理化生第三部分有機(jī)化學(xué)

1、第三部分 有機(jī)化學(xué)一、 教法建議拋磚引玉有機(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(diǎn)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：烴；烴的衍生物；糖類及蛋白質(zhì)。在“烴”一章中，主要目的是學(xué)習(xí)一些有機(jī)化學(xué)中

2、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、炔的及苯性質(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，“烴的衍生物”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(fèi)功夫的地方。包括“醇”、“酚”、“醛”、“羧酸”、“酯”等幾大知識塊。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

3、掌握的內(nèi)容。二、學(xué)海導(dǎo)航思維基礎(chǔ)（一） 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：單鍵；苯環(huán)中碳碳鍵；雙鍵；叁鍵.鍵長 >>>鍵能 <<<反應(yīng)活性:>>>2.甲烷的空間結(jié)構(gòu)為正四面體型結(jié)構(gòu).HCH鍵角為10928,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(diǎn)的鍵角均約為10928，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.烷烴的化學(xué)性質(zhì)：烷烴在常溫下比較穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑起反應(yīng)。 取代反應(yīng)：Cl2與甲烷在光照條件下可以發(fā)生

4、取代反應(yīng)，生成CH3Cl,CH2Cl2,CHCl3,CCl4及HCl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、酯化及鹵代烴或酯類的水解等。 氧化：烷烴可以燃燒，生成CO2及H2O 高溫分解、裂化裂解：4 實驗室中制甲烷的方法：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)理解為羧酸鹽的脫羧反應(yīng)，這在有機(jī)判定上極有意義。5 根、基、原子團(tuán)：答：根：帶電的原子或原子團(tuán)，如：SO2-4，NH+4，Cl-。根帶電荷，但帶電荷的不全都是“根”，如H+，Na+等?；弘娭行缘脑踊蛟訄F(tuán)，一般都有未成對電子。如氯基 H，一般情況下存在于共價化合物中，但特殊條件下可形成自由基。Cl

5、：Cl Cl·+Cl· 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CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同系物。 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)。組成上相差“CH2”原子團(tuán)：組成上相差指的是分子式上是否有n個CH2的差別，而不限于分子中是否能真正找出CH2的結(jié)構(gòu)差別來。 在結(jié)構(gòu)上看不出“CH2”來，但仍互為同系物。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。7 乙烯的實驗室制法： 反應(yīng)中濃H2SO4與酒精體積之比為3：1。 反應(yīng)應(yīng)

6、迅速升溫至170C，因為在140C時發(fā)生了如下的副反應(yīng)。 反應(yīng)加碎瓷片，為防止反應(yīng)液過熱達(dá)“爆沸”。 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、乙醚蒸氣及酒精蒸氣等雜質(zhì)。 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 烯烴的化學(xué)性質(zhì)（包括二烯烴的一部分） 加成反應(yīng)：1 與鹵素單質(zhì)反應(yīng)，可使溴水褪色，II.當(dāng)有催化劑存在時,也可與H2O、H2、HCl、HCN等加成反應(yīng)氧化反應(yīng):I.燃燒II.使KmnO4/H+褪色有機(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

7、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。聚合：烯烴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應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。I 烯烴加聚 II 二烯烴加聚III 混合聚合10乙炔： ，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.乙炔的化學(xué)性質(zhì): 乙炔的氧化反應(yīng):I. 燃燒:火焰明亮,產(chǎn)生濃煙,產(chǎn)物為水及二氧化碳II. 由于“”的存在，乙炔可被酸性KmnO4溶液氧化并使其褪色 加成反應(yīng)炔烴的加成反應(yīng)是由于“”的不飽和性引起的，其加成可以控制條件使其僅停留在加1mol的反應(yīng)物，當(dāng)然也可以

8、使叁鍵與2mol反應(yīng)物發(fā)生加成反應(yīng).I. 加X2(其中可以使溴水褪色).II. 加HCl:III.加H2 ：IV加H2O：(工業(yè)制乙醛的方法)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)每個碳原子上有幾個氫原子，推算分子中不飽和庫（見原文詳述）時，尤其是涉及到稠環(huán)芳烴，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

9、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芳香烴的化學(xué)性質(zhì)：芳香烴都具有芳香性，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) 鹵代： I 只有與液溴反應(yīng)，則不能與溴水發(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 FeBr3。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溴酸小液滴。V 檢驗是否生成HBr氣體的方法：向吸收液中加入Ag

