。从日常生活中的衣食住行离不开的日用化学品到高科技所依赖的新型高分子材料,如各种医用合成材料、光功能材料、工程材料、合成黏合剂、合成涂料等。
人类已知的物质大约有3 700万种,而95%以上是有机化合物,而这些有机化合物大多数是由人工合成的。它涵盖了农业,如高效低毒杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长刺激素等;轻工业,如医药、染料、香料、涂料、合成塑料、黏合剂、表面活性剂等等;重工业,如工程塑料、合成橡胶、发动机燃料及添加剂等等;国防工业,如炸药、高能燃料、特殊合成材料等等。
考例3尿素是第一个人工合成的有机物,下列关于尿素的叙述中不正确的是()
A.尿素是一种氮肥
B.尿素是人体新陈代谢的一种产物
C.尿素能发生水解反应
D.尿素是一种酸性物质
[解析]尿素[CO(NH2)2]是一种常用的化肥,来源于有机体的代谢,但人类利用无机物合成了尿素,从而打破了有机物只能从有机体中提取的历史。尿素能发生水解反应,但不是酸性物质。
[答案] D
变式探究3
书法离不开文房四宝(笔、墨、纸、砚)。做笔用的狼毫,研墨用的墨条以及宣纸(即白纸)和做砚台用的砚石的主要成分依次是()
A.多糖、石墨、蛋白质、无机盐
B.塑料、石墨、多糖、无机盐
C.蛋白质、石墨、多糖、无机盐
D.蛋白质、煤炭、多糖、有机玻璃
[答案]C
[解析]狼毫的主要成分是蛋白质;墨条是用石墨制作的;宣纸是纤维素,属于多糖;砚石是一种矿物材料,属于无机盐。
课后强化作业
基础巩固
1.自然界中化合物的种类最多的是()
A.无机化合物
B.有机化合物
C.铁的化合物
D.碳水化合物
[答案]B
[解析]在现有的元素中,碳元素所形成的化合物的种类最多,碳水化合物只含有C、H、O 三种元素,而有机物中除了这三种元素之外,还含有S、P、N等多种元素。
2.下列物质中,不属于有机物的是()
A.四氯化碳
B.硫氰化钾
C.碳化硅
D.酒精
[答案]BC
[解析]一般把含碳元素的化合物称为有机物,但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物、碳化物等少数含碳元素的化合物,由于其组成与性质跟无机物相似,故仍属于无机物。也就是说,有机物中一定含有碳元素,而含碳元素的物质不一定是有机物。
3.上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用,近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于()
A.无机物
B.有机物
C.盐类
D.非金属单质
[答案]B
4.我们通常所说的三大合成材料是指()
①光导纤维;②塑料;③合成氨;④高温结构陶瓷;⑤合成纤维;⑥涂料;⑦合成洗涤剂;⑧合成橡胶;⑨黏合剂;⑩硅酸盐材料。
A.②⑤⑧
B.①⑦⑩
C.③④⑨
D.①④⑩
[答案]A
[解析]我们通常所说的三大合成材料包括:塑料、合成橡胶和合成纤维。
5.下列事件表明有机化学成为一门独立化学分支的是()
A.1828年,德国化学家维勒人工合成尿素
B.1965年,我国科学工作者人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
C.18世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯首先使用“有机”这个词,并提出了“有机化学”和“有机化合物”的概念
D.1981年,我国科学工作者在世界上首次用人工方法合成了核糖核酸
[答案] C
[解析]有机化学作为一门独立的化学分支进入科学领域,是从瑞典化学家贝采利乌斯首先使用“有机”这个词开始的。
6.1828年,德国化学家维勒冲破了“生命力论”学说的束缚,在实验室里制无机物氰酸铵(NH4CNO)时得到了有机物尿素[CO(NH2)2],他的这一功绩,恩格斯曾给予了很高的评价。下列说法中,不正确的是()
A.氰酸铵属于铵盐
B.氰酸铵与尿素的化学性质不同
C.氰酸铵转化为尿素的过程为物理变化
D.有机物不一定要从生命体内获得
[答案]C
[解析]根据此题信息不难推断A、B、D是正确的,氰酸铵转化为尿素的过程,发生的是化学变化,因此C不正确。
7.下列关于有机物在空气中燃烧的说法中,正确的是()
A.只生成碳的氧化物和水
B.只生成CO2和水
C.可能生成碳的氧化物、水及其他元素的化合物
D.只生成CO2、水及其他元素的化合物
[答案] C
[解析]有机物的组成元素除了碳以外,还可能有氢、氧、硫、磷、卤素等,它们在空气中燃烧时,碳元素生成CO或CO2(完全燃烧时生成CO2,不完全燃烧时生成CO),氢元素生成水,其他元素生成它们各自的化合物。
能力提升
1.下列关于塑料的说法错误的是()
A.塑料一般难溶于水
B.塑料的主要成分是有机高分子化合物
C.塑料是纯净物,有固定的熔、沸点
D.普通的塑料是不导电的绝缘体
[答案]C
[解析]塑料是混合物,故没有固定的熔、沸点。
2.下列对于废弃塑料制品的处理方法中,最为恰当的是()
A.将废弃物切成碎片,混在垃圾中填埋于土壤中
B.将废弃物焚烧
C.将废弃物倾倒在海洋中
D.将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油
[答案]D
[解析]塑料不易降解,ABC三项中的处理均可造成环境污染。
3.一些低劣的建筑涂料虽然也号称“乳胶漆”,但它使用聚乙烯醇等化工原料作黏合剂。这种化工原料会给人体带来中毒的危害,那么中毒的原因是该化工原料中含大量游离的()
A.乙烯
B.甲醛
C.乙醇
D.甲醇
[答案]B
[解析]建筑涂料等装修材料中含有甲醛,甲醛对人体有巨大危害。
4.在细胞的生命活动中起重要作用,含量占原生质总量95%以上的化学元素是()
A.C、H、O、N、P、Na
B.C、H、O、N、P、K
C.C、H、O、K、Ca、Mg
D.C、H、O、N、P、S
[答案] D
4、20世纪90年代初,国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找充分利用的无毒无害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。试回答5~6题。
5.下列各项属于“绿色化学”的是()
A.处理废弃物
B.治理污染点
C.减少有毒物
D.杜绝污染源
[答案]D
[解析]题给信息中有“无污染”一词,故必须杜绝污染源,而ABC三项对污染源的处理都不彻底。
6.下列物质中,不属于有机物的是()
A.氰化钠(NaCN)
B.醋酸(CH3COOH)
C.乙炔(C2H2)
D.碳化硅(SiC)
[答案]AD
