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高中化学选修五
有机化学基础讲义
第1章 烃
第一节 有机化合物概述
一．有机物的概念和性质
1.有机物：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。
(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)
它们虽然含碳，但性质和组成与无机物很相近，所以把它们看作为无机物。也就是说，有机物一定含碳元素，但含碳元素的物质不一定是有机物。而且有机物都是化合物，没有单质。
那么究竟哪些物质是有机物，哪些物质是无机物，有什么判断依据呢？我们可以通过有机物与无机物的主要区别加以判断。
2．有机物与无机物的主要区别
性质和反应 有机物 无机物
溶解性 多数不溶于水，易溶于有机溶剂，如油脂溶于汽油，煤油溶于苯。 多数溶于水，而不溶于有机溶剂，如食盐、明矾溶于水。
耐热性 多数不耐热；熔点较低，（400°C以下）。如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂肪受热分解；C20H42熔点36.4°C,尿素132°C。 多数耐热难熔化；熔点一般很高。如食盐、明矾、氧化铜加热难熔，NaCl熔点801°C。
可燃性 多数可以燃烧，如棉花、汽油、天然气都可以燃烧。 多数不可以燃烧，如CaCO3、MnCl2不可以燃烧。
电离性 多数是非电解质，如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液不电离、不导电。 多数是电解质，如盐酸、氢氧化钠、氯化镁的水溶液是强电解质。
化学反应 一般复杂，副反应多，较慢，如生成乙酸乙酯的酯化反应在常温下要16年才达到平衡。石油的形成更久 一般简单，副反应少，反应快，如氯化钠和硝酸银反应瞬间完成。
3.有机物的组成
C、H、O、N、S、P、卤素等元素。
构成有机物的元素只有少数几种，但有机物的种类确达三千多种？
几种元素能构几千万种有机物质？(学生自学后概括)
有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因：
①碳原子最外电子层上有4个电子，可形成4个共价键；
②有机化合物中，碳原子不仅可以与其他原子成键，而且碳碳原子之间也可以成键；
③碳与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键或叁键，可以形成链状化合物，也可形成环状化合物；(结构图5—1)
④相同组成的分子，结构可能多种多样。(举几个同分异构体)
二． 有机化合物分类
1. 按元素组成分类
烃：只有碳氢两种元素组成的有机物
烃的衍生物：除碳外，还有氧、氮、磷、硫等的有机物。
2.按碳骨架分类：链状化合物、环状化合物
3.按官能团分类 决定化合物特殊性质的原子或原子团叫官能团。
有 机 物 官 能 团 代 表 物
烃 烷烃 C-C 甲烷
烯烃 C=C 乙烯
炔烃 C=C 乙炔
苯及其同系物 —R 苯甲苯
烃的衍生物 卤代烃 —X 溴乙烷
醇 —OH 乙醇
酚 —OH 苯酚
醛 —CHO 乙醛
羧酸 —COOH 乙酸
酯 —COO— 乙酸乙酯
三．有机物中碳原子的成键特点
1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键。
2、碳原子间能相互结合成共价键（单键、双键、叁键）可以形成碳链，也可以形成碳环。
3、其他原子: H与X(卤素)为1个共价键O、S为2个共价键N为3个共价键
碳原子成键规律小结：
1、当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键。
2、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
3、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
4、烃分子中，以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
四．有机化合物的命名
1、烃基：烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团叫做烃基。
2、烷基：烷烃失去一个氢原子后剩余的原子团叫做烷烃基。
常见的烃基：甲基：－CH3 乙基：－CH2CH3 或－C2H5 正丙基：－CH2CH2CH3
1）普通命名法（适用于简单化合物）
1~10个碳的烷烃，词头用：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；10个碳以上，用数字十一、十二等表示。
碳架异构体用正、异、新等词头区分。
2·系统命名法——选主链、定编号、写名称。
①选主链：最长C链
②定编号：从支链最近开始
③写名称：简单在前，复杂在后，相同要合并，并指出取代基的位置和数目，最后命某（即主链C原子数目）烷。
第二节 烷烃
一．烷烃的结构和性质
为了书写方便，有机物除用结构式表示外，还可以用结构简式表示。简介：结构式和结构简式以及甲烷、乙烷、丙烷的命名。
结构式：
结构简式：CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3
名称： 乙烷 丙烷 丁烷
我们分析这几种烃可以发现，相邻两个烷烃在组成上都相差一个“CH2”原子团。像这样结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
1·同系物概念：（1）结构相似、（2）组成相差CH2
理解同系物的概念，关键在于理解“结构相似”，它具体指：碳骨架的形状是相同的，官能团的种类和个数也必须相同。
2.同分异构现象和同分异构体
