最棒的选修五有机化学专题复习讲义

有机化学专题复习讲义-1-有机化学专题复习讲义专题一有机物的概念、有机物的命名、同系物和同分异构体一、有机物的概念1、含碳元素的化合物叫做有机物（除碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、硫氰化物外）。2、有机物的性质（1）大多数有机物难溶于水，易溶于苯、汽油、四氯化碳等有机溶剂。（2）大多数有机物是非电解质，不易导电。（3）大多数有机物是分子晶体，熔沸点较低。（4）大多数有机物易燃，受热易分解。二、有机物的命名1、烃基烃基：烃分子失去一个或几个氢原子后所剩余的呈电中性的部分，一般用“R—”表示。例如，甲烷分子CH4失去一个氢原子后剩余的部分—CH3叫做甲基。△“根”与“基”的区别电性化学性质根带电荷稳定，能独立存在基不带电荷，显电中性活泼，不能单独存在[例1]碳正离子［例如CH3+、CH5+、(CH3)3C+］是有机反应的重要中间体。欧拉（G·Olah）因在此领域中的卓越成就而荣获1994年诺贝尔化学奖。碳正离子CH5+可以通达CH4在“超强酸”中再获得一个H+而得到，而CH5+失去H2可以得CH3+。（1）CH3+是反应性很强的正离子，是缺电子的，其电子式是。（2）CH3+中4个原子是共平面的，3个C-H键之间的夹角（键角）相等，则C-H键之间的夹角是。（3）(CH3)2CH+在NaOH的水溶液中反应将得到电中性的有机分子，其结构简式为。（4）(CH3)3C+去掉H+后将生成电中性的有机分子，其结构简式为。[答案]（1）（2）120°（3）(CH3)2CHOH（4）(CH3)2CH=CH22、习惯命名法(普通命名法)习惯命名法在命名简单有机化合物时比较方便。如对烷烃的命名，其中碳原子数在10以内时，用天干——甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示；大于10时，则用中文数字十一、十六等来表示。同时为了区别同分异构体，在名称前面加“正、异、新”等冠词。例如C5H12的3种同分异构体命名：3、系统命名法（1）烷烃的系统命名法①长——选最长碳链为主链。错误名称：2-乙基丁烷正确名称：3-甲基戊烷②多——遇等长碳链时，支链最多为主链。看下面结构简式，从第3号碳往右或往下查，均可查出含5个碳原子的主链，但按图示编号时，主链上的支链最多，故是正确编号。CH3—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CCH3CH3—CH3—CH2CH3—CHCH3—CH3有机化学专题复习讲义-2-正确名称：2,4-二甲基-3-乙基戊烷③近——离支链最近一端编号。由距离支链最近的一端开始，将主链上的碳原子用1，2，3…，等数字依次编号，以确定支链的位置。错误名称：3-甲基丁烷正确名称：2-甲基丁烷④小——支链编号之和最小。看下面结构简式，从右端或左端看，均符合“近——离支链最近一端编号”的原则，但按图示编号时，支链编号之和最小，故是正确编号。⑤简——两取代基距离主链两端等距离时，从简单取代基开始编号。如取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。如：（2）含有官能团的化合物的命名①定母体：根据化合物分子中的官能团确定母体。如含碳碳双键、醇羟基、醛基、羧基的化合物分别以烯、醇、醛、酸为母体。②定主链：以含有尽可能多官能团的最长碳链为主链。③命名：官能团编号最小化。其他规则与烷烃相似。如：2,3-二甲基-2-丁醇2,3-二甲基-2-乙基丁醛（3）苯的同系物的命名①苯环上的氢被烷基取代后，以苯作为母体进行命名。如：甲苯乙苯②有多个取代基时，可用邻、间、对或1、2、3、4、5等标出各取代基的位置，编号时从位次小的取代CH3CH3—C—CH—CH3CH3OHCH3CH3—CH—C—CHOCH3—CH2CH3有机化学专题复习讲义-3-基开始，并沿使取代基位次之和较小的方向进行。如：邻二甲苯或1,2-二甲苯间二甲苯或1,3-二甲苯对二甲苯或1,4-二甲苯③当苯环上连有其他较高级别的官能团时，以苯基作为取代基。