[解析]本题考查了有机物的概念。有机化合物为含碳化合物,但因为碳的氧化物(如一氧化碳、二氧化碳)、碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钙)、碳化物(如碳化硅、碳化钙)、氰化物(如氢氰酸、氰化钾)等化合物的性质与无机化合物的性质相似,所以通常被归为无机物。根据以上提示,可以判断A和D不属于有机物,而B和C是有机化合物。故正确答案为AD。
7.下列不符合当今化学研究方向的是()
A.发现新物质
B.合成新材料
C.研究化学反应的微观过程
D.研究化学反应中原子守恒关系
[答案]D
[解析]发现新物质、合成新材料就是化学的灵魂,没有这两项工作,化学就失去了作用,反应的微观过程由于非常迅速,所以过去难以观察,直到现在才有可能达到这样的水平,而且了解反应过程对新物质的研发也有帮助。化学反应中原子守恒关系已经作为一种法则了。故选D。
8.下列由事实得出的结论错误的是()
A.维勒用无机物合成了尿素,突破了无机物与有机物的界限
B.门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律,表明科学研究既要继承又要创新
C.C60是英国和美国化学家共同发现的,体现了国际科技合作的重要性
D.科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖,意味着化学已成为以理论研究为主的学科
[答案] D
[解析] 理论化学与实践应相辅相成,而不是以谁为主,谁为辅的问题,因此D 选项是错误的。
9.用无机物人工合成有机物——尿素的实验过程如下:
AgCNO(氰酸银)??→?①反应 NH 4CNO(氰酸铵) ??→?②
反应尿素
(1)已知反应①为复分解反应。请写出反应①和反应②的化学方程式。
①
; ②
。 (2)NH 4CNO 与尿素的关系是( )
A.同种物质
B.同分异构体
C.同素异形体
D.同位素 [答案] (1)①AgCNO+NH 4Cl===AgCl ↓+NH 4CNO ②NH 4CNO △ CO(NH 2)2
(2)B
[解析] 由氰酸银制得氰酸铵时,发生的反应为复分解反应,因此应生成水、气体或沉淀。由题意可知,该反应的另一产物为氯化银,由此可得出反应的化学方程式,NH 4CNO 和CO(NH 2)2的分子式相同而结构不同,故属于同分异构体。
10.下列有机物中属于天然有机物的是 ,属于合成有机物的是 。 ①塑料 ②糖类 ③油脂 ④蛋白质 ⑤合成橡胶 ⑥合成药物 ⑦结晶牛胰岛素
⑧合成纤维 ⑨天然橡胶 ⑩天然气 ○11石油
[答案] ②③④⑨⑩○11 ①⑤⑥⑦⑧
第一单元 有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状,能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1.有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料,请说明它们的主要来源:①甲烷:天然气;②乙烯:石油裂解;③苯:煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成,反应的化学方程式是CH 2===CH 2+H 2O ――→催化剂 △ CH 3CH 2OH ,该反应类型是加成反应。 2.有下列有机物:①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋白质。回答下列问题: (1)属于高分子化合物的是②⑦⑧;
(2)人类食物的主要营养物质是⑥⑦⑧; (3)⑤的结构简式是,其有机物类别是芳香烃; (4)能够发生酯化反应的是③④; (5)能够发生水解反应的是①⑥⑦⑧; (6)既能与钠反应,又能与碳酸钠反应的是④。 探究点一有机化学的发展与应用 1.我国早期的化学实践活动 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前掌握了石油和天然气的开采技术。 (3)1 000多年前学会了从植物中提取染料、药物和香料等。 2.近代有机化学的形成 (1)19世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念,使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 (2)1828年德国化学家维勒首次在实验室用无机盐氰酸铵(NH4CNO)合成了有机物尿素[CO(NH2)2],打破了早期科学家提出的“生命力论”。 (3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年~1874年间,关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善,之后建立了研究有机化合物的官能团体系,使有机化学成为一门较完整的学科。 3.现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究,使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入,使有
高等有机化学习题 第一章 化学键 一、用共振轮说明下列问题 1) 联本中的C 1-C 2键长为什么比乙烷中的键长短?联苯的硝化反应为什么主要发生在2-位 和4-位? 联苯的共振结构式可表是如下: (1) 由共振结构式可以看出C 1-C 2键有双键结构的贡献,故比乙烷的C 1-C 2键短。 (2) 由共振结构式可以看出邻对位负电荷相对集中,故有利于发生硝化反应。 2) 方酸为什么是强酸?(强于硫酸) 方酸的共振结构式可表是如下:对吗? 由方酸的共振结构式可以看出方酸的电子离域效果更好。 二、试推测6,6-二苯基富烯的亲电取代发生于哪个环,哪个位置?亲核取代发生于哪个环, 哪个位置? 6,6-二苯基富烯的共振式如下: 由6,6-二苯基富烯的共振式可以看出,亲电取代发生在五元环的2位上,而亲核取代 发生在苯环的2位上。 三、计算烯丙基正离子和环丙烯正离子π分子轨道的总能量,并比较两者的稳定性。 烯丙基正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 烯丙基正离子=2E 1=2(α+1.414β)=2α+2.828β 11' O HO O O O OH O O O OH O O O HO O O O S O O HO O S O O OH O S O O O S O O OH
