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文檔簡介
第三部分有機(jī)化學(xué)
一、教法建議
拋石專引玉
有機(jī)化學(xué)給學(xué)生的印象通常是比較復(fù)雜,沒有什么頭緒,對看似紛繁
復(fù)雜的反應(yīng)有一種摸不著頭腦的感覺,而這部分知識無論是在高考中
的分婁比例還是個人的化學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn)上都有著極重析理論及現(xiàn)實
意義,而且有機(jī)化學(xué)在如今的化學(xué)發(fā)展中居于較活躍的地位。
以官能團(tuán)為核心,根據(jù)官能團(tuán)的性質(zhì)來掌握該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),并掌
握此一類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),這是學(xué)好有機(jī)化學(xué)知識的前提條件。
指點迷津
牢牢地抓住一些基本的有機(jī)概念,基本官能團(tuán)的反應(yīng),由此擴(kuò)展到整
個有機(jī)系統(tǒng)的知識是有機(jī)知識體系的基本要求。
本部分知識可分為如下三大塊:
煌;煌的衍生物;糖類及蛋白質(zhì)。
在“煌”一章中,主要目的是學(xué)習(xí)一些有機(jī)化學(xué)中的基本概念,屬有
機(jī)化學(xué)啟蒙章節(jié),主要包括:有機(jī)物烷、烯、快的及苯性質(zhì),同系物,
同分異構(gòu)體及加成、消除反應(yīng)等。
無論從考試中的題目含量上,還是知識本身的靈活變通性上,“烽的
衍生物”都是有機(jī)化學(xué)中的核心,也是我們在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)中應(yīng)著重
花費功夫的地方。包括“醇”、“酚”、“醛”、“竣酸”、“酯”等兒大知
識塊。
在中學(xué)階段,“糖類、蛋白質(zhì)”知識只能達(dá)到初步涉獵的層次,一些
基本的概念及知識在本章顯得尤為重要。
在有機(jī)計算及有機(jī)推斷中經(jīng)常用到一個強(qiáng)有力的工具——不飽和度
的應(yīng)用,這在后面的知識中有所敘述。
有機(jī)物燃燒前后,掌握壓強(qiáng)的變化也是比較重要的能力。
有機(jī)實驗是很有代表性的,根據(jù)一些基本原理設(shè)計出新的實驗也是我
們要掌握的內(nèi)容。
二、學(xué)海導(dǎo)航
思維基礎(chǔ)
(―)知識基礎(chǔ)
1.列舉有機(jī)物碳碳鍵之間彼此連接的可能形式及性質(zhì)遞變。
答:①單鍵;②苯環(huán)中碳碳鍵;③雙鍵;④叁鍵.
鍵長①)②?!发?/p>
鍵能①〈②〈③〈④
反應(yīng)活性:③>④①
2.甲烷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體型結(jié)構(gòu).H—C—H鍵角為109。28,應(yīng)將
這個規(guī)律推廣——凡是一個碳原子周圍以4個單鍵與其它原子相結(jié)
合,無論這些原子是否相同,所形成的以該碳原子為頂點的鍵角均約
為109o28\這在判斷有機(jī)分子中各碳原子是否在同一平面上有著積
極的意義。
3.烷短的化學(xué)性質(zhì):
烷煌在常溫下比較穩(wěn)定,不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑起反應(yīng)。
①取代反應(yīng):C12與甲烷在光照條件下可以發(fā)生取代反應(yīng),生成
CH3C1,CH2ch,CHCL,CC"及HC1的混合物。
取代反應(yīng)是一類范圍很廣的反應(yīng),包括硝化、磺化、酯化及鹵代煌或
酯類的水解等。
②氧化:烷煌可以燃燒,生成CO2及H2O
>1000C
CH4?C+2H2
C4H10△aCH4+C3H60泅().△_?C2H6+C2H4
③高溫分解、裂化裂解:
4.實驗室中制甲烷的方法:
CH3coONa+NaOH匕aCH4T+Na2CO3
將無水醋酸鈉與堿石灰共熱可制得甲烷氣體。我們需要把這個反應(yīng)理
解為竣酸鹽的脫竣反應(yīng),這在有機(jī)判定上極有意義。
2coONa
CaO
+NaOHK
COONa
5.根、基、原子團(tuán):
答:①根:帶電的原子或原子團(tuán),如:SO24,NH+4,Clo
根帶電荷,但帶電荷的不全都是“根”,如H+,Na+等。
②基:電中性的原子或原子團(tuán),一般都有未成對電子。
?'C.W羥套◎:氏甲基-C;
如氯基H,一般情況下存在于共價化
合物中,但特殊條件下
--光-?
可形成自由基。Cl:ClC1?+C1?
④原子團(tuán):多個原子組成的基團(tuán),可以是根,也可以是基;但是,
單原子的基或根不能稱為原子團(tuán)。
6.同系物:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成相差一個或若干個一CH2原子
團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同系物。
①結(jié)構(gòu)相似的理解:同一類物質(zhì),且有類似的化學(xué)性質(zhì)。
CH2OH
與|不能互稱為同系物.
