⑴ 有机化学实验报告——烃和卤代烃的性质
卤代烃主要考虑两个性质的反应:取代(水解)和消去。
取代,主要是在NaOH中由羟基OH取代卤素原子X 1:1进行。
消去,分两种:一种是在 NaOH/醇,消去X和贝塔H,没有贝塔H不能发生消去。选定主链以后,就要进行主链的位次编号,也就是确定取代基的位次,主链从一端向另一端编号,号数用1,2,3┉ 等表示,读成1位,2位,3位等。
(1)芳香烃和卤代烃的性质的实验装置图扩展阅读:
如果含有几个相同的取代基时,把它们合并起来,取代基的数目用一、二、三┉等来表示,写在取代基的前面;如果含有几个不同的取代基时,就把小的取代基名称写在前面。
大的写在后面(烷基的大小顺序是:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异戊基、异丁基、异丙基),其位次必须逐个注明,位次的数字之间要用“,”隔开。
对简单的烷烃从距离支链最近的一端开始编号,位次和取代基名词之间要用“—”半字线连接起来。在有几种编号的可能时,应当选定使取代基的位次为最小。
⑵ 芳香烃的物理性质
芳香烃不溶于水,但溶于有机溶剂,如乙醚、四氯化碳、石油醚等非极性溶剂。一般芳香烃均比水轻;沸点随相对分子质量升高而升高;熔点除与相对分子质量有关外,还与其结构有关,通常对位异构体由于分子对称,熔点较高。一些常见芳香烃的物理性质列于下表中: 一些常见的芳香烃的名称及物理性质化合物 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度 苯 5.5 80 0.879 甲苯 -95 111 0.866 邻二甲苯 -25 144 0.881 间二甲苯 -48 139 0.864 对二甲苯 13 138 0.861 六甲基苯 165 264 —— 乙苯 -95 136 0.866 9 正丙苯 -99 159 0.862 1 异丙苯 -96 152 0.864 联苯 70 255 1.041 二苯甲烷 26 263 1.3421(d10) 三苯甲烷 93 360 1.014(d90) 苯乙烯 -31 145 0.907 4 苯乙炔 -45 142 0.9295 萘 80 218 1.162 四氢化萘 -30 208 0.971 蒽 2.7 354 1.147 菲 101 340 1.179(d25)
⑶ 卤代烃是什么,芳香烃是什么,两者有何区别
卤代烃,
化学性质主要有2点
1,
在naoh水溶液中,
卤代烃发生水解反应,生成醇、
2.
naoh,醇溶液,卤代烃发生消去反应,生成不饱和烃。
芳香烃。。。主要是苯及其同系物
1
与卤素在催化剂存在下发生取代反应,生成卤代物
2.与硝酸反应,生成硝基化合物
3.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可以
⑷ 什么是芳香烃化合物的性质和应用
芳香烃(Aromatics)简称“芳烃”,通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。芳香烃是闭链类的一种,具有苯环基本结构。历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道,所以称这些烃类物质为芳香烃,后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法,例如苯、萘等。苯的同系物的通式是(n≥7)。
芳香烃不溶于水,溶于有机溶剂。芳香烃一般比水轻,沸点随分子量的增加而升高。芳香烃易起取代反应,在一定条件下也能起加成反应。如苯跟氯气在铁催化剂条件下生成氯苯和氯化氢,在光照下则发生加成反应生成六氯化苯()。芳香烃主要用于制药、染料等工业。
根据结构的不同,芳香烃可分为3类:①单环芳香烃,如苯的同系物;②稠环芳香烃,如萘、蒽、菲等;③多环芳香烃,如联苯、三苯甲烷。
芳香烃主要来源于煤、石油和焦油。芳香烃在有机化学工业里是最基本的原料。现代用的药物、炸药、染料,绝大多数是由芳香烃合成的。燃料、塑料、橡胶及糖精也用芳香烃为原料。其中的糖精,为白色结晶性粉末,其难溶于水,而其钠盐易溶于水,对热稳定,其甜度为蔗糖的300~500 倍,不含热量,吃起来会有轻微的苦味和金属味残留在舌头上,是最古老的甜味剂。糖精于1878年被美国科学家发现,很快就被食品工业界和消费者接受。糖精不被人体代谢吸收,在各种食品生产过程中都很稳定。缺点是风味差,有后苦,这使其应用受到一定限制。急性毒性 (兔) 为 5000~8000毫克/千克BW (口服 );每日摄取安全容许量 (ADI)为 0~2.5毫克/千克BW。有一些研究结果显示,其曾在动物实验中发现有导致膀胱癌的可能性,但在人体试验上并未发现有不良影响。糖精很多年来都是世界上惟一大量生产与使用的合成甜味剂,尤其是在第二次世界大战期间,糖精在世界各国的使用明显增加。 制造糖精的原料主要有甲苯、氯磺酸、邻甲苯胺等,均为石油化工产品。甲苯易挥发和燃烧,甚至引起爆炸,大量摄入人体后会引起急性中毒,对人体健康危害较大;氯磺酸极易吸水分解产生氯化氢气体,对人体有害,并易爆炸;糖精生产过程中产生的中间体物质对人体健康也有危害。糖精在生产过程中还会严重污染环境。此外,目前从部分中小糖精厂私自流入广大中小城镇、农村市场的糖精,还因为工艺粗糙、工序不完全等原因而含有重金属、氨化合物、砷等杂物。它们在人体中长期存留、积累,不同程度地影响着人体的健康。
芳香族化合物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。下面介绍一下各种芳香族化合物的化学性质及其在工业、医药等方面的用途。
多环芳香烃的简介
烟熏食品
多环芳香烃,分子中含有2个或2个以上苯环结构的化合物,是最早被认识的化学致癌物。早在1775年英国外科医生Pott就提出,打扫烟囱的童工,成年后多发阴囊癌,其原因就是燃煤烟尘颗粒穿过衣服擦入阴囊皮肤所致——实际上就是煤烟中的多环芳香烃所致。多环芳香烃也是最早在动物实验中获得成功的化学致癌物。1915年日本学者Yamagiwa 和Ichikawa,用煤焦油中的多环芳香烃使动物致癌。在20世纪50年代以前,多环芳香烃曾被认为是最主要的致癌因素,50年代后,被认为是各种不同类型的致癌物中之一。 但总的来说,它在致癌物中仍然有很重要的地位,因为至今它仍然是数量最多的一类致癌物,而且分布极广。空气、土壤、水体及植物中都有其存在,甚至在深达地层下50米的石灰石中也分离出了3,4?苯并芘。在自然界,它主要存在于煤、石油、焦油和沥青中,也可以由含碳氢元素的化合物不完全燃烧产生。汽车、飞机及各种机动车辆所排出的废气中和香烟的烟雾中均含有多种致癌性多环芳香烃。露天焚烧(失火、烧荒)可以产生多种多环芳香烃致癌物。烟熏、烘烤及焙焦的食品均可受到多环芳香烃的污染。
致癌性多环芳香烃的类别
目前已发现的致癌性多环芳香烃及其致癌性的衍生物已达400多种。按其化学结构基本上可分成苯环和杂环2类。 苯环类多环芳香烃
苯是单环芳香烃,它是多环芳香烃的母体。过去一直认为苯无致癌作用,近年来通过动物实验和临床观察,发现苯能抑制造血系统,长期接触高浓度的苯可引起白血病。
三环芳香烃
二环芳香烃不致癌,三环以上的多环芳香烃才有致癌性。三环芳香烃的两异构体蒽和菲都无致癌性,但它们的某些甲基衍生物有致癌性。例如,9,10-二甲基蒽、1,2,9,10-四甲基苯等都有致癌性。菲的环戊基衍生物中有不少具有较强的致癌性,特别是15H-环戊并(a)菲的二甲基及三甲基衍生物都具有强烈的致癌性。
四环芳香烃有6个异构体,实验证明只有3,4-苯并菲有中等强度的致癌性,1,2-苯并蒽有极弱的致癌性。它们的甲基衍生物中2-甲基-3,4-苯并菲是强致癌物。1,2-苯并蒽的许多甲基、烷基及多种其他取代基的衍生物都有一定的致癌性,如9,10-二甲基-1,2-苯并蒽是目前已知致癌性多环芳香烃中作用最快、活性最大的皮肤致癌物之一。 屈可能是致癌活性较弱的致癌物,但它的衍生物中3-甲基屈及5-甲基屈具有强烈致癌作用。
五环芳香烃
五环芳香烃有15个异构体,其中5个有致癌性。3,4-苯并芘为特强致癌物,1,2,5,6-二苯并蒽为强致癌物,1,2,3,4-二苯并菲为中强致癌物,1,2,7,8-二苯并蒽和1,2,5,6-二苯并菲为弱致癌物。
六环芳香烃
六环芳香烃的异构体比五环芳香烃的更多,但进行过致癌实验的仅10多种。其中3,4,8,9-二苯并芘是强致癌物,1,2,3,4-二苯并芘致癌性很强,3,4,9,10-二苯并芘及1,2,3,4-二苯并芘的7-甲基衍生物也有明显致癌作用,其余六环芳香烃无致癌作用或仅有弱的致癌性。
七环以上的芳香烃研究得较少。
有致癌性的其他多环芳香烃还很多,现举例如下。 芴类
芴本身无致癌性,但其某些衍生物具有致癌性。
例如,1,2,5,6-二苯并芴、1,2,7,8-二苯并芴和1,2,3,4-二苯并芴等已被证实具有一定的致癌性,如可使小鼠发生皮肤癌。2,3-苯并芴蒽和7,8-苯并芴蒽具有强致癌作用,对小鼠皮肤的致癌作用仅次于3,4-苯并芘。
胆蒽类