环丙烯正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 环丙烯正离子=2E 1=2(α+2β)=2α+2β 能量差值为 E 烯丙基正离子- E 环丙烯正离子=(2α+2.828β)- (2α+2β)=0.828β 因此,环丙烯正离子比烯丙基正离子稳定。 四、用HMO 法分别说明烯丙基负离子和环丙烯负离子的电子排布和成键情况,并比较两者 稳定性。 五、简要说明 1)吡咯和吡啶分子的极性方向相反,为什么? 吡咯分子中氮原子给出一对为共用电子参与了共轭分子的大π键,也就是电子从氮原子流向五员环,而吡啶分子中氮原子只拿出一个电子参与共轭,并且氮原子的电负性大于碳原子使电子流向氮原子的方向。因此,两个分子的极性正好相反。 2)富烯分子为什么具有极性?其极性方向与环庚富烯的相反,为什么? 富烯分子中环外双键的流向五员环形成稳定的6π体系的去向,从而环外双键中的末端碳原子带有部分正电荷,五员环接受电子后变成负电荷的中心,因此分子具有极性。 N N H 能级 烯丙基负离子 环丙基负离子 α+1.414β α+2β E=2(α+1.414β)+2α-2(α+2β)-2(α-β) = 2α+2.828β+2α-2α-4β-2α+2β =1.172β
有机化学的发展和前景 在人类多姿多彩的生活中,化学可以说是无处不在的。据统计,在工业发达国家的全部生产中,化学过程的工业占高比例,以美国为例占到30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自从1828年合成尿素以来,有机化学的发展是日新月异,其发展速度越来越快。近两个世纪来,有机化学学科的发展,揭示了构成物质世界的有机化合物分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律,并设计、合成了具有特定性能的有机分子;它又为相关学科(如材料科学、生命科学、环境科学等)的发展提供了理论、技术和材料。有机化学是一系列相关工业的基础,在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中,在为推动科技发展、社会进步,提高人类的生活质量,改善人类的生存环境的努力中,已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。 此外有机化学还是一门极具创新性的学科。在有机化学的发展中,它的理论和方法也得到了长足的进步。建立在现代物理学(特别是量子力学)和物理化学基础上的物理有机化学,在定量的研究有机化合物的结构、反应性和反应机理等方面所取得的成果,不仅指导着有机合成化学,而且对生命科学的发展也有重大意义。有机合成化学在高选择性反应的研究,特别是不对称催化方法的发展,使得更多具有高生理活性、结构新颖分子的合成成为可能。金属有机化学和元素有机化学,为有机合成化学提供了高选择性的反应试剂和催化剂,以
及各种特殊材料及其加工方法。有机化学以它特有的分离、结构测定、合成等手段,已经成为人类认识自然、改造自然具有非凡能动性和创造力的武器。近年来,计算机技术的引入,使有机化学在结构测定、分子设计和合成设计上如虎添翼,发展得更为迅速。同时,组合化学的发展不仅为有机合成提出了一个新的研究内容,而且也使高通量的自动化合成有机化合物成为现实。 在21世纪,有机化学面临新的发展机遇。一方面,随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现,人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段;另一方面,材料科学和生命科学的发展,以及人类对于环境和能源的新的要求,都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机化学,有机合成化学,天然产物化学,金属有机化学,化学生物学,有机分析和计算化学,农药化学,药物化学,有机材料化学等各个方面得到发展。 一、物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学,是一门指导有机化学其他学科发展的学科。它研究有机化合物的结构和性能、有机化学反应如何发生和为什么发生,从中找出规律,指导设计、合成新的物种,预见和发现新的有机化学现象。如有机化合物的结构与性能的关系,现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。它对原有的各种反应机理和活泼中间体(协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、激发态反应、电子转移反应等)
有机化学发展简史i “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。19世纪初,许多化学家相信,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下台成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经分离出许多有机化合物,制备了一些衍生物,并对它们作了定性描述。 法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年,德国化学家李比希发展了碳、氢分析法,1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上,遇到了很大的困难。最初,有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为,有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成,而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的,因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 有机化合物按不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。 从1858年价键学说的建立,到1916年价键的电子理论的引入,是经典有机化学时期。 1858年,德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念,并第一次用短划“-”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只