②組成上相差“一CH2”原子團(tuán):組成上相差指的是分子式上是否有
n個一CH2的差別,而不限于分子中是否能真正找出一CH2的結(jié)構(gòu)差
來
別
O
--CH3與CH3CH2CHOH
OH在結(jié)構(gòu)
上看不出“一CH2”來,
H-H
7.乙烯分子為,6個原子共平面,鍵角為
120。。
將此結(jié)構(gòu)擴(kuò)展,碳碳雙鍵周圍的六個原子都共平面。
C2H5OH4P^CH2=CH^+H2O
7.乙烯的實驗室制法:
①反應(yīng)中濃H2s。4與酒精體積之比為3:1。
2c2H50H端券?CH3cH20cH2cH3+出0
②反應(yīng)應(yīng)迅速升溫至170C,因為在140c時發(fā)生了如下的副反應(yīng)。
③反應(yīng)加碎瓷片,為防止反應(yīng)液過熱達(dá)“爆沸”。
④濃H2so4的作用:催化劑,脫水劑。
副作用:使乙醇炭化也使炭顆粒氧化,因則所得的乙烯氣體中混有
SO2、CO2、乙醛蒸氣及酒精蒸氣等雜質(zhì)。
⑤該反應(yīng)溫度計應(yīng)插在液面之下,因為測的是反應(yīng)液的溫度。
9.烯燃的化學(xué)性質(zhì)(包括二烯燒的一部分)
①加成反應(yīng):
CH2CH2+Br2--------?CH2BrCH2Bi
1.與鹵素單質(zhì)反應(yīng),可使溪水褪色,
II.當(dāng)有催化劑存在時,也可與H2O、H2、HC1、HCN等加成反應(yīng)
CH
2CH—CH=:CH2+Br2------->>012Br------CHBr-CH=^CH2(1,2-力口成)
CH=chCH
2-----CH2+Br2-------?CH2Br—CH=CH------1,4,川成)
CH2----CH------CH^=CH2+2Br2-------?CH2Br------CHBr——CHBr——CHoBr
(1,2,3,4-加成)
②氧化反應(yīng):
I.燃燒
II.使KmnC)4/H+褪色
IH.催化氧化:2嗎=(2%+。2催%:2cH3CHO
有機(jī)反應(yīng)中,氧化反應(yīng)可以看作是在有機(jī)分子上加上氧原子或減掉氫
原子還,原反應(yīng)可看作是在分子內(nèi)加上氫原子或減掉氧原子.以上可簡
稱為“加氧去氫為氧化;加氫去氧為還原”,這與無機(jī)反應(yīng)中愛這化合
價升降來判斷氧化一還原反應(yīng)并不矛盾。
③聚合:烯煌的聚合過程又是一個加成反應(yīng)的過程,因而又稱為加成
一聚合反解班加輟蚪'廿『0呀^
R
I.烯夕空加聚
如二瞥力嘴=CH催化劑
2*-ECH2一CH=CH―CH夫
nCH2^CH2+nCH2=CH—CH=CH2+nCH2=CH-------?
—fcHj—CH2——CHj—CH=CH—CH2rH2—CH亍
III.混合聚合
10.乙點—C=C—H,線形分子,鍵角為180°,凡
是叁鍵周圍的4個原子都在一條直線上.
11.乙快的化學(xué)性質(zhì):
①乙快的氧化反應(yīng):
I.燃燒:火焰明亮,產(chǎn)生濃煙,產(chǎn)物為水及二氧化碳
II.產(chǎn)”的存在,乙快可被酸性KmnO,溶液氧化并使其
褪色
②加成反應(yīng)
煥煌的加成反應(yīng)是解"”的不飽和性引起的,其加成可以控
制條件使其僅停留在加Imol的反應(yīng)物,當(dāng)然也可以使叁鍵與2mol反
應(yīng)物發(fā)生加成反應(yīng).
XX
——
—
JJH
-
——
HC^CH+X2—>"HC=CH,H—C=CH+X2———
XX
XXXX
I.加Xz(其中可以使溪水褪色).
CH±!2i
II力nHCP-^+HClf*CH2=CHC1
力口FFL:
in.-?H2C=CH2,H2C^ZHa-H2?CH3——CH3
HCKH+H2O-Hg2^CH3CH
IV.加H2O:(工業(yè)制乙醛的方法)
00
12.苯:C6H6,有兩種寫結(jié)構(gòu)簡式的方法:及凱庫勒式,從
科學(xué)性的角度上看,前
者的表述更加合理,因為某分子是平面正六邊形結(jié)構(gòu),各碳碳鍵完全
平勻化,分化中無單純的碳碳單鍵及碳碳雙鍵,凱庫勒式也有一定的
積極意義,如:在數(shù)每個碳原子上有兒個氫原子,推算分子中不飽和
庫(見原文詳述)時,尤其是涉及到稠環(huán)芳煌,優(yōu)越性自然顯露無疑。
因而,兩種表達(dá)方式是通用的,但我建議書寫時寫凱庫勒式,理解分
子時按另一種表示法。
對于苯分子中的12個原子同在一平面上,我們可以擴(kuò)展:與苯環(huán)直
妝相鄰的第一原子與苯環(huán)共處同一平面。
13.芳香煌的化學(xué)性質(zhì):
芳香煌都具有芳香性,但現(xiàn)在意義不是指其氣味如何的芳香,而是指
性質(zhì):芳時性就意味著“易取代,難加成”這條性質(zhì)。
(1)取代反應(yīng):包括鹵代|、硝化及磺化反應(yīng)
Q+B/24夕
①鹵代:
I.只有與液浸反應(yīng),則不能與浸水發(fā)生反應(yīng)。
II.本反應(yīng)的實際催化劑是Fe與Br2反應(yīng)生成FeBr3o
III.導(dǎo)管末端離吸收液有一定距離,目的防止HBr極易溶于水而
使吸收液倒吸,當(dāng)然,本處吸收也可以改是為一上倒扣于水面的水
漏斗。
