高二化学必修二核心知识点速记指南

进入高二阶段，学生们将面临显著提升的学习压力，因此日常积累的重要性愈发凸显。下面，我们将系统梳理高二化学必修二的核心知识点，帮助同学们更高效地学习和掌握。

### 一、最简单的有机化合物——甲烷

甲烷（CH₄）是最基础的烷烃，其化学性质主要包括：

1. **氧化反应**：
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)
完全燃烧生成二氧化碳和水。

2. **取代反应**：
CH₄ + Cl₂(g) → CH₃Cl + HCl
在光照条件下与氯气发生取代反应，生成氯甲烷和氯化氢。

**烷烃的通式**： CnH₂n+₂
– 当n≤4时，烷烃为气体（甲烷至丁烷）。
– 所有碳原子数在4以下的烃都难溶于水，且密度比水轻。
– 碳原子数超过4的烷烃为液体或固体，依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸等名称表示。

**同系物**： 结构相似，分子组成上相差一个或多个CH₂原子团的有机物互为同系物。
**同分异构体**： 具有相同分子式但结构不同的化合物。
**同素异形体**： 同种元素形成的不同单质。
**同位素**： 质子数相同但中子数不同的同一元素原子。

### 二、来自石油和煤的重要化工原料

#### 乙烯（C₂H₄）

乙烯是重要的烯烃，其化学性质显著区别于烷烃：

1. **不饱和键特性**： 含有碳碳双键（C=C），能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。
2. **氧化反应**：
2C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
完全燃烧生成二氧化碳和水。
3. **加成反应**：
CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br-CH₂Br
双键断裂后与溴原子结合，生成1,2-二溴乙烷。
4. **加聚反应**：
nCH₂=CH₂ → [CH₂-CH₂]n
乙烯分子通过加聚反应形成聚乙烯，是常见的高分子化合物，但难以降解，可能造成白色污染。
5. **应用**： 乙烯是石油化工的重要原料，也用作植物生长调节剂和果实催熟剂。其产量常被用作衡量国家石油化工发展水平的指标。

#### 苯（C₆H₆）

苯是典型的芳香烃，具有独特的环状结构：

1. **物理性质**： 无色、有特殊气味的液体，有毒，不溶于水，但可作为良好的有机溶剂。
2. **结构特点**： 苯环中的碳碳键介于单键和双键之间，具有特殊的稳定性。
3. **氧化反应**：
2C₆H₆ + 15O₂ → 12CO₂ + 6H₂O
完全燃烧生成二氧化碳和水。
4. **取代反应**：
– **溴代反应**： C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr
苯环上的氢原子被溴取代。
– **硝化反应**： C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O
苯环上的氢原子被硝基取代。
5. **加成反应**：
C₆H₆ + 3H₂ → C₆H₁₂
苯与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成环己烷。

### 三、生活中常见的有机物

#### 乙醇（C₂H₅OH）

乙醇是常见的醇类，具有以下特性：

1. **物理性质**： 无色、透明、具有特殊香味的液体，密度小于水，沸点低于水，易挥发。
2. **溶解性**： 良好的有机溶剂，能与多种有机物和无机物互溶，且与水以任意比例混溶。
3. **官能团**： 羟基（-OH），是乙醇的特征官能团。
4. **化学反应**：
– **与金属钠反应**：
2CH₃CH₂OH + 2Na → 2CH₃CH₂ONa + H₂↑
乙醇中的羟基氢被钠取代，生成乙醇钠和氢气。
– **氧化反应**：
– 完全氧化：CH₃CH₂OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
– 不完全氧化（催化氧化）：2CH₃CH₂OH + O₂ → 2CH₃CHO + 2H₂O（铜作催化剂）
生成乙醛。
5. **酯化反应**：
CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O
醋酸与乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水。

#### 乙酸（CH₃COOH）

乙酸是常见的羧酸，具有以下特性：

1. **官能团**： 羧基（-COOH），是乙酸的特征官能团。
2. **物理性质**： 无水乙酸又称冰乙酸或冰醋酸，具有刺激性气味，熔点为16.6℃，常温下为液体。
3. **酸性**： 弱酸性，但比碳酸强，能与碱发生中和反应。
4. **化学反应**：
– **与氢氧化钠反应**： CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
– **与碳酸钙反应**： 2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂↑
– **酯化反应**： 与乙醇等醇类发生酯化反应生成酯和水。

### 四、基本营养物质

#### 糖类

糖类是绿色植物光合作用的产物，是动植物所需能量的重要来源，又称碳水化合物：

1. **单糖**：
– 葡萄糖（C₆H₁₂O₆）：多羟基醛，结构为 CH₂OH-(CHOH)₄-CHO。
– 果糖（C₆H₁₂O₆）：多羟基酮，结构为 CH₂OH-CO-CHOH-(CHOH)₃-CH₂OH。
2. **双糖**：
– 蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁）：无醛基，水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖。
– 麦芽糖（C₁₂H₂₂O₁₁）：有醛基，水解生成两分子葡萄糖。
3. **多糖**：
– 淀粉（(C₆H₁₀O₅)n）：无醛基，遇碘变蓝，水解最终产物为葡萄糖。
– 纤维素（(C₆H₁₀O₅)n）：无醛基，人体无法消化吸收。