10、NO3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Br2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Br2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。 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5060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。III生成

11、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：硝基苯與皮膚接觸或其蒸氣被人體吸收均引起中毒，使用時應(yīng)特別的小心。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。 磺化： （2） 加成反應(yīng)： （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KmnO4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KmnO4/H+氧化而使其褪色。14沸點(diǎn)順序：烷烴分子的沸點(diǎn)首先取決于含碳原子數(shù)目的多少，含碳原子數(shù)目

12、越多、沸點(diǎn)越高；在含碳原子數(shù)目相同時，沸點(diǎn)高低取決于分子中支鏈的多少：支鏈越多，沸點(diǎn)越低，如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷，其中新戊烷是在常溫下為氣態(tài)的五碳烷烴（沸點(diǎn)9.5）。苯的同系物的沸點(diǎn)取決于取代基的集中程度：取代基越相互靠近，其沸點(diǎn)越高；反之則沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)順序： ，為了幫助理解，這個沸點(diǎn)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(diǎn)順序，溶點(diǎn)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餾等操作獲得汽油、煤油、柴油等燃料油及各種機(jī)

13、器所需要的潤滑油及多種氣態(tài)烴（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煤的干餾及其產(chǎn)品：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程，叫煤的干餾。屬于化學(xué)變化；不同于石油分餾，石油分餾屬于物理變化： 焦?fàn)t氣：（CH4、C2H4、CO、H2一兩有機(jī)，兩無機(jī)） 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)： 與金屬反應(yīng)產(chǎn)生H2： 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2(置換,取代)除Na之外K、Mg、Al等也可與金

14、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。 消去反應(yīng)：醇發(fā)生消去反應(yīng)的條件，與OH碳相鄰的碳原子上有氫原子存在（H的存在），如 不可能發(fā)生消去反應(yīng)。 與無機(jī)酸反應(yīng)1 C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O(取代)其中HBr可用濃H2SO4及NaBr代替,可能有產(chǎn)生Br2的副反應(yīng)發(fā)生IIC2H5OH+HONO2C2H5ONO2+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） 與有機(jī)酸的反應(yīng)： （酯化、取代）I

15、 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(diǎn)，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Na2CO3溶液，也是分離CH3COOH及CH3COOC2H5所用的試液。其可以充分吸收CH3COOH，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。 氧化反應(yīng)：I. 燃燒： 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。而 不能被催化氧化。18酚：羥基與苯環(huán)直接相

16、連的化合物叫酚，羥基連在苯環(huán)上的側(cè)鏈碳原子的化合物叫芳香醇。19酚的化學(xué)性質(zhì)：（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FeCl2溶液作用顯示紫色。 6C6H5OH+Fe3+Fe(C6H5O)63-+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。（5） 縮聚反應(yīng)：長導(dǎo)管作用：冷凝水蒸氣，HCHO與HCl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）

17、 還原反應(yīng)：與H2的加成反應(yīng)：（2） 氧化反應(yīng)： 燃燒。 使酸性KmnO4溶液褪色。III 銀鏡反應(yīng)：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，1mol乙醛可以還原出2molAg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+4（I反應(yīng)）重新結(jié)合生成NH3

18、83;H2O，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。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： 乙炔水化法： 乙烯氧化法： 乙醇的催化氧化： 22乙酸的制取： 通過上述方法制得乙醛。 丁烷直接氧化法：另外乙醇還可以被強(qiáng)氧化劑如KmnO4(H+),K2Cr2O7(H+)等氧化。23常見酯的生成方法取代反應(yīng)。（1） 基本的方法：（2）生成環(huán)酯：（2） 生成聚酯：(4)一元酸與多元醇反應(yīng)：I 硝酸甘油酯II 硬酯酸甘油酯III硝酸纖維生成24酯類（包括脂

19、）的化學(xué)性質(zhì)： 乙酸乙酯的水解： 硬酯酸甘油酯的水解： 油脂的氫化（或硬化，加成反應(yīng)）：25脂皂的制取及鹽析：26列舉幾種糖的甜度及物理性質(zhì)：淀粉纖維素：麥芽糖葡萄糖甜度：果糖>蔗糖>>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