IV.導(dǎo)管口附近有白霧生成:由于產(chǎn)生的HBr吸收空氣中的水蒸
氣而形成的氫澳酸小液滴。
V.檢驗是否生成HBr氣體的方法:向吸收液中加入AgNCh溶液,
并用HNO3酸化溶液,觀察是否有淡黃色沉淀生成。
VI.本實驗導(dǎo)管足夠長,起兩方面作用:首先是導(dǎo)氣,另外可以使
由于反應(yīng)液較熱而揮發(fā)出的苯及Bn在沿長導(dǎo)管上行的過程中被冷
凝而流回反應(yīng)瓶,防止反應(yīng)物的損失,此作用可稱為“冷凝回流”
作用。
「
VII.最終生成的呈褐色,因為其中溶解了并沒有參
加反應(yīng)的BR單質(zhì),
提純的方法:將不純的及NaOH溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中
振蕩、分液。
0+小。2(濃)警答0^。2+為0
②硝化:
I.在試管中先加入HNO3,再將H2so4沿管壁緩緩注入濃HNO3中,
振蕩混勻,冷卻至50?60℃之下,再滴入苯。
II.水溶溫度應(yīng)低于60℃,若溫度過高,可導(dǎo)致苯揮發(fā),HNO3分
解,及生成苯磺酸等副反應(yīng)發(fā)生。
NO2
III.生成的硝基苯中因為溶有HNO3及濃H2so4等而顯黃色,為提
純,可用
NaOH溶液及蒸溜水在分液漏斗中洗滌混合物。
IV.純凈的硝基苯無色有苦杏仁味的油狀液體。
中毒:硝基苯與皮膚接觸贈留蒸氣被人體吸收均引起中毒,使用時應(yīng)
特別的小心。
0
CH3
CH3
(j+3HO-NC>2(濃產(chǎn)1卬O2N―NC>2+3為0
NO2
V.同于測鏈對苯環(huán)的影響,使的取代反應(yīng)比更溶易進(jìn)
行。
Q+3HO-NC)2(濃)SO3H
③磺※+H2O
Q+3H2
(2)加成反秧
Lj)+3C12-^>C6H6C16+6HC
(3)氧化反應(yīng):
I.燃燒:生成CO2及H2O,由于碳?xì)浔冗^高,因而碳顆粒不完全燃
燒,產(chǎn)生濃煙。
II.苯不使酸性KmnC)4溶液褪色。
III.由于苯環(huán)對側(cè)鏈的影響,苯的同系物如甲苯、乙苯等能被
KmnC)4/H+氧化而使其褪色。
14.沸點順序:
烷烽分子的沸點首先取決于含碳原子數(shù)目的多少,含碳原子數(shù)目越
多、沸點越高;在含碳原子數(shù)目相同時一,沸點高低取決于分子中支鏈
的多少:支鏈越多,沸點越低,如沸點:正戊烷>異戊烷>新戊烷,其
中新戊烷是在常溫下為氣態(tài)的五碳烷燒(沸點9.5℃)。
苯的同系物的沸點取決于取代基的集中程度:取代基越相互靠近,其
沸點越高;反之則沸
CH3
k黑;歹叫《
CH3CH3
點越低。如沸點順序:為
了幫助理解,這個沸點
順序可從分子極性的角度解釋(即分子中正負(fù)電荷中心的不對稱程
度)。
當(dāng)然,以上所述為分子的沸點順序,溶點順序可能有所不同。
15.石油煉制及石油化工:
我們常說的石油工業(yè)包括石油煉制工業(yè)及石油化工工業(yè),其區(qū)分主要
是兩得的目的不同。石油煉制的目的主要是通過分儲等操作獲得汽
油、煤油、柴油等燃料油及各種機(jī)器所需要的潤滑油及多種氣態(tài)煌(稱
煉廠氣)等產(chǎn)品。石油裂化屬此部門工作。石油化工是用石油產(chǎn)品和
石油氣(煉廠氣、油田氣、天然氣)為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的工業(yè)簡稱
如合成纖維、橡膠、塑料以及農(nóng)藥、醫(yī)藥等。石油的裂解屬石油化工
工業(yè)。
16.煤的干儲及其產(chǎn)品:
把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程,叫煤的干鐳。屬于化學(xué)變化;
不同于石油分儲,石油分鐳屬于物理變化:
‘焦?fàn)t氣:(CH4、C2H4、CO、氏一兩有機(jī),兩無機(jī))
Y
煤焦油(含多種芳香族化合物)
煤
粗氨水
焦炭(主要目的)
17.乙醇的化學(xué)性質(zhì):
①與金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2:
2CH3CH2OH+2Na-2CH3CH2ONa+H2f(置換,取
代)
除Na之外K、Mg、Al等也可與金屬反應(yīng),此反應(yīng)可用于消耗其它
化學(xué)反應(yīng)殘余的廢鈉。
CH3cH2OH-蟹。ACH2=CH2f+H2Oo
②消去反應(yīng):
醇發(fā)生消去反應(yīng)的條件,與一OH碳相鄰的碳原子上有氫原子存在(B
一H的存在),如
r
CH3-C-CH2OH
CH
3不可能發(fā)生消去反應(yīng)。
③與無機(jī)酸反應(yīng)
1.C2H5OH+HBr-C2H5Br+H2O(取代)
其中HBr可用濃H2s。4及NaBr代替,可能有產(chǎn)生Br2的副反應(yīng)發(fā)生
II.C2HsOH+HO—NOzfC2H5ONO2+H2O(酯化、取代)
區(qū)分硝基化合物與硝酸酯的方法:若硝基中N原子直接與碳原子相
邊,則該化合物為硝基化合物,如C2H5NO2(硝基乙烷);若硝基中
的N原子通過氧原子而與碳原子相連接,則該化合物稱為酯,如
C2H5ONO2(硝酸乙酯)
④與有機(jī)酸的反應(yīng):
