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第24讲有机化学基础考点一有机化合物的结构与性质基础知识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基础知识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①原料廉价、原理正确、②路线简捷、便于操作、条件适宜、易于分离、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“① ”“ ”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“② ”“ ”“③—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“④—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“⑤—COOH”。(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⑥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)2—OH(醇、酚、羧酸) H2(3)2—COOH 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—CH2OH);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 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①聚乙烯的结构单元(或链节)为 。②n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。③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基础知识有机反应的反应类型1.取代反应:有机物分子中的某些原子或①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、②水解、酯化等反应类型。2.加成反应:有机物分子中③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H2O、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④氧失⑤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⑥加成反应聚合成高分子化合物的反应(加成聚合)。主要为含⑦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⑧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)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:①同一碳原子上的氢等效,②同一碳原子的甲基上的氢等效,③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Ⅱ,11,6分)分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3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: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):①烯烃与水加成,②醛(酮)与氢气加成,③卤代烃水解,④酯的水解等,其中最重要的是卤代烃水解。2)引入卤原子(—X):①烃与X2取代,②不饱和烃与HX或X2加成,③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:①某些醇或卤代烃的消去引入 ;②醇的氧化引入 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,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+D→F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 CHCOOHD. 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