化学专业函授本科 《高等有机化学》试卷 A 题号 一 二 总分 统分人 复核人 得分 一. 回答下列问题(每题4分,15题,共60 分): 1. 下列分子哪些能形成分子内氢键?哪些能形成分子内氢键? A 、 NO 2COOH B 、 N H C 、F OH D 、 F OH 2. 举例说明由sp 2杂化方式组成的碳—碳三键。 3. 写出下列化合物的最稳定构象: a. OH CH(CH 3)2 H 3C H H H b. FCH 2 CH 2OH 4. 利用空间效应,比较下列物质消除反应的速率大小。 得分 阅卷人 系 专业 层次 姓名 学号 ┉┉┉┉┉┉┉┉┉密┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉封┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉
A、OH B、 OH C、 OH D、 OH 5. 比较下列各组化合物的酸性大小。(1) A、COOH NO2B、 COOH OCH3C、 COOH OCH3D、 COOH NO2 (2) A、OH NO2B、 OH OCH3C、 OH OCH3D、 OH NO2 (3)
A 、NH 2NO 2 B 、 NH 2 OCH 3 C 、NH 2 OCH 3D 、NH 2 NO 2 (4) A 、 CH 3 NO 2 B 、 CH 3 OCH 3 C 、CH 3 OCH 3 D 、CH 3 NO 2 6. 下列化合物酸性最弱的是? OH NO 2 OH NO 2 OH NO 2 OH A B C D 7. 下列醇与卢卡斯试剂反应活性最高的是? A CH 3CH 2CH 2CH 2OH B CH 3CH(OH)CH 2CH 3 C (CH 3)2CHCH 2OH D (CH 3)3COH 8. 下列物种中的亲电试剂是: ;亲核试剂 是 。
高等有机化学习题及期末复习 一、回答下列问题:(22小题,1-14每题1分,15-22,每题2分,共30分) 1. 亲核反应、亲电反应最主要的区别是( ) A. 反应的立体化学不同 B. 反应的动力学不同 C. 反应要进攻的活性中心的电荷不同 D. 反应的热力学不同 2. 下列四个试剂不与 3-戊酮反应的是( ) A. RMgX B. NaHSO3饱和水溶液 C. PCl3 D. LiAlH4 3.指出下列哪一个化合物(不)具有旋光性? 4. 区别安息香和水杨酸可用下列哪种方法 A. NaOH(aq) B. Na2CO3(aq) C. FeCl3(aq) D. I2/OH-(aq) 5. 比较下列化合物的沸点,其中最高的是 6. 指出下列哪一个化合物的紫外吸收光谱波长最短( ) 7.下列化合物在常温平衡状态下,最不可能有芳香性特征的是( ) 8.下列含氧化合物最难被稀酸水解的是( ) 9. 二环乙基碳亚胺(DCC)在多肽合成中的作用是( )
A. 活化氨基 B. 活化羧基 C. 保护氨基 D. 保护羧基 10. 比较下列化合物在 H2SO4中的溶解度( ) 11. 下列关于α-螺旋的叙述,错误的是( ) A. 分子内的氢键使α-螺旋稳定 B. 减少 R 基团间的不同的互相作用使α-螺旋稳定 C. 疏水作用使α-螺旋稳定 D. 在某些蛋白质中α-螺旋是二级结构的一种类型 12. 比较苯酚(I)、环己醇(II)、碳酸(III)的酸性大小 A. II>I>III B. III>I>II C. I>II>III D. II>III>I 13.1HNMR 化学位移一般在 0.5-11ppm,请归属以下氢原子的大致位置: A. -CHO B. -CH=CH C. -OCH3 D. 苯上 H 14. 按沸点由高到低排列的顺序是:()>()>()>()>()。 a. 3–己醇; b. 正己烷; c. 2–甲基–2–戊醇; d. 正辛醇; e. 正己醇。 15. 指出下列化合物中标记的质子的酸性从大到小的顺序: 16. 指出小列化合物的碱性大小的顺序: 17. 下面几种酒石酸的立体异构体熔点相同的是: 18. 用箭头标出下列化合物进行硝化反应时的优先反应位置: 19. 下列化合物那些有手性?
浅谈超分子化学的应用及前景展望 超分子化学是基于冠醚与穴状配体等大环配体的发展以及分子自组装的研究和有机半导体、导体的研究进展而迅速发展起来的,它包括分子识别、分子自组装、超分子催化、超分子器件及超分子材料等方面。其中分子识别功能是其余超分子功能的基础。超分子学科的应用主要是围绕它的主要功能-识别、催化和传输来进行开发研究。 1987年,莱恩(Lehn J. M.)、克拉姆(Cram D. J.)和彼得森(Perterson C. J.)三位化学家以其对发展和应用具有特殊结构的高分子的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。莱恩在获奖演讲中,首次提出了“超分子化学”的概念。同时克拉姆创立和提出了主—客体化学理论,彼得森则发展和合成出大批具有分子识别能力的冠醚。至此,以“超分子化学”为名称的新的化学学科蓬勃地发展起来,并以其新奇的特性吸引了全世界化学家的关注和热衷。近年来Supramolecular Chemistry杂志的创立说明超分子化学作为化学学科的一个独立的分支,已经得到世界各国化学家的普遍认同。 目前超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用,该学科的研究不仅与各化学分支相结合,又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关。在与其他学科的交叉融合中,超分子化学已发展成了超分子科学。超分子科学涉及的领域极其广泛,它不仅包括了传统的化学(如有机化学、分析化学等),而且还涉及材料科学、信息科学和生命科学等学科。由于超分子学科具有广阔的应用前景和重要的理论意义,超分子化学的研究近十多年来非常活跃。涉及的应用包括:在化学药物方面的研究与应用,在光化学上的应用,在压电化学传感器中的应用,识别作用(酶和受体选择性的根基)的应用,在有机半导体、导体和超导体以及富勒烯中的应用,作为分子器件方面的研究,在色谱和光谱上的应用,催化及模拟酶的分析应用,在分析化学上的应用等等。 超分子化学在药物开发中的应用研究是国际学术界和工业界共同关注的一个热点。药物分子和其它有机分子通过氢键作用结合在一起形成的药物超分子化合物,可有效改善药物的溶解度、生物利用度等性质,成为药物制剂的一个新选择。超分子药物化学是超分子化学在药学领域的新发展。该领域发展迅速,是一个新兴的交叉学科领域,正在逐渐变成一个相对独立的研究领域。迄今已有许多超分子化学药物应用于临床,其效果良好。更多的超分子体系正在作为候选药物进行临床研究开发。超分子化学药物因具有良好的稳定性、安全性、低毒性、不良反应少、高生物利用度、消除药物异味、克服多药耐药、药物靶向性强、多药耐
B、乙烯 C、乙炔 B、硝酸D、硫酸 B、乙醇和 B、甲苯C、苯 B、多伦试剂C、 B、苯酚C、甘氨 B、甲酸C、丙醛 乳糖B、麦芽糖C、蔗糖D、 B、蛋白质C、蔗 B、乙醇C、苯酚 B、蛋白质是两性化合物