胆蒽具有较强的致癌性,它的许多甲基及其他烷基衍生物也具有较强的致癌性。例如3-甲基胆蒽是极强的致癌物,可致小鼠皮肤癌、宫颈癌、肺癌等癌症。在肠道,由细菌作用得到的脱氧胆酸可转化为甲基胆蒽,这一化学致癌物可能对人体有致癌作用。
杂环类多环芳香烃
多环芳香烃的环中碳原子被氮、氧、硫等原子取代而成的化合物为杂环多环芳香烃。杂环类多芳香烃中有一些化合物具有一定的致癌性。现以含氮苯稠杂环类举例如下。
苯并吖啶
蒽分子环中十位的碳原子被氮原子取代的化合物为吖淀。苯并(a)吖啶、苯并(c)吖啶均无致癌性,它们的某些甲基衍生物却有致癌性。例如,8,10,12-三甲基苯并(a)吖啶和9,10,12-三甲基苯并(a)吖啶均为强致癌物,7,9-二甲基苯并(c)吖啶和7,10-二甲基苯并(c)吖啶均为极强的致癌物。后二者的致癌力比3-甲基胆蒽还强。
二苯并吖啶
二苯并吖啶中研究较多的有3个异构体,即二苯并(a,h)吖啶、二苯并(a,j)吖啶及二苯并(c,h)吖啶,三者均有致癌性。二苯并(a,h)吖啶和二苯并(a,j)吖啶的某些烷基衍生物有致癌性,如二苯并(a,h)吖啶的8-乙基和14-正丁基衍生物有致癌性。
咔唑是芴分子环中九位的碳原子被氮原子取代的化合物。它的一些单苯及双苯衍生物已有不少被证实有致癌性。例如7-H-二苯并(a,g)咔唑和7-H-二苯并(c,g)咔唑对小白鼠都有致癌作用。后者的N-甲基及N-乙基衍生物有弱的致癌活性。近年来又发现一些二氮杂苯并咔唑类化合物,也具有明显致癌物。其中11-氮杂-二苯并(c,i)咔唑及1-氮杂-二苯并(a,i)咔唑为中强致癌物。 含氮苯稠杂环的致癌性是20世纪50年代才开始研究的。这类化合物的致癌作用不像对多环芳香烃化合物被研究得那样深入、广泛,而且大多数缺乏对人致癌的充分证据。这类化合物广泛分布于自然界,不少是植物中的生物碱和其他生物物质,很多还是人工合成的药物。因此,利用这些化合物时应加注意。芳香族化合物并不是所有的芳香族化合物都是有芳香味道,因为最开始化学界在研究和接触这类物质是从一些染料、一些有香味的花草中得知有这些物质,所以才叫芳香族。
⑸ 高中化学有机物
一、物理性质实验
1.现行中学化学教材中,真正涉及有机物物理性质的实验只有两个:
(1)石油的分馏
实验:装配一套蒸馏装置,将100mL 石油注入蒸馏烧瓶中,再加几片碎瓷片以防石油暴沸。然后加热,分别收集60℃~150℃和150℃~300℃时的馏分。
现象与解释:石油是烃的混合物,没有固定的沸点。在给石油加热时,低沸点的烃先气化,经过蒸馏分离出来;随着温度的升高,高沸点的烃再气化,经过蒸馏后又分离出来。收集到的60℃~150℃时的馏分是汽油,150℃~300℃时的馏分是煤油。
(2)蛋白质的盐析
实验:在盛有鸡蛋白溶液的试管里,缓慢地加入饱和(NH4)2 SO4或Na2SO4溶液,观察现象。然后把少量带有沉淀的液体加入盛有蒸馏水的试管里,观察沉淀是否溶解。
现象与解释:有沉淀的析出,析出的沉淀可以溶解在水中。向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后,蛋白质的溶解度减小,使蛋白质凝聚析出,这种作用叫盐析。盐析是一个可逆的过程。
2.有机物物理性质也表现出一定的规律,现归纳如下:
(1)颜色:有机物大多无色,只有少数物质有颜色。如苯酚氧化后的产物呈粉红色。
(2)状态:分子中碳原子数不大于4的烃(烷、烯、炔)、烃的衍生物中的一氯甲烷、甲醛呈气态,汽油、煤油、苯、甲苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等呈液态,绝大多数高分子化合物常温下呈固态。
(3)气味:中学化学中涉及到的很多有机物具有一定的气味,如:苯有特殊气味,硝基苯有苦杏仁味,甲醛、乙醛、乙酸有刺激性气味,乙酸乙酯有芳香气味。
(4)密度:气态有机物的相对分子质量大于29时,密度比空气大;液态有机物密度比水小的有烃(烷、烯、炔、芳香烃)、低级酯、一氯代烃、乙醇、乙醛等;密度比水大的有硝基苯、溴苯、四氯化碳、氯仿、溴代烃、乙二醇、丙三醇等。烷、烯、炔等烃类同系物相对密度随着分子内碳原子数的增加的而增大;一氯代烷的相对密度随着碳原子数的增加而减小。
(5)水溶性:与水任意比混溶和易溶于水的有乙醇、乙酸、乙醛、乙二醇、丙三醇、苯酚(65℃以上)、甲醛、葡萄糖等;难溶于水的有烃(烷、烯、炔、芳香烃)、卤代烃、高级脂肪酸、硝基苯、溴苯。醇、醛、羧酸等有机物的水溶性随着分子内碳原子数的增加而逐渐减小。
二、化学性质实验
1.甲烷
(1)甲烷通入KMnO4酸性溶液中
实验:把甲烷通入盛有KMnO4酸性溶液的试管里,观察紫色溶液是否有变化?
现象与解释:溶液颜色没有变化。说明甲烷与KMnO4酸性溶液不反应,进一步说明甲烷的性质比较稳定。
(2)甲烷的取代反应
实验:取一个100mL的大量筒,用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2,放在光亮的地方(注意:不要放在阳光直射的地方,以免引起爆炸),等待片刻,观察发生的现象。
现象与解释:大约3min后,可观察到量筒壁上出现油状液滴,量筒内饱和食盐水液面上升。说明量筒内的混合气体在光照下发生了化学反应;量筒上出现油状液滴,说明生成了新的油状物质;量筒内液面上升,说明随着反应的进行,量筒内的气压在减小,即气体总体积在减小。
2.乙烯
(1)乙烯的燃烧
实验:点燃纯净的乙烯。观察乙烯燃烧时的现象。
现象与解释:乙烯在空气中燃烧,火焰明亮,并伴有黑烟。乙烯中碳的质量分数较高,燃烧时有黑烟产生。
(2)乙烯使KMnO4酸性溶液褪色
实验:把乙烯通入盛有KMnO4酸性溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:KMnO4酸性溶液的紫色褪去,说明乙烯能被氧化剂KMnO4氧化,它的化学性质比烷烃活泼。
(3)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
实验:把乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:溴的红棕色褪去,说明乙烯与溴发生了反应。
3.乙炔
(1)点燃纯净的乙炔
实验:点燃纯净的乙炔。观察乙炔燃烧时的现象。
现象与解释:乙炔燃烧时,火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟。这是乙炔中碳的质量分数比乙烯还高,碳没有完全燃烧的缘故。
(2)乙炔使KMnO4酸性溶液褪色
实验:把纯净的乙炔通入盛有KMnO4酸性溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:KMnO4酸性溶液的紫色褪去,说明乙炔能与KMnO4酸性溶液反应。
(3)乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色
实验:把纯净的乙炔通入盛有盛有溴的四氯化碳溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:溴的红棕色褪去,说明乙炔也能与溴发生加成反应。
4.苯和苯的同系物
实验:苯、甲苯、二甲苯各2mL分别注入3支试管,各加入3滴KMnO4酸性溶液,用力振荡,观察溶液的颜色变化。
现象与解释:苯不能使KMnO4酸性溶液褪去,说明苯分子中不存在碳碳双键或碳碳三键。甲苯、二甲苯能使KMnO4酸性溶液褪去,苯说明甲苯、二甲苯能被KMnO4氧化。
5. 卤代烃
(1)溴乙烷的水解反应
实验:取一支试管,滴入10滴~15滴溴乙烷,再加入1mL5%的NaOH溶液,充分振荡、静置,待液体分层后,用滴管小心吸入10滴上层水溶液,移入另一盛有10mL稀硝酸溶液的试管中,然后加入2滴~3滴2%的AgNO3溶液,观察反应现象。
现象与解释:看到反应中有浅黄色沉淀生成,这种沉淀是AgBr,说明溴乙烷水解生成了Br—。
(2)1,2-二氯乙烷的消去反应
实验:在试管里加入2mL1,2-二氯乙烷和5 mL10%NaOH的乙醇溶液。再向试管中加入几块碎瓷片。在另一支试管中加入少量溴水。用水浴加热试管里的混合物(注意不要使水沸腾),持续加热一段时间后,把生成的气体通入溴水中,观察有什么现象发生。
现象与解释:生成的气体能使溴水褪色,说明反应生成了不饱和的有机物。
6.乙醇
(1)乙醇与金属钠的反应
实验:在大试管里注入2mL左右无水乙醇,再放入2小块新切开的滤纸擦干的金属钠,迅速用一配有导管的单孔塞塞住试管口,用一小试管倒扣在导管上,收集反应中放出的气体并验纯。
现象与解释:乙醇与金属钠反应的速率比水与金属钠反应的速率慢,说明乙醇比水更难电离出H+。
(2)乙醇的消去反应
实验:在烧瓶中注入20mL酒精与浓硫酸(体积比约为1:3)的混合液,放入几片碎瓷片。加热混合液,使液体的温度迅速升高到170℃。
现象与解释:生成的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使高锰酸钾酸性溶液褪色。
7.苯酚
(1)苯酚与NaOH反应