0
濃H2sOaII
CHCOOH+HOC2H5_:c——OCH+HO
3△252
(酯
化、取代)
I.酯化反應(yīng)規(guī)律:“酸脫羥基醇脫氫”,包括有機(jī)酸和無機(jī)含氧酸與
醇的反應(yīng),有些參與書認(rèn)為無機(jī)含氧酸的脂化反應(yīng)是“酸脫氫而醇
脫羥基”這是一種錯誤的觀點,如果從酸中電離出H+很容易,若
脫下來一個中性氫原子是很困難的。
II.吸收酯的試劑為飽和的Na2c。3溶液,也是分離CH3COOH及
CH3coOC2H5所用的試液。其可以充分吸收CH3co0H,使酯香味
得以顯出;可以有效降低酯的溶解度,使分離更徹底。
⑤氧化反應(yīng):
2c2H5OH+3O2電紇2CO2+3H2O
I.燃燒:
AgU
2CH3CHpH+O2^?3CH3CHO+H2O
△
或CH3cHQH+CuOACH3cHO+H2O+CUO
II.催化氧化:
催化氧化對醇的結(jié)構(gòu)的要求:與OH直接相邊的碳原子上必須有H
O
如:CH30H------?HCHO,CH3CHOHCH3——?CH31—CH2
原子,有2個或3個氫原子被氧化成醛,只有1個氫原子被氧化成酮。
不能被催化氧化。
18.酚:羥基與苯環(huán)直接相連的化合物叫酚,羥基連在苯環(huán)上的側(cè)鏈
如<2>—OH(苯酚);<Q>—CH2OH(苯甲醇)◎>—OH(環(huán)己醇)
碳原子的化合物叫芳香醇。
19.酚的化學(xué)性質(zhì):
0HQNa
2Q+2NaOH—+&0
QHONa
2|^j]+2Na—AZ+H2|
OHQNa
AQ+NaHCO
+Na2cO33
OHQNa
J+H2c。3—?。+NaHC03
(1)弱酸性:弱于碳酸稱石炭酸,不使酸堿指標(biāo)劑變紅。其電離能
力介于H2co3的第一及第二級電離之間。
(2)取代反應(yīng):定量地檢驗苯酚含量的多少:
(3)氧化反應(yīng):苯酚易被氧化,露置在空氣中會因少量氧少而顯粉
紅色。
(4)顯色反應(yīng):苯酚與FeCb溶液作用顯示紫色。
3+3+
6C6H5OH+Fe->(Fe(C6H5O)6)+6H,
I.其它酚類也有類似的顯色反應(yīng)
II.反應(yīng)發(fā)生后:溶液由弱酸性變?yōu)閺?qiáng)酸性。
Br
(5)縮聚反應(yīng):
長導(dǎo)管作用:冷凝水蒸氣,HCHO與HC1溶于冷凝水一起回流,冷
凝的苯酚隨著水一起回流。
20.醛類的化學(xué)性質(zhì):
(1)還原反應(yīng):與H2的加成反應(yīng):
Ni
CH3CHO+H2-a-?CH3cH20H
(2)氧化反應(yīng):
①燃燒。
②使酸性KmnC14溶液褪色。
III.銀鏡反應(yīng):
1NHHA+
3,2O+g=Ag0H|+NH4
+
.ii2NH3-H2O+AgOI^=|2Ag(NH3)21+OH-+2H2O
iiiCH3CHO+2]Ag(NH3)21++20田CH3coCT+HN\+2Agj+3NH3+H2O
另:i銀鏡反應(yīng)的銀氨溶液要求現(xiàn)用現(xiàn)配,且配制時不充許NH3-H2O過
量,即先取AgNO3溶液后滴加稀氨水,使生成的AgOH剛好完全溶
解為止,否則將產(chǎn)生易爆炸的物質(zhì)。
ii.乙醛與氫氧化銀氨溶液反應(yīng)時,Imol乙醛可以還原出2moiAg來,
而甲醛的反應(yīng)則可以置換出4molAg,因為第一步生成的甲酸中仍然
有醛基存在而進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。
iii.有的書認(rèn)為,在制備奶氫溶液過程中,氨水由于變成氫氧化銀氨
而使溶液堿性增強(qiáng)。實際并不然,生成的OH(ii反應(yīng))又與NH%
(I反應(yīng))重新結(jié)合生成NH3?比0,單從堿性強(qiáng)弱考慮,反應(yīng)由于
消耗了一部分NH3-H2O,溶液堿性有所降低。
CH3CHO+2CU(OH)2-「怨CH3COOH+CU2O|+2H2O
VI.與新制的Cu(OH)2反應(yīng)
要求:Cu(OH)2懸濁液為新制,且NaOH為過量。
III、IV反應(yīng)可作為實驗室檢驗醛基的方法。
21.乙醛的制備方法:
①乙快水儂產(chǎn)CH+H2O喈tc&CHO
催
2cH2=CH2+O2yL2cH3CHO
②乙烯氧化法:
2cH3cH2Ho+。22cH3CHO+2H2O
③乙醇的催化氧化:
22.乙酸的制?。?/p>
2CH3CHO+O22CH3COOH
①通過上述方法制得乙醛。
②丁烷直接氧化法:
2cH3cH2cH2cH3+5C)2他髻>4CH3COOH+2H2O
++
另外乙醇還可以被強(qiáng)氧化劑如KmnO4(H),K2Cr2O7(H)^M^o
23.常見酯的生成方法——取代反應(yīng)。
HCOOH+HO—CH3—方。4AHCOOCH3+H2O
HO—NO2+HO-C2H2---?C2H5ONO2+2H2O
(1)基本的方法:
0
X
o=c,CH2
COOH+HOCH?濃H2sO4.*J||+2H7O
II△A%ZCH2
Ic
COOHHO—CH2°
PHCOO、
CH3—CH—COOH+HOOC一CH一CH3濃晚。4ACHCHCH3+2H2O
△3、o0cz
OH
CH2-c、
SOH濃H,S。,.
