化学选修5总复习

有机化学复习(2)同分异构体类型及书写方法：类型：碳链异构：位置异构：异类异构：(官能团异构)烯烃顺反异构:一、同分异构体根据概念判断同系物同分异构体（1）判断同分异构体、同系物的方法：•官能团异构的种类①CnH2n（n≥3）单烯烃与环烷烃②CnH2n-2（n≥3）单炔烃、二烯烃③CnH2n-6（n≥6）苯及其同系物与多烯④CnH2n+2O（n≥2）饱和一元醇和醚⑤CnH2nO（n≥3）饱和一元醛、酮和烯醇⑥CnH2nO2（n≥2）饱和一元羧酸、酯、羟基醛⑦CnH2n-6O（n6）一元酚、芳香醇、芳香醚⑧CnH2n+1NO2，氨基酸和一硝基化合物⑨C6H12O6，葡萄糖和果糖，⑩C12H22O11，蔗糖和麦芽糖例1、写出分子式为C4H10O的同分异构体？[小结]同分异构体的书写的基本方法1、判类别：根据分子式确定官能团异构（类别异构）2、写碳链：主链由长到短，支链由简到繁，位置由心到边，排列邻、间、对。3、移官位：变换官能团的位置（若是对称的，依次书写不可重复）4、氢饱和：按“碳四键”原理，碳原子剩余的价键用氢原子去饱和。同时属于酯类和酚类的同分异构体分别是：水杨酸的结构简式为（1）水杨酸的同分异构体中，属于酚类同时还属于酯类的化合物有种。（2）水杨酸的同分异构体中，属于酚类，但不属于酯类也不属于羧酸的化合物必定含有（填写官能团名称）。典型例题OHCOOH3醛基OHOOCHOHOOCHHOOOCH已知HOCOOH有多种同分异构体，写出符合下列性质的同分异构体的结构简式。①与FeCl3溶液作用显紫色②与新制的Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀③苯环上的一卤代物只有2种1OHOCHOCHOOHHOCHOOHOHOHOCHOCHOOHHOCHOOHOH与具有相同官能团的同分异构体（不考虑顺反异构）有种。CH3CHCCOOHCN2•判断同分异构体种类的方法（防止遗漏、重复）【例】某一元醇的碳链是回答下列问题：(1)这种一元醇的结构可能有种(2)这类一元醇发生脱水反应生成种烯烃(3)这类一元醇可发生氧化反应的有种(4)这类一元醇氧化可生成种醛(5)这类一元醇氧化生成的羧酸与能够被氧化为羧酸的醇发生酯化反应，可以生成种酯CCCCCC31324例3、立方烷”是新合成的一种烃，其分子呈立方体结构。其碳架结构如图所示：其二氯代物共有______种？例4、若萘分子中有两个氢原子分别被溴原子取代后所形成的化合物的数目有()种？A.5B.7C.8D.10•[方法总结]对于二元取代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基位置，再移动另一取代基位置以确定同分异构体数目3二、几种基本分子的结构模型（共线共面问题）空间构型结构特点甲烷正四面体任意三个原子共平面，所有原子不可能共平面，单键可旋转乙烯平面三角6个原子共平面，双键不能旋转乙炔直线型4个原子在同一直线上，三键不能旋转苯平面正六边形12个原子共平面任意三个原子共平面，所有原子不可能共平面，单键可旋转6个原子共平面，双键不能旋转（B）4个原子在同一直线上，三键不能旋转12个原子共平面1、在HC≡C——CH=CH—CH3分子中，处于同一平面上的最多的碳原子数可能是（）A6个B7个C8个D11个处在同一直线上的碳原子数是（）A5个B6个C7个D11个DA状态•n≤4的烃、新戊烷、甲醛、一氯甲烷、一氯乙烷、一溴甲烷常温呈气态，•低级（十碳以下）的醇、醛、酸、酯常温呈液态•苯酚，草酸，苯甲酸、硬脂酸，软脂酸常温呈固态密度•比水轻：所有烃类（包括苯及其同系物）、酯（如乙酸乙酯）、油脂•比水重：硝基苯、溴苯、CCl4、溴乙烷及大多数卤代烃、液态苯酚三、有机物重要物理性质溶解性•有机物均能溶于有机溶剂•有机物中的憎水基团：-R（烃基）；烃基部分越大越难溶于水，亲水基团：-OH，-CHO，-COOH•能溶于水的：低碳的醇、醛、酸、钠盐，如乙（醇、醛、酸）乙二醇、丙三醇、苯酚钠•难溶于水的：烃，卤代烃，酯类，硝基化合物•微溶于水：苯酚、苯甲酸•苯酚溶解的特殊性：常温微溶，65℃以上任意溶沸点•同系物比较：沸点随着分子量的增加(即C原子个数的增大）而升高•同类物质的同分异构体：沸点随支链增多而降低•衍生物的沸点高于相应的烃，如氯乙烷乙烷•饱和程度大的有机物沸点高于饱和程度小的有机物，如脂肪油•分子间形成氢键的有机物沸点高于不形成氢键的有机物如：乙醇乙烷类别结构特点主要性质烷烃单键（C－C）1.