高中《有机化学基础》知识点
一、重要的反应
1.能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质
①通过加成反应使之褪色:含有、—C≡C—的不饱和化合物
②通过取代反应使之褪色:酚类注意:苯酚溶液遇浓溴水时,除褪色现象之外还产生白色沉淀。
③通过氧化反应使之褪色:含有—CHO(醛基)的有机物(有水参加反应)注意:纯
净的只含有—CHO(醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色
④通过萃取使之褪色:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯
2.能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H+褪色的物质
1)有机物:含有、—C≡C—、—OH(较慢)、—CHO的物质苯环相连的侧链碳上有氢原子的苯的同系物(但苯不反应)
2)无机物:与还原性物质发生氧化还原反应,如H2S、S2-、SO2、SO32-、Br-、I-、Fe2+
3.与Na反应的有机物:含有—OH、—COOH的有机物
与NaOH反应的有机物:常温下,易与—COOH的有机物反应加热时,能与卤代烃、酯反应(取代反应)
与Na2CO3反应的有机物:含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠,并放出CO2气体;与NaHCO3反应的有机物:含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠并放出等物质的量的CO2气体。
4.既能与强酸,又能与强碱反应的物质
(1)氨基酸,如甘氨酸等
H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3Cl
H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O
(2)蛋白质分子中的肽链的链端或支链上仍有呈酸性的—COOH和呈碱性的—NH2,故蛋白质仍能与碱和酸反应。
5.银镜反应的有机物
(1)发生银镜反应的有机物:含有—CHO的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等)
(2)银氨溶液[Ag(NH3)2OH](多伦试剂)的配制:
向一定量2%的AgNO3溶液中逐滴加入2%的稀氨水至刚刚产生的沉淀恰好完全溶解消失。
(3)反应条件:碱性、水浴加热
.......酸性条件下,则有Ag(NH3)2+ + OH- + 3H+ == Ag+ + 2NH4+ + H2O而被破坏。
(4)实验现象:①反应液由澄清变成灰黑色浑浊;②试管内壁有银白色金属析出(5)有关反应方程式:AgNO3 + NH3·H2O == AgOH↓ + NH4NO3AgOH + 2NH3·H2O == Ag(NH3)2OH + 2H2O
银镜反应的一般通式:RCHO + 2Ag(NH3)2OH 2 A g↓+ RCOONH4+ 3NH3+ H2O
【记忆诀窍】:1—水(盐)、2—银、3—氨
甲醛(相当于两个醛基):HCHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag↓+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O 乙二醛:O HC-CHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag↓+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2H2O
甲酸:HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH 2 A g↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O 葡萄糖:(过量)CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH2A g↓+CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O
(6)定量关系:—CHO~2Ag(NH)2OH~2 Ag HCHO~4Ag(NH)2OH~4 Ag
6.与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应
(1)有机物:羧酸(中和)、甲酸(先中和,但NaOH仍过量,后氧化)、醛、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖)、甘油等多羟基化合物。
(2)斐林试剂的配制:向一定量10%的NaOH溶液中,滴加几滴2%的CuSO4溶液,
得到蓝色絮状悬浊液(即斐林试剂)。
(3)反应条件:碱过量、加热煮沸
........
(4)实验现象:
①若有机物只有官能团醛基(—CHO),则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时
无变化,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成;②若有机物为多羟基醛(如葡萄糖),则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中,常温时溶解变成绛蓝色溶液,加热煮沸后有(砖)红色沉淀生成;
(5)有关反应方程式:2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓+ Na2SO4
RCHO + 2Cu(OH)2RCOOH + Cu2O↓+ 2H2O
HCHO + 4Cu(OH)2CO2 + 2Cu2O↓+ 5H2O
OHC-CHO + 4Cu(OH)2HOOC-COOH + 2Cu2O↓+ 4H2O
HCOOH + 2Cu(OH)2CO2 + Cu2O↓+ 3H2O
CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
(6)定量关系:—COOH~? Cu(OH)2~? Cu2+(酸使不溶性的碱溶解)
—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
7.能发生水解反应的有机物是:卤代烃、酯、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋白质)。
HX + NaOH == NaX + H2O
(H)RCOOH + NaOH == (H)RCOONa + H2O
RCOOH + NaOH == RCOONa + H2O 或
8.能跟FeCl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。
9.能跟I2发生显色反应的是:淀粉。
10.能跟浓硝酸发生颜色反应的是:含苯环的天然蛋白质。
二、有机物的鉴别
鉴别有机物,必须熟悉有机物的性质(物理性质、化学性质),要抓住某些有机物的特征反应,选用合适的试剂,一一鉴别它们。
1.常用的试剂及某些可鉴别物质种类和实验现象归纳如下:
试剂
名称
酸性
高锰
酸钾
溶液
溴水
银氨
溶液
新制
Cu(OH)2
FeCl3
溶液
碘
水
酸碱
指示
剂
NaHCO3
少量
过
量
饱
和
2.卤代烃中卤素的检验取样,滴入NaOH溶液,加热至分层现象消失,冷却后加入稀
...
