高二化学公式.docx
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高二化学公式
高二化学下期概念定理公式
一、有机化学研究对象
(一)有机物的概念
有机物指的是含碳元素的化合物,其组成元素除碳外,通常还含有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等。
(1)含碳元素的化合物不一定都是有机物
例:
CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐、氰化物(KCN等)、氰酸盐(NH4CNO等)、硫氰酸盐(KSCN等)、金属碳化物(CaC2、Fe3C等)、SiC等,它们在组成、结构、性质上跟无机物相近,故仍属无机物。
(2)有机物与无机物之间没有绝对界限,可以相互转化
(二)有机物的特点
有机物特点
结构原因
(1)有机物种类繁多(据报导超过一千万种)
碳原子的最外层有4个价电子,可以跟其它原子形成4个共价键;碳原子跟碳原子之间可形成共价键(单键、双键、叁键),既可成链,又可成环;有机物存在同分异构现象。
(2)大多数有机物难溶于水,易溶于汽油、
酒精、苯等有机溶剂
根据相似相溶原理(极性分子容易溶于极性溶剂中,非极性分子容易溶于非极性溶剂中)可得出此结论,而有机分子一般是非极性分子或弱极性分子,水是极性分子。
因而难溶于极性分子水中,而易溶于极性小或非极性的有机溶剂中.难溶于水:
烷,烯,炔,苯及苯的同系物,卤代烃,硝基苯,溴苯、酯,高级醇、醛、酮、羧酸、酰胺等。
易溶于水:
低级醇、醛、酮、羧酸、酰胺,苯酚(温度高于70℃)等。
微溶于水:
苯甲酸、乙炔、乙醚、苯胺。
(3)绝大多数有机物受热容易分解,且易燃
烧
与有机物中含的碳和氢有关(个别例外,如
CCl4、CF2BrCl为灭火剂)
(4)绝大多数有机物是非电解质,不易导
电;
有机物分子内化学键为共价键,且极性较弱,大多数不能电离出离子.
(5)绝大多数有机物熔沸点低
有机物在固态时多为分子晶体,分子晶体在熔化、气化时只需克服范德华力(有的有氢键),而分子间作用力较小,所以熔\沸点低
(6)有机物反应复杂,一般比较慢,常伴有
副反应
(1)大部分为分子间反应,不如离子间反应快
(2)分子中碳链较长,且有支链,反应可发生在不同部位,故副反应较多。
(三)有机物的分类
2、烃的衍生物
(2)含氧衍生物
油脂是酯类物质的一种特殊形式,它是高级脂肪酸的甘油脂。
(3)含氮衍生物
3、糖类
4、高分子化合物
二、有机化学日常用语
名称
概念认识
书写说明
实例
分子式
表示分子的组成元素原子及个数的式子
有机分子一般按C、H、N、O、X的顺序书写。
苯的分子式:
C6H6
最简式
最简式就是有机物分子中各元素原子的最简整数比的表达式
求出各元素原子物质的量的最简整数比就可以顺利写出了。
(1)最简式为CH的有:
乙炔、苯、苯乙烯等。
(2)最简式为CH2O的有:
甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等。
(3)最简式为C2H4O2的有:
乙酸、四个碳原子的饱和一元酯(丁酯)等。
(4)最简式为CH2的有:
单烯烃、环烷烃等。
电子式
用小黑点表示原子最外层电子的式子
先写出原子空间排布,再写出共用电子对。
乙烯的电子式
结构式
用短线表示一对共用电子对的图式
用一根短线表示一对共用电子对,其余电子省略不写;还应注意原子连接顺序.
略
结构简式
结构式的简写
一般是把C-H的短线省略不写,并将连在同一C上的H合写;有时也把C-C单键的短线省略不写;含氧官能团进行缩写等.
1,3-丁二烯
键线式
结构式的简写
用实线表示共价键,用端点与折点表示碳原子,氢原子省略不写,其它原子应书在相应位置.
1,3-戊二烯
化学方程式
用化学式表示化学反应的式子
有机反应化学方程式中,一般用结构式或结构简式表示反应物、生成物;用→表示反应号.