稳定：通常情况下不与强酸、强碱、强氧化剂反应2.取代反应（卤代）3.氧化反应（燃烧）4.加热分解烯烃双键（C＝C）二烯烃（－C＝C－C＝C－)1.加成反应；与H2、X2、HX、H2O2.氧化反应（燃烧；被KMnO4[H+]氧化）3.加聚反应(加成时有1,4加成和1,2加成)四、各类有机物的化学性质（一）结构特点和官能团性质P28-32类别结构特点主要性质炔烃叁键(CC)1.加成反应（加H2、X2、HX、H2O）2.氧化反应（燃烧；被KMnO4[H+]氧化）苯苯的同系物苯环（）苯环及侧链1.易取代(卤代、硝化）2.较难加成（加H2）3.燃烧侧链易被氧化、邻对位上氢原子活泼P37P32类别卤代烃（－X）结构特点烃基与－X相连，C－X键有极性主要性质1.水解→醇（氢氧化钠水溶液）2.消去→烯烃（氢氧化钠醇溶液醇（－OH）烃基与－OH直接相连，O－H、C－O键均有极性1.与活泼金属反应(Na、K、Mg、Al等）2.取代：1）与氢卤酸反应2）酯化反应3.脱水反应（分子内脱水和分子间脱水）4.氧化（燃烧、被氧化剂氧化）酚OH苯环与－OH直接相连，O－H极性大1.弱酸性（与NaOH反应）2.取代反应（卤代、硝化）3.显色反应(与FeCl3)4.易被氧化P41P48P52类别结构特点主要性质醛O（－C－H)O－C－H双键有极性，有不饱和性1.还原反应（与H2加成）2.氧化反应（与弱氧化剂）羧酸O（－C－OH）O－OH受－C－影响，变得活泼，且能部分电离出H+1.酸性2.酯化反应酯O（－C－O-）OR－C－与－OR’间的键易断裂水解反应P56P60•注意1.能区别同一有机物在不同条件下发生的不同断键方式2.有机化学反应中分子结构的变化。3.相同官能团连在不同有机物分子中对性质的影响。如：以乙醇为例HHH－C－C－O－HHH….….dcba问：断d键发生什么反应？（消去）断b键能发生什么反应？（消去或取代）什么样的醇可催化氧化？（同C有H）什么样的醇不能发生消去？(无相邻C或邻C上无H）（二）常见有机物之间的转化关系CH3CH3CH2＝CH2CH≡CHC2H5BrCH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5C2H5ONaC2H5—O—C2H5水解HBrO2加H2O2水解C2H5OH+H2+H2Na分子间脱水+Cl2FeCl3水解+NaOHCO2或强酸消去H2OO2H2O—Cl—OH—ONa延伸转化关系举例CHCHCH2CH2CH2BrCH2BrCOOHCOOHCH2OHCH2OHH2Br2水解CHOCHOO2脱H2+H2BrBrOHOHBrBrH2Br2水解消去Br2•有机反应主要包括八大基本类型：取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应、显色反应，（三）有机化学反应类型酯化1.取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。•包括：卤代、硝化、酯化、水解、分子间脱水2.加成反应：有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。包括：烯烃及含C=C的有机物、炔烃及含C≡C的有机物与H2、X2、HX、H2O加成、苯环、醛基、不饱和油脂与H2加成。有机反应类型——加成反应•和H2加成的条件一般是催化剂（Ni）+加热•和H2O加成时，条件写加温、加压和催化剂•不对称烯烃或炔烃和H2O、HX加成时可能产生两种产物•醛基的C=O只能和H2加成，不能和X2加成，而羧基和酯的C=O不能发生加成反应•原理：•包括：醇消去H2O生成烯烃、卤代物消去HX生成不饱和化合物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：H2O、HX、NH3等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。