高中化学必修二有机化合物

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有机化合物

• 有机化合物中碳原子的成键特点
  • 碳原子最外层有4个电子不易失去（或得到）电子而形成阳离子（或阴离子）
• 烷烃的结构
  • 只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子都以单键结合，碳原子的 剩余价键都与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到饱和-这样一类有机化合物叫做饱和烃，也称烷烃。
  • 甲烷是最简单的有机分子，空间结构呈正四面体。CH4
  • 链状烷烃的分子通式C n H 2n＋2
  • 结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物
  • 具有相同分子式，不同结构的化合物互称为同分异构体
• 烷烃的性质
  • 化学性质
    • 化学性质较稳定
      • 与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应
    • 氧化反应
      • 在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量的热
    • 分解反应
      • 烷烃在较高温度下会发生分解，这个性质常被应用于石油化工和天然气化工生产中，从烷烃可得到一系列重要的化工基本原料和燃料
    • 取代反应
      • 有机分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应叫做取代反应
      • 甲烷与氯气（卤素）的混合物在正常光照时发生反应，气体颜色变浅，试管壁出现油状液滴，生成溶于水的气体（试管内压强变小），试管中有白雾［连锁反应，逐步取代，同时进行］
      • 根据“等效氢”法判断烷烃的一氯代物的种类
        • 烷烃分子中的等效氢原子种类＝一氯代物种类
        • 等效氢规律
          • 连在同一碳原子上的氢原子是等效的
          • 处于对称位置碳原子上的氢原子是等效的
          • 连在同一碳原子的甲基上的氢原子是等效的
  • 物理性质
    • 难溶于水，无色物质。
    • 其熔点、沸点和密度，一般随着分子中碳原子数的增加而升高（分子质量越大，范德华力增大），在常温下的状态，由气态变为液态，再到固态。
    • 支链越多，结构不稳定（活跃），分子间距↑，熔沸点↓，密度↓
• 基本营养物质
  • 糖类（碳水化合物）
    • 葡萄糖检验
      • 斐林试剂检测还原糖原理
        • 与新制氢氧化铜［NAOH（过量:创造碱性环境）和硫酸铜溶液］反应
      • 银镜反应
        • 银氨溶液的制备
          • 硝酸银溶液中，一边震荡，一边逐滴加入氨水，直到产生的沉淀恰好溶解为止，得到银氨溶液
        • 检测
          • 加入葡萄糖溶液，振荡，水浴加热
    • 淀粉水解反应的检验
      • 检验反应物——淀粉
        • 碘水
      • 检验生成物——葡萄糖
        • 淀粉和稀硫酸加热.待溶液冷却后加入氢氧化钠溶液（将溶液调至碱性），再加入少量新质氢氧化铜加热
          • 蔗糖，淀粉和纤维素等在稀酸的催化下能发生水解反应，最终生成单糖
  • 蛋白质
    • 能使蛋白质变性（不可逆）的因素:加热加压，搅拌，紫外线，超声波，重金属盐类，强酸，强碱，甲醛
      • 溶解度下降，失去生理活性
    • 检验
      • 蛋白质和醋酸铅溶液
        • 生成白色沉淀
      • 蛋白质和浓硝酸
        • 黄色沉淀
      • 灼烧一小段头发和丝织品
        • 烧焦羽毛气味
  • 油脂
    • 常见的高级脂肪酸
      • 饱和脂肪酸(动物油，熔点高)
        • 软脂酸
        • 硬脂酸
      • 不饱和脂肪酸(植物油，熔点低)
        • 油酸
        • 亚油酸
    • 化学性质
      • 油脂的水解反应
        • 油脂在人体小肠中通过酶的催化发生水解反应，生成高级脂肪酸和甘油
        • 油脂在碱性条件下的水解又叫做皂化反应，工业常用来生产肥皂
      • 油脂的氢化
        • 工业上将液态植物油在一定条件下与氢气发生加成反应，提高其饱和程度，生成固态的氢化植物油
