1、第 1 页 共 11 页催化剂加热、加压有机化学知识点归纳一、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。2、常见的各类有机物的官能团，结构特点及主要化学性质(1)烷烃A) 官能团：无 ；通式：C nH2n+2；代表物：CH 4B) 结构特点：键角为 10928，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) 物理性质：1.常温下，它们的状态由气态、液态到固态，且无论是气体还是液体，均为无色。一般地，C1C4 气态，C5C16 液态，C17 以上固态。2.它们的熔沸点由低到高。 3.烷烃的密度由小到大，但都小于 1g/cm3，即都
2、小于水的密度。4.烷烃都不溶于水，易溶于有机溶剂D) 化学性质：取代反应（与卤素单质、在光照条件下）， ，。燃烧热裂解C16H34 C8H18 + C8H16烃类燃烧通式： O2O)4(2yxyxt 点 燃烃的含氧衍生物燃烧通式: H2C)(C2yxzzyx 点 燃E) 实验室制法：甲烷： 3 423HONaHNaO注：1.醋酸钠：碱石灰=1 ：3 2.固固加热 3.无水（不能用 NaAc 晶体） 4.CaO：吸水、稀释 NaOH、不是催化剂(2)烯烃：A) 官能团： ；通式： CnH2n(n2) ；代表物：H 2C=CH2B) 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。
3、CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl光 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl光CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O点燃CH4 C + 2H2高温隔绝空气C=C原子：X原子团（基）：OH、CHO（醛基） 、COOH （羧基） 、C 6H5 等化学键： 、 CCC=C官能团CaO第 2 页 共 11 页催化剂C) 化学性质：加成反应（与 X2、H 2、HX、H 2O 等）加聚反应（与自身、其他烯烃）燃烧 氧化反应 2CH 2 = CH2 + O2 2CH3CHO烃类燃烧通式： OH2C)4(HC2yxyxy 点 燃D) 实验室制法：乙烯： CH32OHCH2H22SO4 +H
4、2O170注：1.V 酒精：V 浓硫酸=1：3（被脱水，混合液呈棕色）2. 排水收集（同 Cl2、HCl）控温 170（140：乙醚）3.碱石灰除杂 SO2、CO2 4.碎瓷片：防止暴沸E) 反应条件对有机反应的影响：CH2CHCH 3HBr （氢加在含氢较多碳原子上，符合马氏规则）CH3CCH3BrCH2CHCH 3HBr CH3CH 2CH 2Br（反马氏加成）F）温度不同对有机反应的影响：CH2CCHC2 80CH2CCHC2BrBr+ Br2CH2CCHC2 60CH2CCHC2Br Br+ Br2(3)炔烃：A) 官能团：CC ；通式：C nH2n2(n2) ；代表物：HCCHB)
5、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) 物理性质：纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。工业品乙炔带轻微大蒜臭。由碳化钙(电石)制备的乙炔因含磷化氢等杂质而有恶臭。C) 化学性质：氧化反应：a可燃性：2C 2H2+5O2 4CO 2+2H2O 现象：火焰明亮、带浓烟 , 燃烧时火焰温度很高（3000） ，用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。b被 KMnO4 氧化：能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。CH2=CH2 + HX CH3CH2X 催化剂CH2=CH2 + 3O2 2CO2 + 2H2O 点燃nC
6、H2=CH2 CH2CH2 n催化剂CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH 催化剂加热、加压CH2=CH2 + Br2 BrCH2CH2Br CCl4第 3 页 共 11 页CH3NO2NO2O2NCH3催化剂3CHCH + 10KMnO 4 + 2H2O6CO 2+ 10KOH + 10MnO2所以可用酸性 KMnO4 溶液或溴水区别炔烃与烷烃。加成反应：可以跟 Br2、H2、HX 等多种物质发生加成反应。如：现象：溴水褪色或 Br2 的 CCl4 溶液褪色 与 H2 的加成 CHCH+H 2 CH 2CH 2取代反应：连接在 CC 碳原子上的氢原子相当活泼，易被金属取代，生成炔烃金属