实验:向一个盛有少量苯酚晶体的试管中加入2mL蒸馏水,振荡试管,有什么现象发生?再逐滴滴入5%的NaOH溶液并振荡试管,观察试管中溶液的变化。
现象与解释:苯酚与水混合,液体呈混浊,说明常温下苯酚的溶解度不大。当加入NaOH溶液后,试管中的液体由混浊变为澄清,这是由于苯酚与NaOH发生了反应生成了易溶于水的苯酚钠。
(2)苯酚钠溶液与CO2的作用
实验:向苯酚与NaOH反应所得的澄清中通入CO2气体,观察溶液的变化。
现象与解释:可以看到,二氧化碳使澄清溶液又变混浊。这是由于苯酚的酸性比碳酸弱,易溶于水的苯酚钠在碳酸的作用下,重新又生成了苯酚。
(3)苯酚与Br2的反应
实验:向盛有少量苯酚稀溶液的试管里滴入过量的浓溴水,观察现象。
现象与解释:可以看到,立即有白色沉淀产生。苯酚与溴在苯环上的取代反应,既不需加热,也不需用催化剂,比溴与苯及其同系物苯环上的取代反应容易得多。这说明受羟基的影响,苯酚中苯环上的H变得更活泼了。
(4)苯酚的显色反应
实验:向盛有苯酚溶液的试管中滴入几滴FeCl3溶液,振荡,观察现象。
现象与解释:苯酚能与FeCl3反应,使溶液呈紫色。
8.乙醛
(1)乙醛的银镜反应
实验:在洁净的试管里加入1mL2%的AgNO3溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴加入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解。再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水浴中温热。观察现象。
现象与解释:AgNO3与氨水生成的银氨溶液中含有的Ag(NH3)2OH是一种弱氧化剂,它能把乙醛氧化成乙酸,而Ag+被还原成金属银。
(2)乙醛与Cu(OH)2的反应
实验:在试管中加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液4滴~6滴,振荡后乙醛溶液0.5 mL,加热至沸腾,观察现象。
现象与解释:可以看到,溶液中有红色沉淀产生。反应中产生的Cu(OH)2被乙醛还原成Cu2O。
9.乙酸
(1)乙酸与Na2CO3的反应
实验:向1支盛有少量Na2CO3粉末的试管里,加入约3mL乙酸溶液,观察有什么现象发生。
现象与解释:可以看到试管里有气泡产生,说明乙酸的酸性强于碳酸。
(2)乙酸的酯化反应
实验:在1支试管中加入3mL乙醇,然后边摇动试管边加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸。用酒精灯小心均匀地加热试管3min~5min,产生的气体经导管通到Na2CO3饱和溶液的液面上。
现象与解释:在液面上看到有透明的油状液体产生,并可闻到香味。这种有香味的透明油状液体是乙酸乙酯。
10.乙酸乙酯
实验:在3支试管中各滴入6滴乙酸乙酯。向第一支试管里加蒸馏水5mL;向第二支试管里加稀硫酸(1:5)0.5mL、蒸馏水5mL;向第三支试管里加30%的NaOH溶液0.5mL、蒸馏水5mL。振荡均匀后,把3支试管都放入70℃~80℃的水浴里加热。
现象与解释:几分钟后,第三支试管里乙酸乙酯的气味消失了;第二支试管里还有一点乙酸乙酯的气味;第一支试管里乙酸乙酯的气味没有多大变化。实验说明,在酸(或碱)存在的条件下,乙酸乙酯水解生成了乙酸和乙醇,碱性条件下的水解更完全。
11.葡萄糖
(1)葡萄糖的银镜反应
实验:在1支洁净的试管里配制2mL银氨溶液,加入1mL10%的葡萄糖溶液,振荡,然后在水浴里加热3min~5min,观察现象。
现象与解释:可以看到有银镜生成。葡萄糖分子中含醛基,跟醛类一样具有还原性。
(2)与Cu(OH)2的反应
实验:在试管里加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液5滴,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加热,观察现象。
现象与解释:可以看到有红色沉淀生成。葡萄糖分子中含醛基,跟醛类一样具有还原性。
12.蔗糖
实验:这两支洁净的试管里各加入20%的蔗糖溶液1mL,并在其中一支试管里加入3滴稀硫酸(1:5)。把两支试管都放在水浴中加热5min。然后向已加入稀硫酸的试管中加入NaOH溶液,至溶液呈碱性。最后向两支试管里各加入2mL新制的银氨溶液,在水浴中加热3min~5min,观察现象。
现象与解释:蔗糖不发生银镜反应,说明蔗糖分子中不含醛基,不显还原性。蔗糖在硫酸的催化作用下,发生水解反应的产物具有还原性。
13.淀粉
实验:在试管1和试管2里各放入0.5g淀粉,在试管1里加入4mL 20%的H2SO4溶液,在试管2里加入4mL水,都加热3min~4min。用碱液中和试管1里的H2SO4溶液,把一部分液体倒入试管3。在试管2和试管3里都加入碘溶液,观察有没有蓝色出现。在试管1里加入银氨溶液,稍加热后,观察试管内壁有无银镜出现。
现象与解释:从上述实验可以看到,淀粉用酸催化可以发生水解,生成能发生水解反应的葡萄糖。而没有加酸的试管中加碘溶液呈现蓝色,说明淀粉没有水解。
14.纤维素
实验:把一小团棉花或几小片滤纸放入试管中,加入几滴90%的浓硫酸,用玻璃棒把棉花或滤纸捣成糊状。小火微热,使成亮棕色溶液。稍冷,滴入3滴CuSO4溶液,并加入过量NaOH溶液使溶液中和至出现Cu(OH)2沉淀。加热煮沸,观察现象。
现象与解释:可以看到,有红色的氧化亚铜生成,这说明纤维素水解生成了具有还原性的物质。
15.蛋白质
(1)蛋白质的变性
实验:在两支试管里各加入3mL鸡蛋白溶液,给一支试管加热,同时向另一支试管加入少量乙酸铅溶液,观察发生的现象。把凝结的蛋白和生成的沉淀分别放入两只盛有清水的试管里,观察是否溶解。
现象与解释:蛋白质受热到一定温度就会凝结,加入乙酸铅会生成沉淀。除加热外,紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐以及一些有机物均能使蛋白质变性,蛋白质变性后,不仅失去了原有的可溶性,同时也失去了生理活性,是不可逆的。
(2)蛋白质的颜色反应
实验:在盛有2mL鸡蛋白溶液的试管里,滴入几滴浓硝酸,微热,观察现象。
现象与解释:鸡蛋白溶液遇浓硝酸变成黄色。蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。某些蛋白质跟浓硝酸作用会产生黄色。
作者:佚名 文章来源:C3H3转载 点击数:2245 更新时间:2006-8-13
高中化学有机物的性质实验汇编
一、物理性质实验
1.现行中学化学教材中,真正涉及有机物物理性质的实验只有两个:
(1)石油的分馏
实验:装配一套蒸馏装置,将100mL 石油注入蒸馏烧瓶中,再加几片碎瓷片以防石油暴沸。然后加热,分别收集60℃~150℃和150℃~300℃时的馏分。
现象与解释:石油是烃的混合物,没有固定的沸点。在给石油加热时,低沸点的烃先气化,经过蒸馏分离出来;随着温度的升高,高沸点的烃再气化,经过蒸馏后又分离出来。收集到的60℃~150℃时的馏分是汽油,150℃~300℃时的馏分是煤油。
(2)蛋白质的盐析
实验:在盛有鸡蛋白溶液的试管里,缓慢地加入饱和(NH4)2 SO4或Na2SO4溶液,观察现象。然后把少量带有沉淀的液体加入盛有蒸馏水的试管里,观察沉淀是否溶解。
现象与解释:有沉淀的析出,析出的沉淀可以溶解在水中。向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后,蛋白质的溶解度减小,使蛋白质凝聚析出,这种作用叫盐析。盐析是一个可逆的过程。
2.有机物物理性质也表现出一定的规律,现归纳如下:
(1)颜色:有机物大多无色,只有少数物质有颜色。如苯酚氧化后的产物呈粉红色。
(2)状态:分子中碳原子数不大于4的烃(烷、烯、炔)、烃的衍生物中的一氯甲烷、甲醛呈气态,汽油、煤油、苯、甲苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等呈液态,绝大多数高分子化合物常温下呈固态。
(3)气味:中学化学中涉及到的很多有机物具有一定的气味,如:苯有特殊气味,硝基苯有苦杏仁味,甲醛、乙醛、乙酸有刺激性气味,乙酸乙酯有芳香气味。
(4)密度:气态有机物的相对分子质量大于29时,密度比空气大;液态有机物密度比水小的有烃(烷、烯、炔、芳香烃)、低级酯、一氯代烃、乙醇、乙醛等;密度比水大的有硝基苯、溴苯、四氯化碳、氯仿、溴代烃、乙二醇、丙三醇等。烷、烯、炔等烃类同系物相对密度随着分子内碳原子数的增加的而增大;一氯代烷的相对密度随着碳原子数的增加而减小。
(5)水溶性:与水任意比混溶和易溶于水的有乙醇、乙酸、乙醛、乙二醇、丙三醇、苯酚(65℃以上)、甲醛、葡萄糖等;难溶于水的有烃(烷、烯、炔、芳香烃)、卤代烃、高级脂肪酸、硝基苯、溴苯。醇、醛、羧酸等有机物的水溶性随着分子内碳原子数的增加而逐渐减小。
二、化学性质实验
1.甲烷
(1)甲烷通入KMnO4酸性溶液中
实验:把甲烷通入盛有KMnO4酸性溶液的试管里,观察紫色溶液是否有变化?
