高中有机化学方程式总结
一、烃
1.甲烷:烷烃通式:CnH2n-2 (1)氧化反应
点燃
甲烷的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O
甲烷不可使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。 (2)取代反应 光 一氯甲烷:CH4+Cl2CH3Cl+HCl 光 二氯甲烷:CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl 光 三氯甲烷:CH2Cl2+Cl光2CHCl3+HCl(CHCl3又叫氯仿)
四氯化碳:CHCl3+Cl2CCl4+HCl 2.乙烯:烯烃通式:CnH2n 浓硫酸 乙烯的实验室制取:CH3CH2OHH2C=CH2↑+H2O 170℃ (1)氧化反应 点燃
乙烯的燃烧:H2C=CH2+3O22CO2+2H2O
乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。 (2)加成反应
与溴水加成:H2C=CH2+Br2CH2Br—CH2Br
催化剂
与氢气加成:H2C=CH2+H2CH3CH3
△
催化剂
与氯化氢加成:H2C=CH2+HClCH3CH2Cl
△
催化剂 与水加成:H2C=CH2+H加热加压2OCH3CH2OH (3)聚合反应 催化剂
乙烯加聚,生成聚乙烯:nH2C=CH2n CH2-CH2 3.乙炔:炔烃通式:CnH2n-2
乙炔的制取:CaC2+2H2OHC?CH↑+Ca(OH)2 (1)氧化反应 点燃
乙炔的燃烧:HC?CH+5O24CO2+2H2O
乙炔可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。 (2)加成反应
与溴水加成:HC?CH+Br2HC=CH Br
Br
CHBr=CHBr+Br2CHBr2—CHBr2
催化剂
与氢气加成:HC?CH+H2H2C=CH2
△
催化剂
与氯化氢加成:HC?CH+HClCH2=CHCl
△
Cl (3)聚合反应 催化剂
CH2—CH 氯乙烯加聚,得到聚氯乙烯:nCH2=CHCln
催化剂
CH=CH 乙炔加聚,得到聚乙炔:nHC?CHn
4.苯:苯的同系物通式:CnH2n-6 (1)氧化反应
点燃
图1乙烯的制取 图2乙炔的制取
苯的燃烧:2C6H6+15O212CO2+6H2O苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)取代反应 ①苯与溴反应
FeBr3 —Br +Br2+HBr
(溴苯) ②硝化反应 浓H2SO4 —NO2 +HO—NO2+H2O 50~60℃ (硝基苯) (3)加成反应
Ni (环己烷)。
+3H2 △
5.甲苯
(1)氧化反应
点燃
甲苯的燃烧:C7H8+9O27CO2+4H2O
甲苯不能使溴水褪色,但可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。 (2)取代反应 CH3 CH甲苯硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,简称三硝基甲苯,又叫TNT, 3 | | 是一种淡黄色晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿等。 浓硫酸 ON— —NO2 +3HO 2
+3HNO△2二、烃的衍生物 | 6.溴乙烷: H2O
2(1)取代反应(水解):CNOH—Br+NaOHC252H5—OH+NaBr
醇
(2)消去反应(氢氧化钠醇溶液):CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O △ 7.乙醇
(1)与钠反应:2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑(乙醇钠)
Cu或Ag
(2)催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(乙醛)
△
(3)取代反应
△
乙醇与浓氢溴酸反应:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
浓硫酸
分子间脱水:2C2H5OHC2H5—O—C2H5+H2O(乙醚) 140℃
浓硫酸
酯化反应:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O(可逆)
Δ
(4)消去反应(分子内脱水),浓硫酸做催化剂、吸水剂,加热到170℃生成乙烯。
浓硫酸
CH3CH2OHH2C=CH2↑+H2O
170℃
8.苯酚:无色晶体,露置在空气中会因氧化显粉红色。苯酚具有特殊的气味,熔点 43℃,水中溶解度不大,易溶于有机溶剂。苯酚有毒,是一种重要的化工原料。 (1)苯酚的酸性
(苯酚钠) —ONa —OH +NaOH+H2O 苯酚钠与CO2反应:
—ONa —OH
+CO2+H2O+NaHCO3
此反应说明酸性:碳酸>苯酚>HCO3— (2)取代反应 OH
| 2↓+3HBr +3Br—OH Br— —Br
| Br
(三溴苯酚)
(3)显色反应:苯酚能和FeCl3溶液反应,使溶液呈紫色。 9.乙醛
乙醛是无色无味,具有刺激性气味的液体,沸点℃,密度比水小,易挥发。
O (1)加成反应 || 催化剂
乙醛与氢气反应:CH3—C—H+H2CH3CH2OH △
O (2)氧化反应 || 催化剂
乙醛与氧气反应:2CH3—C—H+O22CH3COOH(乙酸) △ 乙醛的银镜反应:
△
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
注意:硝酸银与氨水配制而成的银氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银), 这是一种弱氧化剂,可以氧化乙醛,生成Ag。有关制备的方程式:
Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH+4
AgOH+2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
△