0+HO
△2
CH2cH20HCH2-----CH2
(2)生成環(huán)酯:
(2)生成聚酯:
(4)一元酸與多元醇反應(yīng)
CH2OHCH2ONO2
CHOH+3H0——N02—-?CHONO2+3H2O
CHOH
2CH2ONO2
I.硝酸甘油酯
濃H2sO4-
nCH3CH—COOH-~OCH——C土+叫0
—OH弓OS、幣_c—o—-CH,一時+2nH2c
nllOOC-CXX?HlK>-CH2——ClCIt
II.硬酯酸甘油酯
III.硝酸纖維生成
ONO2
/濃八
磔■長黑H2sO『4(。。(0NC)2
f+3nHLJI“35COO26H72+3nHO
X2
ONO2
CH2OH+3C17H35GOOH------?Cl7H35coOCH+ki20
LH20HC17H35COOCH2
24.酯類(包括脂)的化學(xué)性質(zhì):
O
CH3C—OC2H5+H2O,無機(jī)酸或堿4CH3COOH+C2H50H
o△
CH3C—o——C2H5+NaOH—CH3coONa+C2H50H
①乙酸乙酯的水解:
②硬酯酸甘油酯的水解:
CHCOOCH
C17H35COOCH2i7352
幡輜於4%悵(硬化油,人造脂肪)
:H;OH
C腳輟他坪牌Md那也書^sCOOCNa(皂化反應(yīng))
Cl7H35cOO(/H+JH2。------:HOH+3c隅:COOCH
△
CHCOOC:H
C1n7H^35COOCH^2
③油脂的氫化(或硬化,加成反應(yīng)):
25.脂皂的制取及鹽析:
26.列舉兒種糖的甜度及物理性質(zhì):
>
甜度:果糖〉蔗M
白色晶體:果糖、麥芽糖、葡萄糖;果糖與麥芽糖通常不易結(jié)晶,分
別為粘稠液體及白色糖膏,都易溶于水。
無色晶體:蔗糖,易溶于水。
白色固體:淀粉、纖維素、難溶于冷水。淀粉顆粒在熱水中會膨脹破
裂,一部分淀粉溶解于水里,另一部分懸浮于水,形在膠狀淀粉糊。
27.葡萄糖的化學(xué)性質(zhì):
(1)氧化反應(yīng):葡萄糖分子中含有醛基,具有醛基的特性。
I.銀鏡反應(yīng):用于制熱水瓶膽及鏡子。
II.與新制Cu(OH)2反應(yīng):尿液驗糖。
III.使濱水及酸性KmnC)4溶液褪色。
CHOCOOH
(CHOH)4+Br2+H2e-------?(CHOH)4+2HBr-
CH2OHCH2OH
CHOCH2OH
(CHOH)4+HS---------?(CHOH)4
CH20HCH2OH
(2)還原反應(yīng)(加成反應(yīng)):
(3)酯化反應(yīng):葡萄糖與足量乙酸反應(yīng)生成五乙酸葡萄糖酯
C6Hl2。6.化酶A2cH3cH2OH+2CO2十
(4)發(fā)酵得酒精:
28.中學(xué)階段需要掌握的兒種a—氨基酸
甘氨酸(氨基乙酸)
H2N—CH2COOH
o
II
CH3CHG-----OH
NIH
丙氨酸(a一氨基丙酸32
苯丙氨酸:(a—氨基一B—梆丙
入NH2
谷氨酸:(a—氨基一成巴陵yCH?-CHL『一COOH
NH2
29.氨基酸的性質(zhì):
由于氨基酸中既含有一NH2又含有一COOH,因此氨基酸表現(xiàn)出兩
性。
①與酸反應(yīng):
RCHCOOH+HCH-?R——CH-COOH
I
NH3cl
RCH——COOH+NaOH―?RCH-CCX)Na+HO
II2
NH2NH2
2nH2N一CH—COOH——?£NH——CH—C——NH—CH—C+(n-l)H2C
RR
②與堿反應(yīng):
③縮聚反應(yīng)
30.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì):
結(jié)構(gòu):天然蛋白質(zhì)是由多種。一氨基酸形成的高分子化合物,其典型
結(jié)構(gòu)為存在著肽鍵,
o
—CII-----NH—
即:結(jié)構(gòu)。其官能團(tuán)為:肽鍵、氨基、竣基。
(3)性質(zhì):(天然蛋白質(zhì))
①某些蛋白質(zhì)易溶于水而形成膠體(如雞蛋白),該膠體的分散質(zhì)微
粒為單一的蛋白質(zhì)分子,而非多個分子或離子的聚集體[如Fe(OH)3
膠體]。
②蛋白質(zhì)溶液中加入稀鹽(非重金屬鹽)可促進(jìn)其溶解:加入濃鹽
(非重金屬鹽)可使蛋白質(zhì)溶解度@而湖出(鹽析),該過程為
可逆過程。
③加熱,紫外線,強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,重金屬鹽、乙醇、、甲
醛等都能使蛋白質(zhì)凝聚
變性(不可逆)。
④兩性。
⑤灼燒:燒焦羽毛氣味。
⑥水解:肽鍵斷裂,“酸加羥基氨加氫”,得a—氨基酸
⑦顏色反應(yīng):含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃NHO3變性而顯黃色,可用于
檢驗蛋白質(zhì)。
(二)能力基礎(chǔ)——不飽和度(Q)的求算及應(yīng)用:
1.含義:完全由碳?xì)鋬煞N元素形成的分子,若分子內(nèi)全部是單鍵
結(jié)合,并且沒有環(huán)狀結(jié)構(gòu)存在,這種烽為烷烽,通式為QH2n+2,