#### 油脂

油脂是重要的能量来源，其特性如下：

1. **物理性质**： 比水轻（密度介于0.8-0.9 g/cm³之间），不溶于水。
2. **分类**：
– 植物油：碳链较长，多为不饱和脂肪酸甘油酯，液态。
– 脂肪：碳链较短，多为饱和脂肪酸甘油酯，固态。
3. **化学反应**：
– 水解产物：高级脂肪酸和甘油（丙三醇）。
– 皂化反应：油脂在碱性条件下水解生成肥皂（高级脂肪酸钠）和甘油。

#### 蛋白质

蛋白质是由多种氨基酸通过脱水缩合形成的天然高分子化合物：

1. **结构**： 氨基酸通过肽键连接形成长链。
2. **水解产物**： 氨基酸。
3. **必需氨基酸**： 人体无法合成，必须从食物中获取，共8种。
4. **性质**：
– 盐析：通过加入盐溶液使蛋白质沉淀，可用于提纯。
– 变性：加热、强酸碱、重金属盐等使蛋白质失去生理活性。
– 显色反应：与浓硝酸反应呈黄色（黄色反应）。
– 灼烧：产生焦羽毛味。
5. **误服重金属盐处理**： 服用富含蛋白质的牛奶或豆浆可解毒。
6. **主要用途**： 组成细胞的基础物质、人类营养物质、工业应用（如酶）、生物催化剂。

### 五、原子结构与元素周期表

#### 原子结构

1. **原子构成**：
– 原子核：由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
– 核外电子：带负电，绕原子核运动。
2. **质量数与原子序数**：
– 质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）。
– 原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数。
3. **前20号元素**： 熟记前20号元素的名称、符号、原子序数及核外电子排布。

#### 核外电子排布规律

1. 电子优先排布在能量最低的电子层。
2. 各电子层最多容纳的电子数为 2n²。
3. 最外层电子数不超过8个（K层为2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。
4. 电子层符号：K（第一层）、L（第二层）、M（第三层）、N（第四层）、O（第五层）、P（第六层）、Q（第七层）。

#### 元素、核素与同位素

1. **元素**： 具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
2. **核素**： 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。
3. **同位素**： 质子数相同但中子数不同的同一元素的不同原子。

#### 元素周期表

1. **编排原则**：
– 按原子序数递增顺序从左到右排列。
– 将电子层数相同的元素排成横行（周期序数等于电子层数）。
– 将最外层电子数相同的元素按电子层数递增顺序排成纵行（主族序数等于最外层电子数）。
2. **结构特点**：
– 周期表共7个周期，18个纵行。
– 主族：ⅠA～ⅦA，共7个主族。
– 副族：ⅢB～ⅦB、ⅠB～ⅡB，共7个副族。
– 第Ⅷ族：3个纵行，位于ⅦB和ⅠB之间。
– 零族：稀有气体（He）。

### 六、各类有机物的通式与主要化学性质

#### 烷烃（CnH₂n+₂）

– **结构**： 仅含碳碳单键（C-C）和碳氢键（C-H）。
– **性质**：
– 难溶于水，密度比水小。
– 发生取代反应（如卤代）、热分解。
– 不与高锰酸钾、溴水、强酸强碱反应。

#### 烯烃（CnH₂n）

– **结构**： 含碳碳双键（C=C）。
– **性质**：
– 发生加成反应（如与卤素、氢气反应）。
– 发生氧化反应（如被高锰酸钾氧化）。
– 发生聚合反应（如乙烯聚合成聚乙烯）。

#### 炔烃（CnH₂n-₂）

– **结构**： 含碳碳叁键（C≡C）。
– **性质**：
– 发生加成反应（如与卤素、氢气反应）。
– 发生氧化反应（如被高锰酸钾氧化）。
– 发生聚合反应。

#### 苯（C₆H₆）

– **结构**： 芳香环，含介于单键和双键之间的特殊键。
– **性质**：
– 发生取代反应（如溴代、硝化）。
– 发生加成反应（如与氢气加成）。
– 苯的同系物（如甲苯）可被高锰酸钾氧化。

#### 卤代烃（CnH₂n+1X）

– **通式**： CnH₂n+1X（X为卤素）。
– **性质**：
– 发生水解反应（如卤化钠水解）。
– 发生消去反应（如醇溶液消去）。

#### 醇（CnH₂n+1OH）

– **通式**： CnH₂n+1OH。
– **官能团**： 羟基（-OH）。
– **性质**：
– 与金属钠反应生成氢气。
– 发生消去反应（需羟基邻位碳原子有氢）。
– 发生氧化反应（如催化氧化生成醛或酮）。
– 发生酯化反应（与羧酸反应生成酯）。
– 发生取代反应（与氢卤酸反应生成卤代烃）。
– 分子间可发生取代反应生成醚。