（1）.概念:化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的想象叫做同分异构现象；具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
（2）.同分异构体的特点：
a. 分子式相同：元素组成相同，最简式相同，相对原子质量相同。
b. 结构式不同：原子排列顺序或空间结构有一定的差异。
比较高中化学的“四同”
二·烷烃通式：CnH2n+2 （n≥1）
三·烷烃性质：
1.物理性质
总结:
随着分子里碳原子数的增多,烷烃由“气（碳原子数小于五）-液（碳数为5-10）-固（碳数为11以上）；熔沸点升高；相对密度逐渐增大但小于1。均不溶于水。
注意：
物质的性质是由其结构决定的。其中，化学键主要影响物质的化学性质，而分子间作用力（范德华力及氢键）主要影响物质的物理性质。范德华力，可以类比为物理学中的万有引力。即：任何分子之间都会存在着范德华力，而化学键力却不是那么普遍的。由万有引力定律： 可以认为对于结构相似的分子范德华力是正比于其摩尔质量而反比于其分子间距离的三次方的。
因此，（1）对于同系物，随着碳原子数的增多，摩尔质量增大，分子间作用力变大，因此物质的熔沸点升高。（2）对于同分异构体，随着支链数目的增多，分子间的距离加大，范德华力迅速下降，因此物质的沸点降低；而熔点则与分子的对称性有关：对称性越高的分子，熔点越高。
2.化学性质：烷烃中仅含有C-C键和C-H键化合物,无极性或极性很弱，化学性质不活泼。与强碱、强酸、强氧化剂强还原剂不反应，但在适当条件下可反应。
（1）甲烷在通常状况下性质稳定，不能使KMnO4酸性溶液褪色，也不能使溴水褪色
（2）甲烷的取代反应：注意饱和碳原子上的取代反应发生的条件是X2/光照。
取代反应：有机物分子中某一原子或基团被其他原子或原子团(直接连接碳原子的原子或原子团)所取代的反应称取代反应。
取代反应与置换反应的比较：
取代反应 置换反应
可与化合物发生取代，生成物中不一定有单质。 反应物、生成物中一定有单质。
反应能否进行，受外界条件影响很大。 在水溶液中发生置换反应，遵循金属活动性顺序表。
逐步取代，很多反应是可逆的。 反应一般单方向进行。
（3）氧化反应：烷烃不能被浓硫酸、浓硝酸、酸性高锰酸钾等强氧化剂氧化，但是，能够在空气中燃烧。
烃类物燃烧规律
1、烃或烃的衍生物的燃烧通式：
2、有机物完全燃烧时，C、H的耗氧关系为C～O2～CO2，4H～O2～2H2O
3、燃烧反应的有关问题，可抓住以下规律
（1）同温同压下烃完全燃烧前后气体体积变化规律
a、若燃烧后生成液态水： 根据：
HYPERLINK "http://www./" INCLUDEPICTURE "http://sohuxina2001.51.net/ben11.gif" \* MERGEFORMATINET
可得：规律之一，燃烧前后气体体积一定减小，且减小值只与烃分子中的氢原子数有关，与碳原子数无关。
b、若燃烧后生成气态水：
由烃分子中氢原子数得：规律之二，燃烧后生成气态水时，总体积只与氢原子数有关，可能增大，不变或减小。
（2）耗氧量规律
C～ O2 ～ CO2 4H ～ O2 ～ 2H2O
质量 12g 32g 44g 4g 32g 36g
物质的量1mol 1mol 1mol 4mol 1mol 2mol
可得： 规律一，等物质的量的各有机物烃类物质（CxHy）完全燃烧时，耗氧量与的值与（X+Y/4）成正比；相同质量的有机物中，烷烃中CH4耗氧量最大；炔烃中，以C2H2耗氧量最少；苯及其同系物中以C6H6的耗氧量最少；具有相同最简式的不同有机物完全燃烧时，耗氧量相等。
规律二，等物质的量的各种有机物（只含C、H、O）完全燃烧时，分子式中相差若干个“CO2”部分或“H2O”部分，其耗氧量相等。
规律三，烃或烃的含氧衍生物
CxHy或CxHyOz 耗氧量相等 生成CO2 量相等 生成H2O量相等
等质量 最简式相同 含碳量相同 含氢量相同
等物质的量 等效分子式 碳原子数相同 氢原子数相同
注释：“等效分子式”是指等物质的量的两种有机物耗氧量相同，如：
CxHy与CxHy(CO2)m(H2O)n或CxHy(CO2)a(H2O)b
推论：①最简式相同的两种有机物，总质量一定，完全燃烧，耗氧量一定，生成的CO2量一定，生成的水的量也一定；
② 含碳量相同的两种有机物，总质量一定，则生成的CO2的量也一定；
③ 含氢量相同的两种有机物，总质量一定，则生成的水的量也一定；
④ 两种分子式等效的有机物，总物质的量一定，完全燃烧，耗氧量一定；
⑤ 两种有机物碳原子数相同，则总物质的量一定，生成的CO2的量也一定；
⑥ 两种有机物氢原子数相同，则总物质的量一定，生成的水的量也一定
练习：1、有CH4、C2H6、C2H4、C3H8、五种气态烃
（1）若取相同质量的上述各烃完全燃烧，消耗氧气最多的是 生成CO2体积（相同状况）最大的是 ；
（2）若取相同体积的上述各烃完全燃烧，消耗O2最多的是
生成H2O最少的是
解析：根据以上规律得答案为
(1)CH4 C2H4 (2) C3H8 C2H2
2、物质的量相等的下列烃，在相同条件下完全燃烧，耗氧量最多的是
A．C2H6 B．C3H6 C．C4H6 D．C7H8
解析：根据以上规律得答案为D
3、由两种有机物组成的混合物，在一定的温度和压强下完全汽化为气体。在相同的温度和压强下，只要混合气体体积一定，那么无论混合物以何种比例混合，它在完全燃烧时所消耗的氧气体积也是一定的。符合这种情况
的可能是（ ）
（A）乙醇（C2H6O）和乙酸（C2 H4 O2） （B)乙醛（C2H4O）和甲醇（CH4O)
（C）丙醛（C3H6O）和甘油（C3H8O3） （D）丙酮（C3H6O）和丙二醇（C3 H8 O2）
解析：根据上面的规律三中具有“等效分子式”两种有机物耗氧量相同，如：CxHy与CxHy(CO2)m(H2O)n或CxHy(CO2)a(H2O)b
很容易的到答案为D
四．甲烷的实验室制备（了解）
反应原理：CH3COONa+NaOH--->Na2CO3+CH4
制备装置：两种固体反应物加热产生气体的装置（同氨气的制备）
