有机化学基础知识
本部分知识可分为如下三大块：烃；烃的衍生物；糖类及蛋白质。
一、知识基础
1.甲烷的空间结构为 结构。H—C—H键角为 。
2.烷烃的化学性质：烷烃在常温下比较稳定，不与 起反应。
1 取代反应：Cl2与甲烷在 条件下可以发生取代反应，生成CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4及HCl的混合物。
2 氧化：写出烷烃燃烧的通式：
3 高温分解、裂化裂解（甲烷制乙炔 ）
3.同系物： ， 的物质互相称为同系物。
1 结构相似的理解：同一类物质，且有类似的化学性质。
例：
—OH与
—CH2OH 互称为同系物。（“能”或“不能”）
② 组成上相差“—CH2”原子团：组成上相差指的是分子式上是否有n个—CH2的差别，而不限于分子中是否能真正找出—CH2的结构差别来。
4．乙烯分子结构为 ，6个原子 ，键角为 。
5．乙烯的实验室制法：
1 反应中浓H2SO4与酒精体积之比为 。
2 反应应迅速升温至 ，因为在 时发生了如下的副反应：
3 反应加 ，为防止反应液过热达“ ”。
4 浓H2SO4的作用： 和 。
5 该反应温度计应 ，因为测的是反应液的温度。
6．烯烃的化学性质（包括二烯烃的一部分）
⑴ 加成反应
① 与卤素单质反应，可使溴水
② 当有催化剂存在时，也可与 等加成反应
③ 二烯烃的加成反应，分1，2—加成、1，4—加成，以及1，2，3，4—加成。
⑵ 氧化反应
① 燃烧
② 使KMnO4/H+
③ 催化氧化
“加氧去氢为 ；加氢去氧为 ”，这与无机反应中按照化合价升降来判断氧化一还原反应并不矛盾。
⑶ 聚合反应：烯烃的聚合过程又是一个加成反应的过程，因而又称为 反应，简称 反应。
① 烯烃加聚 ② 二烯烃加聚 ③ 混合聚合
试举例说明，分别写出丙烯、1，3-丁二烯，以及它们加聚的化学方程式。
7．乙炔： ， 形分子，键角为 。
8.乙炔的化学性质
⑴ 氧化反应
① 燃烧:火焰 ，产生 。
② 由于“C≡C”的存在，乙炔可被酸性KMnO4溶液氧化并使其
⑵ 加成反应
① 加X2(其中可以使溴水 )
（1∶1） （1∶2）
② 加HCl
③ 加H2
④ 加H2O
9．苯：分子式 ，结构简式： ，及凯库勒式 ，苯分子是平面正六边形结构，各碳碳键完全平均化，分子中无单纯的碳碳单键及碳碳双键。
10．芳香烃的化学性质：“易 ，难 ”
⑴ 取代反应：包括卤代、硝化及磺化反应
① 卤代
注意：a 苯只与 反应，不能与 反应。ｂ 生成的HBr遇水蒸气会形成 。c 最终生成的溴苯呈 色，是因为其中溶解了未反应的 。提纯的方法是加入 。
② 硝化
注意：a在试管中先加入 ，再将 沿管壁缓缓注入 中，振荡混匀，冷却至50~60℃之下，再滴入 。ｂ水溶温度应低于60℃，若温度过高，可导致苯挥发，HNO3分解，及生成苯磺酸等副反应发生。c生成的硝基苯中因为溶有HNO3及浓H2SO4等而显黄色，为提纯硝基苯，可用NaOH溶液及蒸溜水在分液漏斗中洗涤混合物。d 纯净的硝基苯无色有苦杏仁味的油状液体。
③ 由于侧链对苯环的影响，使
—CH3的取代反应比
更容易进行。
④ 磺化
⑵ 加成反应
⑶ 氧化反应
① 燃烧：生成CO2及H2O，由于碳氢比过高，因而碳颗粒不完全燃烧，产生 。
② 苯 使酸性KMnO4溶液褪色。
③ 由于苯环对侧链的影响，苯的同系物如甲苯、乙苯等能被KMnO4/H+氧化而使其 。
11．沸点顺序：
正戊烷 异戊烷 新戊烷 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
12．石油分馏属于 变化。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫煤的干馏，属于 变化。
13．乙醇的化学性质
1 与金属反应产生H2
2 消去反应
醇发生消去反应的条件：
3 与无机酸反应
1． 与HBr反应
II．与HNO3反应
