高中化学推断题知识点总结
一. 基于元素周期表的推断
1. 元素的基本知识
解答这一类问题时,我们应该掌握一些有关元素的基本的特征性的常识。下面对标有红色字体的元素(单质)的基本特征性知识做一个总结。
1号元素 氢:原子半径最小,同位素没有中子,密度最小的气体。
6号元素 碳:形成化合物最多的元素,单质有三种常见的同素异形体(金刚石、石墨、富勒烯)。
7号元素 氮:空气中含量最多的气体(78%),单质有惰性,化合时价态很多,化肥中的重要元素。
8号元素氧:地壳中含量最多的元素,空气中含量第二多的气体(21%)。生物体中含量最多的元素,与生命活动关系密切的元素,有两种气态的同素异形体。
9号元素 氟:除H外原子半径最小,无正价,不存在含氧酸,氧化性最强的单质。
11号元素 钠:短周期元素中原子半径最大,焰色反应为黄色。
12号元素 镁:烟火、照明弹中的成分,植物叶绿素中的元素。
13号元素铝:地壳中含量第三多的元素、含量最多的金属,两性的单质(既能与酸又能与碱反应),常温下遇强酸会钝化。
14号元素 硅:地壳中含量第二多的元素,半导体工业的支柱。
15号元素磷:有两种常见的同素异形体(白磷、红磷),制造火柴的原料(红磷)、化肥中的重要元素。 16号元素 硫:单质为淡黄色固体,能在火山口发现,制造黑火药的原料。
17号元素 氯:单质为黄绿色气体,海水中含量最多的元素,氯碱工业的产物之一。
19号元素 钾:焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察),化肥中的重要元素。
20号元素 钙:人体内含量最多的矿质元素,骨骼和牙齿中的主要矿质元素。
2. 由基本元素的基本延伸——基本元素间形成的化合物
(1)等电子情况 请熟记下面的两类特殊的等电子粒子
①常见的10电子粒子
简单原子或离子:Na+ 、Mg2+ 、Al3+、F- 分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne
复杂离子:NH2- NH4+ H3O+ OH-
②常见的18电子粒子
简单原子或离子:Ar、K+、Ca2+、Cl-、S2- 分子(氢化物):HCl、H2S、PH3、SH4
分子(9+9型):F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、CH3NH2、CH3F、NH2OH
复杂离子:HS-
注:所谓“9+9型”分子,实际上都是几个9电子的官能团(—OH、—NH2、—CH3、—F)的两两的组合。
(2)二元化合物的数据特征 在元素推断题中,元素构成化合物时的一些“数据特征”也是命题人十分青睐的命题信息。下面对一些常见的二元化合物的“数据特征”作一些总结
①多种比例的情况:最常见的是两种原子以1:1和1:2(或2:1)的组成形成化合物的情况,此时首先应考虑H2O2和H2O或Na2O2和Na2O,此外还应注意CO和CO2、NO和NO2,再延伸到过渡金属可想到FeS和FeS2、CuO和Cu2O,甚至有机物中的C2H2和C2H4。
②XY2型化合物的可能情况:IIA族与VIIA族化合物:BeF2、BeCl2、MgF2、MgCl2、CaF2、CaCl2等 氧化物与硫化物:CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2等
③XY3型化合物的可能情况:氢化物和卤化物:BF3、BCl3、AlF3、AlCl3、PCl3、NH3、PH3 氧化物:SO3 氮化物:LiN3、NaN3
④其它情况:由于篇幅有限,X2Y、X3Y型化合物的情况就留给读者自己归纳了。此外,一定要注意题目的要求是“XY2”还是“X与Y以1:2组成”,如是后者,除了考虑到2:4的组成外,往往要还要考虑有机物(如1:2组成的烯烃)。
(3)常考到的多元化合物 元素推断题中,常会对三种以上的基本元素组成的化合物的性质进行考察。下面对1~20号元素间可形成的化合物进行一些总结
1
一、有机物结构与性质梳理
1、物理性质
(1)、状态
固态——饱和高级脂肪酸、脂肪、TNT、萘、蒽、葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、醋酸(16.6℃以下)、针状的TNT;
气态——C4以下烷、烯、炔、甲醛、一氯甲烷
液态—— 油状——硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸
粘稠状——石油、乙二醇、丙三醇
(2)、气味
无味——甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);
稍有气味——乙烯
特殊气味——苯及同系物、萘、石油、苯酚
刺激性——甲醛、甲酸、乙酸、乙醛
甜味——乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖
香味——乙醇、低级酯
苦杏仁味——硝基苯
(3)、颜色
白色——葡萄糖、多糖
淡黄色——TNT、不纯的硝基苯
黑色或深棕色——石油
(4)、密度
比水轻的——苯及其同系物、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油
比水重的——硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烃、碘代烃、二硫化碳
(5)、挥发性
乙醇、乙酸、乙醛
(6)、升华性
萘、蒽
(7)、水溶性
不溶:高级脂肪酸、酯、硝基苯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、萘、蒽、石油、卤代烃、TNT
微溶:苯酚、乙炔、苯甲酸
易溶:甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸
与水混溶:乙醇、苯酚(70℃以上)、乙醛、甲酸、丙三醇