注意：制备甲烷时，碱石灰中的生石灰并不参加反应，但生石灰可稀释混合物的浓度，使混合物疏松，使生成的甲烷易于外逸，同时也减少了固体NaOH在高温时跟玻璃的作用，防止试管破裂．生石灰的吸水性可以防止NaOH的潮解．制备甲烷时碱石灰的作用是提供反应物NaOH和干燥剂(CaO）。
第三节 烯烃 二烯烃
烯烃 CnH2n (n≥2)
烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物 ( http: / / baike. / view / 10234.htm )。属于不饱和烃 ( http: / / www.21cnjy.com / )，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。我们重点介绍的是链状的单烯烃，对于二烯烃也将进行简单的介绍（实际在高考中，二烯烃是非常重要的，但是，我们所介绍的性质足以应付高考）。
一、乙烯分子的结构： 与乙烷相比少两个氢原子，由于氢原子较稀少，我们称它乙烯。C原子为满足4个价键，碳碳键必须以双键存在。 请写出乙烯分子的电子式和结构式。
乙烯的分子模型：
二、乙烯的制法：
1、工业制法：
工业上所用的乙烯，主要是从石油炼制厂和石油化工厂所产生的气体中分离出来的。衡量一个国家的石油化工水平标准就是乙烯的产量。
2、乙烯的实验室制法：实验室常用加热乙醇和浓硫酸的混合物，使乙醇分解来制取乙烯（CH2=CH2）。
制备口诀：硫酸三配酒精一，反应温度一百七。为防爆沸加瓷片，排水取气来收集。
反应原理：
反应装置：
注意：
（1）浓硫酸：催化剂、脱水剂。 浓硫酸与乙醇的体积比为3：1，混合时应将浓硫酸缓缓加入乙醇中并不断搅拌。
（2）对反应温度的要求：170℃以下及170℃以上不能有效脱水，故必须迅速将温度升至170℃并保持恒温。140℃时分子间脱水生成乙醚和水，170℃以上浓硫酸使乙醇脱水而炭化。
（3）为了防止溶液剧烈沸腾，需要在混合液中加入少量的碎瓷片。
（4）用温度计指示反应温度，温度计的水银球在液面以下！
（5）可能有的杂质？怎样检验？怎样除去？
三．烯烃的性质：
1. 物理性质：与烷烃物理性质的变化规律相似。乙烯是无色气体，稍有气味，密度是1.25 g/L，比空气略轻（分子量28），难溶于水。
2. 化学性质：
（1）不饱和度 的概念： 对于分子CnHmOyXz， =[2n+2-(m+z)]/2
与分子结构的关系：一个双键或一个环表示一个不饱和度，一个三键表示2个不饱和度。思考：一个苯环的不饱和度是多少？
对于分子式相同的分子， 是相同的，也就是说：同分异构体之间存在着相同的 。
（2）加成反应：使 降低的反应。
烯烃中的C=C并不是等同的，其中一条共价键比较活泼容易断裂，因此加成反应是烯烃的特征反应。
a.一般的加成
将乙烯通入溴水（或溴的四氯化碳溶液）CH2=CH2 + Br-Br→ CH2BrCH2Br 现象
乙烯的氢化： CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
乙烯与HCl：CH2=CH2 +H-Cl →CH3CH2Cl
乙烯水合制乙醇：CH2=CH2 + H-OH → CH3CH2OH
b.不对称烯烃的不对称加成
马氏规则：在不对称烯烃的加成中, 氢总是加到含氢较多的双键碳原子上。
CH3CH=CH2 + HBr → CH3CHBrCH3
书写方程式：与水加成：（酸催化）硫酸、磷酸等催化，烯烃与水直接加成生成醇。
与次卤酸加成：烯烃与溴或氯的水溶液（X2/H2O）反应，生成卤代醇。
(3) 加聚反应：形成高分子化合物
单体 链接 聚合度
由于聚合度n是不定的，所以，高分子化合物实际上都是混合物。
（4）氧化反应：
a、点燃燃烧：明亮的火焰，少量的黑烟。
b、使酸性KMnO4溶液褪色。
注意：1.乙烯等不饱和烃可以使溴水和酸性KMnO4褪色，但是烷烃不能。因此
可以用这种方法鉴别烷烃和烯烃等不饱和烃。
2. 乙烯可以使溴水褪色也可以使酸性KMnO4褪色，但是其机理是不一样
的。其中，使溴水褪色，发生的是 反应；使酸性KMnO4褪色，发生
的是 反应。
二烯烃 CnH2n-2 (n≥3)
二烯烃的分类、命名
CH2＝C＝CH2 CH2＝CH－CH2－CH＝CH2 CH2＝CH－CH＝CH2
丙二烯 1,4-戊二烯 1,3-丁二烯
(累积二烯烃) (隔离或弧立二烯烃) (共轭二烯烃)
化学性质：
1. 加成反应
分子中有两个碳碳双键且两个双键之间只有一个单键相隔的烯烃叫做共轭二烯烃。例如：CH2＝CH－CH＝CH2。
a. 共轭二烯烃的1，2加成反应
b. 共轭二烯烃的1，4加成反应
2. 加聚反应——天然橡胶的合成
橡胶的性质：①能溶于汽油、四氯化碳、乙醚、苯等有机溶剂；②分子里含有 C=C<双键， 能跟氯化氢、卤素等加成反应变质，能被KMnO4、HNO3等强化剂氧化，长期受空气、日光的作用，逐渐被氧化而变硬、变脆，发生老化。
应用：盛放有机溶剂、卤素、强氧化剂的试剂瓶的瓶塞不能用橡皮塞；实验室制取硝酸的导气管不能用橡皮管；用KMnO4等强氧化剂滴定时，应存放在酸式滴定管中，而不能存放在碱式滴定管中。
橡胶的硫化：工业上采用硫化措施使线型结构经交联而变成网状的体型结构，以改善橡胶的性能。
第三节 炔烃 CnH2n-2 (n≥2)
一． 炔烃的结构
乙炔是直线形分子
二．乙炔的实验室制法
1. 反应原理：CaC2+2H—OH →C2H2↑+Ca(OH)2
2. 装置： 固液发生装置
反应装置不能用启普发生器
因为：a 碳化钙与水反应较剧烈，难以控反制应速率；
b 反应会放出大量热量，如操作不当，会使启普发生器炸裂。
c 产物是糊状物而不是粒状（或块状），会使启普发生器堵塞。
三．乙炔的化学性质
1. 加成反应：乙炔的不饱和度是2，但是其加成反应要比烯烃困难。
乙炔可以使溴水褪色： HC≡CH +2Br2→ CHBr2－CHBr2
乙炔与氯化氢加成要用催化剂,反应可停留在只加1 mol氯化氢。
氯乙烯是通用塑料聚氯乙烯的单体：
与水的加成：
炔烃的加氢和还原