4 与有机酸的反应：
与乙酸反应
I． 酯化反应规律：“ ”，包括有机酸和无机含氧酸与醇的反应。
II． 吸收酯的试剂为 ，也是分离CH3COOH及CH3COOC2H5所用的试液。其可以充分吸收 ，使酯香味得以显出；可以有效降低酯的 ，使分离更彻底。
5 氧化反应：
Ⅰ.燃烧
Ⅱ.催化氧化
或：
催化氧化对醇的结构的要求：
如：CH3OH→ CH3CHOHCH3→ 而（CH3）3COH 被氧化。
14．酚：羟基与 直接相连的化合物叫酚，羟基连在苯环上的侧链碳原子的化合物叫 。
如：
—OH（ ）；
—CH2OH（ ）；
—OH（ ）
15．酚的化学性质
（1）弱酸性：弱于碳酸，称石炭酸，不使酸碱指标剂变红。其电离能力介于H2CO3的第一及第二级电离之间。
苯酚与金属钠反应：
苯酚与氢氧化钠溶液反应：
苯酚钠溶液中通入少量CO2：
苯酚和碳酸钠溶液反应：
（2）取代反应：定量地检验苯酚含量的多少
苯酚和浓溴水反应：
（3）氧化反应：苯酚易被氧化，露置在空气中会因少量 而显 色。
（4）显色反应：苯酚与 溶液作用显示 色。
16．醛类的化学性质
（1） 还原反应：与H2的加成反应
（2） 氧化反应：
① 燃烧。
② 使酸性KMnO4溶液 。
③ 银镜反应：
注意：i银镜反应的银氨溶液要求现用现配,且配制时不充允许NH3·H2O过量，即先取AgNO3溶液后滴加稀氨水，使生成的AgOH刚好完全溶解为止，否则将产生易爆炸的物质。
ii．乙醛与氢氧化银氨溶液反应时，1mol乙醛可以还原出 molAg来，而甲醛的反应则可以置换出 molAg，因为第一步生成的甲酸中仍然有醛基存在而进一步发生反应。
④ 与新制的Cu（OH）2反应
注意：Cu(OH)2悬浊液为新制，且 为过量。
③、④反应可作为实验室检验醛基的方法。
17．乙醛的制备方法：
1 乙炔水化法：
2 乙烯氧化法：
3 乙醇的催化氧化：
18．乙酸的制取：
①通过上述方法制得乙醛。乙醛催化氧化制乙酸。
② 丁烷直接氧化法：2CH3CH2CH2CH3+5O2
4CH3COOH+2H2O
19．常见酯的生成方法——取代反应。
⑴ 基本的方法：酯化反应
① 甲酸和甲醇酯化：
② 硝酸和乙醇酯化：
⑵ 生成环酯：
① 乙二酸和乙二醇酯化生成乙二酸乙二酯
② 二分子乳酸脱水生成环酯
③ HOCH2CH2CH2COOH分子内脱水生成环酯
⑶生成聚酯：
① 乙二酸和乙二醇缩聚反应生成高分子化合物
② 乳酸缩聚生成高分子化合物
⑷一元酸与多元醇反应：
I． 硝酸甘油酯的生成
II． 硬酯酸甘油酯的生成
III．硝酸纤维的生成
20．酯类（包括油脂）的化学性质：
1 乙酸乙酯的水解：（酸性或碱性条件）
2 硬酯酸甘油酯的水解：
3 油脂的氢化（或硬化，加成反应）：
21．脂皂的制取及盐析：
22．葡萄糖的化学性质：
（1） 氧化反应：葡萄糖分子中含有 ，具有 的特性。
I． 银镜反应：用于制热水瓶胆及镜子。
II． 与新制Cu（OH）2反应：尿液验糖。
III． 使溴水及酸性KMnO4溶液褪色。
（2） 还原反应（加成反应）：
（3） 酯化反应：葡萄糖与足量乙酸反应生成五乙酸葡萄糖酯
（4） 发酵得酒精：
23．中学阶段需要掌握的几种α—氨基酸
甘氨酸（氨基乙酸）
丙氨酸（α—氨基丙酸）
苯丙氨酸：（α—氨基—β—苯基丙酸）
谷氨酸：（α—氨基戊二酸）
24．氨基酸的性质：
由于氨基酸中既含有—NH2又含有—COOH，因此氨基酸表现出两性。
1 与酸反应：HOOCCH2NH2+HCl→
2 与碱反应：H2NCH2COOH+NaOH→
3 缩聚反应：
25．蛋白质的结构性质：
结构：天然蛋白质是由多种 形成的高分子化合物，其典型结构为存在着肽键，
即：
结构。其官能团为：肽键、氨基、羧基。
（1） 性质：（天然蛋白质）
1 某些蛋白质易溶于水而形成胶体（如鸡蛋白），该胶体的分散质微粒为单一的蛋白质分子，而非多个分子或离子的聚集体[如Fe(OH)3胶体]。
2 加入 可使蛋白质溶解度降低而析出（盐析），该过程为可逆过程。