#### 苯酚（C₆H₅OH）

– **结构**： 苯环上连有羟基。
– **性质**：
– 遇FeCl₃溶液显紫色。
– 发生取代反应（如溴代）。
– 发生氧化反应（如被高锰酸钾氧化）。

#### 醛（CnH₂nO）

– **通式**： CnH₂nO。
– **官能团**： 醛基（-CHO）。
– **性质**：
– 发生银镜反应（与新制氢氧化铜悬浊液反应）。
– 发生氧化反应（如被高锰酸钾氧化）。
– 发生加成反应（如与氢气加成生成醇）。

#### 羧酸（CnH₂nO₂）

– **通式**： CnH₂nO₂。
– **官能团**： 羧基（-COOH）。
– **性质**：
– 显酸性（能与碱反应）。
– 发生酯化反应（与醇反应生成酯）。
– 发生氧化反应（如燃烧生成二氧化碳和水）。

#### 酯（CnH₂nO₂）

– **通式**： CnH₂nO₂。
– **性质**：
– 发生水解反应（如油脂水解）。
– 具有特殊香味。

### 七、有机物的重要反应类型

1. **取代反应**：
– 卤代、硝化、水解、酯化等。
2. **加成反应**：
– 烯烃、炔烃、苯及其同系物与氢气、卤素等的加成。
3. **氧化反应**：
– 醇氧化生成醛或酮，醛氧化生成羧酸，烯烃、炔烃、苯同系物被高锰酸钾氧化。
4. **聚合反应**：
– 烯烃、炔烃等通过加聚反应生成高分子化合物。
5. **消去反应**：
– 醇在酸性或碱性条件下脱去小分子生成双键或叁键。

### 八、有机物的鉴别与推断

1. **能使溴水褪色的物质**：
– 烯烃、炔烃（加成反应）。
– 苯酚（取代反应）。
– 醛（氧化反应）。
– 有机溶剂（萃取）。
– 强还原剂（如SO₂、KI、FeSO₄等）。
2. **能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质**：
– 含碳碳双键、叁键的烃和衍生物。
– 苯的同系物。
– 含羟基的化合物（如醇、酚）。
– 含醛基的化合物。
– 具有还原性的无机物（如SO₂、FeSO₄、KI、HCl、H₂O₂等）。
3. **能与Na反应的有机物**：
– 醇、酚、羧酸（含羟基）。
4. **能与NaOH溶液反应的有机物**：
– 酚（酸碱性）。
– 羧酸（酸碱性）。
– 卤代烃（水解或消去）。
– 酯（水解）。
– 蛋白质（水解）。
5. **能发生银镜反应的物质**：
– 醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。
6. **能发生水解反应的物质**：
– 卤代烃、酯（油脂）、二糖、多糖、蛋白质（肽）、盐。

### 九、有机实验中的特殊条件

1. **需水浴加热的反应**：
– 银镜反应。
– 乙酸乙酯水解。
– 苯的硝化。
– 糖的水解。
– 酚醛树脂的制取。
– 固体溶解度测定。
– 优点：温度平稳，避免剧烈波动。
2. **需用温度计的实验**：
– 实验室制乙烯（170℃）。
– 蒸馏。
– 固体溶解度测定。
– 乙酸乙酯水解（70-80℃）。
– 中和热测定。
– 制硝基苯（50-60℃）。
– 注意：需准确控制温度，温度计水银球位置需正确。
3. **密度与水比较**：
– 密度比水大的液体：溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。
– 密度比水小的液体：烃、多数酯、一氯烷烃等。

### 十、有机物的分类与性质总结

1. **常温下为气体的有机物**：
– 碳原子数≤4的烃（新戊烷除外）。
– 一氯甲烷。
– 甲醛。
2. **不溶于水的有机物**：
– 烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素。
3. **显酸性的有机物**：
– 含酚羟基和羧基的化合物。
4. **能使蛋白质变性的物质**：
– 强酸、强碱、重金属盐、甲醛、苯酚、强氧化剂、浓酒精、双氧水、碘酒、三氯乙酸等。
5. **既能与酸又能与碱反应的有机物**：
– 具有酸碱双官能团的化合物（如氨基酸、蛋白质）。
6. **能被氧化的物质**：
– 含碳碳双键或叁键的不饱和化合物。
– 苯的同系物。
– 醇、醛、酚。

### 结语

高二化学必修二的知识体系较为庞大，但只要掌握好各类有机物的结构、性质和反应规律，结合实验条件进行理解，就能更好地应对学习和考试。希望以上整理能帮助同学们更系统、高效地掌握相关知识点，为未来的化学学习打下坚实基础。