现象与解释:溶液颜色没有变化。说明甲烷与KMnO4酸性溶液不反应,进一步说明甲烷的性质比较稳定。
(2)甲烷的取代反应
实验:取一个100mL的大量筒,用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2,放在光亮的地方(注意:不要放在阳光直射的地方,以免引起爆炸),等待片刻,观察发生的现象。
现象与解释:大约3min后,可观察到量筒壁上出现油状液滴,量筒内饱和食盐水液面上升。说明量筒内的混合气体在光照下发生了化学反应;量筒上出现油状液滴,说明生成了新的油状物质;量筒内液面上升,说明随着反应的进行,量筒内的气压在减小,即气体总体积在减小。
2.乙烯
(1)乙烯的燃烧
实验:点燃纯净的乙烯。观察乙烯燃烧时的现象。
现象与解释:乙烯在空气中燃烧,火焰明亮,并伴有黑烟。乙烯中碳的质量分数较高,燃烧时有黑烟产生。
(2)乙烯使KMnO4酸性溶液褪色
实验:把乙烯通入盛有KMnO4酸性溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:KMnO4酸性溶液的紫色褪去,说明乙烯能被氧化剂KMnO4氧化,它的化学性质比烷烃活泼。
(3)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
实验:把乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:溴的红棕色褪去,说明乙烯与溴发生了反应。
3.乙炔
(1)点燃纯净的乙炔
实验:点燃纯净的乙炔。观察乙炔燃烧时的现象。
现象与解释:乙炔燃烧时,火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟。这是乙炔中碳的质量分数比乙烯还高,碳没有完全燃烧的缘故。
(2)乙炔使KMnO4酸性溶液褪色
实验:把纯净的乙炔通入盛有KMnO4酸性溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:KMnO4酸性溶液的紫色褪去,说明乙炔能与KMnO4酸性溶液反应。
(3)乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色
实验:把纯净的乙炔通入盛有盛有溴的四氯化碳溶液的试管里,观察试管里溶液颜色的变化。
现象与解释:溴的红棕色褪去,说明乙炔也能与溴发生加成反应。
4.苯和苯的同系物
实验:苯、甲苯、二甲苯各2mL分别注入3支试管,各加入3滴KMnO4酸性溶液,用力振荡,观察溶液的颜色变化。
现象与解释:苯不能使KMnO4酸性溶液褪去,说明苯分子中不存在碳碳双键或碳碳三键。甲苯、二甲苯能使KMnO4酸性溶液褪去,苯说明甲苯、二甲苯能被KMnO4氧化。
5. 卤代烃
(1)溴乙烷的水解反应
实验:取一支试管,滴入10滴~15滴溴乙烷,再加入1mL5%的NaOH溶液,充分振荡、静置,待液体分层后,用滴管小心吸入10滴上层水溶液,移入另一盛有10mL稀硝酸溶液的试管中,然后加入2滴~3滴2%的AgNO3溶液,观察反应现象。
现象与解释:看到反应中有浅黄色沉淀生成,这种沉淀是AgBr,说明溴乙烷水解生成了Br—。
(2)1,2-二氯乙烷的消去反应
实验:在试管里加入2mL1,2-二氯乙烷和5 mL10%NaOH的乙醇溶液。再向试管中加入几块碎瓷片。在另一支试管中加入少量溴水。用水浴加热试管里的混合物(注意不要使水沸腾),持续加热一段时间后,把生成的气体通入溴水中,观察有什么现象发生。
现象与解释:生成的气体能使溴水褪色,说明反应生成了不饱和的有机物。
6.乙醇
(1)乙醇与金属钠的反应
实验:在大试管里注入2mL左右无水乙醇,再放入2小块新切开的滤纸擦干的金属钠,迅速用一配有导管的单孔塞塞住试管口,用一小试管倒扣在导管上,收集反应中放出的气体并验纯。
现象与解释:乙醇与金属钠反应的速率比水与金属钠反应的速率慢,说明乙醇比水更难电离出H+。
(2)乙醇的消去反应
实验:在烧瓶中注入20mL酒精与浓硫酸(体积比约为1:3)的混合液,放入几片碎瓷片。加热混合液,使液体的温度迅速升高到170℃。
现象与解释:生成的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使高锰酸钾酸性溶液褪色。
7.苯酚
(1)苯酚与NaOH反应
实验:向一个盛有少量苯酚晶体的试管中加入2mL蒸馏水,振荡试管,有什么现象发生?再逐滴滴入5%的NaOH溶液并振荡试管,观察试管中溶液的变化。
现象与解释:苯酚与水混合,液体呈混浊,说明常温下苯酚的溶解度不大。当加入NaOH溶液后,试管中的液体由混浊变为澄清,这是由于苯酚与NaOH发生了反应生成了易溶于水的苯酚钠。
(2)苯酚钠溶液与CO2的作用
实验:向苯酚与NaOH反应所得的澄清中通入CO2气体,观察溶液的变化。
现象与解释:可以看到,二氧化碳使澄清溶液又变混浊。这是由于苯酚的酸性比碳酸弱,易溶于水的苯酚钠在碳酸的作用下,重新又生成了苯酚。
(3)苯酚与Br2的反应
实验:向盛有少量苯酚稀溶液的试管里滴入过量的浓溴水,观察现象。
现象与解释:可以看到,立即有白色沉淀产生。苯酚与溴在苯环上的取代反应,既不需加热,也不需用催化剂,比溴与苯及其同系物苯环上的取代反应容易得多。这说明受羟基的影响,苯酚中苯环上的H变得更活泼了。
(4)苯酚的显色反应
实验:向盛有苯酚溶液的试管中滴入几滴FeCl3溶液,振荡,观察现象。
现象与解释:苯酚能与FeCl3反应,使溶液呈紫色。
8.乙醛
(1)乙醛的银镜反应
实验:在洁净的试管里加入1mL2%的AgNO3溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴加入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解。再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水浴中温热。观察现象。
现象与解释:AgNO3与氨水生成的银氨溶液中含有的Ag(NH3)2OH是一种弱氧化剂,它能把乙醛氧化成乙酸,而Ag+被还原成金属银。
(2)乙醛与Cu(OH)2的反应
实验:在试管中加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液4滴~6滴,振荡后乙醛溶液0.5 mL,加热至沸腾,观察现象。
现象与解释:可以看到,溶液中有红色沉淀产生。反应中产生的Cu(OH)2被乙醛还原成Cu2O。
9.乙酸
(1)乙酸与Na2CO3的反应
实验:向1支盛有少量Na2CO3粉末的试管里,加入约3mL乙酸溶液,观察有什么现象发生。
现象与解释:可以看到试管里有气泡产生,说明乙酸的酸性强于碳酸。
(2)乙酸的酯化反应
实验:在1支试管中加入3mL乙醇,然后边摇动试管边加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸。用酒精灯小心均匀地加热试管3min~5min,产生的气体经导管通到Na2CO3饱和溶液的液面上。
现象与解释:在液面上看到有透明的油状液体产生,并可闻到香味。这种有香味的透明油状液体是乙酸乙酯。
10.乙酸乙酯
实验:在3支试管中各滴入6滴乙酸乙酯。向第一支试管里加蒸馏水5mL;向第二支试管里加稀硫酸(1:5)0.5mL、蒸馏水5mL;向第三支试管里加30%的NaOH溶液0.5mL、蒸馏水5mL。振荡均匀后,把3支试管都放入70℃~80℃的水浴里加热。
现象与解释:几分钟后,第三支试管里乙酸乙酯的气味消失了;第二支试管里还有一点乙酸乙酯的气味;第一支试管里乙酸乙酯的气味没有多大变化。实验说明,在酸(或碱)存在的条件下,乙酸乙酯水解生成了乙酸和乙醇,碱性条件下的水解更完全。
11.葡萄糖
(1)葡萄糖的银镜反应
实验:在1支洁净的试管里配制2mL银氨溶液,加入1mL10%的葡萄糖溶液,振荡,然后在水浴里加热3min~5min,观察现象。
现象与解释:可以看到有银镜生成。葡萄糖分子中含醛基,跟醛类一样具有还原性。
(2)与Cu(OH)2的反应
实验:在试管里加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液5滴,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加热,观察现象。
