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《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》主要突出了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一主線。第一章以烴為載體，認(rèn)識有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點，初步體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；第二章以烴的衍生物為載體，著重分析官能團(tuán)與性質(zhì)的關(guān)系，進(jìn)一步體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)；第三章是前兩章知識的綜合運用，介紹合成有機(jī)化合物的基本思路和方法。 【知識總結(jié)】 一、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1、有機(jī)化合物分類  2、有機(jī)化合物的命名 烷烴的命名是其它有機(jī)物命名的基礎(chǔ)，主要包括選主鏈、編號、定取代基位置，為正確命名，必須做到以下三點： (1)牢記“長、多、近、小”； ①主鏈要長：最長碳鏈作主鏈，主鏈碳數(shù)稱某烷。 ②支鏈數(shù)目要多：兩鏈等長時，則選擇連接支鏈數(shù)目多者為主鏈?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">③起點碳離支鏈要近：支鏈近端為起點，依次編號定支鏈?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">④支鏈位置序號之和要?。褐麈溕嫌卸鄠€取代基時，按取代基所在位置序號之和較小給取代基定位?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">(2)牢記五個“必須”； ①注明取代基的位置時，必須用阿拉伯?dāng)?shù)字2、3、4…表示?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">②相同取代基合并后的總數(shù)，必須用漢字二、三、四…表示?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">③名稱中的阿拉伯?dāng)?shù)字2、3、4相鄰時，必須用逗號“，”隔開?！ ? ④名稱中凡阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字相鄰時，都必須用短線“—”隔開?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">⑤如果有不同的取代基，不管取代基的位次大小如何，都必須把簡單的寫在前面，復(fù)雜的寫在后面?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">為便于記憶，可編成如下順口溜： 定主鏈，稱某烷，作母體；選起點，編號數(shù)，定支位；支名前、母名后；支名同，要合并；支名異，簡在前；支鏈名，位次號，短線“—”隔?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">(3)寫法：取代基位置→取代基數(shù)目→取代基名稱→烴名稱。 以2,3—二甲基己烷為例，對一般有機(jī)物的命名可分析如下圖：  其它烴或烴的衍生物命名時，需考慮官能團(tuán)，選主鏈時應(yīng)是含官能團(tuán)在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈，編號時應(yīng)是離官能團(tuán)最近的一端編號，命名時應(yīng)標(biāo)出官能團(tuán)的位置。 3、有機(jī)物中碳原子的成鍵形式 有機(jī)化合物中碳原子形成的都是共價鍵，根據(jù)碳原子形成的共同電子對數(shù)可分為單鍵、雙鍵和叁鍵。根據(jù)形成鍵雙方是否為同種元素的原子又分子極性鍵和非極性鍵?！?BR style="FONT-FAMILY: ">  4、有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象： 碳原子成鍵方式的多樣性導(dǎo)致了有機(jī)化合物中普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。  5、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 (1)官能團(tuán)決定有機(jī)化合物的性質(zhì)  (2)不同基團(tuán)的相互影響，也會引起有機(jī)化合物的性質(zhì)變化?