我們說這種燒不飽和度(。)為零。當(dāng)分子中有一個雙鍵或有一個
碳環(huán)存在時,在原分子的基礎(chǔ)上減去2個氫原子,這稱為分子中有
一個不飽和度。同理,依次增加不飽和度。
2.意義:有了不飽和度,看到一個燒分子的結(jié)構(gòu),僅知道其中碳
原子或氫原子就可以很迅速地求出另外一種原子;更重要的是,僅
知道某分子的分子式,可先求不飽和度,從而反推其分子結(jié)構(gòu)的可
能性是一個極有力的推斷工具。
3.求算方法:
①對于煌:CxHy。=生2必2
②對于鹵代煌:CxHyXz可以等效于CxHy+z。=2.2yz)
③煌的含氧衍生物:CxHyOz,氧原子為二價基團(tuán),可認(rèn)為其在分子
中的存在形式為c—o—C,其對不飽和度沒有貢獻(xiàn)。
Q=2X+2-)'。若分子中存在“C=O”結(jié)構(gòu)時,在求算不飽和度時,
2
可不考慮該原子,在落實不飽和度時,必須考慮進(jìn)去。
④含N衍生物(除鐵鹽之外):
GUN:認(rèn)為N是3價,將(NH)合為一體,可認(rèn)為是2價基團(tuán),與氧
原子一同處理。一NO?其中有1個不飽和度。
C凡運CxHy-z(NH)z,Q=2-2;"二),
⑤鐵鹽:將HM用一個H代替,余同。
如某物質(zhì)化學(xué)式為C7^NO2C7H6(NH)O2,其不飽和度為Q
2x7+2-6<
----------------=5
2
分子中必含苯環(huán),。=4,另一個不飽和度可表現(xiàn)在一NO?,也可以是竣
基或醛基。
H3c~~-N02H2N__COOHH2N-—CHC
OH
(其中一產(chǎn)分可能)
4.空間結(jié)構(gòu)中不飽和度的數(shù)目確定:
一些空間結(jié)構(gòu)的不飽和度在數(shù)環(huán)狀結(jié)構(gòu)時容易重復(fù)計算,為了不多不
漏可采用下列兩種方法:
①剪刀法:假定腦海中有把剪刀,對空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪切,兒刀能把
該結(jié)構(gòu)剪成鏈狀:該結(jié)構(gòu)就包含幾個環(huán)(可以是直鏈,也可以是支
鏈,但注意不能剪斷。)
如:立方烷在圖3-1中5個位置開刀之后,分子將變?yōu)殒湢?,因而?/p>
飽和度為。=5。
②變形投影法:
立方烷可投影為Q=5。
學(xué)法指要
【例1】某有機(jī)物為煌的含氧衍生的,在L01Xl()5pa、120。時,取
其蒸氣40ml與140ml氧化混合點燃,恰好完全反應(yīng)生成等體
積的CO2和水蒸氣。當(dāng)恢復(fù)到反應(yīng)前的狀況時,反應(yīng)后混合物
的體積比反應(yīng)前混合物的體積多60mlo求該有機(jī)物的分子式,
若該有機(jī)物能和Na2cCh作用,試寫出它的結(jié)構(gòu)簡式。
【分析】設(shè)有機(jī)物為CxHyOz,其燃燒方程式為:
CxHyOz+(x+^-^)O2^XCO2+^H2O
1x+2-二X)
424
jAi40+140+60.40+140+60
40nml140ml—-------------ml----------------ml
22
[力八40+140+60勺
1:x=40:---------------x=3
2
又因為CO2和H2O(氣)等體積(已知)
所以x=上=3y=6
2
1:(x+■-6)=40:140,解得:z=2
22
所以,有機(jī)物分子式為C3H6。2。
根據(jù)性質(zhì),此有機(jī)物是竣酸,結(jié)構(gòu)簡式為CH3—CH2—COOH。
【例2】常溫下為液態(tài)的某煌的含氧衍生物,取一定量在1.01X
l()5pa、120c時全部氣化,測得體積為20ml,在同一狀況下,
取100mlO2與它混合后完全燃燒,測得反應(yīng)產(chǎn)物CO2與水蒸
氣的體積比為3:4,將反應(yīng)前后的混合氣體恢復(fù)到原狀態(tài),經(jīng)
測定其密度比反應(yīng)前減少了1/6,再將此混合氣體用堿石灰吸
收后,體積還剩下10ml(體積已換算成原狀態(tài)),求此有機(jī)物
分子式。
【分析】設(shè)有機(jī)物為CxHyO%測燃燒方程式為:
CHO+(T-五。2T久。2+f%。
xyz
20ml(100-10)ml20ml20x|ml
l:(x+^-|>20:90=l:4:5
x+^--=4.5
42
所以:
x:)=3:4
2
設(shè):反應(yīng)前混合氣體的密度為d,則燃燒后混合氣體的密度為
(1_為=9乙根據(jù)質(zhì)量守恒則有(100+20)d=[20x(x+^)+10]力
6626
化簡為:x+2=7
2
解以上①②③式聯(lián)立方程得x=3,y=8,z=l,
即:有機(jī)物分子式為C6H8。。
OH
HOCH=CH—
OH
【例31白藜蘆醇廣泛存
在于食物(例如桑根'花
生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性.能夠跟Imol該化合物起反應(yīng)的
Br2或H2的最大用量分別是().