7、衍生物叫做炔化物。CHCH + Na CHCNa + H21CHCH + 2Na CNaCNa + H2CHCH + NaNH 2 CHCNa + NH3 CHCH + Cu2Cl2（2AgCl） CCuCCu( CAgCAg ) + 2NH4Cl +2NH3 （ 注意：只有在三键上含有氢原子时才会发生，用于鉴定端基炔 RHCH） 。D) 乙炔实验室制法： CaC2+2HOH Ca(OH) 2+CHCH注：1.排水收集 无除杂 2.不能用启普发生器 3.饱和 NaCl：降低反应速率 4. 导管口放棉花：防止微溶的 Ca(OH)2 泡沫堵塞导管(4)苯及苯的同系物：A) 通式：C nH2n6(n
8、6)；代表物： 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)物理性质：在常温下是一种无色、有特殊气味的液体，易挥发。苯不溶于水，密度比水。如用冰冷却，可凝成无色晶体。苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。C)化学性质：取代反应（与液溴、HNO 3、H 2SO4 等）硝化反应： 磺化反应：+ HOSO 3H SO3H+H2O+3HONO 2 +3H2O加成反应（与 H2、Cl 2 等）+ Br2 + HBrBr Fe 或 FeBr3+ HNO3 + H2ONO2 浓 H2SO460+ 3H2 NiNH3N
9、H3190220注：V 苯：V 溴=4：1 长导管：冷凝 回流 导气 防倒吸 NaOH 除杂现象：导管口白雾、浅黄色沉淀（AgBr） 、CCl4：褐色不溶于水的液体（溴苯）注：先加浓硝酸再加浓硫酸 冷却至室温再加苯 50-60 【水浴】 温度计插入烧杯 除混酸：NaOH硝基苯：无色油状液体 难溶 苦杏仁味 毒注：三硝基甲苯，淡黄色晶体，不溶于水，烈性炸药。+ 3Cl2 紫外线ClClClCl ClCl第 4 页 共 11 页H2ONaOH浓硫酸170浓硫酸140D)侧链和苯环相互影响：侧链受苯环易氧化，苯环受易取代。(5)卤代烃：A)官能团：X 代表物：CH 3CH2BrB)物理性质：基本上与
10、烃相似，低级的是气体或液体，高级的是固体。它们的沸点随分子中碳原子和卤素原子数目的增加（氟代烃除外）和卤素原子序数的增大而升高。比相应的烃沸点高。密度降低（卤原子百分含量降低） 。C)化学性质： 取代反应（水解）CH3CH2Br + H2O CH3CH2OH + HBrCH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr消去反应（邻碳有氢）：CH3CH2Br CH2=CH2+HBr 醇(6)醇类：A) 官能团：OH（醇羟基） ；通式： CnH2n+2O（一元醇 / 烷基醚） ；代表物： CH3CH2OHB) 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。
11、结构与相应的烃类似。C）物理性质（乙醇）：无色、透明，具有特殊香味的液体（易挥发） ，密度比水小，能跟水以任意比互溶（一般不能做萃取剂） 。是一种重要的溶剂，能溶解多种有机物和无机物。C) 化学性质：置换反应（羟基氢原子被活泼金属置换）酸性（跟氢卤酸的反应） 催化氧化（H）酯化反应（跟羧酸或含氧无机酸）注：1.【酸脱羟基醇脱氢】 （同位素示踪法） 2. 碎瓷片：防止暴沸 3.浓硫酸：催化 脱水 吸水 4.饱和 Na2CO3：便于分离和提纯消去反应（分子内脱水）： CH3CH2OH CH2 = CH2+ H 2O取代反应（分子间脱水）：C 2H5OH+C2H5OH C2H5OC2H5+H2O(7
12、)酚类：A) 官能团： ； 通式： CnH2n-6O（芳香醇 / 酚）2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2 HOCH2CH2OH + 2Na NaOCH2CH2ONa + H2 CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O Cu 或 Ag HOCH3CH2OH + O2 OHCCHO+ 2H2O Cu 或 Ag2CH3CHCH3 + O2 2CH3CCH3 + 2H2O OH OCu 或 AgCH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O 浓 H2SO4 注：NaOH