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">苯與苯的同系物性質(zhì)不同，就是支鏈對苯環(huán)的影響。醇、酚中都有－OH，但連接－OH的烴基不同，決定二者的化學(xué)性質(zhì)有較大差別。 二、烴 1、烴的知識網(wǎng)絡(luò)(烴的分類，通式，性質(zhì)及典型代表物)  2、各種烴的化學(xué)性質(zhì)的對比  三、烴的衍生物 烴的衍生物的知識網(wǎng)絡(luò)  (一)醇與酚性質(zhì)的對比 醇與酚所含的官能團(tuán)都為－OH，但醇所連的烴基為鏈烴基，酚連的為苯環(huán)，決定二者化學(xué)性質(zhì)有不同之處。 1、羥基中O－H鍵斷裂 醇和酚都能與金屬鈉反應(yīng)放出H2，但由于苯環(huán)的存在，使苯酚中O－H鍵易斷裂，呈現(xiàn)弱酸性，與NaOH能反應(yīng)生成  ，醇與NaOH不反應(yīng)。由于苯環(huán)的存在，C－O鍵不易斷裂，酚對外不提供－OH，但醇中的－OH能參與反應(yīng)，醇能發(fā)生消去反應(yīng)，酚不發(fā)生消去反應(yīng)。 醇中的－OH可被－X取代，酚不發(fā)生。  2、酚羥基對苯環(huán)C原子的影響 由于酚羥基的存在，使苯環(huán)鄰位、對位碳上的氫變得活潑，易發(fā)生取代反應(yīng)。  苯酚與甲醛可發(fā)生縮聚反應(yīng)  (二)醛和酮性質(zhì)的比較  2、醛的氧化反應(yīng)  單糖中的葡萄糖也可發(fā)生上述兩個反應(yīng)，利用與新制Cu(OH)2的反應(yīng)可檢驗是否患糖尿病，與銀氨溶液反應(yīng)制銀鏡。 (三)羧酸和酯的性質(zhì)比較  1、羧酸和酯的相互轉(zhuǎn)化  酯的水解生成羧酸：  酯在堿性條件下水解較為徹底，工業(yè)生產(chǎn)就是利用油脂堿性條件下水解生成肥皂(高級脂肪酸的鈉鹽)，該反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)： 酯還可以發(fā)生醇解(酯交換)：  2、羧酸有別于酯的其它性質(zhì) (1)酸性：  (2)α－H的取代  3、氨基酸的兩性 (1)酸性  (2)堿性  氨基酸的兩性決定了蛋白質(zhì)的兩性 (3)脫水縮合形成肽鍵  也可發(fā)生縮聚反應(yīng)形成高聚物  氨基酸縮合形成多肽，進(jìn)一步形成蛋白質(zhì) 四、有機(jī)合成及其應(yīng)用——合成高分子化合物 1、有機(jī)化合物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定  2、有機(jī)化合物合成的思路及合成路線 (1)構(gòu)建碳骨架 原料分子通過碳骨架上增長和或減短碳鏈、成環(huán)或開環(huán)等合成所需的有機(jī)化合物?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">(2)官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化 主要通過取代反應(yīng)、消去反應(yīng)、加成反應(yīng)或氧化還原反來實現(xiàn)官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">(3)有機(jī)合成路線設(shè)計的一般程序  3、合成高分子化合物 (1)合成高分子化合物的反應(yīng)類型對比 加聚反應(yīng)只生成高聚物，是通過加成聚合的方式得到；縮聚反應(yīng)是脫去小分子而生成高聚物，生成高聚物的同時有小分子物質(zhì)生成。    (2)高分子材料 常見的高分子材料有塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、黏合劑及密封材料。還有很多功能高分子材料，注意掌握依據(jù)高聚物判斷單體的方法。 【例題分析】 例1、已知乙醇可以和氯化鈣反應(yīng)生成微溶于水的CaCl2·6C2H5OH。有關(guān)的有機(jī)試劑的沸點如下：CH3COOC2H5為77.1℃；C2H5OH為78.3℃；C2H5OC2H5(乙醚)為34.5℃；CH3COOH為118℃。實驗室合成乙酸乙酯粗產(chǎn)品的步驟如下：在蒸餾燒瓶內(nèi)將過量的乙醇與少量濃硫酸混合，然后經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸，邊加熱蒸餾。由上面的實驗可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品。 (1)反應(yīng)中加入的乙醇是過量的，其目的是 ?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">(2)邊滴加醋酸，邊加熱蒸餾的目的是 。 粗產(chǎn)品再經(jīng)下列步驟精制： (3)為除去其中的醋酸，可向產(chǎn)品中加入 (填字母)?