通式:
①符合CnH2n+2为烷烃,符合CnH2n为烯烃,符合CnH2n-2为炔烃,符合CnH2n-6为苯的同系物,符合CnH2n+2O为醇或醚,符合CnH2nO为醛或酮,符合CnH2nO2为一元饱和脂肪酸或其与一元饱和醇生成的酯。
②C:H=1:1的有机物有:乙炔、苯、苯酚、苯乙烯、立方烷
③C:H=1:2的有机物有烯烃、环烷烃、饱和一元醛、饱和一元酸、普通酯、葡萄糖等 ④C:H=1:4的有机物有CH4、CH3OH、CO(NH2)2
3、结构
①具有4原子共线的可能含碳碳叁键。 ②具有4原子共面的可能含醛基。 ③具有6原子共面的可能含碳碳双键。 ④具有12原子共面的应含有苯环。
4.不饱和度的推算:一个双键或一个环,不饱和度均为1;一个叁键不饱和度为2;一个苯
环,可看作是一个环加三个叁键,不饱和度为4;不饱和度为1,与相同碳原子数的有机物相比,少两个H,不饱和度为2,少四个H,依此类推。
5、有机反应条件
①NaOH醇溶液并加热:卤代烃的消去反应。
②NaOH水溶液并加热:卤代烃或酯的水解反应。
③浓H2SO4并加热:醇脱水生成醚或不饱化合物;醇与酸的酯化反应;纤维素水解。 ④稀酸并加热:酯或淀粉的水解反应。
⑤催化剂并有氧气:醇氧化为醛或醛氧化为酸。
⑥催化剂并有氢气:碳碳双键 、碳碳叁键、苯环或醛基的加成反应。
⑦催化剂并有X2:苯环上的H原子直接被取代;光照并有X2:X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应。
6.有特殊性的有机物归纳:
1 醇羟基:跟钠发生置换反应、可能脱水成烯、可能氧化成醛或酮、酯化反应
2 酚羟基:弱酸性、易被氧气氧化成粉红色物质、显色反应、与浓溴水发生取代反应 3 醛基:可被还原或加成(与H2反应生成醇)、可被氧化(银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液、能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色)
4 羧基:具有酸的通性、能发生酯化反应
5 碳碳双键和碳碳叁键:能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色、能发生加成和加聚反应 6 酯基:能发生水解反应
7、重要的有机反应规律:
① 双键的加成和加聚:双键致意断裂,加上其它原子或原子团或断开键相互连成链。 ② 醇或卤代烃的消去反应:总是消去与羟基或卤原子所在碳原子相邻的碳原子上的氢原子上,若没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子【如(CH3)3CCH2OH】的醇不能发生反应。
③ 醇的催化反应:和羟基相连的碳原子上若有二个或三个氢原子,被氧化成醛;若有一个氢原子被氧化成酮;若没有氢原子,一般不会被氧化。
④ 酯的生成和水解及肽键的生成和水解:
R1—CO—OH+18O—R2 =R1—CO—18O—R2+H2O;
R1—CH(NH2)—CO—18OH+H—NH—CH(R2)COOH=R1—CH(NH2)—CO—NH—CH(R2)COOH+H2(18)O(虚线为断键处)
⑤ 有机物成环反应:a二元醇脱水,b羟基的分子内或分子间的酯化,c氨基的脱水。(d二元羟基酸脱水)
8.有机反应现象归类
①能发生银镜反应或新制的Cu(OH)2悬浊液反应的:醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖
②与钠反应产生H2的:醇、酚、羧酸
③与NaOH等强碱反应的:酚、羧酸、酯、卤代烃
④与NaHCO3溶液反应产生气体的有机物:羧酸
⑤能氧化成醛或羧酸的醇必有—CH2OH结构,能氧化成酮的醇必有—CHOH结构 ⑥能使溴水因反应而褪色的:烯烃、炔烃、苯酚、醛及含醛基的物质
⑦能使酸性KMnO4溶液褪色的:烯烃、炔烃、苯的同系物、苯酚、醛及含醛基的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等
⑧能发生显色反应的:苯酚与FeCl3、蛋白质与浓硝酸
⑨能发生水解反应的有机物:卤代烃、酯、糖或蛋白质
⑩含氢量最高的有机物;一定质量的有机物燃烧,消耗量最大的是:CH4
⑾完全燃烧时生成等物质的量的CO2和H2O的是:环烷烃、饱和一元醛、酸、酯(通式符号CnH2nOx的物质,X=0,1,2,……)
二、有机合成的常规方法
1.引入官能团:
①引入-X的方法:烯、炔的加成,烷、苯及其同系物、醇的取代
②引入-OH的方法:烯加水,醛、酮加氢,醛的氧化、酯的水解、卤代烃的水解、糖分解为乙醇和CO2
③引入C=C的方法:醇、卤代烃的消去,炔的不完全加成,*醇氧化引入C=O
2.消除官能团
①消除双键方法:加成反应
②消除羟基方法:消去、氧化、酯化
③消除醛基方法:还原和氧化
3.增长碳链:酯化,炔、烯加HCN,聚合等
4.缩短碳链:酯水解、裂化或裂解、烯催化氧化、脱羧
5、有机合成中的成环反应规律
a、有机成环方式一种是通过加成、聚合反应来实现的,另一种是至少含有两个相同或不同官能团的有机分子,如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。 b 成环反应生成的环上应至少含有3个原子,其中以形五员环或六员环比较稳定。
类型: <1> 加成成环
如:CH2=CHCH= CH2+CH2=CH2→
<2> 醇分子间脱水成环
CH2(OH) CH2OH→ +2H2O
<3> 醇分子内脱水成环
如:HOCH2CH2CH2CH2OH→ + H2O
<4> 醇与酸酯化成环(氨基和羧基同):
如:
HOCH2CH2OH+HOOCCOOH→+2H2O
又如: HOCH2CH2CH2CH2COOH→+H2O
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