如：苯（基）乙烯苯（基）甲酸苯（基）甲醛[例2]萘环上的碳原子的编号如Ⅰ式，根据系统命名法，Ⅱ可称为2-硝基萘，则化合物Ⅲ的名称应是（）A.2,6-二甲基萘B.1,4-二甲基萘C.4,7-二甲基萘D.1,6-二甲基萘[答案]D[例3]请写出以下物质的结构简式：（1）二乙酸二乙酯；（2）乙二酸二乙酯；（3）二乙酸乙二酯；（4）乙二酸乙二酯。三、同系物同系物：结构相似．．．．，在分子组成上相差一个或若干个原子团的物质物质。同系物的判断要点：1、通式相同，但通式相同不一定是同系物。2、结构相似指具有相同的官能团类别和数目。3、同分异构体之间不是同系物。△同系物通式的推算[例4]下面是苯和一组稠环芳香烃的结构简式：（1）写出化合物②～⑤的分子式：①C6H6②③④⑤（2）这组化合物的分子式通式是CH（请以含m的表示式填在横线上，m=1,2,3,4,5…）。[答案]（1）②C10H8③C14H10④C18H12⑤C22H14（2）4m+22m+4四、同分异构体同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。问：互为同分异构体的物质一定是有机物吗？（否）1、同分异构体的种类（1）碳链异构：指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构。如C5H12有三种同分异构体，即正戊烷、异戊烷和新戊烷。（2）位置异构：指官能团或取代基在在碳链上的位置不同而造成的异构。如1-丁烯与2-丁烯、1-丙醇与2-丙醇、邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。（3）类别异构：指官能团不同而造成的异构，也叫官能团异构。如1-丁炔与1,3-丁二烯、丙烯与环丙CH3CH3—CH3—CH3CH3CH3=CH2CH—C—OHO—C—HO有机化学专题复习讲义-4-烷、乙醇与甲醚、丙醛与丙酮、乙酸与甲酸甲酯、葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖等。（4）其他异构方式：如顺反异构、对映异构（也叫做镜像异构或手性异构）等，虽然在高中阶段不要求掌握，但在信息题中屡有涉及。[例5]已知与互为同分异构体（称为“顺反异构”），则化学式为C3H5Cl的链状的同分异构体有（）A.3种B.4种C.5种D.6种[答案]B2、类别异构归纳：（1）CnH2n+2：烷烃。（2）CnH2n：单烯烃、环烷烃。（3）CnH2n-2：炔烃、二烯烃。（4）CnH2n-6：芳香烃（苯及其同系物）。（5）CnH2n+2O：饱和脂肪醇、醚。（6）CnH2nO：醛、酮、环醚、环醇、烯醇。（7）CnH2nO2：羧酸、酯、羟基醛、羟基酮。（8）CnH2n+1NO2：硝基烷、氨基酸。（9）Cn(H2O)m：糖类。[例6]请写出分子式为C7H8O的含苯环的所有同分异构体的结构简式。[答案]2、同分异构体的书写规律：（1）烷烃（只可能存在碳链异构）的书写规律：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由对到邻到间。（2）具有官能团的化合物如烯烃、炔烃、醇、酮等，它们具有碳链异构、官能团位置异构、异类异构，书写按顺序考虑。一般情况是碳链异构→官能团位置异构→类别异构。（3）芳香族化合物：二元取代物的取代基在苯环上的相对位置具有邻、间、对三种。3、判断同分异构体的常见方法：（1）基团连接法：将有机物看成由基团连接而成，由基团的异构数目可推断有机物的异构体数目。如：丁基有四种，丁醇（看作丁基与羟基连接而成）也有四种，戊醛、戊酸（分别看作丁基跟醛基、羧基连接而成）也分别有四种。[例7]某有机物A的分子式为C6H12O2。已知A有如下转化，其中D不与Na2CO3溶液反应，C、E都能发生银镜反应，那么A的结构可能有（）A.2种B.3种C.4种D.5种[答案]C（2）等同转换法：将有机物分子中的不同原子或基团进行等同转换。如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构，那么五氯乙烷有多少种？假设把五氯乙烷分子中的Cl原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。