略
三、有机化学基本概念
1、基和根的比较
名称
定义
区别
实例
基
非电解质(如有机物)分子失去原子或原子团后残留的部分
基中含有孤电子,不显电性,不能单独稳定存在
根
根指的是电解质由于电子转移而解离成的部分
根中一般不含孤电子,显电性,大多数在溶液中或熔化状态下能稳定存在。
如:
—OH的电子式为,
OH-的电子式为
2、官能团
①定义:
决定有机物化学特性的原子或原子团。
②作用:
决定有机物的种类;决定有机物化学特性。
③常见官能团的性质:
名称
结构
性质
碳碳双键
C=C
加成反应;加聚反应;氧化反应
碳碳叁键
CC
加成反应;加聚反应;氧化反应
卤原子
x-
水解反应,消去反应,取代反应
醇羟基
HO-
与活泼金属的置换反应;与卤化氢\分子间的取代反应,消去反应,催化氧化反应
酚羟基
HO-
酸性,与浓溴水的取代反应,显色反应
醛基
-CHO
与氢发生加成反应,与氧化剂(银氨溶液\新制的氢氧化铜\高锰酸钾等)发生氧化反应
酮羰基
=CO
与氢发生加成反应
羧基
—COOH
与醇发生酯化反应;酸性
酯结构
—COOCH2—
在稀酸或碱性条件下发生水解反应
氨基
—NH2
碱性
酰胺键
(肽键)
—CONH2
发生水解反应
④官能团的衍变关系
3、同系物与同分异构体
(1)、同系物
①定义:
结构相似,分子组成只相差一个或多个“CH2”原子团的物质。
②判别:
所含化学键相同即它们的通式相同,官能团种类和数目相同;
组成上要相差一个或多个“CH2”。
(2)、同分异构体
①定义:
具有相同分子式和不同结构式的化合物。
②类别:
附:
常见的几种官能团异构
CnH2n(n≥3)——烯烃、环烷烃
CnH2n-2(n≥3)——炔烃、二烯烃、环烯烃
CnH2n+2O(n≥2)——饱和一元醇和醚
CnH2nO(n≥3)——饱和一元醛和酮
CnH2nO2(n≥2)——饱和一元羧酸和酯
CnH2n-6O(n≥7)——酚、芳香醇、芳香醚
CnH2n+1NO2(n≥2)——氨基酸和硝基化合物
C6H12O6——葡萄糖和果糖
C12H22O11——蔗糖、麦芽糖
③书写:
主链由长到短,支链由整到散,位置由心向边,排布孪邻相间.
(二)、有机物的命名
有机物的命名方法有习惯命名法(如正戊烷、异戊烷、新戊烷等)、系统命名法,有些有机物还有俗名(如:
硬脂酸、安息香酸、葡萄糖、草酸等)
1、烷烃的系统命名
步骤:
(1)选主链:
将最长的碳链选作主链.(即最长,最多原则)
(2)编序号:
从离支链最近的一端开始编号.(即最近最小原则)
(3)写名称:
位号-支链名主链名
注意:
支链不同时,小在前大在后;支链相同,要合并.
2、不饱和烃的系统命名
步骤:
(1)选主链:
将含有不饱和键的最长的碳链选作主链.(即最长,最多原则)
(2)编序号:
从离不饱和键最近的一端开始编号.(即最近最小原则)
(3)写名称:
位号-支链名-不饱和键位置-主链名
3、含其它官能团链状有机物系统命名
步骤:
(1)选主链:
将含有官能团的最长的碳链选作主链.(即最长,最多原则)
(2)编序号:
从离官能团最近的一端开始编号.(即最近最小原则)
(3)写名称:
位号-支链名主链名
例如:
卤代烃的命名
四有机反应类型
反应类型\定义\实例(反应物)
反应类型
定义
实例
1取代反应
有机化合物中的某些原子(或原子团)被其它原子(或原子团)所替代的反应
(1)烷烃(卤代);
(2)苯及其同系物(卤代、硝化、磺化);
(3)卤代烃的水解反应;
(4)醇(与Na、HX、分子间脱水成醚);
(5)苯酚(与浓溴水);
(6)醇与酸的酯化反应;
(7)酯的水解反应(皂化反应)。
2加成反应
有机物中不饱和C原子跟其它原子(或原子团)直接结合成新物质的反应
(1)烯、炔、苯及不饱和烃的衍生物与氢气、卤素、卤化氢、水等反应;油的氢化等;
(2)醛与酮C=O与氢气的反应等;
(3)葡萄糖(加氢为正己六醇)。
3消去反应