现象与解释:可以看到有红色沉淀生成。葡萄糖分子中含醛基,跟醛类一样具有还原性。
12.蔗糖
实验:这两支洁净的试管里各加入20%的蔗糖溶液1mL,并在其中一支试管里加入3滴稀硫酸(1:5)。把两支试管都放在水浴中加热5min。然后向已加入稀硫酸的试管中加入NaOH溶液,至溶液呈碱性。最后向两支试管里各加入2mL新制的银氨溶液,在水浴中加热3min~5min,观察现象。
现象与解释:蔗糖不发生银镜反应,说明蔗糖分子中不含醛基,不显还原性。蔗糖在硫酸的催化作用下,发生水解反应的产物具有还原性。
13.淀粉
实验:在试管1和试管2里各放入0.5g淀粉,在试管1里加入4mL 20%的H2SO4溶液,在试管2里加入4mL水,都加热3min~4min。用碱液中和试管1里的H2SO4溶液,把一部分液体倒入试管3。在试管2和试管3里都加入碘溶液,观察有没有蓝色出现。在试管1里加入银氨溶液,稍加热后,观察试管内壁有无银镜出现。
现象与解释:从上述实验可以看到,淀粉用酸催化可以发生水解,生成能发生水解反应的葡萄糖。而没有加酸的试管中加碘溶液呈现蓝色,说明淀粉没有水解。
14.纤维素
实验:把一小团棉花或几小片滤纸放入试管中,加入几滴90%的浓硫酸,用玻璃棒把棉花或滤纸捣成糊状。小火微热,使成亮棕色溶液。稍冷,滴入3滴CuSO4溶液,并加入过量NaOH溶液使溶液中和至出现Cu(OH)2沉淀。加热煮沸,观察现象。
现象与解释:可以看到,有红色的氧化亚铜生成,这说明纤维素水解生成了具有还原性的物质。
15.蛋白质
(1)蛋白质的变性
实验:在两支试管里各加入3mL鸡蛋白溶液,给一支试管加热,同时向另一支试管加入少量乙酸铅溶液,观察发生的现象。把凝结的蛋白和生成的沉淀分别放入两只盛有清水的试管里,观察是否溶解。
现象与解释:蛋白质受热到一定温度就会凝结,加入乙酸铅会生成沉淀。除加热外,紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐以及一些有机物均能使蛋白质变性,蛋白质变性后,不仅失去了原有的可溶性,同时也失去了生理活性,是不可逆的。
(2)蛋白质的颜色反应
实验:在盛有2mL鸡蛋白溶液的试管里,滴入几滴浓硝酸,微热,观察现象。
现象与解释:鸡蛋白溶液遇浓硝酸变成黄色。蛋白质可以跟许多试剂发生特殊的颜色反应。某些蛋白质跟浓硝酸作用会产生黄色。
⑹ 芳香烃的化学性质
1.苯的加成反应
苯具有特殊的稳定性,一般不易发生加成反应。但在特殊情况下,芳烃也能发生加成反应,而且总是三个双键同时发生反应,形成一个环己烷体系。如苯和氯在阳光下反应,生成六氯代环己烷。
只在个别情况下,一个双键或两个双键可以单独发生反应。
2.萘、蒽和菲的加成反应
萘比苯容易发生加成反应,例如:在不受光的作用下,萘和一分子氯气加成得1,4二氯化萘,后者可继续加氯气得1,2,3,4-四氯化萘,反应在这一步即停止,因为四氯化后的分子剩下一个完整的苯环,须在催化剂作用下才能进一步和氯气反应。1,4-二氯化萘和1,2,3,4-四氯化萘加热可以失去氯化氢而分别得1-氯代萘和1,4-二氯代萘。
由于稠环化合物的环十分活泼,因此一般不发生侧链的卤化。
蒽和菲的9、10位化学活性较高,与卤素的加成反应优先在9、10位发生。 1.Birch还原反应
碱金属(钠、钾或锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或二级丁醇)的混合液中,与芳香化合物反应,苯环可被还原成1,4-环己二烯类化合物,这种反应叫做Birch(伯奇)还原。例如,苯可被还原成1,4-环己二烯。
Birch还原反应与苯环的催化氢化不同,它可使芳环部分还原生成环己二烯类化合物,因此Birch还原有它的独到之处,在合成上十分有用。
萘同样可以进行Birch还原。萘发生Birch还原时,可以得到1,4二氢化萘和1,4,5,8-四氢化萘。
2.催化氢化反应
苯在催化氢化( catalytic hydrogenation)反应中一步生成环己烷体系。萘在发生催化加氢反应时,使用不同的催化剂和不同的反应条件,可分别得到不同的加氢产物。蒽和菲的9、10位化学活性较高,与氢气加成反应优先在9、10位发生。
3.用金属还原
用醇和钠也可以还原萘,温度稍低时得1,4-二氢化萘,温度高时得1,2,3,4-四氢化萘。 1.苯及其衍生物的氧化
烯、炔在室温下可迅速地被高锰酸钾氧化( oxidation),但苯即使在高温下与高锰酸钾、铬酸等强氧化剂同煮,也不会被氧化。只有在五氧化二钒的催化作用下,苯才能在高温被氧化成顺丁烯二酸酐。
烷基取代的苯易被氧化,但一般情况下,氧化时苯环仍保持不变,只是和苯环相连的烷基被氧化成羧基。
而且,不管侧链多长,只要和苯环相连的碳上有氢,氧化的最终结果都是侧链变成只有一个碳的羧基,如果苯环上有两个不等长的侧链,通常是长的侧链先被氧化。
只有苯环和一个三级碳原子相连或与一个极稳定的侧链相连时,在强烈的氧化条件下,侧链才得以保持,苯环被氧化成羧基。
2.萘、蒽和菲的氧化反应
萘比苯易氧化,在室温用三氧化铬的醋酸溶液处理得1,4-萘醌。若在高温和五氧化二钒的催化下被空气氧化,则得重要的有机化工原料邻苯二甲酸酐。
当萘环上有取代基时,活化基团常常使氧化反应在同环发生,而钝化基团使氧化反应在异环发生。
由于萘环比侧链更易氧化,所以不能应用侧链氧化法来制备萘甲酸。
蒽和菲的氧化反应首先在9、10位发生。蒽用硝酸或三氧化铬的醋酸溶液或重铬酸钾的硫酸溶液氧化生成9,10 -蒽醌,9,10-蒽醌是合成蒽醌染料的重要中间体。菲用上述氧化剂氧化生成9,10 -菲醌。 芳香族化合物芳核上的取代反应从机理上讲包括亲电、亲核以及自由基取代三种类型。所谓芳香亲电取代(aromatic electrophilic substitution)是指亲电试剂取代芳核上的氢。苯的亲电取代称为苯的一元素电取代,一元取代苯再在苯环上发生亲电取代称为苯的二元亲电取代。典型的芳香亲电取代有苯环的硝化、卤化、磺化、烷基化和酰基化。这些反应的反应机理大体是相似的。
硝化反应
有机化合物分子中的氢被硝基(—NO2)取代的反应称为硝化反应。苯在浓硝酸和浓硫酸的混合酸作用下,能发生硝化反应,反应的结果是苯环上的氢被硝基取代。
芳香族化合物的硝化反应是一个十分有用的取代反应。例如:苯甲醛的硝化产物间硝基苯甲醛是生产强心急救药阿拉明的重要原料。
因为醛基易氧化,因此反应必须在低温(0℃)进行,操作时,先在浓硫酸中加入少量发烟硝酸,冷却至0℃,然后慢慢滴加苯甲醛和发烟硝酸,反应完成后,立即将产物倾倒在冰中。许多硝基化合物是炸药。广泛使用的强烈炸药TNT是2,4,6-三硝基甲苯,它是甲苯经分阶段硝化制备的,即三个硝基是在多次硝化反应中逐步引入的。
三次硝化的硝化试剂(即混合酸)浓度逐渐增高,在生产中,为节约成本,可把第三阶段硝化后的混合酸用于第二阶段硝化,第二阶段硝化后的混合酸用于第一阶段硝化。如果需要得到中间产物,反应可以在第一阶段或第二阶段中止,邻硝基甲苯和对硝基甲苯可以通过减压蒸馏或重结品分离提纯而分别获得,2,4二硝基甲苯也能通过重结晶提纯得到。
定位效应
一元取代苯进行二元硝化时,已有的基团对后进入基团进入苯环的位置产生制约作用,这种制约作用即为取代基的定位效应(directing effect)。取代基的定位效应是与取代基的诱导效应、共轭效应、超共轭效应等电子效应有关的。
1.取代基的诱导效应和共轭效应
诱导效应与原子的电负性有关。比碳电负性强的原子或基团能使苯环上的电子通过σ键向取代基移动,即具有吸电子的诱导效应。电负性比碳弱的原子或基团使取代基上的电子通过σ键向苯环移动,即具有给电子的诱导效应。
共轭效应是取代基的σ(或π)轨道上的电子云与苯环碳原子的p轨道上的电子云互相重叠,从而使σ(或π)电子发生较大范围的离域引起的,离域的结果如使取代基的σ电子向苯环迁移则发生了给电子的共轭效应,如使苯环上的π电子向取代基迁移则发生了吸电子的共轭效应。产生给电子共轭效应的取代基有:
—NR2>—OR>—F,—O->—OR,—F>—Cl>—Br>—I
绝大多数取代基既可与苯环发生诱导效应,也可发生共轭效应,最终的表现是两者综合的结果。大部分取代基的诱导效应与共轭效应方向是一致的,但有的原子或基团的诱导效应与共轭效应方向不一致。例如,卤素的电负性比较大,它具有吸电子诱导效应,卤苯的卤原子的p轨道与苯环碳上的p轨道平行重叠,卤原子的孤电子对离域到苯环上,发生给电子的共轭效应,但总的结果是吸电子的诱导效应大于给电子的共轭效应,因此卤素是吸电子基,它使苯环的电子云密度降低。取代基的综合电子效应可以从取代苯的偶极矩大小和方向上表现出来。