3 等都能使蛋白质凝聚变性（不可逆）。
4 两性。
5 灼烧：烧焦羽毛气味。
6 水解：肽键断裂，“酸加羟基氨加氢”，得α—氨基酸
7 颜色反应：含有苯环的蛋白质遇 而显 色，可用于检验蛋白质。
二、能力基础——不饱和度（Ω）的求算及应用
1． 含义：完全由碳氢两种元素形成的分子，若分子内全部是单键结合，并且没有环状结构存在，这种烃为烷烃，通式为CnH2n+2，我们说这种烃不饱和度（Ω）为零。当分子中有一个双键或有一个碳环存在时，在原分子的基础上减去2个氢原子，这称为分子中有一个不饱和度。同理，依次增加不饱和度。
2． 意义：有了不饱和度，看到一个烃分子的结构，仅知道其中碳原子或氢原子就可以很迅速地求出另外一种原子；更重要的是，仅知道某分子的分子式，可先求不饱和度，从而反推其分子结构的可能性是一个极有力的推断工具。
3． 求算方法：
1 对于烃：CxHy Ω=
2 对于卤代烃:CxHyXz可以等效于CxHy+z Ω=
3 烃的含氧衍生物：CxHyOz，氧原子为二价基团，可认为其在分子中的存在形式为C—O—C，其对不饱和度没有贡献。Ω=
。若分子中存在“C=O”结构时，在求算不饱和度时，可不考虑该原子，在落实不饱和度时，必须考虑进去。
4 含N衍生物（除铵盐之外）：
CxHyNz:认为N是3价，将（NH）合为一体，可认为是2价基团，与氧原子一同处理。一NO2其中有1个不饱和度。
∴CxHyNz等效于CxHy-z(NH)z, Ω=
，
5 铵盐：将HN4用一个H代替，余同。
如某物质化学式为C7H7NO2等效于C7H6（NH）O2，其不饱和度为Ω=
分子中必含苯环，Ω=4,另一个不饱和度可表现在—NO2，也可以是羧基或醛基。
4． 空间结构中不饱和度的数目确定：
一些空间结构的不饱和度在数环状结构时容易重复计算，不适宜采用算不饱和度的方法。
三、学法指要
【例1】 某有机物为烃的含氧衍生物，在1.01×105Pa、120℃时，取其蒸气40ml与140ml氧气混合点燃，恰好完全反应生成等体积的CO2和水蒸气。当恢复到反应前的状况时，反应后混合物的体积比反应前混合物的体积多60ml。求该有机物的分子式，若该有机物能和Na2CO3作用，试写出它的结构简式。
【例2】 常温下为液态的某烃的含氧衍生物，取一定量在1.01×105Pa、120℃时全部气化，测得体积为20ml，在同一状况下，取100ml O2 与它混合后完全燃烧，测得反应产物CO2与水蒸气的体积比为3：4，将反应前后的混合气体恢复到原状态，经测定其密度比反应前减少了1/6，再将此混合气体用碱石灰吸收后，体积还剩下10ml（体积已换算成原状态），求此有机物分子式。
【例3】 已知丙二酸(HOOC—CH2—COOH)用P2O5脱水得到的主要产物的分子式是C3O2，它跟水加成仍是到丙二酸。C3O2是一种非常“活泼”的化合物，除能跟水加成生成丙二酸外，还能跟NH3、HCl、ROH（R为链烃基）等发生加成反应。例如C3O2与NH3加成：
试写出：
（1）C3O2的结构简式 。
（2） C3O2分别HCl，CH3CH2OH发生加成反应的化学方程式：
，
【例4】 烯烃A中混有烷烃B,在120C时A和B的气体混合物对H2相对密度为12,取此混合气体1L与4L氧气一起放入一密闭容器中,测得其压强为1.01×105Pa,用电火花引燃,使两种烃都充分氧化,待温度恢复到反应前时,测得其压强为1.04×1.01×105Pa,问A、B各是什么烃？其体积分数分别是多少？
【例5】有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列
流程
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图生产的 ，图中的M（C3H4O）和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基一氯取代位置有三种：