20、。III 使溴水及酸性KmnO4溶液褪色。（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（4） 發(fā)酵得酒精： 28中學(xué)階段需要掌握的幾種氨基酸甘氨酸（氨基乙酸）H2NCH2COOH丙氨酸（氨基丙酸） 苯丙氨酸：（氨基苯基丙酸） 谷氨酸：（氨基戊二酸） 29氨基酸的性質(zhì)：由于氨基酸中既含有NH2又含有COOH，因此氨基酸表現(xiàn)出兩性。 與酸反應(yīng)： 與堿反應(yīng)： 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，即： 結(jié)構(gòu)。其官能團(tuán)為：肽鍵、氨基、羧基。（3） 性質(zhì)：（天然蛋白質(zhì)） 某些蛋白質(zhì)易溶于水而形成膠

21、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。 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)溶解度降低而析出（鹽析），該過程為可逆過程。 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）。 兩性。 灼燒：燒焦羽毛氣味。 水解：肽鍵斷裂，“酸加羥基氨加氫”，得氨基酸 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（）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，這種烴為烷

22、烴，通式為CnH2n+2，我們說這種烴不飽和度（）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，看到一個烴分子的結(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： 對于烴：CxHy= 對于鹵代烴:CxHyXz可以等效于CxHy+z= 烴的含氧衍生物：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COC，其對不飽和度沒有貢獻(xiàn)。=。若分子中存在“C=O”結(jié)

23、構(gòu)時，在求算不飽和度時，可不考慮該原子，在落實不飽和度時，必須考慮進(jìn)去。 含N衍生物（除銨鹽之外）：CxHyNz: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NO2其中有1個不飽和度。CxHyNz CxHy-z(NH)z,=， 銨鹽：將HN4用一個H代替，余同。如某物質(zhì)化學(xué)式為C7H7NO2 C7H6（NH）O2，其不飽和度為=分子中必含苯環(huán)，=4,另一個不飽和度可表現(xiàn)在NO2，也可以是羧基或醛基。 (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： 剪刀法：假定腦海中有把剪刀，對空

24、間結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪切，幾刀能把該結(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?，因而不飽和度?5。 變形投影法：立方烷可投影為=5。 圖3-1 圖3-2學(xué)法指要【例1】 某有機(jī)物為烴的含氧衍生的,在1.01×105Pa、120時，取其蒸氣40ml與140ml氧化混合點(diǎn)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60ml。求該有機(jī)物的分子式，若該有機(jī)物能和Na2CO3作用，試寫出它的結(jié)構(gòu)簡式?！痉治觥吭O(shè)有機(jī)物為CxHyOz,其燃燒方程式為：1

25、 x 40ml 140ml 1：x=40：x=3又因為CO2和H2O（氣）等體積（已知）所以=3 y=61 ：所以，有機(jī)物分子式為C3H6O2。根據(jù)性質(zhì)，此有機(jī)物是羧酸，結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2COOH?！纠?】 常溫下為液態(tài)的某烴的含氧衍生物 ,取一定量在1.01×105Pa、120C時全部氣化，測得體積為20ml，在同一狀況下，取100ml O2 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?！痉治觥吭O(shè)有機(jī)物

26、為CxHyOZ,測燃燒方程式為： 1 x 20ml (100-10)ml 20ml 20xml1:(x+)=20:90=1:4:5x+所以:x: =3:4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-根據(jù)質(zhì)量守恒則有( 100+20)d=20x(x+)+10化簡為：x+=7解以上式聯(lián)立方程得x=3,y=8,z=1,即：有機(jī)物分子式為C6H8O。【例3】白藜蘆醇 廣泛存在于食物(例如桑椹花生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性.能夠跟1mol該化合物起反應(yīng)的Br2或H2的最大用量分別是( ).A.1mol, 1mol B.3.5mol, 7molC.3.5mol, 6mol D.6m

27、ol,7mol【分析】白藜蘆醇 與Br2水反應(yīng)時在、位上加成則需1molBr2；在位上取代需5molBr2;取代與加成不同，在所標(biāo)的每個位置上（如）取代需Br21mol，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Br26mol；的確定，可聯(lián)想三溴苯酚 的生成。白藜蘆醇與足量H2在一定條件下加成，每個C=C上可加H21mol，共加H27mol，1mol白藜蘆醇（其實是酚）最多能跟7molH2加成反應(yīng)。則可摒棄A、C選項。1mol白黎蘆醇與Br2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Br2分子數(shù)目都是整數(shù)，則B不可選。答案：D?！纠?】