在烷基苯中,烷基与苯环不发生共轭作用,但烷基的C-H中σ电子与苯的π电子能发生σ-π超共轭作用,烷基的超共轭作用有微弱的给电子能力。
2.硝基苯的硝化反应
硝基苯硝化的反应式及实验数据如下所示:
硝基苯+发烟硝酸+浓硫酸—95℃—>间二硝基苯(93%)+邻二硝基苯(6%)+对二硝基苯(1%)
将上面的式子与苯的硝化对比,可以得出下述结论:
(1)硝基苯比苯难硝化得多,需要用比较强的条件,例如提高反应温度、增加酸的浓度等来实现。
(2)硝基苯硝化时,主要得到间位产物,邻、对位产物极少。
硝基苯比苯难硝化的原因是:苯环的硝化是一个亲电取代反应,硝化反应的机理表明:整个反应的关键一步是硝基正离子进攻苯环形成中间体碳正离子。在硝基苯中,因氧、氮的电负性均大于碳,因此硝基有吸电子的诱导效应,叉因为硝基的π轨道与苯环的离域π轨道形成一个π-π共轭体系,使苯环的π电子云也向硝基迁移,所以硝基是一个具有强吸电子诱导效应和吸电子共轭效应的取代基。它使苯环的电子云密度有较大程度的下降,这一方面增加了硝基正离子进攻苯环的难度,同时也降低了反应过程中产生的中间体碳正离子的稳定性,所以硝基苯比苯难硝化。
3.甲苯的硝化反应
甲苯硝化的反应式及实验数据如下所示:
甲苯+浓硝酸+浓硫酸—30℃—>邻硝基甲苯(58%)+对硝基甲苯(38%)+间硝基甲苯(4%)
甲苯完全硝化,可直接得到三硝基甲苯(TNT)。
实验结果表明:①甲苯比苯容易硝化;②甲苯硝化时,主要得到邻位和对位产物。
甲苯比苯容易硝化的原因是:甲基具有微弱的给电子超共轭效应,这种超共轭效应使苯环上的电子云密度有所增加,这一方面使硝基正离子更容易进攻苯环,同时也使反应过程中产生的中间体碳正离子的电荷得到分散而稳定。所以甲苯比苯更易硝化。但甲基的给电子能力是很弱的,因此它对苯环的活泼性影响较弱。
4.氯苯的硝化
氯苯硝化的反应式及实验数据如下所示:
氯苯+浓硫酸+浓硝酸—60~70℃—>邻氯硝基苯(30%)+对氯硝基苯(70%)+间氯硝基苯(极微量)
实验结果表明:①氯苯比苯难以硝化;②氯苯硝化时主要得到邻、对位取代产物。
氯苯比苯难以硝化的原因是:氯原子的吸电子诱导效应比给电子共轭效应大,总的结果使苯环上的电子云密度降低,这一方面使硝基正离子不易进攻苯环,另一方面使反应过程中产生的中间体碳正离子更不稳定,反应时过渡态势能增大,所以氯苯比苯难硝化。
卤化反应
有机化合物分子中的氢被卤素(-X)取代的反应称为卤化反应。苯在Lewis酸如三氯化铁、三氯化铝等的催化作用下能与氯或溴发生苯环上的卤化反应生成氯苯或溴苯。
铁粉与氯气或溴反应可生成三氯化铁或三溴化铁,因此也可以用铁粉代替三氯化铁、三溴化铁做催化剂。反应时,首先是卤素与苯形成π络合物,光谱和X射线衍射法都已证明了π络合物的存在。在形成π络合物时,氯分子的键没有异裂,然后在缺电子的Lewis酸的作用下,氯分子键极化,进而发生键的异裂,生成活性中间体碳正离子,然后失去氢生成氯苯。
苯的溴化也可直接进行,但速率很慢。
卤素由于活泼性不同,发生卤化反应时,反应性也不同。最大的差别是氟太活泼,不宜与苯直接反应,因直接反应时,只生成非芳香性的氟化物与焦油的混合物。大量的苯在四氯化碳溶液中,与含有催化量氟化氢的二氟化氙反应,可制得产率为68%的氟苯。
碘很不活泼,只有在HNO3等氧化剂的作用下才能与苯发生碘化反应,氧化剂可以将反应产生的HI氧化成碘而有利于反应进行。
【苯酚的鉴别】
羟基是一个强的活化基团,这从下面的实验事实可以看出:在盛有少量苯酚( phenol)溶液的试管里滴加过量的浓溴水,很快就有三溴苯酚的白色沉淀产生。这个反应可用来鉴别苯酚。
因此制备一溴苯酚通常要在惰性溶剂中进行,惰性溶剂在这里起稀释作用,使反应易于控制在一元阶段。例如对溴苯酚通常是在二硫化碳溶剂中进行的。
制备对溴苯胺一般都先将苯胺乙酰化,这一方面可以降低氨基对苯环的活化能力,同时因乙酰氨基的空间位阻较大,可以阻止后进入基团进入氨基的邻位,而得到对位产物,反应完成后,乙酰基可以水解除去。
在光或能产生自由基的物质的作用下,甲苯的卤化不发生在芳环上而是在侧链上,甲苯的三个氢可以被逐个取代,反应机理与丙烯中的σ氢卤化一样,是自由基型的取代反应。
如果是较长的侧链,卤化反应也可以在别的位置发生,但是σ位的选择性最高,这是因为苯甲型自由基最稳定的缘故。
磺化反应
有机化合物分子中的氢被磺(酸)基(-SO3H)取代的反应称为磺化(sulfonation)反应,苯及其衍生物几乎都可以进行磺化反应,生成苯磺酸或取代苯磺酸。
傅—克反应
Friedel(傅瑞德尔)- Crafts(克拉夫兹)反应,简称傅一克反应。有机化合物分子中的氢被烷基(-R)取代的反应称为烷基化反应,被酰基取代的反应称为酰基化反应。苯环上的烷基化反应和酰基化反应统称为傅克反应。
1.傅—克烷基化反应
傅一克烷基化反应(Friedel-Crafts alkylation)的反应机理与磺化、硝化类似,首先在催化剂的作用下产生烷基碳正离子,它作为亲电试剂向苯环进攻,形成碳正离子,然后失去一个质子生成烷基苯。
卤代烷、烯烃、醇、环氧乙烷等在适当催化剂的作用下都能产生烷基碳正离子,卤代烷、烯烃、醇是常用的烷基化试剂。最初用的催化剂是三氯化铝,后经证明,许多Lewis酸同样可以起催化作用。
2.傅一克酰基化反应
傅一克酰基化反应(Friedel-Crafts acylation)的反应机理和烷基化是类似的,也是在催化剂的作用下,首先生成酰基正离子,然后和芳环发生亲电取代。
常用的催化剂是三氯化铝。由于AlCl3能与羰基络合,因此酰化反应的催化剂用量比烷基化反应多,含一个羰基的酰卤为酰化试剂时,催化剂用量要多于1 mol反应时,酰卤先与催化剂生成络合物,少许过量的催化剂再发生催化作用使反应进行。如用含两个羰基的酸酐为酰化试剂,因同样原因,催化剂用量要多于2 mol。
氯甲基化反应与Gattermann—Koch反应
1.氯甲基化反应
氯化苄(henzyl chloride)也称为苄氯,可通过苯与甲醛、氯化氢在无水氯化锌作用下反应制得,此反应称为氯甲基化( chloromethylation)反应。苄氯上的氯十分活泼,可以转化为各种有用的化合物。
2.Gattermann—Koch反应
在Lewis酸及加压情况下,芳香化合物与等物质的量的一氧化碳和氯化氢的混合气体发生作用可以生成相应的芳香醛。在实验室中则用加入氯化亚铜来代替工业生产的加压方法。因氯化亚铜可与一氧化碳络合,使之活性增高而易于发生反应。
电取代经验规律
苯的多元亲电取代是指二元取代苯或含有更多取代基的苯衍生物进行亲电取代反应,其中最简单的是二元取代苯的进一步取代。和苯的二元取代一样,苯环上已有的取代基对新进入苯环的取代基也有定位作用。二元或多元取代苯的定位问题比一元取代苯复杂。总的来说,最终反映出来的定位作用实际上是苯环上已有取代基的综合作用,若已有取代基的定位作用一致,则它们的作用可以互相加强。
两个取代基中间的位置一般不易进入新基团。
当已有取代基的定位作用不一致时,可参照下列经验规则:
(1)多数情况下,活化基团的作用超过钝化基团的作用。
(2)强活化基团的影响比弱活化基团的影响大。
(3)两个基团的定位能力没有太大差别时,主要得到混合物。
巧妙地利用取代基的定位效应,合理地确定取代基进入苯环的先后次序可以有效地合成芳香族化合物。例如,由苯合成邻硝基氯苯要先氯化后硝化,而合成间硝基氧苯则要先硝化而后氯化。又如,用甲苯制备3-硝基-5-溴苯甲酸时,因为三个取代基互为间位,因此要优先引入间位定位基,即要先氧化,再硝化,最后溴化。而用甲苯制备2,4一二硝基苯甲酸,则要先硝化再氧化。
除取代基的定位效应外,反应温度、溶剂、催化剂、新进入取代基的极性、体积等众多因素对取代基进入苯环的位置也都有影响。例如,甲苯在不同温度下进行磺化,所得产物中各异构体的产率如下所示: 反应温度/℃ 邻/% 对/% 间/% 100 13 79 8 0 50 43 4 又如溴苯分别用三氯化铝和三氯化铁做催化剂进行溴化,所得异构体的产率分别为: 催化剂 邻/% 对/% 间/% AlCl3 8 62 30 FeCl3 13 85 2 再如溴苯氯化,产物中邻、对、间位异构体分别为:42%,51%.7%;随着进入基团体积的增大,邻位异构体产量减少,对位异构体增多,这主要是空间效应的结果。因此在进行反应和合成时,要全面考虑问题。 在正常情况下,萘比苯更易发生典型的芳香亲电取代反应,硝化和卤化反应主要发生在α位上。
