1、第24讲 有机化学基础,考点一 有机化合物的结构与性质,知识清单,一 有机物的分类,二 烃的衍生物的组成、结构和性质,三 同系物 1.同系物的概念 结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。 2.同系物的特点 (1)结构相似,通式相同(只有二者同时具备时,才可能是同系物)。 (2)化学性质相似,物理性质一般随碳原子数的增加而发生规律性变化。,考点二 有机合成与有机推断 高分子化合物,一 有机合成路线的选择 有机合成往往要经过多步才能完成,因此在确定有机合成的途径或路线 时,就要进行合理选择。选择的基本要求是 原料廉价 、原理正 确、 路线简捷 、便于操作、条件适宜、易于分
2、离、产率高、成 本低。 二 有机推断题解题突破口 1.根据有机物的性质推断官能团 有机物的官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性质,这些都是有 机物结构推断的突破口。,(1)能使溴水褪色的物质可能含有“ ” “ ”或是酚类物质(产生白色沉淀)等。 (2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质可能含有“ ” “ ”“ CHO ”或是酚类、苯的同系物等。 (3)能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的物 质一定含有“ CHO ”。 (4)能与Na反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等。 (5)能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊试液变红的有机物中含有,“ COOH ”。 (
3、6)能水解的有机物中可能含有酯基( )、卤素原子、肽键 ( )等。 (7)能发生消去反应的为 醇或卤代烃 。 2.根据性质和有关数据推知官能团的数目 (1)CHO (2)2OH(醇、酚、羧酸) H2 (3)2COOH CO2 COOH CO2,(4) 3.根据某些产物推知官能团的位置 (1)醇能氧化成醛(或羧酸),则醇分子中的OH一定在链端(即含CH2 OH);醇能氧化成酮,则醇分子中的OH一定在链中(即含 );若该醇不能被氧化,则必含 (与OH相连 的碳原子上无氢原子)。 (2)由消去反应的产物可确定“OH”或“X”的位置。 (3)由取代产物的种类可确定碳链结构。,(4)由加氢后碳架结构确定
4、 或 的位置。 三 高分子化合物 1.高分子化合物的结构特点 高分子化合物通常结构并不复杂,往往由简单的结构单元重复连接而 成。如聚乙烯中:单体 链节 聚合度 聚乙烯的结构单元(或链节)为 。 n表示每个高分子化合物中链节重复的次数,叫聚合度。n越大,相对,分子质量越大。 合成高分子的低分子化合物叫单体。如乙烯是聚乙烯的单体。 2.加聚反应和缩聚反应 (1)加聚反应 由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。(2)缩聚反应 单体间相互作用生成高分子化合物,同时还生成小分子化合物(如水、 氨、卤化氢等)的聚合反应。,考点三 有机反应类型的判断,有机反应的反应类型 1.取代反应:有机物分子中的
5、某些原子或 原子团 被其他原子或原 子团所代替的反应。 取代反应包括卤代、硝化、磺化、 水解 、酯化等反应类型。 2.加成反应:有机物分子中 不饱和键 两端的碳原子跟其他原子或 原子团直接结合生成新的物质的反应。 加成反应包括与H2、X2(卤素)、HX、HCN、H2O等的加成。 3.消去反应:有机物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如H2 O、HX、NH3等),生成不饱和化合物的反应(消去小分子)。 4.氧化反应:有机物得 氧 失 氢 的反应。,氧化反应包括:(1)烃和烃的衍生物的燃烧反应,(2)烯烃、炔烃、二烯 烃、苯的同系物、醇、醛等与酸性高锰酸钾溶液的反应,(3)醇氧化为 醛或酮
6、的反应,(4)醛氧化为羧酸的反应等。 5.还原反应:有机物加氢去氧的反应。 6.加聚反应:通过 加成 反应聚合成高分子化合物的反应(加成聚 合)。主要为含 双键 的单体聚合。 7.缩聚反应:单体间通过缩合反应生成高分子化合物,同时生成 小分子 (H2O、NH3、HX等)的反应。 缩聚反应主要包括酚醛缩聚、醇酸缩聚、氨基酸缩聚等。 8.酯化反应(属于取代反应):酸(有机羧酸、无机含氧酸)与醇作用生成 酯和水的反应。,9.水解反应:有机物在一定条件下跟水作用生成两种或多种物质的反应。 水解反应包括卤代烃水解、酯水解、糖水解、蛋白质水解等。 10.裂化反应:在一定温度下,把相对分子质量大、沸点高的长
7、链烃断裂 为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。 11.酯的生成和水解及肽键的生成和水解+ + +,(虚线为断键处或成键处),方法1 同分异构的种类及同分异构体的书写方法 一、同分异构的种类 1.碳链异构 因分子中碳原子的结合次序不同而引起的异构现象,如C5H12有3种同分 异构体,即正戊烷、异戊烷和新戊烷。 2.位置异构 因分子中取代基或官能团在碳链(或碳环)上的位置不同而引起的异构 现象,如正丙醇和异丙醇,邻二甲苯、间二甲苯与对二甲苯等都属于位 置异构。,方法技巧,3.官能团异构 分子中官能团不同而分属不同类物质的异构体。 常见的官能团异构,二、同分异构体的书写方法 1.烷烃:烷烃只存在
8、碳链异构,书写时应注意要全而不重复,具体规则如 下:成直链,一条线;摘一碳,挂中间,往边移,不到端;摘二碳,成乙基;二甲 基,同、邻、间。 2.具有官能团的有机物,书写的一般顺序:碳链异构位置异构官能团 异构。 3.芳香族化合物:取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对3种。 三、同分异构体数目的判断方法 1.记忆法 记住常见物质的同分异构体数目,例如 (1)凡只含一个碳原子的分子均无同分异构体。甲烷、乙烷、新戊烷,(看作CH4的四甲基取代物)、2,2,3,3-四甲基丁烷(看作乙烷的六甲基取 代物)、苯、环己烷、C2H4等分子的一卤代物只有1种。 (2)丁烷、丁炔、丙基的同分异构体有2种。 (3