A.lmol,ImolB.3.5mol,7mol
C.3.5mol,6molD.6mol,7mol
OH
【分析】白藜蘆醇與
BT2水反應(yīng)時在①、
②位上加成則需ImolBm;在③?⑦位上取代需5moiBQ;取代與加成
不同,在所標(biāo)的每個位置上(如③)取代需Br21mo1,其中1個Br原
子取代H原子,1個Br原子與被取代下來的H原子結(jié)合生成HBr分
子,共需Bm6niol;③?⑦的確定,可聯(lián)想三濱苯酚
的生成。
白藜蘆醇與足量也在一定條件下加成,每個C=C上可加H21mo1,
共加H27moi,Imol白藜蘆醇(其實是酚)最多能跟7moi巴加成反
應(yīng)。則可摒棄A、C選項。Imol白黎蘆醇與Bn只能發(fā)生加成反應(yīng)。
不能發(fā)生取代反應(yīng),不論加成還是取代,所需Bn分子數(shù)目都是整數(shù),
則B不可選。
答案:Do
【例3】已知丙二酸(HOOC—CH2—COOH)用P2O5脫水得到的主
要產(chǎn)物的分子式是C3O2,它跟水加成仍是到丙二酸。C3O2是
jCONH2
C3O2+2NH3~?CH2
CONH2
一種非?!盎顫姟钡幕衔?,除能跟水加成生成丙二酸外,還
能跟NH3、HCkROH(R為鏈煌基)等發(fā)生加成反應(yīng)。例如
C3O2與HN3加成:
試寫出:
(1)C3O2的結(jié)構(gòu)簡式o
(2)C3O2分別HC1,CH3cH20H發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程
式,o
【分析】(1)解答本題的關(guān)鍵是把握題目給出的信息,依題意,丙二酸可
脫水生成C3O2,反應(yīng)是分了內(nèi)的脫水還是分子間的脫水呢?丙二酸的
0CC:?25C
|-^0°*°-------C=c^=O+2H2C
[-OH"H';
分子式為C3H4。4,與所得產(chǎn)物C3O2相比,碳原子數(shù)不變,彼此相差兩分
水,說明丙二酸發(fā)生的是分子內(nèi)的脫水反應(yīng),脫去兩分子水后,生成產(chǎn)
物C3O2,其脫水過程應(yīng)是:
所以,C3O2的結(jié)構(gòu)簡式為o=c=c=c=o
(2)對于C3O2來說,分子結(jié)構(gòu)中的兩個C=0雙鍵來源于丙二酸中的兩
法基.在丙二酸的脫水反應(yīng)過程中c=o雙鍵不變,兩個c—C單鍵變成
了兩個C=C雙鍵,由此推知,C3O2與其它含有活潑氫原子的化合物
發(fā)生加成反應(yīng)時,斷裂的化學(xué)鍵不是c=o雙鍵,應(yīng)是c=c雙鍵,抓
住這一規(guī)律就可以寫出C3O2與HCLCH3cH20H反應(yīng)的方程式:
o0
0=:C^C^C=0+2HCl---------?Cl——C——CH,-C-C1
(注意:產(chǎn)物不能寫成。這是為什么?
請仔細(xì)思考。)
_IJ
c=(=O+2CHCHOH—?CH3cH2O——c——CH—C——OCH2cH
0322
【例4】烯煌A中混有烷燒B,在120C時A和B的氣體混合物對
民相對密度為12,取此混合氣體1L與4L氧氣一起放入一密閉
容器中,測得其壓強(qiáng)為L01Xl()5pa,用電火花引燃,使兩種烽都
充分氧化,待溫度恢復(fù)到反應(yīng)前時,測得其壓強(qiáng)為1.0X1.01X
l()5pa,問A、B各是什么燒?
【分析】混合物平均分子量為麻=12x2=24,根據(jù)M<而<%,所以,烷
煌為CH4O
又因為CH4燃燒前后物質(zhì)的量不變,所以壓強(qiáng)改變是烯燃燃燒所致。
設(shè)烯煌為CnH2n,體積為xL,則有:
3/2
CnHH■-—->"CO?+nH9“氣)體積增大
3〃
1——nn2n-l--=--1
222
3n
x—nxnx(^-l)x
2
根據(jù)題意得方程:
1+4_1
化簡得:nx-2x=0.4
①
16(l-x)+14nx=24
②
解①、②聯(lián)立方程得:x=0.2,n=4,即有機(jī)物A為C4H8,含量為20%
(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
【例5】a—氨基酸與HNO2反應(yīng)得a—羥基酸,如:
R——CH-COOH+HNOj~?R——CH——COOH+N2f+&0
,試駕出生成下圖°H
a,b,c,d的4種有機(jī)物的化學(xué)方程式(不必注明反應(yīng)條件).
a
NaOH
CH3——CHCOOH
脫水n
-----?日分子式為C6H]oC)2N2(環(huán)狀)
NH2
|HNO2
分子式為C6H8。4(環(huán)狀)
(1)生成a:。)生成b:;⑶生成
c:;(4)生成d:o
【分析】本題給出的是a—氨基酸與亞酸反應(yīng)的原理與規(guī)律,依題意
可以寫出相應(yīng)的方程式。
CH3-CHCOOH+NaOH------——CH——COONa+H2O
NH2£
(1)生成a:加入的NaOH用來中和竣酸:
(2)生成b:根據(jù)題目給出的信息,反應(yīng)后氨基酸中的氨基變成了
羥基。
CH3-CH-COOH+HNO2-----?CHa——CH——COOH+N2T+H2O
NH2NH2
(3)生成c:反應(yīng)物中碳原子數(shù)為3,生成物中碳原子數(shù)為6(加
倍了),這說明是兩分子氨基酸發(fā)生了分子間脫水而生成e:
2cH3-CHCOOH
NHCH——CH3+2H,C
NH27一
II
0
(4)生成d:反應(yīng)物中的碳原子數(shù)為3,生成物中碳原子數(shù)為6,
這說明兩分子羥基酸發(fā)生分子內(nèi)脫水而生成do
0
II
C
2CH3CH-COOH——?CH3—\
OH'
0II
【例7】有一種廣泛用于汽車、家電產(chǎn)品上的高分子涂料,是按下列
流程圖生產(chǎn)的,圖中的M(C3H4。)和A都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng),N
和M的分子中碳原子數(shù)相等,A的煌基一氯取代位置有三種:
試寫出:物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式:A,M,物
質(zhì)A的同類別同分異構(gòu)為.N+B-D的化學(xué)方
程:,反應(yīng)類型X,Y.
