高中化學選修五重要知識點

2021-05-22 13:34:31 字數 3521 閱讀 9621

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只有碳、氫兩種元素組成的化合物稱為烴。烴分子中的氫原子被有關原子或原子團取代後的產物,這些有機物稱為烴的衍生物。

在烴中,分子的碳原子間結合成鏈的稱為鏈烴(又稱脂肪烴),分子中含有碳環的稱為環烴。

鏈烴中,分子中的碳原子之間都以單鍵相連的稱為烷烴;分子中的碳原子間有碳碳雙見得稱為烯烴;分子中碳原子間有碳碳三鍵的稱為炔烴。

環烴中,分子中有苯環的稱為芳香烴,分子中沒有苯環的稱為脂環烴。脂環烴中,碳環中的碳原子之間完全以單鍵相連的稱為環烷烴。

烴分子中乙個或幾個氫原子被鹵素原子取代後所生成的化合物,稱為鹵代烴。

有機化合物分子中,比較活潑、容易發生反應並放映著某類有機化合物共同特性的原子或原子團稱為官能團。

含有官能團的有機化合物分子中,與官能團直接相連的碳原子稱為α-c,其上的氫原子稱為α-h;與α-c相連的碳原子稱為β-c,其上的氫原子稱為β-h。

分子結構相似,組成上彼此相差乙個—ch2或其整數倍的一系列有機化合物為同系列。同系列中的各化合物互稱為同系物。

分子式相同而結構不同的有機化合物互為同分異構體。

碳骨架異構、官能團位置異構和官能團型別異構的現象都是結構異構現象不同的表現形式。

取代反應是有機化合物分子中某些原子或原子團被其他原子或原子團代替的反應。

烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸等分子中的烷基部分能發生取代反應,其中與官能團直接相連的碳原子(α-c)上的碳氫鍵最容易斷裂,發生取代反應。

加成反應是有機化合物分子中的不飽和鍵兩端的原子與其他原子或原子團結合,生成飽和的或比較飽和的有機化合物的反應。

與有機化合物發生加成反應的試劑有:h2、鹵素單質、氫滷酸、水和氫氰酸等。

消去反應是在一定條件下,有機化合物拖脫去小分子物質生成分子中有雙鍵或叄鍵的化合物的反應。

溴己烷與naoh的乙醇溶液共熱發生消去反應。

欲由醇脫去水製烯烴,常選用濃硫酸等試劑;欲由滷代烷脫去氫滷酸時,常選用naoh的乙醇溶液等鹼性試劑。

將有機化合物分子中增加氧原子或減少氫原子的反應稱為氧化反應。在氧化反應中,常見的氧化劑有氧氣、kmno4溶液、臭氧、銀氨溶液和新制的氫氧化銅的懸濁液。

將有機化合物分子中增加氫原子或減少氧原子的反應稱為還原反應。在還原反應中,常見的還原劑有氫氣、氫化鋁鋰(lialh4)和硼化氫鈉(nabh4)等。

烷烴、烯烴與炔烴具有相似的物理性質。它們均為無色液體,不溶於水而易溶於苯、乙醚等有機溶劑,密度比水小。分子中有1~4個碳原子的鏈烴在室溫下均為氣體;隨著分子中碳原子數的增加鏈烴的熔點和沸點逐漸公升高,其存在狀態逐漸由液態過渡到氣態。

烷烴、烯烴與炔烴的物理性質隨分子中碳原子數的遞增,呈現如下變化規律:

1. 沸點逐漸公升高

2. 相對密度(或密度)逐漸增大

3. 分子式相同的烴,支鏈越多,沸點越低

不同的烴,碳元素所佔的質量分數有所不同。質量相同時分子中碳原子數相同而碳元素的質量分數越低的烴,完全燃燒時放出的熱量越多。

烷烴[**h2n(n≥1)]的化學性質較穩定,通常不與強酸、強鹼或強氧化劑反應,不能是酸性高錳酸鉀溶液褪色。在特殊條件下才能發生化學反應。

1. 烷烴在光照條件下發生取代反應。

燃燒發生氧化反應。

2.分解反應。

製取炭黑)