有机反应类型——消去反应•消去反应的实质：—OH或—X与所在碳的邻位碳原子上的-H结合生成H2O或HX而消去•区分不能消去和不能氧化的醇•有不对称消去的情况，由信息定产物•消去反应的条件：醇类是浓硫酸+加热；卤代烃是NaOH醇溶液+加热4、氧化反应：有机物得氧或失氢的反应。5、还原反应：有机物加氢或去氧的反应。＋3H2CC17H33OCH2COCHCOOCH2C17H33C17H33OO催化剂加热，加压CC17H35OCH2COCHCOOCH2C17H35C17H35OO氧化反应:有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应有机物的燃烧，烯烃、炔烃、苯的同系物的侧链、醇、醛等可被某些氧化剂所氧化。它包括两类氧化反应1）在有催化剂存在时被氧气氧化从结构上看，能够发生氧化反应的醇一定是连有—OH的碳原子上必须有氢原子，否则不能发生氧化反应就不能发生氧化反应如CH3—C—OHCH3CH3有机反应类型——氧化反应2）有机物被除O2外的某些氧化剂（如强KMnO4、弱Cu(OH)2、[Ag(NH3)2OH]等氧化）CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O醛羧酸△还原反应：有机物分子里“加氢”或“去氧”的反应其中加氢反应又属加成反应不饱和烃、芳香族化合物，醛、酮等都可进行加氢还原反应CH3CH2CHO+H2CH3CH2CH2OH有机反应类型——还原反应(1)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。6、聚合反应：生成高分子化合物的反应催化剂温度压强②丁二烯型加聚（破两头，移中间）nCH＝CH－C＝CH2［CH－CH＝C－CH2］nABAB天然橡胶（聚异戊二烯）氯丁橡胶（聚一氯丁二烯）①乙烯型加聚adadnC＝CC－Cbeben催化剂加聚反应的类型（联系书上的高分子材料）聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）含有双键的不同单体间的共聚（混合型）乙丙树脂（乙烯和丙烯共聚），丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）nCH＝CH2+nCH2＝CH2[CH－CH2－CH2－CH2]n或[CH2－CH－CH2－CH2]nOO催化剂O催化剂加聚反应的特点:1、单体含不饱和键：2、产物中仅有高聚物，无其它小分子，3、链节和单体的化学组成相同；但结构不同如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。单体和高分子化合物互推：[CH2—CH]nCl[CH2—CH]nCH2=CHCH2=CHCl缩合聚合反应小分子间通过缩合反应的形式形成高分子化合物的反应叫缩合聚合反应；简称缩聚反应。（酯化、成肽…）nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH催化剂单体M聚合物=单体的相对质量×n-(2n-1)×18+(2n-1)H2O端基原子端基原子团HOOC(CH2)4COOCH2CH2OnH链节缩聚反应的特点:1、单体含双官能团（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团；官能团间易形成小分子；2、有小分子(H2O、HCl)同时生成；3、聚合物链节和单体的化学组成不相同；如二元醇与二元酸；氨基酸、羟基酸等。HOOC(CH2)4COOHHOCH2CH2OH缩合聚合反应小结（1）方括号外侧写链节余下的端基原子（或端基原子团）（2）由一种单体缩聚时，生成小分子的物质的量应为（n-1）（3）由两种单体缩聚时，生成小分子的物质的量应为（2n-1）你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成呢？注意单体和高分子化合物互推：缩聚物单体的推断方法常用“切割法”7.有机反应类型——显色反应包括•苯酚遇FeCl3溶液显紫色•淀粉遇碘单质显蓝色•含苯环的蛋白质遇浓硝酸凝结显黄色有机反应类型——酯化反应拓展•一般为羧酸脱羟基，醇脱氢•类型•一元羧酸和一元醇反应生成一元酯•二元羧酸和二元醇•部分酯化生成一元酯和1分子H2O，•生成环状酯和2分子H2O