13、 作用：中和 HBr 加快反应速率 检验X ：加入硝酸酸化的 AgNO3 观察沉淀注：相邻 C 原子上有 H 才可消去加 H 加在 H 多处，脱 H 脱在 H 少处（马氏规律）醇溶液：抑制水解（抑制 NaOH 电离） 现象：铜丝表面变黑 浸入乙醇后变红 液体有特殊刺激性气味 乙醚：无色 无毒 易挥发 液体 麻醉剂OH第 5 页 共 11 页B）物理性质：纯净的本分是无色晶体，但放置时间较长的苯酚往往是粉红色的，这是由于苯酚被空气中的氧气氧化所致。具有特殊的气味，易溶于乙醇等有机溶剂。室温下微溶于水，当温度高于 65的时候，能与水混容。C）化学性质：酸性：苯酚与氢氧化钠溶液反应+ NaOH +
14、H2O苯酚钠溶液中通入二氧化碳+ CO2 + H2O + NaHCO3苯酚的定性检验定量测定方法：+ 3Br2 + 3HBr 显色反应：加入 Fe3+ 溶液呈紫色。制备酚醛树脂（电木）：(8)醛酮A)官能团： (或CHO) 、 (或CO) ；通式（饱和一元醛和酮）：CnH2nO；代表物：CH 3CHO B)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 )物理性质（乙醛）：无色无味，具有刺激性气味的液体，密度比水小，易挥发，易燃，能跟水，乙醇等互溶。D)化学性质：加成反应（加氢、氢化或还原反应）氧化反应（醛的还原性）(9)羧酸A) 官能团：
15、(或COOH) ；通式（饱和一元羧酸和酯）： CnH2nO2；代表物：CH 3COOHB) 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）物理性质（乙酸）：具有强烈刺激性气味，易挥发，易溶于水和乙醇，温度低于熔点时，凝结成晶体，纯净的醋酸又称为冰醋酸。D) 化学性质：具有无机酸的通性：OCHOCCH3CHO + H2 CH3CH2OH 催化剂 + H2 CH3CHCH3 OHOCH3CCH3 催化剂2CH3CHO + 5O2 4CO2 + 4H2O 点燃CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 +
16、 H2O （银镜反应）CH3CHO + 2Cu(OH)2 CH3COOH + Cu2O + H2O （费林反应）2CH3CHO + O2 2CH3COOH 催化剂OHCH + 4Ag(NH3)2OH (NH4)2CO3 + 4Ag + 6NH 3 + 2H2OOCOH2CH3COOH + Na2CO3 2CH3COONa + H2O + CO2 OH ONaONa OH Br |BrBr OH|OH|无论少量过量一定生成 NaHCO3酸性：H 2CO3OH HCO3-银镜：用稀硝酸洗第 6 页 共 11 页酯化反应：缩聚反应：（苯二甲酸与乙二醇发生酯化反应）(10)酯类A) 官能团： （或 C
17、OOR） （R 为烃基） ； 代表物： CH3COOCH2CH3B) 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）4、重要有机化学反应的反应机理(1)醇的催化氧化反应说明：若醇没有 H，则不能进行催化氧化反应。(2)酯化反应说明：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、有机化学的一些技巧11mol 有机物消耗 H2 或 Br2 的最大量21mol 有机物消耗 NaOH 的最大量3由反应条件推断反应类型反应条件 反应类型NaOH 水溶液、 卤代烃水解 酯类水解 NaOH 醇溶液、 卤代烃消去浓 H2SO4CH3COOH + CH3CH2OH
18、 CH3COOCH2CH3 + H2O （酸脱羟基，醇脱氢）OCOR稀 H2SO4CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 + NaOH CH3COONa + CH3CH2OH CH3CHOHH|O|OHCH3CHOHH 2OOCH3CH浓 H2SO4OCH3COH + HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3 + H2O 第 7 页 共 11 页稀 H2SO4、 酯的可逆水解 二糖、多糖的水解 浓 H2SO4、 酯化反应 苯环上的硝化反应 浓 H2SO4、170 醇的消去反应浓 H2SO4、140 醇生成醚的取代反应溴水或 Br2的