A、酒精B、氯化钡C、硫酸铵D、紫外线 ()13、氨基酸相互结合成肽的主要化学键是 A、肽键B、氢键C、离子键D、苷键 ()14、能区别甲酸和乙酸的试剂是A、硫酸溶液B、希夫试剂 C、碳酸钠溶液D、氯化铁溶液 ()15、油脂在碱性条件下的水解反应称为 A、油脂的氢化B、油脂的皂化C、油脂的硬化D、油脂的乳化 二、填空题(共20分) 1、芳香烃的芳香性通常 指、、。 2、同系物应具有相同的,而分子结构相似。 3、有机化合物分子中各元素的化合价一般是碳价,氢和卤素价。 4、乙醇俗称,临床上常用体积分数为的乙醇作为消毒剂。 5、最简单的醛为甲醛,质量分数为的甲醛水溶液叫,因其能使 蛋白质凝固,具有消毒和杀菌能力,常用作和。 6、医学上常指的酮体 为、、 。 7、乙酰水杨酸,俗称、常用 作。 8、多糖可以水解,淀粉、糖原、纤维素水解的最终产物都是。 9、组成蛋白质的基本单位是,其结构通式是。 三、命名下列有机化合物或写出有机化合物的结构简式(共20分) 1、乳酸乙酯 2、D-葡萄糖的 (Haworth)3、硝酸甘油 4、乙-甲基戊醇 5、顺-4-甲基-2-戊烯O ‖ 6、(CH3CH2)4C 7、 (CH3)2CH-CH2-CH2-C-CH2CH3
CH 3 ︱ 8、 CH 3-CH-CH-CH-CH 2-CH 3 9、 ︱ ︱ C 2H 5 CHO 10、 四、问答题(共10分) 1、为什么食用油有保质期?老年人宜多食植物油,少食动物油? 2、含淀粉或蛋白质丰富的食品为什么要煮熟才吃? 五、用化学方法鉴别下列各组物质(共10分) 1、甲烷、乙烯和乙炔 2、甲酸、乙酸和乙醇 六、完成下列有机化学反应式,并指出反应类型(10分) 1、 CH 3CH 2C=CH 2+HB r → ∣ CH 3 2、 3、 4、 5、 有机化学专科 参考答案 选择题 1、A 2、A 3、B 4、A 5、C 6、D 7、D 8、C 9、D 10、A 11、D 12、C 13、A 14、B 15、B 二、填空题 1、易取代 难加成 难氧化 2、分子通式 3、四 一 4、酒精 75% 5、40% 福尔马林 消毒 防腐 6、B-羟基丁酸 丙酮 B-丁酮酸 7、阿司匹林 解热镇痛 8、葡萄糖 9、a-氨基酸 R-CH-COOH NH 2 三、三、命名下列有机化合物或写出有机化合物的结构简式(共20分) 2、 乳酸乙酯 2、D-葡萄糖的(Haworth ) 3、硝酸甘油 CH3-CH-COOC 2H 3 CH 2-ONO CU CH-ONO 2 CU 2-ONO 2 4、乙-甲基戊醇 5、顺-4-甲基-2-戊烯 CH 3 CH 3 CH 3 CH3-CH2-CH2-C-CH2OH CH=CH-CH- CH 3 CH 3 6、(CH 3CH 2)4C 7、(CH 3)2CH-CH 2-CH 2-C-CH 2CH 3 3,3-=乙基成烷 6-=甲基-3-乙酮 CH 3 ︱ 8、 CH 3-CH-CH-CH-CH 2-CH 3 9、 ︱ ︱ C 2H 5 CHO 2-乙基-3-甲基-乙醛 苯异丙酸 10、 反-3-乙基-2-乙烯 四、问答题(共10分) 1、为什么食用油有保质期?老年人宜多食植物油,少食动物油? 答:因为食物油储存时间长受空气中光、氧、水分和微生物作用易被氧化,导致营养价值流 失。调查结果表明,食用植物油的贮存时间在南方最长不应超过18个月。一瓶油打开后最好能在1个月内用完。所以大包装的食用油比较适合人口多的单位食堂或是经常开伙的家庭等,而三口之家还是选择小包装为宜。采用压榨的方式精制而成。它既去除了油脂中的各种有害物质,又保留下植物油所特有的营养与芳香。油酸、亚油酸等人体必需的不饱和脂肪酸含量高达80%以上,还含有大量的维生素,是欧美发达国家普遍选择的油脂。它能降低人体胆固醇含量,是高血压、动脉粥样硬化患者和 老年人之保健食用油。 .食用调和油:食用调和油适用于所有日常的菜肴,具有调整血脂、预防心脑血管疾病、滋润肌肤、消除疲劳、改善体质、延缓衰老的作用。 2、含淀粉或蛋白质丰富的食品为什么要煮熟才吃? 答:含淀粉或蛋白质丰富的食品煮熟后发生变性,易消化。 五、用化学方法鉴别下列各组物质(共10分) 2、甲烷、乙烯和乙炔 甲烷 乙烯 乙炔 2、甲酸、乙酸和乙醇 六、完成下列有机化学反应式,并指出反应类型(10分) 2、 CH 3CH 2C=CH 2+HB r → ∣ CH 3 2、 3、 4、 CH 3CH 2CH 2CH 3CH 2CHCOOH OH CH 3COOH + CH 3CH 2CH 2OH H + CHCOOH 3C C H CH CH 2CH 2CH 3 CH 2CH 3CH 3CH 2CH 2CH 3CH 2CHCOOH OH CHCOOH CH 3C C H CH CH 2CH 2CH 3 CH 2CH 3
专题一认识有机化合物 第一单元有机化学的发展与应用 【学习任务】 1、了解有机化学的发展与应用,并能通过计算求得有机物的分子式。 2、了解利用基团理论、光谱分析等确定有机物结构的方法。 【学习准备】 在日常生活中,我们接触到各种各样的物质,你能说出哪些是有机化合物吗?它们在生活中有哪些应用呢? 【学习思考】 一、有机物的概述 1.概念:含有________的化合物。 2.组成元素:除碳外,通常还有氢、_____、_____,_____、_____及卤素等。 二、有机化学的发展 1.我国早期有机化学 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前就掌握了_____和_____的开采技术。 (3)从植物中提取_____ 等物质已经有上千年的历史。 2.有机化学的形成 (1)19世纪初,瑞典化学家_____ 提出了有机化学概念。 (2)19世纪中叶以前,科学家提出“_____ ”,认为有机物只能由动 物或植物产生,不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。 (3)1828年,德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素,冲破了“生命力 论”学说的束缚,打破了_____ 的界限。 3.现代有机化学 (1)_____ 得到广泛应用,成为人类赖以生存的重要物质基础。 (2)与其他学科融合形成了、以及等多个新型学科。 (3)1965年,我国科学家在世界上第一次用人工方法合成_____ ,标 志着人类合成蛋白质时代的开始。 三、有机化学的应用 糖类油脂蛋白质 石油天然气天然橡胶 2.具有特殊功能的有机物的合成和使用,改变了人们的生活习惯,提高了人类的生活质量。 3.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 4.利用药物(大多数是有机物)治疗疾病已经成为人类文明进步的重要标志。 思考讨论:含碳元素的化合物一定是有机物吗? 提示:含碳元素的化合物不一定是有机物,如碳的氧化物、碳酸、碳酸(氢)盐、KSCN、