CH3C≡CCH3 ＋ 2H2 CH3CH2CH2CH3
2. 氧化反应
（1）在空气中燃烧
（2）使酸性KMnO4褪色
第四节 苯 芳香烃
　 苯是在1825年由英国科学家法拉第(Michael Faraday,1791- 1867)首先发现的。芳香族化合物 ( http: / / www.21cnjy.com / )在历史上指的是一类从植物胶里取得的具有芳香气味的物质,但目前已知的芳香族化合物中,大多数是没有香味的.因此,芳香这个词已经失去了原有的意义,只是由于习惯而沿用至今.芳香烃主要来源于煤、焦油和石油 ( http: / / www.21cnjy.com / )。芳香烃不溶于水，溶于有机溶剂 ( http: / / www.21cnjy.com / )。芳香烃一般比水轻；沸点随分子量的增加而升高。芳香性现在的意义是“特殊的稳定性”，芳香族化合物 ( http: / / www.21cnjy.com / )易取代难加成。
应该区别三个概念，掌握其内涵与外延：
1. 芳香族化合物：含有苯环的化合物。
2. 芳香烃： 含有苯环的烃。
3. 苯的同系物： 含有一个苯环和烷烃基的烃。
不难看出，三个概念的外延是1>2>3
苯的分子结构：
上面的表示式是由凯库勒于1865年提出，所以叫做凯库勒式。大量实验资料证明凯库勒式的基本观点是正确的，但也发现凯库勒式不能说明苯的全部特性。
凯库勒式的主要缺点：1.根据凯库勒式，苯的邻位二取代物应当有两种异构体 ，而实际上只有一种； 2.根据凯库勒式，苯是含有三个双键的烯烃。一般的烯烃容易氧化和起加成反应，而在同样的实验条件下，苯却不起反应。反之，苯却容易起烷烃所特有的取代反应； 3.根据凯库勒式，苯分子中有三个C-C单键和三个C=C双键。一般C—C的长度为1.54左右，C=C为1.34左右。这样苯环就不是一个真正的正六边形。但实验证明，苯分子中碳碳键的长度都是1.40×10-10m ，即比C-C短，比C=C长。
从键长看来，苯分子中的碳碳键既不是正常的单键，也不是正常的双键。直到现在，凯库勒式的表示方法仍被沿用，但在使用时绝对不应认为苯是单双键交替组成的环状结构。
一．苯的化学性质：易取代，难加成
1. 取代反应
（1）苯跟卤素的反应 ＋ Br2 ＋ HBr
这里的催化剂是FeX3,在书写的时候和实际操作中，都是Fe。
现象：1 向三颈烧瓶中加入苯和液溴后，反应迅速进行，溶液几乎“沸腾”，一段时间后
反应停止
2 反应结束后，三颈烧瓶底部出现红褐色油状液体（溴苯）
3 锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀
4 向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀（Fe(OH)3）
注意：
1 直型冷凝管的作用——使苯和溴苯冷凝回流，导气（HBr和少量溴蒸气能通过）。
2 锥形瓶的作用——吸收HBr，所以加入AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀（AgBr）
3 锥形瓶内导管为什么不伸入水面以下——防止倒吸
4 碱石灰的作用——吸收HBr、溴蒸气、水蒸汽。
5 纯净的溴苯应为无色，为什么反应制得的溴苯为褐色——溴苯中溶解的溴单质
6 NaOH溶液的作用——除去溴苯中的溴，然后过滤、再用分液漏斗分离，可制得较为纯净的溴苯
7 最后产生的红褐色沉淀是什么——Fe(OH)3沉淀，反应中真正起催化作用的是FeBr3
（2）苯的硝化反应
＋ HO－NO H2O ＋
（2）加成反应
（3）氧化反应：2C6H6＋15O212CO2＋6H2O
硝基苯的还原产物—苯胺是制造染料的重要原料。
说明
① 浓H2SO4作用：催化剂和吸水剂；
② 混和酸冷却是防止浓HNO3的分解、苯和浓HNO3的挥发及发生副反应；
③ 盛反应液的大试管上的长玻璃导管的作用是导气和冷凝回流（苯和浓HNO3）；
④ 温度计插在水浴中测水浴温度；
⑤ 水浴加热的优点是温度易控、受热均匀。
（3）苯的磺化反应
+ HO-SO3H + H2O
（2）加成反应
二． 苯的同系物的反应：CnH2n-6 (n≥6)
1. 取代反应：
（1）取代反应
+ 3HO-NO2 + 3H2O
NO2
2. 被酸性KMnO4溶液氧化
苯的同系物中，只要与苯环（官能团）相连的C原子（α-C）上有H原子（α-H），整个侧链就会被氧化成-COOH，而无论这个侧链有多长、多复杂，有几个侧链，就被氧化为几个羧基而成为羧酸。
如：
第五节 天然气 石油和煤的综合利用
1．天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出， 天然气蕴藏在地下约3000— 4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷。
2．石油的组成及其分馏产品
成分：石油是烷烃、环烷烃和芳香烃组成的复杂的混合物，因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高，较高沸点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是叫做馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合
石油分馏的各种成分
石油分馏产品的沸点与成分
分馏产品 分馏温度（沸点） 碳原子数 用 途
粗
汽
油 石油气 40℃以下 C1-C4 燃料、化工原料
石油醚 40~60℃ C5-C6 溶剂
汽油 60~205℃ C7-C9 内燃机燃料
煤油 205~300℃ C9-C16 燃料
柴油 300~360℃ C16-C18 柴油机燃料
润滑油 360℃以上 C16-C20 机械润滑剂
凡士林 360℃以上 C20-C24 防锈剂制药
重油 360℃以上 残留物 燃料、建筑材料
②减压分馏。为了分离重油的成分，并防止温度过高而使烃分解，甚至炭化结焦损坏设备，因此在减压的条件下进行分馏，通常叫减压分馏。