    • 油脂与矿物油的鉴别
      • 加含酚酞的氢氧化钠溶液，加热，油脂的试管颜色变浅
    • 油脂的作用
      • 油脂能促进脂溶性维生素的吸收，并为人体提供亚油酸等必需脂肪酸
      • 油脂不仅是加热介质，还会赋予食物令人愉悦的风味和口感
• 官能团与有机化合物的分类
• 乙酸（醋酸）
  • 物理性质
    • 强烈刺激性气味的无色液体，易溶于水和乙醇
  • 化学性质
    • 官能团:羧基---COOH
    • 酸性
      • 一元弱酸，比碳酸强
    • 酯化反应
      • 酸与醇反应生成酯和水
        • 酯类的官能团是酯基（----COOR）
        • 实验注意事项
          • 试剂加入顺序
            • 无水乙醇、浓硫酸（密度大）、冷却、乙酸
              • 乙醇过量（沸点低，易损耗）
              • 酸入醇，分批次（防止乙醇被脱水碳化）
          • 浓硫酸作用:催化剂，吸水剂（减少逆反应反应物提高产率）
          • 碎瓷片:防止暴沸
          • 导气管不能伸到液面以下，防止液体倒吸
          • 加热（小火慢炖，大火收汁）:加速； 汽化产物离开反应体系，提高产率
          • 长导管:冷凝（产物）； 回流（反应物）充分反应，提高产率
          • 饱和碳酸钠溶液
            • 中和乙酸，溶解乙醇
            • 降低乙酸乙酯在水中的溶解度
            • 提高水层密度以加速乙酸乙酯与水溶液分层
• 乙醇
  • 物理性质
    • 无色，有特殊香味的液体，密度比水小，易挥发
  • 化学性质
    • 官能团:—OH（羟基）
    • 与活泼金属反应
      • 无水乙醇与钠发生置换反应，钠置换了羟基中的氢，生成氢气和乙醇钠
    • 氧化反应
      • 在空气中燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量热
      • 乙醇的催化氧化
        • 乙醇在加热和有催化剂（Cu或Ag）存在等条件下，可以被空气中的氧气氧化为乙醛
    • 与强氧化剂反应
      • 乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应，被氧化成乙酸
• 乙烯
  • 乙烯的产量可用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平
  • 调节植物生长，催熟果实
  • 组成和结构
    • 平面结构，不饱和烃（碳碳双键）
  • 物理性质
    • 稍有气味的无色气体，难溶于水，密度比空气略小
  • 化学性质
    • 碳碳双键时乙烯表现出较活泼的化学性质
    • 氧化反应
      • 燃烧
        • 火焰明亮，并伴有黑烟（含碳量），生成二氧化碳和水，同时放出大量热
      • 乙烯和强氧化剂
        • 乙烯被高锰酸钾氧化---溶液褪色，生成二氧化碳（鉴别烷烃和乙烯）
    • 加成反应
      • 有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合，生成新的化合物的反应叫做加成反应
      • 在一定条件下，乙烯可以与溴的四氯化碳溶液（褪色），氯气，氢气，氯化氢和水等物质发生加成反应
    • 聚合反应
      • 由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应，叫做聚合反应
      • 链节（重复的结构单元） 聚合度（n） 单体（小分子物质）
• 烃
  • 仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称烃
    • 饱和烃
      • 链状烷烃
      • 环状烷烃
    • 不饱和烃
      • 烯烃
      • 炔烃
      • 芳香烃
• 有机高分子材料
  • 塑料（主要成分:合成树脂）
  • 橡胶
    • 天然橡胶（主要成分:聚异戊二烯）
    • 合成天然橡胶
  • 纤维
    • 天然纤维
      • 棉花、羊毛、蚕丝、麻
    • 再生纤维
      • 黏胶纤维、大豆蛋白纤维
    • 合成纤维
      • 丙纶、腈纶、涤纶
• 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物