**大学科学技术学院2007 /2008 学年第2 学期考核试卷课号:EK1G03A 课程名称:有机化学A 试卷编号:A 班级:学号:姓名: 阅卷教师:成绩: 一. 命名下列各化合物或写出结构式(每题1分,共10分) 1. C C(CH3) 3 (H3C)2HC H 2. COOH 3. O CH3 4. CHO 5. OH 6. 苯乙酰胺
7. 邻羟基苯甲醛 8. 对氨基苯磺酸 9. 3-乙基-6-溴-2-己烯-1-醇 10. 甲基叔丁基醚 二. 试填入主要原料,试剂或产物(必要时,指出立体结构),完成下列各反应式。(每空2分,共48分) 1. CH CH2Cl CHBr KCN/EtOH 2. 3. 4. +CO2CH3 5. 4 6. +C12高温高压 、 CH = C H2HBr Mg CH3COC1
CH3 OH OH 4 7. CH2Cl Cl 8. 3 +H2O OH - SN1历程 + 9. C2H5ONa O CH3 O + CH2 =CH C CH3 O 10. Br Br Zn EtOH 11. OCH3 CH2CH2OCH3 +HI(过量) 12. Fe,HCl H2SO4 3 CH3 (CH3 CO) 2 O Br NaOH 24 NaNO H PO (2) 三. 选择题。(每题2分,共14分)
1. 下列物质发生S N1反应的相对速度最快的是( ) A B C (CH 3)2CHBr (CH 3)3CI (CH 3)3CBr 2. 对CH 3Br 进行亲核取代时,以下离子亲核性最强的是:( ) (A). CH 3COO - (B). CH 3CH 2O - (C). C 6H 5O - (D). OH - 3. 下列化合物中酸性最强的是( ) (A) CH 3CCH (B) H 2O (C) CH 3CH 2OH (D) p-O 2NC 6H 4OH (E) C 6H 5OH (F) p-CH 3C 6H 4OH 4. 指出下列化合物的相对关系( ) 3 2CH 3 H 32CH 3 A ,相同, B ,对映异构, C ,非对映体, D ,没关系 5. 下列化合物不发生碘仿反应的是( ) A 、 C 6H 5COCH 3 B 、C 2H 3OH C 、 CH 3CH 2COCH 2CH 3 D 、CH 3COCH 2CH 3 6. 下列反应的转化过程经历了( ) C=CHCH 2CH 2CH 2CH=C H 3C H 3C CH 3CH 3 H + C=C H 3C H 3C C CH 2 CH 2 H 2C C H 2 H 3C CH 3 A 、亲电取代 B 、亲核加成 C 、正碳离子重排 D 、反式消除 7. 能与托伦试剂反应产生银镜的是( ) A 、CCl 3COOH B 、CH 3COOH C 、 CH 2ClCOOH D 、HCOOH 四. 鉴别下列化合物(共5分)
1.1有机化学的发展与应用D
第一单元有机化学的发展与应用 [学习目标定位] 1.知道有机化学的发展简史及发展现状,能说出有机化学发展史中做出突出贡献的几个科学家及其成就。2.知道有机化学在人类生活和社会经济发展中的作用。3.理解有机物的一般特点及与无机物的联系与区别。 1.有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。有机化学所研究范围包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用及有关理论和方法等。 (1)下列三种有机物都是重要的化工原料,请说明它们的主要来源:①甲烷:天然气;②乙烯:石油裂解;③苯:煤的干馏。 (2)乙醇是酒类的主要成分。乙醇可由乙烯与水反应进行合成,反应的化学方程式是CH2===CH2 CH3CH2OH,该反应类型是加成反+H2O――→ 催化剂 △ 应。 2.有下列有机物:①乙酸乙酯、②聚乙烯、③乙醇、④醋酸、⑤甲苯、⑥油脂、⑦淀粉、⑧蛋
(3)德国化学家李比希创立了有机化合物定量分析法和早期的“基团理论”。 (4)1848年~1874年间,关于碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善,之后建立了研究有机化合物的官能团体系,使有机化学成为一门较完整的学科。 3.现代有机化学的发展 (1)关于有机化学结构理论的建立和有机反应机理的研究,使人们对有机反应有了新的掌控能力。 (2)红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)等物理方法的引入,使有机分析达到了微量、高效、准确的程度。 (3)逆推法合成设计思想的诞生,使有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机设计时代,大大提高了新化合物的合成速度。 (4)有机化学还能破译并合成蛋白质,认识并改造遗传分子,第一次从分子水平上揭示生命的奥秘。1965年,我国科学家在实验室中成功利用无机物合成了具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素。 4.有机化学的应用 (1)人类衣食住行用到的天然有机化合物有糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。(2)合成的有机物也广泛应用于生活中,如合成纤维、塑料、合成橡胶、合成药物等。
有机化学的发展简史 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经分离出许多有机化合物,制备了一些衍生物,并对它们作了定性描述,认识了一些有机化合物的性质。 法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年,德国化学家李比希发展了碳、氢分析法,1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上,遇到了很大的困难。最初,有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为,有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成,而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的,因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。 