28、 已知丙二酸(HOOCCH2COOH)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是一種非?！盎顫姟钡幕衔铮芨映缮杀嵬?，還能跟NH3、HCl、ROH（R為鏈烴基）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。（2）C3O2分別HCl，CH3CH2OH發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式，?！痉治觥?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?丙二酸的分子式為C3H4O4,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)

29、,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=O雙鍵來源于丙二酸中的兩羰基.在丙二酸的脫水反應(yīng)過程中C=O雙鍵不變,兩個CC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HCl,CH3CH2OH反應(yīng)的方程式：（注意：產(chǎn)物不能寫成 。這是為什么？請仔細(xì)思考。）【例4】 烯烴A中混有烷烴B,在120C時A和B的氣體混合物對H2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,

30、測得其壓強(qiáng)為1.01×105Pa,用電火花引燃,使兩種烴都充分氧化,待溫度恢復(fù)到反應(yīng)前時,測得其壓強(qiáng)為1.0×1.01×105Pa,問A、B各是什么烴？【分析】混合物平均分子量為,根據(jù),所以,烷烴為CH4。又因為CH4燃燒前后物質(zhì)的量不變，所以壓強(qiáng)改變是烯烴燃燒所致。設(shè)烯烴為CnH2n,體積為xL，則有： 體積增大1 n n 2n-1-=-1x nx nx (-1)x根據(jù)題意得方程： 化簡得：nx-2x=0.4 16(1-x)+14nx=24 解、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】 氨基酸與HNO2反應(yīng)得羥基

31、酸，如： ,試寫出生成下圖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).(1)生成a:;(2)生成b:;(3)生成c:;(4)生成d:。【分析】本題給出的是氨基酸與亞酸反應(yīng)的原理與規(guī)律，依題意可以寫出相應(yīng)的方程式。（1） 生成a：加入的NaOH用來中和羧酸：（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。（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：（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d?！纠?】有一種廣泛用于汽車、家電產(chǎn)品上的

32、高分子涂料，是按下列流程圖生產(chǎn)的 ，圖中的M（C3H4O）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的烴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+BD的化學(xué)方程:,反應(yīng)類型X,Y.【分析】本題設(shè)計了丙烯羰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(dú)到.解題的突破口在于M,根據(jù)C3H4O,可知其不飽和度為,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). N,N只能為羧酸:CH2=CHCOOH(丙烯酸).B與N在濃H2SO4加熱條件下生成

33、D,可判斷 這是一個酯化反應(yīng):D為一個酯.其還想飽和度,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?？赡苡袃煞N形式CH3CH2CH2CHO（1），或 （II），又由基一氯取代位置有3種，可知其必為（I）式結(jié)構(gòu)。則A：CH3CH2CH2CHO；M：CH2=CHCOOH；同分異構(gòu) ；N+BD: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跟羧酸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

34、都可以跟NaOH反應(yīng)。【分析】A是一種酯,其不飽和度,醇B與羧酸C是合成A的原料,且B可以氧化得C,可知B、C都是含7個碳原子的化合物，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，則另一個氧必以羥基形式存在。則 【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)物醇與羧酸中能起銀鏡反應(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

35、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)為羧酸,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:CH3COOCH3(乙酸甲酯);F:HCOOH(甲酸);G:CH3CH2OH(乙醇)【例10】標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1LCO和某單烯烴的混合物與9L O2混合點(diǎn)燃,在壓強(qiáng)不變、136.5C時，測得氣體體積為15L，求該烯烴可能的分子式及其體積分?jǐn)?shù)。

36、【分析】1L CO和烯烴的混合氣體完全燃燒時，最多消耗6L O2（C4H8），故9L O2過量，把標(biāo)況下，10L混合氣體換算成136.5C時的體積，為反應(yīng)前后體積不變。設(shè)單烯烴分子式為CnH2n,體積占x。w燃燒后體積減少量應(yīng)等于單烯烴燃燒時氣體體積的增加量。V 1 n n x xV1 1 (1-x) (1-x)則 得x=由題意哥知，n=2，3，4，0<x<1,經(jīng)討論得：烯烴為C3H6占50%，或C4H8占33%?！纠?1】由兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體30ml與過量的O2完全燃燒后,生成CO2 60ml,水蒸氣45ml（相同條件下測得），求混合氣體的組成成分?！痉治觥吭O(shè)混合烴的平均組

