《高中化学必修二有机化合物.》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学必修二有机化合物.(12页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 有机化合物绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。一、烃1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。2、烃的分类:饱和烃烷烃(如:甲烷)脂肪烃(链状)烃不饱和烃烯烃(如:乙烯)芳香烃(含有苯环)(如:苯)3、甲烷、乙烯和苯的性质比较:有机物烷烃烯烃苯及其同系物通式CnH2n+2CnH2n代表物甲烷(CH4)乙烯(C2H4)苯(C6H6)结构简式CH4CH2CH2或(官能团)结构特点CC单键,链状,饱和烃CC双键,链状,不饱和烃一种介于单键和双键之间
2、的独特的键,环状空间结构正四面体六原子共平面平面正六边形物理性质无色无味的气体,比空气轻,难溶于水无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水无色有特殊气味的液体,比水轻,难溶于水用途优良燃料,化工原料石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂溶剂,化工原料有机物主要化学性质烷烃:甲烷氧化反应(燃烧)CH4+2O2CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟)取代反应(注意光是反应发生的主要原因,产物有5种)CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl +Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应,甲烷不能使酸性KM
3、nO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。烯烃:乙烯氧化反应()燃烧C2H4+3O22CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟)()被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。加成反应CH2CH2Br2CH2BrCH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应CH2CH2H2CH3CH3CH2CH2HClCH3CH2Cl(氯乙烷)CH2CH2H2OCH3CH2OH(制乙醇)加聚反应nCH2CH2CH2CH2n(聚乙烯)乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃,如鉴别甲烷和乙烯。苯氧化反应
4、(燃烧)2C6H615O212CO26H2O(火焰明亮,有浓烟)取代反应苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。Br2HBrHNO3H2O加成反应3H2苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。4、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。概念同系物同分异构体同素异形体同位素定义结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质分子式相同而结构式不同的化合物的互称由同种元素组成的不同单质的互称质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称分子式不同相同元素符号表示相同,分子式可不同结构相似不同不同研究对象化合物化合物单质原子6、烷烃的命名:(1)普通命名法:把烷烃泛称为“某烷
5、”,某是指烷烃中碳原子的数目。110用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起汉文数字表示。区别同分异构体,用“正”,“异”,“新”。正丁烷,异丁烷;正戊烷,异戊烷,新戊烷。(2)系统命名法:命名步骤:(1)找主链最长的碳链(确定母体名称);(2)编号靠近支链(小、多)的一端;(3)写名称先简后繁,相同基请合并.名称组成:取代基位置取代基名称母体名称阿拉伯数字表示取代基位置,汉字数字表示相同取代基的个数CH3CHCH2CH3CH3CHCHCH32甲基丁烷2,3二甲基丁烷7、比较同类烃的沸点:一看:碳原子数多沸点高。碳原子数相同,二看:支链多沸点低。常温下,碳原子数14的烃都为气体。二、烃
6、的衍生物1、乙醇和乙酸的性质比较有机物饱和一元醇饱和一元醛饱和一元羧酸通式CnH2n+1OHCnH2n+1COOH代表物乙醇乙醛乙酸结构简式CH3CH2OH或C2H5OHCH3CHOCH3COOH官能团羟基:OH醛基:CHO羧基:COOH物理性质无色、有特殊香味的液体,俗名酒精,与水互溶,易挥发(非电解质)有强烈刺激性气味的无色液体,俗称醋酸,易溶于水和乙醇,无水醋酸又称冰醋酸。用途作燃料、饮料、化工原料;用于医疗消毒,乙醇溶液的质量分数为75有机化工原料,可制得醋酸纤维、合成纤维、香料、燃料等,是食醋的主要成分有机物主要化学性质乙醇与Na的反应2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+
7、H2乙醇与Na的反应(与水比较):相同点:都生成氢气,反应都放热不同点:比钠与水的反应要缓慢结论:乙醇分子羟基中的氢原子比烷烃分子中的氢原子活泼,但没有水分子中的氢原子活泼。氧化反应()燃烧CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O()在铜或银催化条件下:可以被O2氧化成乙醛(CH3CHO)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O消去反应CH3CH2OHCH2CH2+H2O乙醛氧化反应:醛基(CHO)的性质与银氨溶液,新制Cu(OH)2反应CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH4H2O2Ag3NH3(银氨溶液)CH3CHO + 2Cu(OH)2CH3COOHCu2O2H2O