从1858年价键学说的建立,到1916年价键的电子理论的引入,才解开了这个不解的谜团,这一时期是经典有机化学时期。 1858年,德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念,并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合,氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出,在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。 1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶,一种半面晶向左,一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转,后者则使之向右旋转,角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此,1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念:同分异构体,圆满地解释了这种异构现象。
高等有机化学考试试题答案
2005级硕士研究生 高等有机化学期末考试答案 1.试推测6,6-二苯基富烯的亲电取代发生于哪个环,哪个位置?亲核取代发生于哪个位置?(4分) 2.计算烯丙基正离子和环丙烯正离子π分子轨道的总能量,并比较两者的稳定性。烯丙基的分子轨道的能量分别为:Ψ1=α+1.414β, Ψ2=α, Ψ3=α-1.414β; 环丙烯的分子轨道的能量分别为:Ψ1=α+2β, Ψ2=α-β。(5分) 烯丙基正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E烯丙基正离子=2E1=2(α+1.414β)=2α+2.828β 环丙烯正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 环丙烯正离子=2E 1 =2(α+2β)=2α+2β 能量差值为 E 烯丙基正离子- E 环丙烯正离子 =(2α+2.828β)- (2α+2β)=0.828β 因此,环丙烯正离子比烯丙基正离子稳定。3.富烯分子为什么具有极性?其极性方向与环庚富烯的相反,为什么?(4分) 富烯分子中环外双键的流向五员环形成稳定的6π体系的去向,从而环外双键中的末端碳原子带有部分正电荷,五员环接受电子后变成负电荷的中心,因此分子具有极性。 另外,七员环的环上电子流向环外双键,使得环外双键的末端碳原子带有部分负电荷,而七员环给出电子后趋于6π体系。因此,极性方向相反。
4.下列基团按诱导效应方向(-I 和+I )分成两组。(4分) 答: 5.烷基苯的紫外吸收光谱数据如下: 试解释之。(3分) 答:使得波长红移的原因是σ-π超共轭效应,σ-π超共轭效应又与a-碳上的C-H 键的数目有关。因此,甲基对波长的影响最大,而叔丁基的影响最小。 6.将下列溶剂按负离子溶剂化剂和正离子溶剂化剂分成两组。(3分) 负离子溶剂化剂:水 聚乙二醇 乙酸 乙醇 正离子溶剂化剂:N,N-二甲基乙酰胺 二甲亚砜 18-冠-6 7.以下反应用甲醇座溶剂时为S N 2反应:(3分) CH 3O- + CH 3-I CH 3-O-CH 3 + I - 当加入1,4二氧六环时,该反应加速,为什么? 答:二氧六环是正离子溶剂化剂,当反应体系中加入二氧六环时,把正离子甲 醇钠中的钠离子溶剂化,使得甲氧基负离子裸露出来,增强了其亲和性,故加速反应。 8.比较下列各对异构体的稳定性。(6分,每题2分) 1.反-2-丁烯 〉 顺-2-丁烯 2. 顺-1,3-二甲基环己烷 〉反-1,3-二甲基环己烷 3.邻位交叉1,2-丙二醇 〉对位交叉1,2-丙二醇 9.写出下列化合物的立体结构表示式。(4分,每题2分) 分子式 C 6H 5-R R=H CH 3 C 2H 5 CH(CH 3)2 C(CH 3)3 光谱数据/nm 262.5 266.3 265.9 265.3 265.0(E,E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇1)2) (7R,8S)-7,8-环氧-2-甲基18-烷-I 效应:-S(CH 3)2 -N=O -O(CH 3)3 -HgCl 2 +I 效应:-SeCH 3 -B(C 2H5)2 OCH 3O H 3C CH 2OH O R H
第一单元《有机化学的发展与应用》 1、有机化学的发展与应用 教学目的要求: 1、了解有机化学的发展简史,知道人类对客观事物的认识是循序渐进、螺旋上升的过程。 2、通过对有机化学于日常生活、工农业生产、生命科学等结合较紧密的内容的交流与讨论,使学生认识到人类生活离不开有机物,有机化学与其它学科的交叉渗透日益增多,是许多新诞生领域的研究基础。 3、通过调查研究、查阅资料等探究活动,了解有机化学的发展现状,进一步培养学生学习和研究化学的志向。 教学重点难点:对有机化学与有机物的认识 教学过程: 一、有机化学的发展。 1、我国早期的有机化学: 我们的祖先在3000多年前用煤作燃料,2000多年前掌握石油和天然气的开采,从植物中提取染料和香料等物质已经有上千年的历史。 2、有机化学的形成: 19世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯提出有机化学概念,使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 3、现代有机化学: 21世纪的今天,各种合成有机物已经渗透到各个领域;有机化学已经与其它学科融合形成了多个新型学科,应用前景十分广阔。 介绍:德国化学家维勒 1828年,贝采利乌斯的学生、德国年轻的化学家维勒,在实验室中加热无机物氰酸铵时无意中得到了尿素。NH4CNO CO(NH2)2 第一次用无机物合成有机物。 有机物的生成不必借助于所谓生命力的作用。 二、有机化学的应用 1、人类的衣食住行离不开有机物: 天然有机物:如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。 合成有机物:塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等。 2、具有特殊功能有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯,提高了人类的生活质量。 3、有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。 生命体中许多物质都是有机物,如细胞中存在的糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质和核酸等,都是有机物。 4、药物中大多数是有机化合物,在帮助人们战胜疾病,延长寿命的过程中发挥着重要的作用。 5、1965年,世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素在中国诞生。 课堂小结: 一、有机化学的发展。