③裂解与裂化。裂化是为了提高汽油的产量和质量，产品是裂化汽油，其中含有烯烃不能做溶剂;而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的不饱和气体产物。裂化温度一般不超过500℃，而裂解温度一般是在700～1000℃，所以裂解就是深度裂化。裂解的目的是为了获取石油化工原料---工业“三烯”---乙烯、丙烯、1，3-丁二烯，裂解的原料是重油、石油气等。
④石油化工：把石油产品作原料经裂解等过程制得基础有机原料，进而生产大量化工产品。在石油化工业，常把乙烯的产量作为衡量石油化工业发展水平的标志。
3．煤及其综合利用
煤是有机物、无机物组成的复杂的混合物。
煤的干馏 将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏
表一 煤干馏的主要产品和用途
干馏产品 主要成分 主要用途
出 炉煤 气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料
粗氨水 氨、铵盐 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医用、农用、合成材料
煤 焦 油 苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘 染料、医用、农用、合成材料
沥青 建筑材料、制碳素电极
焦 炭 碳 冶金、合成氨造气、电石
第2章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
一．卤代烃概述：
1. 卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤素原子取代而得到的产物。
2. 分类：根据卤原子的种类，可以分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。
根据卤原子的个数，可以分为一卤代、二卤代、多卤代。
3. 物理通性：都不溶于水，可溶于有机溶剂。氯代烷的沸点随烃基增大呈现升高的趋势；氯代烷的密度随烃基增大呈现减小的趋势。
二．卤代烃的化学性质（以溴乙烷为例）
溴乙烷是乙烷分子里的一个氢原子被溴原子取代得到的。溴原子的吸引电子能力大于碳，碳和溴原子之间的成键电子对偏向溴原子一边，C—Br是极性键，溴乙烷分子是极性分子。
1. 水解反应（取代反应）
CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr 或 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr
注意：
①溴乙烷的水解反应条件：过量的强碱（如NaOH）的水溶液加热。
②溴乙烷的水解反应，实质是可逆反应，通常情况下，正反应方向趋势不大，当加入NaOH溶液时可促进水解进行的程度。
③溴乙烷的水解反应可看成是溴乙烷分子里的溴原子被水分子中的羟基取代，因此溴乙烷的水解反应又属于取代反应。
④溴乙烷分子中的溴原子与AgNO3溶液不会反应生成AgBr。
2. 消去反应：有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HBr等)生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应，叫做消去反应。
或
注意：
①反应实质：从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个HBr分子生成乙烯。即消去反应都是β-消去。
②反应条件：强碱(如NaOH、KOH)的醇溶液加热
查依切夫规则：消除反应的主要产物是碳碳双键上碳原子连有最多烃基的烯烃。即总是消去含氢原子较少的碳原子上的氢。如2-溴丁烷的消去。
对于二卤代烃的消去，是高考中经常考的地方。规律如下：如有可能，倾向于形成共轭二烯；如若没有上述可能性，则形成炔烃。
应该牢记：卤代烃都是可以水解的，但是，不是所有的卤代烃都能发生消去，只有那些存在β-H的卤代烃才能发生消去反应。
第二节 醇
醇可以看作是水分子的一个氢原子被烃基（非苯环）取代的产物。
根据构成醇的烃基的种类，可以将醇分成脂肪醇和芳香醇（如苯甲醇）。根据羟基的个数，可以将醇分为一元醇、二元醇、三元醇等。其中，最重要的二元醇是乙二醇，可以用作防冻液；最重要的三元醇是丙三醇（俗称“甘油”），常用作润滑剂和化妆品。
以乙醇为例，介绍醇的性质。
一．物理性质
乙醇，俗称酒精，是一种无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，密度：0.789 g/cm3，沸点：78.5 °C.医疗上也常用体积分数为70%—75%的乙醇作消毒剂 ( http: / / www.21cnjy.com / )等。
二．化学性质
主要化学性质
1、置换反应：2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 ↑
该反应比Na与水的反应要缓和，说明酸性：水强于醇。
试着书写下金属Mg和乙二醇，金属Al和丙三醇的反应方程式。注意配平。
2、消去反应： C2H5OH CH2==CH2 ↑ + H2O
该反应就是实验室制备乙烯的实验原理。也是β-消去。但是与卤代烃的消去不同的是，该反应是在浓硫酸的参与下进行的，而卤代烃的消去则是在强碱的热饱和溶液中进行的。
3、氧化反应：
燃烧： C2H5OH +3 O2 → 2CO2 +3H2O
催化氧化：2C2H5OH + O2 → 2CH3CHO + H2O
这是个非常重要的反应。常用的催化剂是Cu或者Ag。醇的氧化是α-氧化，即要存在α-H的醇才能发生这种反应。其中，存在2个α-H的醇会生成醛（后来会知道，醛更容易被氧化，所以在酸性KMnO4的氧化下这种醇会被氧化到酸，而不停留在形成醛的那一步），存在1个α-H的醇会被氧化形成酮。
4、取代反应
CH3CH2OH +HBr CH3CH2Br+H2O