37、成為CxHy,則有： 30CxHy60CO2+45H2Ox=2,y=3;該化合物的平均分子式為C2H3,烴分子含碳原子數(shù)目有兩種可能:其一,兩分子含碳原子均等于2;其二,一個分子中含碳原子數(shù)為1,另一種分子含碳原子為3或4;【例12】由一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)單烯烴組成的混合氣體，它對H2的相對密度是13.2，將1L混合氣體和4L O2在容積固定的密閉容器中完全燃燒并保持原來的溫度（120C），測得密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)比反應(yīng)前增加4%，試確定混合氣體的成份及體積比?！痉治觥炕旌蠚怏w平均分子量為2×13.2=26.4。由此知道烷烴必為CH4（最小的烯烴、乙烯C2H4，M=28>26.4）

38、設(shè)烯烴為CnH2n，體積為（1-x）CH4 + 2O2 CO2+2H2O n 1 2 1 2 0 x 0x1 n n (1-x) (1-x)n=3,x=0.6含CH4:60%;C3H6:40%;CH4與C3H6之體積為3:2【例13】分別燃燒下列各組物質(zhì)中的兩種有機(jī)化合物,所得CO2和H2O的物質(zhì)的量之比相同的有.A.乙烯、丁二烯 B.乙醇、乙醚（C2H5OC2H5）C.苯、苯酚 D.醋酸、葡萄糖【分析】若直接思維，則需要分別寫出選項中的8種物質(zhì)燃燒的化學(xué)方程式，再根據(jù)產(chǎn)物的系數(shù)，確定選項。如果運(yùn)用逆分析，由“CO2和H2O的物質(zhì)的量之比相同?！蓖浦獌煞N有機(jī)物分子中，H原子的個數(shù)必相等（氧原子

39、個數(shù)比可以相同，也可不同，故最簡式不一定相同）。從上述各相物質(zhì)的化學(xué)式可看出答案（C）（D）【例14】有機(jī)物A、B、C中碳、氫、氧三元素物質(zhì)的量之比為1：2：1，它們都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但都不能發(fā)生水解反應(yīng)，B1、B2都是B的同分異構(gòu)體。又知：A在常溫下為氣體，A+C6H5OHZ（高分子化合物），B1在16.6C以下凝為冰狀晶體，B1+Na2CO3X+CO2,X在一定條件下轉(zhuǎn)化為最簡單的烴Y，B2為無色液體，也能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，1molC完全燃燒需要3mol氧氣?；卮穑?）B2的名稱，A，B的結(jié)構(gòu)簡式，AB.(2)寫出X轉(zhuǎn)化為Y的化學(xué)方程式。（3）C的結(jié)構(gòu)式，與C互為同分異構(gòu)體，且屬于乙酸酯類化合

40、物的結(jié)構(gòu)簡式。【分析】（1）依題意A、B、C三種物質(zhì)都含有CHO，最簡式都為CH2O，根據(jù)性質(zhì)，可知A為HCHO，B1為CH3COOH，B2為HCOOCH3，B為 （2）由反應(yīng)CH3COOH+Na2CO3CH3COONa+CO2+H2O及最簡單的烴是CH4，得XY的化學(xué)方程式為CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4(3) 設(shè)C的分子式為(CH2O)n則(CH2O)n+3O2nCO2+nH2O得n=3,則C的分子式為C3H6O3則C的結(jié)構(gòu)必為 ,同分異構(gòu)體CH3COOCH3【例15】25C時,常壓下,三種等物質(zhì)量的氣態(tài)烷烴的混合氣體2L;完叢燃燒需要氧氣11L,求三種氣態(tài)烷烴的結(jié)構(gòu)簡式【