8、(砖红色)醛基的检验:方法1:加银氨溶液水浴加热有银镜生成。方法2:加新制的Cu(OH)2碱性悬浊液加热至沸有砖红色沉淀乙酸具有酸的通性:CH3COOHCH3COOH使紫色石蕊试液变红;与活泼金属,碱,弱酸盐反应,如CaCO3、Na2CO3酸性比较:CH3COOH H2CO32CH3COOHCaCO32(CH3COO)2CaCO2H2O(强制弱)酯化反应CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O酸脱羟基醇脱氢三、基本营养物质食物中的营养物质包括:糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。人们习惯称糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。种类元代表物代表物分子糖类单糖C
9、H O葡萄糖C6H12O6葡萄糖和果糖互为同分异构体单糖不能发生水解反应果糖双糖C H O蔗糖C12H22O11蔗糖和麦芽糖互为同分异构体能发生水解反应麦芽糖多糖C H O淀粉(C6H10O5)n淀粉、纤维素由于n值不同,所以分子式不同,不能互称同分异构体能发生水解反应纤维素油脂油C H O植物油不饱和高级脂肪酸甘油酯含有CC键,能发生加成反应,能发生水解反应脂C H O动物脂肪饱和高级脂肪酸甘油酯CC键,能发生水解反应蛋白质C H ON S P等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子能发生水解反应主要化学性质葡萄糖结构简式:CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH(CHOH
10、)4CHO(含有羟基和醛基)醛基:使新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀测定糖尿病患者病情与银氨溶液反应产生银镜工业制镜和玻璃瓶瓶胆羟基:与羧酸发生酯化反应生成酯蔗糖水解反应:生成葡萄糖和果糖淀粉纤维素淀粉、纤维素水解反应:生成葡萄糖淀粉特性:淀粉遇碘单质变蓝油脂水解反应:生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油蛋白质水解反应:最终产物为氨基酸颜色反应:蛋白质遇浓HNO3变黄(鉴别部分蛋白质)灼烧蛋白质有烧焦羽毛的味道(鉴别蛋白质)第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用1、金属的存在:除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。得电子、被还
11、原2、金属冶炼的涵义:简单地说,金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态,即(化合态)(游离态)。3、金属冶炼的一般步骤:(1)矿石的富集:除去杂质,提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼:利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属从其矿石中还原出来,得到金属单质(粗)。(3)精炼:采用一定的方法,提炼纯金属。4、金属冶炼的方法(1)电解法:适用于一些非常活泼的金属。2NaCl(熔融)2NaCl2MgCl2(熔融)MgCl22Al2O3(熔融)4Al3O2(2)热还原法:适用于较活泼金属。Fe2O33CO2Fe3CO2WO33H2W3H2OZn
12、OCZnCO常用的还原剂:焦炭、CO、H2等。一些活泼的金属也可作还原剂,如Al,Fe2O32Al2FeAl2O3(铝热反应)Cr2O32Al2CrAl2O3(铝热反应)(3)热分解法:适用于一些不活泼的金属。2HgO2HgO22Ag2O4AgO25、(1)回收金属的意义:节约矿物资源,节约能源,减少环境污染。(2)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(3)回收金属的实例:废旧钢铁用于炼钢;废铁屑用于制铁盐;从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中,可以提取金属银。金属的活动性顺序K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、AgPt、Au金属原子失电子能力强弱金属离子得电子能力弱强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法富集法还原剂或特殊措施强大电流提供电子H2、CO、C、Al等加热加热物理方法或化学方法二、海水资源的开发利用1、海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库海水中含有80多种元素,其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11种元素的含量较高,其余为微量元素。常从海水中提取食盐,并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。2、海水淡化的方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久,蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点,液态水变为水蒸气与海水中的盐分离,水蒸气冷凝得淡水。