这个反应是醇与氢卤酸的取代反应，形成了卤代烃。是有机合成中非常重要的反应。至此，醇、烯烃及卤代烃的“三角转化关系”我们就已经学完了。要求同学们对这些转化的条件、方程式要特别清楚。
知识网络如图：
以上介绍了很多醇“脱水”的反应，这些反应无一例外地是在酸性条件下进行的，这点应该特别注意。
第三节 酚
一、乙苯酚分子结构与物理性质： 注意强调羟基与苯环直接相连
物理性质：无色晶体（因被部分氧化而呈粉红色）、有特殊气味、
常温下在水中溶解度小，高于650C时与水混溶。但易溶于有机溶剂。
苯酚的官能团是羟基—OH，且与苯环直接相连，二者相互影响，因此苯酚的性质比乙醇活泼。
二、化学性质：苯酚的官能团是羟基—OH，与苯环直接相连
1·弱酸性——比H2CO3弱，不能使指示剂变色，又名石炭酸。
C6H5OHC6H5O— +H+
C6H5OH +NaOH →C6H5ONa +H2O
C6H5ONa+CO2+H2O →C6H5OH+NaHCO3（强调不能生成Na2CO3）
苯酚和乙醇均为烃的衍生物，为什么性质却不同？
分析：对比苯酚与乙醇的结构，了解不同烃基对同一官能团的不同影响。
2·取代反应—常于苯酚的定性检验和定量测定
注意：这里的溴是浓溴水，而苯的溴代反应是在催化剂存在下与液溴发生取代而生成一取代的卤代苯。这就说明了，羟基的存在使得苯环上的氢原子活化了。
3·显色反应——苯酚溶液遇FeCl3显紫色
总结：Fe3+的鉴别方法都有哪些？
第四节 醛
乙醛
1．乙醛的分子组成与结构
乙醛的分子式是，结构式是，简写为。
注意 对乙醛的结构简式，醛基要写为—CHO而不能写成—COH。
2．乙醛的物理性质
乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度小于水，沸点为。乙醛易挥发，易燃烧，能与水、乙醇、氯仿等互溶。
注意 因为乙醛易挥发，易燃烧，故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。
3．乙醛的化学性质
从结构上乙醛可以看成是甲基与醛基()相连而构成的化合物。由于醛基比较活泼，乙醛的化学性质主要由醛基决定。例如，乙醛的加成反应（碳氧双键）和氧化反应（醛基氢），都发生在醛基上。
(1)乙醛的加成反应
乙醛分子中的碳氧双键能够发生加成反应。例如，使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的镍催化剂，乙醛与氢气发生加成反应：
说明：①在有机化学反应中，常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。乙醛与氢气的加成反应就属于还原反应。
②从乙醛与氢气的加成反应也属于还原反应的实例可知，还原反应的概念的外延应当扩大了。
(2)乙醛的氧化反应
在有机化学反应中，通常把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应叫
氧化反应。乙醛易被氧化，如在一定温度和催化剂存在的条件下，乙醛能被空气中
的氧气氧化成乙酸：
注意 ①工业上就是利用这个反应制取乙酸。
②在点燃的条件下，乙醛能在空气或氧气中燃烧。乙醛完全燃烧的化学方程式为：
乙醛不仅能被氧化，还能被弱氧化剂（如银氨溶液和新制备氢氧化铜悬浊液）氧化。
银氨溶液的制备： 在洁净的试管里加入1 mL 2％的溶液，然后一边摇动试管，一边逐滴滴入2％的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止(此时得到的溶液叫做银氨溶液)。再滴入3滴乙醛，振荡后把试管放在热水中温热。
实验现象 不久可以看到，试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。
实验结论 化合态的银被还原，乙醛被氧化。
说明：
①上述实验所涉及的主要化学反应为：
由于生成的银附着在试管壁上，形成银镜，所以这个反应又叫做银镜反应。
在这个反应里，1mol的醛基氢原子对应着2mol的银。
②银镜反应常用来检验醛基的存在，工业上可利用这一反应原理，把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。
③配制银氨溶液是向稀深液中逐滴加入稀氨水，直到最初生成沉演恰好溶解为止。滴加溶液的顺序不能颠倒，否则最后得到的溶液不是银氨溶液。银镜反应的实验条件是水浴加热，不能直接加热煮沸。制备银镜时，玻璃要光滑洁净。玻璃的洗涤一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗净。
注意 ①这里所说的有机物的氧化反应、是指反应整体中某一方物质的反应。从氧化反应和还原反应的统一性上看，整个反应还是氧化还原反应，并且反应的实质也是电子的转移。
②结合乙醇的催化氧化反应和乙醛的还原反应可知，乙醇与乙醛之间能在不同条件下相互转化：
③做本实验要注意：配制银氨溶液时，应防止加入过量的氨水，而且随配随用，不可久置。
此外，另一种弱氧化剂即新制的也能使乙醛氧化。
在试管里加入10%的NaOH 的溶液2mL ,滴入2%的溶液4～6滴，振荡后加入乙醛溶液0.5mL加热到沸腾，观察现象。
实验现象 试管内有砖红色沉淀产生。
实验结论 在加热的条件下，乙醛与新制氢氧化铜发生化学反应。
说明：
①乙醛与新制氢氧化铜的反应实验中，涉及的主要化学反就是
实验中看到的沉淀是氧化亚铜，由乙醛与氢氧化铜反应的化学方程式可知，乙醛被氢氧化铜氧化。在这个反应里，1mol的醛基氢原子可以还原出1mol的Cu2O。
②实验中的必须是新制的，制取氢氧化铜，是在NaOH的溶液中滴入少量溶液，NaOH是明显过量的。
③乙醛与新制氢氧化铜的反应，可用于在实验里的检验醛基的存在，在医疗上检测尿糖。
④乙醛能被银氨溶液、新制氢氧化铜这样的弱氧化剂氧化，由此可知乙醛的还原性是很强的，易被酸性高锰酸钾溶液、溴水等氧化剂氧化，高锰酸钾、溴水因被还原而使溶液褪色。
二、醛类
1.醛的概念