41、分析】從表面上來看,這道題目有一定的難度,三種氣態(tài)烷烴,混合之后的燃燒規(guī)律,我們并不知道.仔細(xì)思考,如果將平均分子式及烷烴混合規(guī)律相結(jié)合,利用必要的數(shù)學(xué)計算,題目將迎刃而解.1. 因為三種烴全是烷烴,混合之后其平均分子式仍可用烷烴的通式CnH2n+2表示,但n不一定為整數(shù).設(shè)兩種烴CaH2a+2、CbH2b+2的含量分別為x mol及（1-x）mol則平均分子式為Ca·x+b(1-x)H(2a+2)x+(2b+2)(1-x)符合通式。2 CnH2n+2+(n+)O2nCO2+(n+1)H2On+,得,則平均分子式為,經(jīng)試探n1,n2,n3分別為4,4,2,或4,3,3時,符合要求,但

42、丙烷沒有同分異構(gòu)體,所以三種氣態(tài)烴的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)分別為CH3CH2CH2CH3， 【例16】對同樣的反應(yīng)物,若使用不同的催化劑,可得到不同的產(chǎn)物,如: CH3CHO+H22C2H5OH CH2=CHCH=CH2+H2+2H2O2C2H5OH H2O+C2H5OC2H5已知C2H5O H在活性銅催化劑作用下生成CH3COOC2H5及其它產(chǎn)物，則其它產(chǎn)物為?！痉治觥勘绢}看似非常復(fù)雜,要從反應(yīng)機(jī)理上來解釋.實際上,從方程式配平的角度來看,這一道很基本的題B,本題可以改為.空格內(nèi)只能填2H2.【例17】科學(xué)家把藥物連在高分子載體E上可制成緩釋長效藥劑.阿司匹林 ( ) 可連接在某高分子聚合物上,形成緩釋

43、長效藥劑,其中一種結(jié)構(gòu)簡式為:試回答:載體結(jié)構(gòu)簡式:.緩釋反應(yīng)的方程式:. 阿斯匹林在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)的方程式.【分析】本題屬于基本類型題目,解決總是的關(guān)鍵在于判斷官能團(tuán)的斷裂位置,觀察長效藥的結(jié)構(gòu) 似乎兩位都可以斷裂,但考察司匹林的結(jié)構(gòu),分子只有從位斷裂才有意義.則緩釋反應(yīng):阿斯匹林在堿性條件下應(yīng)發(fā)生酯鍵的水解反應(yīng) 【例18】某烴A與溴加成生成二溴衍生物B,且1molA只能跟1molBr2完全反應(yīng),B用熱NaOH醇溶液處理得化合物C，經(jīng)測定C的分子式為C5H6，則A為，B為，C為（填結(jié)構(gòu)簡式）?！痉治觥?molA只能與1molBr2完全反應(yīng)，證明A分子中只有一個碳碳雙鍵，B用熱NaOH醇溶

44、液處理得化合物C，該反應(yīng)為消去反應(yīng)，且2個Br2原子都被消去形成2mol雙鍵或1mol叁鍵,且C分子的不飽和度,原分子中心有環(huán)狀結(jié)構(gòu).由此可判斷:A為 .思維體操【例19】某有機(jī)物中含C:60%,H:13.4%,O:26.6%,其蒸氣相對密度是相同狀況下氫氣密度的30倍,現(xiàn)取該有機(jī)物2g在O2中充分燃燒,生成2.24L(標(biāo)況)CO2和2.4g水,求有機(jī)物分子式.【分析】(1)直解法:根據(jù)分子量和各元素的百分含量直接求出有機(jī)物分子中各元素原子的個數(shù).分子量=30×2=60C:H:O=所以有機(jī)物分子式為C3H8O(2)最簡式法:首先求出最簡式,再根據(jù)式量與分子量之間的倍數(shù)關(guān)系,確定分子式

45、.因為:C:H:O=最簡式為:C3H8O,式量60,因式量等于分子量,所以分子式為C3H8O.(4) 通過求解法:有機(jī)化學(xué)涉及到的含氧衍生物通式有:醇和醚:CnH2n+2O,分子量為14n+18醛和酮:CnH2nO,分子量為14n+16羧酸和酯:CnH2nO2,分子量為14n+32設(shè)該烴的衍生物為醇或醚14n+18=60, n=3有機(jī)物分子式為C3H8O.(5) 綜合列式法:根據(jù)燃燒化學(xué)方程式求解.設(shè)有機(jī)物分子式為CxHyOz,則有 60 22.4xL 18xg 2 22.4L 2.4g60:22.4x=2:2.24 x=3 60:18×=2:2.4 y=8由12x+y+16