9、)戊烷、丁烯、戊炔的同分异构体有3种。 (4)丁基、C8H10(芳香烃)的异构体有4种。 (5)己烷、C7H8O(含苯环)的同分异构体有5种。 (6)戊基、C9H12(芳香烃)的异构体有8种。 2.基元法 例如,二氯苯C6H4Cl2有3种同分异构体,四氯苯也有3种(将H替代Cl);又如 CH4的一氯代物只有1种,新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。 3.等效氢法,“等效氢”的判断是常用的判断同分异构体数目的一种重要方法,其原 则有三条:同一碳原子上的氢等效,同一碳原子的甲基上的氢等效, 位于对称位置的碳原子上的氢等效。 四、同分异构体的常见题型及解法 对同分异构体的考查,题目类型多变。常
10、见题型有: (1)限定范围书写或补写同分异构体。解题时要看清所限范围,分析已 知的几个同分异构体的结构特点,对比联想找出规律补写,同时注意碳 的四价原则和对官能团存在位置的要求。 (2)判断是否是同分异构体。做此类题时要先看分子式是否相同,再看 结构是否不同。对于结构不同要从两个方面来考虑:一是原子或原子团 连接顺序;二是原子或原子团的空间位置。,(3)判断取代产物同分异构体的数目。其分析方法是分析有机物的结构 特点,确定不同位置的氢原子种数,再确定取代产物的同分异构体数目; 或者依据烃基的同分异构体数目进行判断。,例1 (2015课标,11,6分)分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3
11、溶液反 应放出气体的有机物有(不含立体异构)( ) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种,解题导引 解析 能与NaHCO3反应放出气体说明该有机物为羧酸,其结构简式 可能为CH3CH2CH2CH2COOH、 、 ,共4种。答案 B,方法2 有机合成题的解题方法 解答有机合成题时,首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物, 带有何种官能团,然后结合所学过的知识或题给信息,寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法,尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。 1.常见题型 (1)正向合成法:此法采用正向思维方法,从已知原料入手,找出合成所需 要的直接或间接的中间产物,逐步推向目标物质,其思维程序是:
12、原料 中间产物产品。 (2)逆向合成法:此法采用逆向思维方法,从目标物质的组成、结构、性 质入手,找出合成所需的直接或间接的中间产物,逐步推向已知原料,其,思维程序是:产品中间产物原料。 (3)综合比较法:此法采用综合思维的方法,将正向或逆向推导出的几种 合成途径进行比较,得出最佳合成路线。 2.常用方法 (1)官能团的引入 1)引入羟基(OH):烯烃与水加成,醛(酮)与氢气加成,卤代烃水 解,酯的水解等,其中最重要的是卤代烃水解。 2)引入卤原子(X):烃与X2取代,不饱和烃与HX或X2加成,醇与 HX取代等,其中最重要的是不饱和烃的加成。 3)引入双键:某些醇或卤代烃的消去引入 ;醇的氧化
13、引入,等。 (2)官能团的消除 1)通过加成消除不饱和键。 2)通过消去或氧化、酯化等消除羟基(OH)。 3)通过加成或氧化等消除醛基(CHO)。 (3)官能团间的衍变 根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径),可进行有机物的 官能团衍变,以使中间物质向产物递进。常见的有三种方式: 1)利用官能团的衍生关系进行衍变,如伯醇 醛 羧酸。 2)通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如CH3CH2OH,ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH。 3)通过某种手段,改变官能团的位置。 (4)碳骨架的增减 1)增长:有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见方式为 有机物与HCN反应,
14、以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 2)变短:如烃的裂化、裂解,某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化,羧酸盐 脱羧等。,例2 (2015浙江理综,26,10分)化合物X是一种香料,可采用乙烯与甲苯 为主要原料,按下列路线合成:已知:RX ROH;RCHO+CH3COOR RCH CHCOOR 请回答:,(1)E中官能团的名称是 。 (2)B+DF的化学方程式 。 (3)X的结构简式 。 (4)对于化合物X,下列说法正确的是 。 A.能发生水解反应 B.不与浓硝酸发生取代反应 C.能使Br2/CCl4溶液褪色 D.能发生银镜反应 (5)下列化合物中属于F的同分异构体的是 。,A. B. C.CH2 CHCH CHCH CHCH CHCOOH D.,解题导引 结合反应条件和已知 各物质结构简式解析 由题中所给信息可得原合成路线为:,(4)X中含有酯基,可发生水解反应,A正确;含苯环,可与浓硝酸发生 取代反应,B错误;含碳碳双键,能使Br2/CCl4溶液褪色,C正确;不含醛基,不 能发生银镜反应,D错误。 (5)判断F的同分异构体有两种方法:一是根据F的分子式C9H10O2,核对选 项;二是由F的不饱和度为5,碳原子数为9,氧原子数为2,快速判断。,答案 (1)醛基 (2)CH3COOH+ +H2O (3) (4)AC (5)BC,