由于萘十分活泼,溴化反应不用催化剂就可进行,氯化反应也只需在弱催化剂作用下就能发生。
为什么取代反应主要发生在α位上?共振理论认为:取代基进攻α位形成的碳正离子中间体有两个稳定的含有完整苯环结构的极限式,而进攻卢位形成的碳正离子中间体只有一个稳定的含有完整苯环结构的极限式,所以前者比后者稳定。显然,稳定碳正离子相对应的过渡态势能也相对较低,所以进攻α位,反应活化能较小,反应速率快。
在发生可逆的磺化反应时,进入的位置和外界的条件很有关系。低温时,口氢先被取代,当温度升高后,再转移到较稳定的p位上,这结果表明α-萘磺酸的生成是受动力学控制的,而β-萘磺酸的生成是受热力学控制的。
上述现象表明,与萘的硝化、卤化反应一样,生成α-萘磺酸比生成β-萘磺酸活化能低,低温条件下提供能量较少,所以主要生成α-萘磺酸。但磺化反应是可逆的,由于,α-磺基与异环的α-H处于平行位置,空阻较大,不稳定,随着反应温度升高,α-萘磺酸的增多,α-磺化反应的逆向速率将逐渐增加;另外,温度升高也有利于提供β-磺化反应所需的活化能,使其反应速率也加大,β-磺基与邻近的氢距离较大,稳定性好,其逆向反应速率很慢,所以α-萘磺酸逐渐转变成β-萘磺酸。
萘的酰化反应既可以在α位发生,也可以在β位发生,反应产物与温度和溶剂很有关系。
一取代萘进行亲电反应时,第一取代基(G)也有定位效应,卤素以外的邻对位取代基使环活化,因此取代反应主要在同环发生。
如果第一取代基(G)在β位时,有时6位也能发生取代反应,因为6位也可以被认为是G的对位。
间位取代基使环钝化,因此取代反应主要发生在异环的α位。
但是,磺化和傅一克反应常在6,7位发生,生成热力学稳定产物。
蒽比苯、萘更易发生亲电取代反应,除磺化反应在1位发生外,硝化、卤化、酰化时均得9-取代蒽,取代产物中常伴随有加成产物。
菲的9,10的化学活性很高,取代首先在9,10位发生。
此外菲的1,2,3,4,10和5,6,7,8,9是对应的,所以应有五种一元取代产物。
⑺ 卤代烃,芳香烃都有怎样的性质
卤代烃,化学性质主要有2点1, 在NaOH水溶液中, 卤代烃发生水解反应,生成醇、2. NaOH,醇溶液,卤代烃发生消去反应,生成不饱和烃。 芳香烃。。。主要是苯及其同系物1 与卤素在催化剂存在下发生取代反应,生成卤代物2.与硝酸反应,生成硝基化合物3.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可以
⑻ 高中化学有机实验
由题示信息,气体有氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯
B的原理是相对分子量大的芳香烃遇冷水易液化,得到苯和甲苯
C的原理是烯烃和溴加成反应为卤代烃,反应气体为乙烯和丙烯
D出口只剩下氢气,甲烷,可以作燃料
⑼ 高中化学烃和烃的衍生物物理性质
1.烃:密度都小于水,同系物的密度随碳数逐渐增大,都难溶于水,1-4个碳的烃是气体,随着碳数增多熔沸点逐渐升高,逐渐由液态过渡到固态。烃均为无色物质,烷、烯、炔无气味或稍有气味,芳香烃有特殊气味。
2.卤代烃:常温下,氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷为气体,其余一般为液体。卤代烃都不溶于水,可溶于醇或醚。一氯代烷密度小于水,溴代烷、碘代烷密度大于水。
3.醇:低级醇是无色透明的液体,密度小于水,1-4个碳的醇与水以任意比互溶,12个碳以上的醇为无色蜡状固体,难溶于水。
4.酚:大多数酚为晶体,纯酚一般没有颜色,但在空气中已被氧化为红色。苯酚常温下在水中溶解度较小,65度以上与水互溶。酚有特殊气味(医院里的来苏水的气味)
5.醛:除甲醛外,均为液体或固体,低级醛有刺激性气味,甲醛、乙醛与水混溶 ,随着碳数增多溶解度减小。
6.羧酸:脂肪族饱和酸中1-9个碳的羧酸为液体,癸酸以上为蜡状固体。脂肪二元羧酸为晶体。低级脂肪酸易溶于,水随着碳数增多溶解度减小,癸酸以上不溶于水。饱和一元羧酸中甲酸、乙酸密度大于水,其余小于水。
7.酯:许多酯有愉快的香味,且易挥发(大多数花和水果的香味是由酯引起的),低级酯的密度都小于水,且难溶于水。
⑽ 化学选修五基础有机化学总结
化学选修5 有机化学基础
专题3 常见的烃
第二节 芳香烃
1.什么叫芳香烃
分子中含有苯环的一类烃属于芳香烃
第二单元 芳香烃
概念辨析
2.最简单的芳香烃是
苯
1. 异构现象
邻二甲苯
间二甲苯
对二甲苯
1,2-二甲苯
1,3-二甲苯
1,4-二甲苯
一,苯同系物的异构现象和命名法
二烷基苯
三烷基苯
连三甲苯
偏三甲苯
均三甲苯
1,2,3-三甲苯
1,2,4-三甲苯
1,3,5-三甲苯
2. 命名法
常见基团
芳基 aryl Ar-
苄基 (苯甲基) benzyl
苯基 phenyl Ph- C6H5-
苯,甲苯作母体
1
3
2
4
5
6
1-甲基-5-(正)丁基-2-异丙基苯
1-甲基-3-丙烯基苯
将连有最简单烷基的C作为第1位;取
代基位次总和最小;优先基团后列出.
注 意
硝基(-NO2)或卤素(-X)一般只作取代
基不作母体;-SO3H,-COOH或 -CHO
肯定作母体,编号为1.
3-硝基苯甲酸
4-甲基-1-苯基-2-戊烯
苯环作取代基
苯乙炔
二,苯的物理性质
颜色
无色
气味
特殊气味
状态
液态
熔点
5.5℃
沸点
80.1℃
密度
比水小
毒性
有毒
溶解性
不溶于水,易溶于有机
溶剂.
三,苯的分子结构与化学性质:
1)结构式
2)结构简式
3)结构特点:
(1)苯分子是平面六边形的稳定结构;
(2)苯分子中碳碳键是介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种独特的键,碳原子采取sp2杂化;
(3)苯分子中六个碳原子等效,六个氢原子等效.
1,组成与结构:
分子式:
C6H6
思考:哪些事实支持上述关于苯分子结构的观点
思考:哪些事实支持上述关于苯分子结构的观点
说明什么
6个H原子完成相同
事实
事实
苯的一取代物只有一种,二取代物共有两种.
推论:苯分子中六个碳原子是完成等同的.
苯的氢化热比1,3-环己二烯还小.
推论:苯环相当稳定.
苯不能通过化学反应使酸性高锰酸钾溶液褪色.
推论:苯分子中不存在独立的碳碳双键C=C或碳碳三键C≡C.
三,苯的化学性质
总体印象:在通常情况下比较稳定,在一定条件下能发生氧化,加成,取代等反应.
1.苯的化学性质和烷烃,烯烃,炔烃有何异同点 为什么
2. 分别写出苯与氧气反应,与氢气加成,与溴和硝酸发生取代的化学方程式.
思考与交流
1)苯的氧化反应:在空气中燃烧
2C6H6+15O2 12CO2+ 6H2O
点燃
但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
产生浓烟
2)苯的加成反应 :(与H2,Cl2)
+ H2
Ni
环己烷
+ 3Cl2
催化剂
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H
H
H
H
H
H
3)苯的取代反应(卤代,硝化,磺化)
+ Br2
Br
+ HBr
FeBr3
实验设计
1.根据苯与溴,浓硝酸发生反应的条件,请你设计制备溴苯和硝基苯的实验方案(注意仪器的选择和试剂的加入顺序)
①卤代
2Fe + 3Br2 = 2FeBr3
+ Br2
Br
+ HBr
FeBr3
AgNO3 +HBr = AgBr↓ +HNO3
实验步骤:按左图连接好实验装置,并检验装置的气密性.把少量苯和液态溴放在烧瓶里.同时加入少量铁粉.在常温下,很快就会看到实验现象.
请比较两个装置.
实验思考题:
1.实验开始后,可以看到哪些现象
2.Fe屑的作用是什么
3.长导管的作用是什么
4.为什么导管末端不插入液面下
5.哪些现象说明发生了取代反应而不是加成反应
6.纯净的溴苯应是无色的,为什么所得溴苯为褐色 怎样使之恢复本来的面目
与溴反应生成催化剂
液体轻微翻腾,有气体逸出.导管口有白雾,溶液中生成浅黄色沉淀.烧瓶底部有褐色不溶于水的液体
用于导气和冷凝回流
溴化氢易溶于水,防止倒吸.
苯与溴反应生成溴苯的同时有溴化氢生成,说明它们发生了取代反应而非加成反应.因加成反应不会生成溴化氢.
因为未发生反应的溴和反应中的催化剂FeBr3溶解在生成的溴苯中.用水和碱溶液反复洗涤可以使褐色褪去,还溴苯以本来的面目.