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">A、無水乙醇 B、碳酸鈉粉末 C、無水醋酸鈉 (4)再向其中加入飽和氯化鈣溶液，振蕩分離，其目的是 。 (5)然后再向其中加入無水硫酸鈉，振蕩，其目的是 ?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">最后，將經(jīng)過上述處理的液體加入另一干燥的蒸餾瓶內(nèi)，再蒸餾，棄去低沸點餾分，收集沸點在76℃～78℃之間的餾分即得純凈的乙酸乙酯?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">解析：醇跟酸發(fā)生酯化反應(yīng)是可逆的，生成的酯發(fā)生水解生成醇和酸。為了使反應(yīng)不斷地向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行，采取了使用過量乙醇和不斷蒸出乙酸乙酯的措施。由于反應(yīng)物和生成物的沸點比較接近，在蒸餾時可帶出其他化合物，得到的乙酸乙酯含有各種其他物質(zhì)，因此需要精制。精制過程中選用的各種物質(zhì)及操作應(yīng)考慮要除去的CH3COOH、CH3CH2OH和H2O?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">答案：(1)增大反應(yīng)物乙醇的濃度，有利于反應(yīng)向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行。(2)增加醋酸濃度，減小生成物乙酸乙酯的濃度有利于酯化反應(yīng)向生成乙酸乙酯的方向進(jìn)行。(3)B。(4)除去粗產(chǎn)品中的乙醇。(5)除去粗產(chǎn)品中的水。 例2、某學(xué)生設(shè)計了如下3個實驗方案，用以檢驗淀粉的水解程度。 甲方案：  結(jié)論：淀粉尚未水解 乙方案：  結(jié)論：淀粉尚未水解 丙方案：  結(jié)論：淀粉水解完全 上述三方案操作是否正確？說明理由。 解析：甲方案操作正確，但結(jié)論錯誤。這是因為當(dāng)用稀堿中和水解液中H2SO4后，加碘水溶液變藍(lán)色有兩種情況：①淀粉完全沒有水解；②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的結(jié)論。 乙方案操作錯誤，結(jié)論亦錯誤。淀粉水解完全后應(yīng)用稀堿中和淀粉溶液中的H2SO4，然后再作銀鏡反應(yīng)實驗。本方案中無銀鏡現(xiàn)象出現(xiàn)可能尚未水解，也可能水解完全或部分水解。 丙方案結(jié)論正確，操作亦正確。 例3、近年來，乳酸成為人們的研究熱點之一。乳酸可以用化學(xué)方法合成，也可以由淀粉通過生物發(fā)酵法制備。利用乳酸聚合而成的高分子材料具有生物兼容性，而且在哺乳動物體內(nèi)或自然環(huán)境中，都可以最終降解成為二氧化碳和水。乳酸還有許多其它用途。 (1)在劇烈運動時，人體如果由ATP正常提供的能量不足，一般動用 在 (填“有氧”或“無氧”)情況下提供能量，產(chǎn)生 ，使人有肌肉酸軟無力的感覺，但稍加休息便會消失。 (2)乳酸可以與精制鐵粉制備一種藥物, 反應(yīng)式為：2CH3CH(OH)COOH＋Fe→2[CH3CH(OH)COO]2Fe＋H2↑ 反應(yīng)式中，氧化劑是 ，還原劑是 ，產(chǎn)物乳酸亞鐵可以治療的疾病是 。 (3)用乳酸聚合的纖維非常合適于做手術(shù)縫合線，尤其是做人體內(nèi)部器官的手術(shù)時。試分析其中的原因 。 (4)利用乳酸合成高分子材料，對于環(huán)境有什么重要的意義？試從生物學(xué)物質(zhì)循環(huán)的角度解釋： 。 解析：本題是化學(xué)與生物的綜合，要充分利用題給信息，結(jié)合學(xué)過的知識講行思考，問題會迎刃而解?！ ?BR style="FONT-FAMILY: ">答案：(1)肝糖元、無氧、乳酸。 (2)乳酸［或CH3CH(OH)COOH］、鐵(或Fe)、缺鐵性貧血。 (3)聚乳酸本身對人體無毒，在體內(nèi)可以水解成乳酸，最后降解成二氧化碳和水，通過人體的呼吸和排泄系統(tǒng)而被自動排出體外。故不需要二次開刀拆線，使其作為人體內(nèi)部器官的手術(shù)縫合線具有獨一無二的優(yōu)越性。 (4)淀粉通過植物的光合作用由二氧化碳和水合成，再經(jīng)生物發(fā)酵生成乳酸，因乳酸的生成來自天然，用乳酸合成的高分子材料又可以最終降解成為二氧化碳和水，回歸自然。可見，聚乳酸作為高分子材料的利用，是人類在巧妙地利用自然界實現(xiàn)自然界碳和水的循環(huán)。因此，對于環(huán)境保護(hù)具有特別重要的意義。 |
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