烯烴[**h2n(n≥2)]的化學性質比較穩定,但比烷烴活潑。考慮到烯烴中的碳碳雙鍵比烷烴中的碳碳單鍵強,所以大部分烯烴的反應都有雙鍵的斷開並形成兩個新的單鍵。

1. 氧化反應。a燃燒

b強氧化劑氧化。能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。

2.加成反應。a能使溴的四氯化碳溶液褪色:

b與h2加成:

c與水加成

d與hx加成

3.加聚反應

實驗室制乙烯

原理:濃硫酸與乙醇以體積比3:1混合,加碎瓷片防止爆沸。濃硫酸作用是催化劑,脫水劑。

副反應:

炔烴[**h2n-2(n≥2)]不穩定並且非常活躍。因此乙炔燃燒發出大量的熱,乙炔火焰常被用來焊接。

1. 氧化反應。a氧化燃燒

火焰明亮並伴有濃烈黑煙)

b強氧化劑氧化。能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

2.加成反應。a能使溴的四氯化碳溶液褪色 a

b與hx加成

實驗室制乙炔原理

烯烴或炔烴在酸性kmno4溶液的作用下,分子中的不飽和鍵完全斷裂,生成羧酸、二氧化碳或酮。用酸性kmno4溶液氧化碳碳雙鍵或碳碳叄鍵可以減短碳鏈。

苯為無色液體,有毒,沸點為80℃,熔點為5.5℃;不溶於水,能溶解許多物質,是良好的有機溶劑。

1. 氧化反應

發出明亮並帶有濃烈黑煙的火焰)

2. 取代反應

3. 加成反應

苯的同系物

1. 取代反應

[甲苯和濃硝酸反應制三硝基甲苯(tnt)]

2. 加成反應

3. 氧化反應。在苯的同系物中,如果側鏈所連烴基中與苯環直接相連的碳原子上有氫原子,它就能被酸性kmno4溶液氧化側鏈烴基,常被氧化成羧基。

鹵代烴 所有的鹵代烴與naoh的水溶液發生反應時,分子中的官能團—滷原子被羥基所取代,發生取代反應生成相應的醇。

某些鹵代烴在一定條件下發生消去反應。

醇、酚 烴分子中飽和碳原子上的乙個或幾個氫原子被羥基取代的產物稱為醇。

芳香烴分子中苯環上的乙個或幾個氫原子被羥基取代的產物稱為酚。

甲醇是組成最簡單的一元醇,也稱木醇。甲醇是無色,具有揮發性的液體,沸點為65℃,有毒,誤服會損傷視神經,甚至死亡。

乙二醇是無色、無臭、具有甜味的粘稠液體,熔點為-16℃,沸點為197℃,能與水任意比例互溶,能夠降低水的凝固點,是汽車發動機防凍液的主要化學成分。

丙三醇俗稱甘油,是無色、無臭、有甜味的粘稠液體,沸點為290℃(分解),能與水任意比例互溶,具有很強的吸水能力。

若醇分子中的烴基是烷基,這種醇稱為飽和醇。**hn+1oh(n≥1)

常溫常壓下,飽和一元醇分子中碳原子數為1~3的醇能與水任意比例互溶;分子中碳原子數為4~11的醇為油狀液體,盡可部分溶於水;分子中碳原子更多的醇為固體,不溶於水。

多元醇分子中的羥基較多,增加了醇分子與水分子間形成氫鍵的機率,使多元醇的沸點較高,易溶於水。

所有的醇與濃的氫滷酸發生反應時,分子中的碳氧鍵發生斷裂,羥基被滷原子所取代生成相應的鹵代烴和水。

在酸做催化劑及加熱的條件下可發生分子間的取代反應,生成醚和水。

分子中含有β-h的醇在一定溫度下發生消去反應生成相應的烯烴。

醇羥基中氫氧鍵的極性比較強,容易斷裂,所以羥基中的氫比較活潑,能與鈉、鉀等活潑金屬反應。

醇與羧酸也可以發生酯化反應生成酯和水。酯化反應中與脫掉羥基的是羧酸,脫掉氫原子的是醇。

醇可以燃燒生成二氧化碳和水。

有些醇還可以被催化氧化。

醇被氧化成醛的條件是至少有兩個α-h。

醇被氧化成酮的條件是只有乙個α-h。

並不是所有的醇的催化氧化反應能夠實現由醇到酮、醛的轉化。

苯酚俗稱石炭酸,是有特殊氣味的無色晶體,熔點為43℃,暴露在空氣中會因部分被氧化而呈粉紅色。常溫下苯酚在水中溶解度不大,溫度高於65℃時,則能與水互溶。有一定的殺菌能力,可以做殺菌消毒劑。

因苯酚有毒,其濃溶液對**有強烈的腐蝕性。

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