同样，二氯乙烷有两种结构，四氯乙烷也有两种结构。（用组合数性质mnmnnCC帮助理解）（3）等效氢法（对称法）：等效氢指在有机物分子中处于相同位置的氢原子。等效氢任一原子若被相同有机化学专题复习讲义-5-取代基取代所得产物都属于同一物质。其判断方法有：①同一碳原子上连接的氢原子等效。②同一碳原子上连接的—CH3中氢原子等效。如：新戊烷中的四个甲基连接于同一个碳原子上，故新戊烷分子中的12个氢原子等效。③同一分子中处于镜面对称（或轴对称）位置的氢原子等效。如：分子中的18个氢原子等效。[例8]菲的结构简式为，若它与硝酸反应，可能生成的一硝基取代物有（）A.4种B.5种C.6种D.10种[答案]B4.二取代或多取代产物种数的判断。①定一移二法：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。注意防重复和防遗漏。例2001年9月1日将执行国家食品卫生标准规定，酱油中3一氯丙醇（ClCH2CH2CH2OH）含量不得超过1ppm。相对分子质量为94.5的氯丙醇（不含主结构）共有（）A．2种B．3种C．4种D．5种解析：本例属于二取代种数的判断，可先固定（－Cl）或（－OH）的位置，另一取代基移动。如：C－C－C，移动羟基有两种；C－C－C移动羟基有一种。共有三种。选B②替换法：例已知二氯苯的同分异构体有三种，从而可以推知四氯苯的同分异构体数目是（）A．2种B．3种C．4种D．5种解析：二氯苯的同分异构体，实际考虑到两个氯处于邻、间、对的位置上，故有三种；四氯苯就要替换为考虑两个H处于邻、间、对的位置，故也是三种。△同位素、同素异形体、同分异构体和同系物的辨别概念同系物同分异构体同素异形体同位素分子式不同相同不同/结构相似不同不同/研究对象化合物化合物单质原子[例9]下列对每组中物质间关系的叙述不正确的是（）A.11H和21H互为同位素B.和属于同系物C.S2和S8互为同素异形体D.丙酸和乙酸甲酯属于同分异构体[答案]B专题二烃的结构与性质、烃的燃烧规律1、烃的物理性质①比较同类烃的沸点：碳原子数多沸点高；碳原子数相同，支链多沸点低；常温常压下，碳原子数1－4的烃、新戊烷为气体。②难溶于水，密度随分子量的增大而增大，但比水小。[例10]下列五种烷烃：①2-甲基丁烷②2,2-二甲基丙烷③戊烷④丙烷⑤丁烷，按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是（）A.①②③④⑤B.②③⑤④①C.③①②⑤④D.④⑤②①③[答案]C2、烃的结构与化学性质归纳CH3CH3—C—C—CH3CH3CH3CH3有机化学专题复习讲义-6-类别通式官能团代表物分子结构结点主要化学性质烷烃CnH2n+2(n≥1)/CH4①正四面体②有3个原子共面1、光照下的卤代2、裂化3、不使酸性KMnO4溶液褪色4、可燃烯烃CnH2n(n≥2)CH2=CH2分子的所有原子在同一个平面上1、加成：X2、H2、HX、HCN2、聚合3、易氧化：与O2（条件：催化剂加压加热）反应生成CH3CHO4、使Br2水（加成）、酸性KMnO4（氧化）褪色5、燃烧现象：明亮火焰，伴有黑．烟炔烃CnH2n-2(n≥2)—C≡C—HC≡CH分子成直线型1、加成：X2、H2、HX、HCN2、聚合3、易氧化：与H2O（条件：催化剂加压加热）反应生成CH3CHO4、使Br2水（加成）、酸性KMnO4（氧化）褪色5、燃烧现象：明亮火焰，浓．烈黑．．烟苯及其同系物CnH2n-6(n≥6)/平面结构，12个原子共面1、易取代：与液溴在Fe做催化剂下生成溴苯、硝化和磺化2、难加成：与H2（Ni作催化剂）环己烷△有机物分子结构基本方法：碳碳单键可以旋转，碳碳双键和碳碳三键不能旋转。苯环可以绕任一碳氢键为轴旋转，轴上有四个原子共直线。稠环芳香烃由于共用碳碳键，所有原子共平面。[例11]以M原子为中心形成的MX2Y2分子中，X和Y分别只以单键与M结合，下列说法正确的是A.若MX2Y2分子为平面四边形就有两种同分异构体B.若MX2Y2分子为平面四边形则无同分异构体C.若MX2Y2分子为四面体形就有两种同分异构体D.若MX2Y2分子为四面体形