《 有 机化 学》 试题 库 ( 2016) 一、选择题 (一)单选题 1、不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行加成反应时,加成反应的产物应遵守( A )。 A 马氏规则 B 定位规则 C 反马氏规则 D 扎衣采夫规则 2、(CH 3)2CHCH 2Cl 与( CH 3)3CCl 之间是什么异构体:( A ) A .碳链异构 B. 位置异构 C. 官能团异构 D. 互变异构 3、下列各组化合物中有顺反异构体的是: (C ) 4、下列哪种类型的化合物可用卢卡斯试剂鉴别( B ) A 、卤代烃 B 、伯、仲、叔醇 C 、醛酮 D 、烯烃 5、下列化合物中溶解性最大的是( B )。 A CH 3CH 2CH 2OH B CH 2(OH )CH 2 C H 2(OH ) C CH CHCH D CH 3 OCHCH 3 2 3 2 3 6、下列化合物中,能发生银镜反应的是( D ) A 甲酸 B 乙酸 C 乙酸甲酯 D 丙酮 7、在食品及药品工业中,常采用( D )作防腐剂 A 碳酸氢钠 B 乙酸钠 C 亚硝酸钠 D 苯甲酸钠 8、下列四种化合物按碱性强弱排列正确的是 ( B )。 A.①>②>③>④ B.④>③>②>① C.②>①>③>④ D.②<①<③<④ 9、蛋白质是( C )物质。 A 酸性 B 碱性 C 两性 D 中性 CH 3 CH 3CH 2 OH 10、下列与 H 等同的分子是( A ) CH 3 H OH OH HO CH 2CH 3 CH 3CH 2 H CH 3 A H B CH 3 C CH 2CH 3 D 11、烷烃的同系物通式符合 ( A ) 。 A . C n H 2n+2 B. C n H 2n C.C n H 2n-2 D.C n H 2n-6 12、单烯烃与单环烷烃的通式 ( A ) 。 A. 相同 B. 不同 C. 差2个H D. 以上都错 14、下列化合物中酸性最弱的是( A ) A 、CH 3COOH B 、FCH 2COOH C 、BrCH 2COOH D 、ClCH 2COOH 15、果糖属于 ( A ) 。 A. 单糖 B. 双糖 C. 多糖 D. 以上都错 16. 下列物质与卢卡斯试剂作用,最先出现浑浊的是 ( C )
有机化学的发展 环境科学09-1班曾丽 2009013108 “有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在实验室里是不能由无机化合物合成的。 1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。 由于合成方法的改进和发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。 从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经分离出许多有机化合物,制备了一些衍生物,并对它们作了定性描述,认识了一些有机化合物的性质。 法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年,德国化学家李比希发展了碳、氢分析法,1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。 当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上,遇到了很大的困难。最初,有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为,有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。 类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成,而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的,因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。 从1858年价键学说的建立,到1916年价键的电子理论的引入,才解开了这个不解的谜团,这一时期是经典有机化学时期。 1858年,德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念,并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合,氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出,在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。 1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶,一种半面晶向左,一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转,后者则使之向右旋转,角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此,1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念:同分异构体,圆满地解释了这种异构现象。 他们认为:分子是个三维实体,碳的四个价键在空间是对称的,分别指向一个正四面体的四个顶点,碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时,就产生一对异构体,它们互为实物和镜像,或左手和右手的手性关系,这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说,是有机化学中立体化学的基础。 1900年第一个自由基,三苯甲基自由基被发现,这是个长寿命的自由基。而不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。 在这个时期,有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念,价键的本质尚未解决。