乙醛还原氢氧化铜:CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+2H2O 10.乙酸
(1)乙酸的酸性
乙酸的电离:CH3COOHCH3COO-+H+
(2)酯化反应
O || 浓硫酸
CH3—C—OH+C2H5—OHCH3—C—OC2H5+H2O(乙酸乙酯)
△
注意:酸和醇(酚)起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。 11.乙酸乙酯
乙酸乙酯是一种带有香味的无色油状液体。
(1)酸式水解反应 无机酸
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
(2)碱式水解反应
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH
注意:酚酯碱式水解反应(如:CH3COO-),消耗2molNaOH
CH3COO-+2NaOH→CH3COONa+-ONa+H2O
三、营养物质
(1)葡萄糖的银镜反应
CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag+3NH3+H2O (2)蔗糖的水解:C12H22O11+H2O
C6H12O6+C6H12O6
(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)
(3)麦芽糖的水解:C12H22O11+H2O
2C6H12O6
(麦芽糖)(葡萄糖)
(4)淀粉的水解:
(5)葡萄糖变酒精:CH2OH(CHOH)4CHO2CH3CH2OH+2CO2
(6)纤维素水解:(7)油酸甘油酯的氢化: (8)硬脂酸甘油酯水解:
①酸性条件:
②碱性条件(皂化反应)
(9)酚醛树脂的制取
a.加成:;
b.缩聚:
总反应:
四、有机合成
我们说有机合成就是通过有机反应构建目标分子的骨架,并引入或转化所需的官能团。所
以说有机合成的重点就是如何重新构建骨架和引入及转变官能团,在这个过程中逆合成分析法是一个非常实用和有效的方法,即从产物的特征(包括碳链结构,官能团类型,空间结构等)出发,去分析得到该产物的上一步物质的特征,然后依次类推,并和最初给出的反应物相结合,推出合成过程中的中间产物,最终解决有机合成题。
(一)官能团的引入:
在有机化学中,卤代烃可谓烃及烃的衍生物的桥梁,只要能得到卤代烃,就可能得到诸如含有羟基、醛基、羧基、酯基等官能团的物质。此外,由于卤代烃可以和醇类相互转化,因此在有机合成中,如果能引入羟基,也和引入卤原子的效果一样,其他有机物都可以信手拈来。同时引入羟基和引入双键往往是改变碳原子骨架的捷径,因此官能团的引入着重总结羟基、卤原子、双键的引入。 (1)引入羟基(-OH)
醇羟基的引入 烯烃与水加成;醛(酮)与氢气加成;卤代烃碱性水解;酯的水解等 酚羟基的引入 酚钠盐中通入CO2,的碱性水解等 羧羟基的引入 醛氧化为酸(被新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液氧化)、酯的水解等 (2)引入卤原子:a.烃与X2取代;b.不饱和烃与HX或X2加成;c.醇与HX取代等。 (3)引入双键:a.某些醇或卤代烃的消去引入C=C;b.醇的氧化引入C=0等。
(二)官能团的消除
(1)通过加成消除不饱和键。
(2)通过消去、氧化或酯化等消除羟基(-OH) (3)通过加成或氧化等消除醛基(-CHO) (4)通过取代或消去和消除卤素原子。
(三)官能团间的衍变
根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径),可进行有机物的官能团衍变,以使中间物向产物递进。常见的有三种方式:
?O??O?①利用官能团的衍生关系进行衍变,如伯醇???醛???羧酸;
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,
如CH3CH2OH?消去???CH2=CH2?加成???Cl—CH2—CH2—Cl?水解???HO—CH2—CH2—OH;
?H2O?Cl2(4)有机高分子的合成
从有机高分子的结构特点也可以找到解题线索,如根据题中给出的高分子化合物的结构特点,可以判断出合成该高分子化合物的单体特征,然后采用逆推法,从单体出发进一步向上推演,查找单体中相应官能团和碳链结构的来源途径,并和题中的其他已知因素结合理解和推演,最终可以顺利解题。 以丙烯为例,看官能团之间的转化:
上述转化中,包含了双键、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯高分子化合物等形式的关系,领会这些关系,基本可以把常见的有机合成问题解决。
烃的衍生物的重要类别和主要化学性质:(?指不饱和度)
类别 卤 代 烃 代表性 物质 溴乙烷 C2H5Br 分子 结构特点 CnH2n+1X ?=0 主要化学性质 1.取代反应:与NaOH水溶液发生取代反应,生成醇; 2.消去反应:与强碱的醇溶液共热,生成烯烃。 1.与钠反应:生成醇钠,并放出氢气; 2.氧化反应:(1)O2,生成CO2和H2O;(2)催化氧化,生成乙醛;(3)强氧化剂,生成乙酸; 3.脱水反应:140℃:乙醚;170℃:乙烯; 4.酯化反应:浓硫酸(催化剂吸水剂),可逆; 5.取代反应:浓氢溴酸,加热。 1.弱酸性:与NaOH溶液中和,不能使石蕊变色; 2.取代反应:与浓溴水反应,生成三溴苯酚白色沉淀; 3.显色反应:与铁盐(FeCl3)反应,生成紫色物质 1.加成反应:用Ni作催化剂,与氢加成,生成乙醇; 2.氧化反应:能被弱氧化剂氧化成羧酸 (如银镜反应、还原新制氢氧化铜); 3.遇强氧化剂直接氧化(如溴水、高锰酸钾)。 1.具有酸的通性; 2.酯化反应:与醇反应生成酯。 水解反应:生成相应的羧酸和醇 (1)酸式水解 (2)碱式水解 醇 乙醇 C2H5OH CnH2n+1OH ?=0 酚 苯酚 —OH CnH2n-7OH ?=4 醛 乙醛 O CH3—C—H || CnH2nO ?=1 CnH2nO2 ?=1 CnH2nO2 ?=1 羧 乙酸 酸 CH3—CO —OH || 酯 乙酸乙酯 CH3COOC2H5
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