【分析】本題設(shè)計了丙烯談基化制丁烯醛的情景,這個反應(yīng)學(xué)生沒學(xué)
過,但考查的意圖并不在這里,設(shè)計可為匠心獨到.
解題的突破口在于M,根據(jù)C3H4。,可知其不飽和度為。
=2'3;2-4=2,而其又能發(fā)生銀鏡反應(yīng),必有醛基,占據(jù)了一個不飽和
度,另一個不飽和度只能是雙鍵占據(jù),只能為CH2=CHCHO(丙烯醛).
又M-。N,N只能為竣酸:CH2=CHC00H(丙烯酸).
B與N在濃H2so4加熱條件下生成D,可判斷這是一個酯化反應(yīng):D
為一個酯.其還想飽和度
。=227;2m2=2,其中酯基、丙烯酸的碳碳雙鍵各占據(jù)一個不飽和
度,B只能是四個碳的飽和一元醇,A應(yīng)為一元醛,在丙烯形成A的
過程中,丙烯的雙鍵應(yīng)于加成而被破壞,因而A為組合的一元醛。
可能有兩種形式CH3—CH2—CH2—CHO(1),或
cHco
-H
c
H3(II),又由基一氯取代位置有3種,可知真
則A:CH3CH2CH2CHO;M:;同分異
構(gòu);N+B,D:%
CH2=CHCOOH+CH3cH2cH2cH3cH2cH2CHO——C—CH=CH2+2H2O
X是加成反應(yīng):Y是加聚反應(yīng)。
[例8]A是一種酯,分子式是C14H12O2,A可以由醇B跟竣酸C制得,
氧化B可得C.
(1)寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式。
(2)寫出B的兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式,它們都可以跟NaOH反應(yīng)。
【分析】A是一種酯,其不飽和度Q=此二2=9,醇B與竣酸C是合
成A的原料,且B可以氧化得C歲呼1f斛亳《合屋融雕合
物,由于不飽和度大于8,可判斷,分子A中有兩個苯環(huán)結(jié)構(gòu)。(1)
則只能B為
A為
(3)B的同分異構(gòu)體中若有一個苯環(huán),則人余一個不飽和度,若其
表現(xiàn)為醛基,則另一個
CHO
H0—CHO,—CHO,<^Zj>~0H
氧必以羥基形式存在。則H0
---?F--
氧化反應(yīng)「酯化反應(yīng)--酸性溶液中水解銀氨溶液
|-BAy-------->----------AF、G蒸氣密度相二銀鏡
AI
Y同彳異構(gòu)體
|還原反應(yīng),c酯化反應(yīng)》I酸性溶液中水解
--->€
[例9]按下列圖示,試分析確定各有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式:
【分析】由圖示可知,D的水解產(chǎn)物F可起銀鏡反應(yīng),這是解題的突破
口.依題意D為酯,它的水解產(chǎn)物醇與竣酸中能起銀鏡反應(yīng)的必是甲酸,
所以F是甲酸.G與F蒸氣密度相同,F是甲酸式量為46,則G的式量也
為46,這樣的醇必為乙醇.顯然D為甲酸乙酯,又E為酯,且與D互為同
分異構(gòu)體,所以,E為乙酸甲酯.
從D可知B為甲酸或乙醇,從E可知(可為甲醇或乙酸).A經(jīng)氧化得B,A
經(jīng)還原得到C,B應(yīng)為竣酸,C應(yīng)為醇,從D和E可知:B為甲酸,C為甲
醇,則A為甲醛.
E水解得H與C,C為甲醇則H為乙酸.
綜上分析得:A:HCHO(甲醛);B:HCOOH(甲酸);C:CH3OH(甲醇);
D:HCOOC2H5(甲酸乙酯);E:CH3co0CH3(乙酸甲酯);F:HC00H(甲酸);
G:CH3cH20H(乙醇)
【例10】標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1LCO和某單烯煌的混合物與9LCh混合點燃,
在壓強(qiáng)不變、136.5C時,測得氣體體積為15L,求該烯煌可能的分子
式及其體積分?jǐn)?shù)。
【分析】ILCO和烯燃的混合氣體完全燃燒時,最多消耗6LO2
(C4H8),故9LC>2過量,把標(biāo)況下,10L混合氣體換算成136.5(2時
的體積,為2x(273+136.5)=15(L)反應(yīng)前后體積不變。
設(shè)單烯煌分子式為QH2n,體積占x。w燃燒后體積減少量應(yīng)等于單烯
烽燃燒時氣體體積的增加量。
C?//2?+(n+^)O2>nCO2+nH2OAV
nn(y-D
X勺-l)x
co+^o2>co2△V
11]_
22
(1-x)i(I%)
貝“勺-1"=-x)得x=1
(^1)
由題意哥知,n=2,3,4,0<x<l,經(jīng)討論得:烯妙為C3H6占50%,
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