试写出：物质的结构简式：A ，M ，
物质A的同类别同分异构为 。
N+B→D的化学方程: ，
反应类型X ，Y 。
【例6】A是一种酯，分子式是C14H12O2，A可以由醇B跟羧酸C制得,氧化B可得C。
(1) 写出A、B、C的结构简式。
(2) 写出C的两种同分异构体的结构简式，它们都可以跟NaOH反应。
【例7】
标准
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状况下，1LCO和某单烯烃的混合物与9L O2混合点燃，在压强不变、136.5C时，测得气体体积为15L，求该烯烃可能的分子式及其体积分数。
【例8】由一种气态烷烃和一种气态单烯烃组成的混合气体，它对H2的相对密度是13.2，将1L混合气体和4L O2在容积固定的密闭容器中完全燃烧并保持原来的温度（120C），测得密闭容器内压强比反应前增加4%，试确定混合气体的成份及体积比。
【例9】对同样的反应物,若使用不同的催化剂,可得到不同的产物,如:
CH3CHO+H2↑
2C2H5OH CH2=CH—CH=CH2+H2↑+2H2O
2C2H5OH H2O+C2H5OC2H5
已知C2H5OH在活性铜催化剂作用下生成CH3COOC2H5及其它产物，则其它产物为 。
【例10】某烃A与溴加成生成二溴衍生物B，且1molA只能跟1molBr2完全反应，B用热NaOH醇溶液处理得化合物C，经测定C的分子式为C5H6，C分子中没有支链，则A为 ，B为 ，C为 （填结构简式）。
【例11】式量为300以下的某脂肪酸1.0g与2.7g碘完全加成，也可被0.2gKOH所中和，由此推测该脂肪酸的准确式量是 。
A.282 B.280 C.278 D.无法确定
【例12】乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂A，核磁共振谱表明A分子里的氢原子没有差别；红外光谱表明A分子里存在羰基，而且A分子里所有原子在一个平面上。A很容易与水反应重新变为乙酸。
(1) 写出A的结构式；
(2) 写出A与水的反应方程式；
(3) 写出A与氢氧化钠反应方程式；
(4) 写出A与氨的反应方程式,有机产物要用结构式表示；
(5) 写出A与乙醇的反应方程式,有机产物要用结构简式表示。
三、智能显示
1． 烃类物质的基本物理、化学性质其制备方法等。
2． 烃的衍生物的种类主典型物理化学性质及特征的制备方法。
3． 一些基本的有机概念：如官能团，同系物，同分异构体等。
4． 糖类、蛋白质的分类，代表物及性质。
5． 不饱和度的应用，计算分子式，由分子式推出物质的结构等。
6． 计算及推断中的一些技巧及规律。
【例13】现有10种α—氨基酸，能构成有三个不同氨基酸单元的三肽 种？能构成只有二种不同氨基酸单元的三肽 种？
【例14】原子核磁共振谱(PMR)是研究有机结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一结构中等性的氢原子在PMR谱中都给出了相应的峰(信号)、谱中峰的强度与结构听 H原子数成正比。例如乙醛的结构式为CH3CHO，其PMR谱中有两个信号，强度之比为3∶1。
（1）分子式为C3H6O2的二元混合物，如果在PMR谱上观察到氢原子给出的峰有两种情况：第一种情况给的强度为3∶3；第二种情况峰的强度3∶2∶1，由此推断该混合物的组成可能是 。
（2）在测得化合物（CH3）2CHCH2Cl的PMR谱上可观察到三种峰，而测得化合物CH3CH=CHCl时却得到氢原子给出的信号峰6个，从原子在空间排列的方式不同，试写出CH3CH=CHCl的分子空间异构体。
【例15】A、B两种有机物的分子式相同，都可以用CaHbOcNd表示，且a+c=b，a-c=d，已知A是天然蛋白质水解的最终产物，B是一种含有醛基的硝酸酯。
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