分子里由烃基与醛基相边而构成的化合物叫做醛。
2.醛的分类
3.醛的通式
由于有机物分子里每有一个醛基的存在，致使碳原子上少两个氢原子。因此若烃衍变x元醛，该醛的分子式为，而饱和一元醛的通式为（n=1、2、3……）
4.醛的命名
（甲醛，又叫蚁醛），（乙醛），（丙醛）
（苯甲醛），（乙二醛）
5.醛的化学性质
由于醛分子里都含有醛基，而醛基是醛的官能团，它决这一着醛的一些特殊的性质，所以醛的主要化学性质与乙醛相似。如
(1)醛被还原成醇
(2)醛的氧化反应
①催化氧化
；
②被银氨溶液氧化
③被新制氢氧化铜氧化
；
6．醛的主要用途
由于醛基很活泼，可以发生很多反应，因此醛在有机合成中占有重要的地位。在工农业生产上和实验室中，醛被广泛用作原料和试剂；而有些醛本身就可作药物和香料。
7．甲醛简介
甲醛又叫蚁醛，是一种无色具有强烈刺激性气味的气体（唯一的气态含氧衍生物），易溶于水。质量分数在35％～40％的甲醛水溶液叫做福尔马林，具有杀菌和防腐能力，是一种良好的杀菌剂。在农业上常用质量分数为0．1％～0．5％的甲醛溶液来浸种，给种子消毒。福尔马林还用来浸制生物标本。此外，甲醛还是用于制氯霉素、香料、染料的原料。
注意
a．甲醛的分子结构：
b．甲醛有毒，在使用甲醛或与甲醛有关的物质时，要注意安全及环境保护。
c．酚醛树脂是最早生产和使用的合成树脂。由于它不易燃烧，良好的电绝缘
性等优良性能，至今还用作电木的原料。
酚醛树脂常用苯酚与甲醛反应制得：
或
第五节 羧酸 酯
物理性质。
一、乙酸
1·分子结构
2·物理性质：
无色有强烈刺激性气味的液体、易凝结成冰一样的晶体、易溶于水和乙醇
—COOH叫羧基，乙酸是由甲基和羧基组成。羧基是由羰基和羟基组成，这两个基团相互影响，结果不再是两个单独的官能团，而成为一个整体。羧基是乙酸的官能团。
2．乙酸的酸性比碳酸强还是弱？
(1) 弱酸性：
在试管中加入3mL乙醇、2mL冰醋酸，再慢慢加入40滴浓硫酸，加入少许碎瓷片；要注意小火加热。
实验中可以观察到在Na2CO3表面有果香味的无色透明油状液体生成，它是乙酸乙酯，乙酸乙酯是另一类烃的衍生物即酯类。像这种酸跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。乙酸与乙醇的酯化反应是可逆的。
(2) 酯化反应——取代反应
乙酸与乙醇反应时可能的脱水方式有几种？学生分析，写出(1)(2)。
介绍同位素原子示踪法证明反应机理，强调(2)是正确的。
根据实验，回答下列问题：
1.实验中为何要加入碎瓷片？
2·导管为何不能伸入饱和碳酸钠溶液中？
3·为何用饱和碳酸钠溶液来吸收乙酸乙酯？
注：①浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。
②反应过程:酸脱羟基、醇脱氢。
③饱和碳酸钠溶液作用：中和乙酸，溶解乙醇，便于闻乙酸乙酯的气味；降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析出。
④导气管不能伸入碳酸钠溶液中，防止加热不匀，液体倒吸。
二、酯
1·定义：羧酸和醇反应，脱水后生成的一类物质叫酯
2·通式：RCOOR/
根据乙酸与乙醇的反应现象，可以推断出酯的物理性质。
3·物理性质：低级酯有芳香气味、密度比水小、难溶于水。
酯化反应是可逆反应，请看下面实验。
4·水解反应：强调断键位置和反应条件。
RCOOR/ + NaOH→ RCOONa + R/OH
加碱为什么水解程度大？——中和酸，平衡右移。
像乙酸一样，分子由烃基和羧基相连构成的有机物还很多，统称为羧酸，看课本P176 二、羧酸，了解羧酸的分类、性质和用途。
三、羧酸
1·定义
2· 按羧基数目分：一元酸(如乙酸)、二元酸(如乙二酸又叫
草酸HOOC-COOH)和多元酸
分 按烃基类别分：脂肪酸(如乙酸)、芳香酸(苯甲酸C6H5OH)
按含C多少分： 低级脂肪酸（如丙酸）、
类 高级脂肪酸（如硬脂酸C17H35COOH、
软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH）
3·饱和一元酸：烷基+一个羧基
(1)通式：CnH2n+1COOH 或CnH2nO2、R—COOH
(2) 性质：弱酸性、能发生酯化反应。
酯的水解反应、羧酸的分类和主要性质。
第六节 糖
一、糖类的组成和分类：
1·组成：也称碳水化合物如何理解？是不是碳与水组成化合物？
2·通式：Cn(HO)m
糖类　符合通式的不一定是糖类　如：、
　　　　　　　　 不符合通式的可能是糖类　如：
3·分类：按照水解的发生情况及结构特点分为：单糖（不能水解的糖）、低聚糖和多糖
二、葡萄糖：
1·物理性质：
白色晶体，有甜味，能溶于水
通过实验进行分析，葡萄糖分子里含有醛基，已知1mol葡萄糖与银氨液反应能生成2molAg.又知1mol葡萄糖可以和5mol乙酸发生酯化反应，由此推知，一分子葡萄糖里含有5个-OH，请同学们推断一下葡萄糖分子结构。
2·组成和结构：（联系生物学写出分子式，结合性质写出结构式）
结构简式：CH2OH(CHOH)4CHO
※3·化学性质： 回忆乙醛性质，写出葡萄糖与银氨溶液以及新制的
Cu(OH)2反应方程式。
(1)还原反应：
+H→H
（2）氧化反应：
（3）可燃性：
（s）+6O(g)→6CO(g)+6H2O(l) +2840KJ
4、用途：由性质用途
葡萄糖是多羟基的醛，性质似醇和似醛。
三、蔗糖和麦牙糖
1·蔗糖：
冰糖、白砂糖样品
分子式：C12H22O11
物理性质：无色晶体，溶于水，有甜味
化学性质：无醛基，无还原性，但水解产物有还原性。
（1） 蔗糖分子结构中不含有醛基，无还原性,是一种非还原性糖.故
不发生银镜反应,也不和新制氢氧化铜反应。
（2） 水解反应： 在硫酸催化作用下,蔗糖水解生成一分子葡萄糖和
一分子果糖:
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
2·麦芽糖:
物理性质: 白色晶体, 易溶于水,有甜味(不及蔗糖).