46、5;2=60 得z=1,分子式為C3H8O(6) 產(chǎn)物求解法:根據(jù)有機(jī)物燃燒生成CO2和H2O的量求分式2g該有機(jī)物:C元素質(zhì)量2g該有機(jī)物中:H元素質(zhì)量2g該有機(jī)物中:O元素質(zhì)量=2-1.1-0.27=0.53最簡式為C3H8O,試量為60,又因式量等于分子量,所以該有機(jī)物分子式為C3H8O.【例20】式量為300以下的某脂肪酸1.0g與2.7g碘完全加成,也可被0.2gKOH所中和,由此推測該脂肪酸的準(zhǔn)確式量是.A.282 B.280 C.278 D.無法確定【分析】此題看似簡單實際上有一定的難度,出錯的情況相當(dāng)普通;此題對考生的思維能力要求較高. 以KOH計算:設(shè)脂肪酸的式量為x,若為一

47、元酸,則為RCOOK,x=1/,符合題意.若為二元酸,則式量為560,不合題意,說明只能是一元酸,但能否就選B呢? 以I2計算:該脂肪酸能與I2加成反應(yīng),說明含有碳碳雙鍵,平均每個碳碳雙鍵所對應(yīng)的該脂肪酸的式量為:顯然只有分子內(nèi)含有三個碳碳雙鍵時才與280相近即94×3=282.那么到底是選B還是選A呢? 綜合分析:按知識的階段性,中學(xué)化學(xué)中脂肪酸在沒有其它條件說明時,只認(rèn)為羧基中才有氧原子,于是結(jié)合該酸為一元羧酸,氧原子數(shù)為2,結(jié)合該羧酸分子中含有三個碳碳雙鍵,于是可寫出其分子式為:CnH2n-6O2,令12n+2n-6+32=280;得n=18(余2)則式量為278,啟示: 此題

48、客觀地反映了實驗測定常常存在誤差,按某次實驗測定值算出的結(jié)果還必須經(jīng)過其它實驗進(jìn)行驗證,綜合分析,才能得到真實值,這是一種重要的科學(xué)測定程度.、之所以存在誤差，因為所給數(shù)據(jù)1.0g,2.7g只能精確到兩位有效數(shù)字；在兩位有效數(shù)字內(nèi)282、280都是正確的。該題雖難,但教材中有簡單題的”原型”化學(xué)試題中有時確存在不少無用的數(shù)據(jù)和等效數(shù)據(jù),但同時也存在著相互關(guān)聯(lián)的參考數(shù)據(jù),不可盲目視為無用.【例21】常溫下有A和B兩種氣態(tài)烴的混合物,已知B的式量大于A的式量,混合氣體中只含碳?xì)鋬煞N元素,而且不論它們以何種比例混合,碳?xì)滟|(zhì)量比總是小于6:1而大于4:1.A、B可能的組成是?！痉治觥繗鈶B(tài)烴A、B組成的

49、混合物中，碳?xì)溆腥缦玛P(guān)系：4<mC<mH<6得出：，如果兩種氣態(tài)烴的碳?xì)涞奈镔|(zhì)的量之比都在范圍之內(nèi)的話，則無論以任何比例混合，皆在范圍之內(nèi)：若含1個碳：CH4（不可以）含2個碳：C2H6（可以）C2H4（可以） C2H2（不可以）含3個碳：C3H8（可以）C3H6（可以） C3H4（不可以）含4個碳：C4H10（可以）C4H8（可以） C4H6（不可以）上述6種物質(zhì)除C2H4、C3H6、C4H8之間取2種之外，其余任取2種都可以：即有C26-C23=（種）例如，某種ABS工程樹脂，由丙烯腈（CH2=CHCN，符號為A）；1，3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2，符號為B）和苯乙烯（ ，符號為S）按一定比例共聚而得。（1）A、B和S三種單體中，碳?xì)浔戎底钚〉膯误w是。（2）經(jīng)元素分析可知該ABS樣品的組成為CaHbNc(a、b、c為正整數(shù))則原料中A和B的物質(zhì)的量之比為（用a、b、c表示）。通過閱讀先抓住兩個關(guān)鍵，先將3種單質(zhì)A、B、S的結(jié)構(gòu)簡式轉(zhuǎn)換為分子式：A：C3H3N；B：