19、 CCI4溶液不饱和有机物的加成反应浓溴水 苯酚的取代反应Br2、Fe 粉 苯环上的取代反应X2、光照 烷烃或苯环上烷烃基的卤代O2、Cu、 醇的催化氧化反应O2 或 Ag(NH3)2OH 或新制 Cu(OH)2醛的氧化反应 酸性 KMnO4 溶液 不饱和有机物或苯的同系物支链上的氧化H2、催化剂 C=C、 C C、CHO 、羰基、苯环的加成4根据反应物的化学性质推断官能团 化学性质 官能团与 Na 或 K 反应放出 H2 醇羟基、酚羟基、羧基与 NaOH 溶液反应 酚羟基、羧基、酯基、C-X 键与 Na2CO3 溶液反应 酚羟基（不产生 CO2） 、羧基（产生 CO2）与 NaHCO3 溶液
20、反应 羧基与 H2 发生加成反应（即能被还原） 碳碳双键、碳碳叁键、醛基、酮羰基、苯环不易与 H2 发生加成反应 羧基、酯基能与 H2O、HX、X 2 发生加成反应碳碳双键、碳碳叁键能发生银镜反应或能与新制Cu(OH)2 反应生成砖红色沉淀醛基使酸性 KMnO4 溶液褪色或使溴水因反应而褪色碳碳双键、碳碳叁键、醛基能被氧化（发生还原反应） 醛基、醇羟基、酚羟基、碳碳双键 碳碳叁键发生水解反应 酯基、C-X 键、酰胺键发生加聚反应 碳碳双键与新制 Cu(OH)2 悬浊液混合产生降蓝色生成物多羟基能使指示剂变色 羧基使溴水褪色且有白色沉淀 酚羟基遇 FeCI3 溶液显紫色 酚羟基使酸性 KMnO4
21、 溶液褪色但不能使溴水褪色苯的同系物第 8 页 共 11 页使浓硝酸变黄 蛋白质5由官能团推断有机物的性质6由反应试剂看有机物的类型第 9 页 共 11 页7根据反应类型来推断官能团反应类型 物质类别或官能团取代反应 烷烃、芳香烃、卤代烃、醇、羧酸、酯、苯酚加成反应 C=C、CC、CHO加聚反应 C=C、CC 缩聚反应 COOH 和OH、COOH 和NH 2、酚和醛消去反应 卤代烃、醇水解反应 卤代烃、酯、二糖、多糖、蛋白质氧化反应 醇、醛、C=C、CC、苯酚、苯的同系物还原反应 C=C、 C C、CHO 、羰基、苯环的加氢酯化反应 COOH 或OH皂化反应 油脂在碱性条件下的水解8引入官能团
22、的方法引入官能团 有关反应羟基OH 烯烃与水加成 醛/酮加氢 卤代烃水解 酯的水解卤素原子（X） 烷烃、苯与 X2 取代 不饱和烃与 HX 或 X2 加成 醇与 HX 取代第 10 页 共 11 页碳碳双键 C=C 醇、卤代烃的消去 炔烃加氢醛基CHO 醇的氧化 稀烃的臭氧分解羧基COOH 醛氧化 酯酸性水解 羧酸盐酸化苯的同系物被 KMnO4氧化 酰胺水解酯基COO 酯化反应9消除官能团的方法通过加成消除不饱和键；通过消去或氧化或酯化等消除羟基（OH） ；通过加成或氧化等消除醛基(CHO)。10有机合成中的成环反应加成成环：不饱和烃小分子加成（信息题） ；二元醇分子间或分子内脱水成环；二元醇
23、和二元酸酯化成环；羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。11有机物的分离和提纯物质 杂质 试剂 方法苯 苯酚 NaOH 分液乙醛 乙酸 NaOH 蒸馏乙酸乙酯 乙酸 Na2CO3 分液乙醇 乙酸 CaO 蒸馏乙醇 水 CaO 蒸馏苯 乙苯 KMnO4 、NaOH 分液溴乙烷 乙醇 水 淬取乙酸乙酯 乙醇 水 反复洗涤甲烷 乙稀 溴水 洗气14常见式量相同的有机物和无机物(1)式量为 28 的有：C2H4 N2 CO 2 ) 式量为 30 的有：C2H6 NO HCHO(3) 式量为 44 的有：C3H8 CH3CHO CO2 N2O 4) 式量为 46 的有：CH3CH2OH HC
24、OOH NO2(5) 式量为 60 的有：C3H7OH CH3COOH HCOOCH3 SiO2(6) 式量为 74 的有：CH3COOCH3 CH3CH2COOH CH3CH2OCH2CH3 Ca(OH)2 HCOOCH2CH3 C4H9OH(7) 式量为 100 的有：CH2=C(OH) COOCH3 CaCO3 KHCO3 Mg3N216有机物的通式烷烃：CnH2n+2 稀烃和环烷烃：CnH2n 炔烃和二稀烃： CnH2n-2 饱和一元醇和醚： CnH2n+2O饱和一元醛和酮：CnH2nO 饱和一元羧酸和酯：CnH2nO2 苯及其同系物：CnH2n-6苯酚同系物、芳香醇和芳香醚：CnH2n-6O四、其他1需水浴加热的反应有： （1） 、银镜反应（2） 、乙酸乙酯的水解（3）苯的硝化（4）糖的水解 （5） 、酚醛树脂的制取（6）固体溶解度的测定 凡是在不高于 100的条件下反应，均可用水浴加热，其优点：温度变化平稳，不会大起大落，有利于反应的进行。 2需用温度计的实验有： （1） 、实验室制乙烯（170） （2） 、蒸馏 （3） 、固体溶解度的测定（4） 、乙酸乙酯的水解