分子式: C12H22O11(与蔗糖同分异构)
化学性质:
（1）有还原性: 能发生银镜反应(分子中含有醛基),是还原性糖.
（2）水解反应: 产物为葡萄糖一种.
C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6
(麦芽糖) (葡萄糖)
四、食品添加剂 阅读课本P188
蔗糖：是非还原性糖
麦芽糖: 是还原性糖
一、淀粉
1·化学式：(C6H10O5)n
2·物理性质:白色、无气味、无味道、粉末状
3·化学性质：
（1）淀粉遇碘变蓝色
（2）水解反应：
（C6H10O5）n +n H2O n C6H12O6
淀粉 葡萄糖
A·如何证明淀粉没有水解？〖新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液〗
B·如何证明淀粉正在水解？〖碘水和新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液〗
C·如何证明淀粉已完全水解？〖碘水〗
4·用途：是人体的重要能源，工业原料，制葡萄糖和酒精。
淀粉麦芽糖葡萄糖乙醇
C6H12O62C2H5OH +2CO2
二、纤维素
1·分子
结构：
2·物理性质:
白色、无气味、无味道、纤维状、难溶于水和一般有机溶剂
3·化学性质：
（1）水解反应：
（C6H10O5）n +n H2O n C6H12O6
纤维素 葡萄糖
※（2）似醇：与混酸发生酯化反应，生成硝酸酯
第七节 油脂 蛋白质
一、油脂的结构和分类：
分类：R1、R2、R3相同时，为单甘油脂，
R1、R2、R3不同时，为混甘油脂，
天然油脂多为混甘油脂。
二、油脂的性质
1·物理性质：
ρ＜ρ水，粘度大，不溶于水，易溶于有机溶剂，是较好的溶剂。
高级脂肪酸中既有饱和的，又有不饱和的，因此，许多油脂兼有烯烃和酯类的一些化学性质，可以发生加成反应和水解反应 。
2·化学性质
（1）油脂的氢化——油脂的硬化
用途：硬化油性质稳定，不易变质，便于运输。
（2）油脂的水解
①酸性水解
应用：制高级脂肪酸和甘油
②碱性水解——皂化反应
应用：制肥皂和甘油
肥皂是怎样去污的呢？阅读课本P196三、了解肥皂的制取和去污原理
以及合成洗涤剂的优缺点。
三、肥皂和洗涤剂
1·肥皂的制取
2·去污原理
亲水基：极性的-COONa或-COO-- ， 可以溶于水，伸在油污外
憎水基：非极性的烃基-R，不溶于水，具有亲油性，插入油污内
3·合成洗涤剂
优点：能在硬水中使用，去污能力强，原料便宜
缺点：引起水体污染
蛋白质
蛋白质是组成细胞的基础物质，生物的一切生命活动都与蛋白质有关，因此，研究蛋白质的组成和性质是相当重要的。下面我们来做几个实验，看一看蛋白质有哪些性质？
一、蛋白质的组成
含C、H、O、N、S等元素，能水解最终生成氨基酸（天然蛋白质水解最终生成物全是α-氨基酸），故氨基酸是蛋白质的基石。
二、蛋白质的性质：有的可溶于水，有的难溶。
1·盐析——是可逆过程，用来分离、提纯蛋白质。
2·变性——不可逆，蛋白质失去可溶性和生理活性。
条件：①加热②紫外线、X射线③加酸、加碱、加重金属盐④一些有机物：如乙醇、甲醛、苯甲酸等
3·颜色反应：带有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄。
4·灼烧：产生烧焦羽毛的气味。
三、蛋白质的用途：
1·组成生物的基础物质，人类必需的营养物质。
2·工业原料：
动物的毛、蚕丝——纺织原料
动物的皮——皮草
动物的骨、皮和蹄——熬制动物胶（如白明胶）
牛奶中——酪素——酪素塑料
※四、酶：是一类特殊的蛋白质，有催化作用
催化特点：
1·条件温和，不需加热
2·具有高度的专一性
3·具有高效催化作用
Br
FeBr3
50～60℃
70～80℃
-SO3H
O2N
NO2
CH3
CH2—CH2 + NaOH CH2=CH2↑ + NaBr + H2O
H Br
乙醇
CH3—CH2Br CH2=CH2↑ + HBr
NaOH、乙醇
浓H2SO4
1700C
→
点燃
催化剂
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