有机物分子中脱去一个小分子(H2O、HX)生成不饱和化合物的反应
(1)醇(如:
分子内脱水→烯);
(2)卤代烃(如:
分子内脱卤化氢→烯)。
4氧化反应
有机分子中加氧或去氢的反应
(1)有机化合物的燃烧反应;
(2)缓慢氧化(苯酚在空气中缓慢被氧化);
(3)催化氧化(醇的催化氧化)。
(4)强氧化剂(如KMnO4):
烯、炔及其衍生物、苯的同系物弱氧化剂(银氨溶液、Cu(OH)2等):
醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖等。
5还原反应
有机物分子中加氢或去氧的反应
(1)烯、炔及其衍生物加氢;
(2)苯环加氢还原;
3)醛加氢还原成醇或酮还原成仲醇;
(4)油酯的氢化。
6酯化反应
酸与醇作用生成酯和水的反应
(1)酸(含无机含氧酸)与醇;
(2)葡萄糖与乙酸;
(3)纤维素与硝酸、醋酸。
7水解反应
有机物在有水参加时,分解为两种或多种物质的反应
(1)酯与油酯的水解
(2)卤代烃的水解
(3)二糖及多糖的水解
(4)酰胺的水解、蛋白质的水解
8加聚反应
小分子通过加成反应聚合成高分子化合物的反应
(1)烯、炔生成高分子化合物;
(2)甲醛聚合生成聚甲醛。
9缩聚反应
小分子生成大分子的同时又有小分子生成的反应
(1)酸与醇的酯化缩合;
(2)氨基酸的成肽缩合;
(3)酚醛缩合。
10颜色反应
有颜色变化的有机反应
(1)多羟基化合物与新制Cu(OH)2悬浊液反应得绛蓝色溶液
(2)苯酚与FeCl3溶液反应得紫色溶液
(3)苯酚被氧化生成粉红色晶体
(4)苯胺被氧化生成红褐色液体(空气中)和苯胺黑(强氧化剂,颜色变化为“绿→蓝→黑”)
(5)蛋白质与浓HNO3在微热条件下反应,生成黄色凝结物。
(6)碘遇淀粉变蓝
11其它反应
1、脱羧反应
2、酶反应
3、增链反应
五有机化学常用规律
(一)有机物燃烧规律
1.有机物完全燃烧的通式:
烃完全燃烧:
烃的衍生物完全燃烧:
2.燃烧规律:
(1)等物质的量的烃及烃的衍生物完全燃烧时,消耗O2的量决定于
的值(若烃燃烧时
),值越大,消耗的O2越多。
(2)等质量的烃完全燃烧时,消耗O2量最多的是含氢量最高的,消耗O2量最少的是含碳量最高的,即对烃CxHy来说,只须比较y/x,此值越大,耗氧越多,值越小,耗氧越少。
(3)符合通式
的有机物完全燃烧,其产生
和
的体积相等。
(4)在温度高于100℃时,气态烃和氧气混合燃烧,恢复至原状态反应前后总体积随氢原子数的不同而发生变化。
①烃分子中氢原子数=4, V(总)不变
②烃分子中氢原子数
, V(总)增加
③烃分子中氢原子数
, V(总)减小
(5)总质量一定的混合物,不论组成比例如何变化,完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持相同,则混合物中各组分的碳的质量分数或氢的质量分数一定相同。
(6)总物质的量一定的混合物,不论组成比例如何变化,完全燃烧后生成的CO2或H2O的量保持相同,则混合物中各组分的碳或氢原子个数一定相同。
(7)最简式相同的有机物,只要总质量一定,不论以何种质量比混合,完全燃烧时耗氧量为定值。
(8)等物质的量的不同有机物,分子组成上相差若干个CO2或H2O时,完全燃烧时耗氧量相同。
同样,由分子组成上相差
个CO2或H2O或同时相差m个CO2和n个H2O的不同有机物组成的混合物,只要混合物的总物质的量不变,不论以何种物质的量之比混合,完全燃烧时耗氧量为定值。
(二)有机物分子和结构式的推断规律
1.有机物分子式的确定
(1)有机分子式的求解思路
求分子量→ 求分子式
(2)确定分子量的方法
①密度法(标准状况下)M=ρVm (ρ指标况下的密度;Vm标况下气体摩尔体积)
②相对密度法M1=M2D=M2ρ1/ρ2 (D指相对密度,即对应的密度之比)
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