硝酸酸化
....,再滴入AgNO3 观察沉淀的颜色,确定是何种卤素。3.烯醛中碳碳双键的检验
(1)若是纯净的液态样品,则可向所取试样中加入溴的四氯化碳溶液,若褪色,则证明含有碳碳双键。
(2)若样品为水溶液,则先向样品中加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,充分反应后冷却过滤,向滤液中加入稀硝酸酸化
.......,再加入溴水,若褪色,则证明含
有碳碳双键。
★若直接向样品水溶液中滴加溴水,则会有反应:—CHO + Br2 + H2O →—COOH + 2HBr而使溴水褪色。
4.如何检验溶解在苯中的苯酚?
取样,向试样中加入NaOH溶液,振荡后静置、分液,向水溶液中加入盐酸
酸化,再滴入几滴FeCl3溶液(或过量饱和溴水
......),若溶液呈紫色(或有白色沉淀生成),则说明有苯酚。
★若向样品中直接滴入FeCl3溶液,则由于苯酚仍溶解在苯中,不得进入水溶液中与Fe3+进行离子反应;若向样品中直接加入饱和溴水,则生成的三溴苯酚会溶解在苯中而看不到白色沉淀。
★若所用溴水太稀,则一方面可能由于生成溶解度相对较大的一溴苯酚或二溴苯酚,另一方面可能生成的三溴苯酚溶解在过量的苯酚之中而看不到沉淀。
6.如何检验实验室制得的乙烯气体中含有CH2=CH2、SO2、CO2、H2O?
将气体依次通过无水硫酸铜、品红溶液、饱和Fe2(SO4)3溶液、品红溶液、澄清石灰水、
(检验水)(检验SO2)(除去SO2)(确认SO2已除尽)(检验CO2)
溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液(检验CH2=CH2)
三、混合物的分离或提纯(除杂)
高级脂肪酸
钠溶液(甘油)食盐
盐
析
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四、有机物的结构
(一)同系物的判断规律
1.一差(分子组成差若干个CH2)
2.两同(同通式,同结构)
3.三注意
(1)必为同一类物质;(2)结构相似(即有相似的原子连接方式或相同的官能团种类和数目);
(3)同系物间物性不同化性相似。因此,具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是不是同系物。此外,要熟悉习惯命名的有机物的组成,如油酸、亚油酸、软脂酸、谷氨酸等,以便于辨认他们的同系物。
(二)等效氢法的判断
可按下列三点进行:
(1)同一碳原子上的氢原子是等效的;
(2)同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;
(3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时,物与像的关系)。
五、重要的有机反应及类型
1.取代反应
酯化反应
水解反应
C 2H 5Cl+H 2O ?
??
→?NaOH
C 2H 5OH+HCl CH 3COOC 2H 5+H 2O ???→?无机酸或碱CH 3COOH+C 2H 5OH
2.加成反应
3.氧化反应
2C 2H 2+5O 2??→?点燃4CO 2+2H 2O
2CH 3CH 2OH+O 2℃
网
550??
→?Ag 2CH 3CHO+2H 2O 2CH 3CHO+O 2℃
~锰盐
7565??→? CH 3CHO+2Ag(NH 3)2OH ?→
??
+2Ag↓+3NH 3+H 2O
4.还原反应
5.消去反应
C 2H 5OH ℃
浓
1704
2
???→?SO
H CH 2═CH 2↑+H 2O CH 3—CH 2—CH 2Br+KOH ?
??→?乙醇
CH 3—CH═CH 2+KBr+H 2O 7.水解反应 卤代烃、酯、多肽的水解都属于取代反应
8.热裂化反应(很复杂)
C 16H 34??→?
C 8H 16+C 8H 16 C 16H 34?
?→?
C 14H 30+C 2H 4 C 16H 34?
?→?
C 12H 26+C 4H 8 …… 9.显色反应
含有苯环的蛋白质与浓HNO3作用而呈黄色
10.聚合反应
11.中和反应
六、一些典型有机反应的比较
1.反应机理的比较
(1)醇去氢:脱去与羟基相连接碳原子上的氢和羟基中的氢,形成。例如:
+ O2?→
?羟基所连碳原子上没有氢原子,不能形成,所以不发生失氢(氧化)反应。
(2)消去反应:脱去—X(或—OH)及相邻碳原子上的氢,形成不饱和键。例如:
与Br 原子相邻碳原子上没有氢,所以不能发生消去反应。
(3)酯化反应:羧酸分子中的羟基跟醇分子羟基中的氢原子结合成水,其余部分互
相结合成酯。例如:
2.反应现象的比较
例如: 与新制Cu(OH)2悬浊液反应的现象: 沉淀溶解,出现绛蓝色溶液?→?存在多羟基; 沉淀溶解,出现蓝色溶液?→?存在羧基。 热后,有红色沉淀出现?→?存在醛基。
3.反应条件的比较
同一化合物,反应条件不同,产物不同。例如:
(1)CH 3CH 2OH ℃
浓
1704
2
???→?SO
H CH 2=CH 2↑+H 2O (分子内脱水) 2CH 3CH 2OH ℃
浓
1404
2
???→?SO
H CH 3CH 2—O —CH 2CH 3+H 2O (分子间脱水) (2)CH 3—CH 2—CH 2Cl+NaOH ?
??
→?O
H 2
CH 3CH 2CH 2OH+NaCl (取代) CH 3—CH 2—CH 2Cl+NaOH ?
??→?乙醇
CH 3—CH=CH 2+NaCl+H 2O (消去) (3)一些有机物与溴反应的条件不同,产物不同。