+ HNO3(浓)
NO2
+ H2O
浓H2SO4
50~60℃
②硝化
玻璃管
实验步骤:①先将1.5mL浓硝酸注入大试管中,再慢慢注入2mL浓硫酸,并及时摇匀和冷却.
②向冷却后的酸中逐滴加入1mL苯,充分振荡,混和均匀.
③将混合物控制在50-60℃的条件下约10min,实验装置如左图.
④将反应后的液体到入盛冷水的烧杯中,可以看到烧杯底部有黄色油状物生成,经过分离得到粗硝基苯.
⑤粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤.将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯.
实验装置图
1.配制浓硫酸与浓硝酸混和酸时,是否可以将浓硝酸加入到浓硫酸中 为什么
2.步骤③中,为了使反应在50-60℃下进行,常用的方法是什么
3.步骤④中洗涤,分离粗硝基苯使用的主要仪器是什么
4.步骤④中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是什么
5.敞口玻璃管的作用是什么 浓硫酸的作用是什么
实验思考题:
四,苯的同系物
1.定义:
通式:
结构特点:
只含有一个苯环,苯环上连结烷基.
对比思考:
1.比较苯和甲苯结构的异同点,推测甲苯的化学性质.
2.设计实验证明你的推测.
苯环上的氢原子被烷基取代的产物
CnH2n-6(n≥6)
实验探究:
1.取苯,甲苯各2分别注入2支试管中,各加入3滴KMnO4酸性溶液,充分振荡,观察现象.
结论:甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化
COOH
KMnO4
H+
C
H
阅读思考:
阅读课本P51,53的内容
思考:1.甲苯与硝酸的反应和苯与硝酸的反应有什么不同
2.比较苯和甲苯与KMnO4溶液的作用,以及硝化 反应的条件产物等,你从中得到什么启示
2,化学性质:
1)取代反应(可与卤素,硝酸,硫酸等反应)
—CH3对苯环的影响使取代反应更易进行
淡黄色针状晶体,不溶于水.不稳定,易爆炸
2)氧化反应
⑴可燃性
⑵可使酸性高锰酸钾溶液褪色(可鉴别苯和甲苯等苯的同系物)
浓硫酸
△
+ 3HNO3
+ 3H2O
苯环对甲基的影响使甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化
3)加成反应
催化剂
△
+ 3H2
五,芳香烃的来源及其应用
1,来源:a,煤的干馏
b,石油的催化重整
2,应用:简单的芳香烃是基本的有机 化工原料.
稠环芳香烃
萘
蒽
苯环间共用两个或两个以上碳原子形成的一类芳香烃
C10H8
C14H10
苯并芘
A
B
C
致癌物
A,B,C的分子式分别是什么 一样吗
多环芳烃苯环的连接方式.
绿色化学
特点是什么 为什么要提倡绿色化学
http://new.qzyz.com/ct/fjuc/lai/Files/20082188373981280.ppt
化学选修5 有机化学基础
专题4 烃的衍生物
第一单元 卤代烃
卤代烃
一.卤代烃
1.定义:
2.通式:
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物.
饱和一卤代烃
CnH2n+1X
3.分类
卤代烃有以下几种分类方法:
(1),根据分子中所含卤素的不同,可分为氟代烃,氯代烃,溴代烃,碘代烃.
(2),根据卤代烃分子中卤原子的数目不同
一卤代烃
二卤代烃
多卤代烃
(3),根据分子中烃基结构不同可分为饱和卤代烃,不饱和卤代烃和卤代芳烃.
饱和卤代烃
不饱和卤代烃
卤代芳烃
4.物理性质
难溶于水,易溶于有机溶剂;某些卤代烃本身是很好的有机溶剂.
熔沸点大于同碳个数的烃;
少数是气体,大多为液体或固体
沸点:随碳原子数的增加而升高.
卤代烃的用途
溶剂
卤代烃
致冷剂
医用
灭火剂
麻醉剂
农药
卤代烃的危害
氟氯烃随大气流上升,在平流层中受紫外线照射,发生分解,产生氯原子,氯原子可引发损耗臭氧的反应,起催化剂的作用,数量虽少,危害却大.
氟利昂(freon),有CCl3F,CCl2F2等,对臭氧层的破坏作用.
二,卤代烃的命名和同分异构体
卤代烃的命名一般采用系统命名法,取最长碳链为主链,把卤素原子做为取代基,编号的规则与烷烃一样.
练习:用命名法命名下列有机物:
1-氯丙烷
2-氯丙烷
1,2-二氯丙烷
1,3-二氯丙烷
2,2-二氯丙烷
1,2,3-三氯丙烷
卤代烷的同分异构体
1,烃基的碳干异构.
2,卤素原子的位置异构.
例如:C4H9Cl的同分异构体.
球棍模型
比例模型
三 ,溴乙烷
C2H5Br 或
CH3CH2Br
(1).分子式
(2).电子式
(3).结构式
(4).结构简式
C2H5Br
四种表示形式
1.分子组成和结构
溴乙烷的结构特点
C—Br键为极性键,由于溴原子吸引电子能力强, C—Br键易断裂,使溴原子易被取代.由于官能团(-Br)的作用,溴乙烷的化学性质比乙烷活泼,能发生许多化学反应.
2.物理性质
纯净的溴乙烷是无色液体,难溶于水, 可溶于有机溶剂,密度比水大,沸点38.4℃
乙烷为无色气体,沸点-88.6 ℃,不溶于水
与乙烷比较:
沸点比乙烷要高得多.
3,溴乙烷化学性质
⑴与氢氧化钠溶液共热:
溴乙烷中不存在溴离子,溴乙烷是非电解质,
不能电离.
实验1.取溴乙烷加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀析出.
证明
实验2.取溴乙烷加入氢氧化钠溶液,共热;
加热完毕,取上层清夜,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀析出.
CH3CH2Br + HOH ____________
CH3CH2Br + NaOH
CH3CH2OH + HBr
CH3CH2OH + NaBr
NaOH△
NaOH+HBr=NaBr+H2O
△
现象描述:
有浅黄色沉淀析出
解释:
AgNO3+NaBr=AgBr↓+NaNO3
溴乙烷与氢氧化钠共热实验的注意事项:
1.反应物:
2.反应条件:
3.产物检验步骤
4.此反应
溴乙烷+氢氧化钠溶液;
共热
叫做水解反应,属于取代反应!
①取水解后上层清液少许加入稀硝酸至酸性
②再加入硝酸银溶液
③因为Ag++OH—=AgOH(白色)↓
2AgOH=Ag2O(褐色)+H2O;
褐色掩蔽AgBr的浅黄色,使产物检验实验失败.所以必须用硝酸酸化!
⑵与氢氧化钠的醇溶液共热:
实验3.取溴乙烷加入氢氧化钠的醇溶液,共热;将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,观察酸性高锰酸钾溶液是否褪色.
CH2=CH2↑+ HBr
醇,NaOH
△
NaOH+HBr=NaBr+H2O
现象描述:
解释:
_
酸性高锰酸钾溶液褪色
思考与交流
1.生成的气体通入高锰酸钾溶液前要先通入盛水的试管
2.还可以用什么方法鉴别乙烯,这一方法还需要将生成的气体先通入盛水的试管中吗
C2H5Br与NaOH的醇溶液共热实验的注意事项:
1.反应物:
2.反应条件:
3.产物检验
溴乙烷+氢氧化钠的醇溶液;
共热
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
KMnO4 褪色
CH2=CH2
将产生的气体通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中,二者均褪色.
不饱和烃
像这样,有机化合物(醇/卤代烃)在一定条件下从一个分子中脱去一个小分子(水/卤代氢等),而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应, 叫消去反应.
Ⅲ.消去反应的产物特征:
氢氧化钠的醇溶液共热
发生在同一个分子内
不饱和烃+小分子(H2O或HX)
Ⅰ.卤代烃消去反应发生条件:
Ⅱ.反应特点:
对消去反应的理解
紧扣概念
CH2—(CH2)4—CH2
—
—
H
Br
催化剂
属消去反应吗
CH3CH2CH2Br能否发生消去反应
能否通过消去反应制备乙炔 用什么卤代烃
概念延伸
注重对比,归纳
满足什么条件才有可能发生
能否都发生消去反应
, ,
与卤原子相连碳原子相邻的碳原子上有氢
水解反应有无这要求
无
思考与交流
结论
生成物
反应条件
反应物
消去反应
取代反应
CH3CH2Br
CH3CH2Br
NaOH水溶液,加热
NaOH醇溶液,加热
CH3CH2OH NaBr
CH2=CH2 NaBr H2O
溴乙烷与在不同条件下发生不同类型的反应
卤代烃化学性质小结
消去反应(醇解):
取代反应(水解):
练习
1,下列物质与NaOH醇溶液共热可制得烯烃的是:
C6H5CH2Cl B. (CH3) 3CBr
C. CH3CHBr CH3 D. CH3 Cl
2,写出由CH2BrCH2Br与NaOH醇溶液共热的反应方程式
√
√
3.以CH3CH2Br 为主要原料制备CH2BrCH2Br
4.怎样由乙烯为主要原料来制CH2OHCH2OH(乙二醇)
CH3CH2Br CH2=CH2+HBr
NaOH,△
CH3CH2OH
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
CH2BrCH2Br
CH2OHCH2OH
NaOH
H2O △
5,在实验室里鉴定氯酸钾晶体里和1-氯丙烷分子中氯元素时,是将其中的氯元素转化成AgCl白色沉淀来进行的,操作程序应有下列哪些步聚(用序号按一定顺序排列):
A.滴加AgNO3溶液;B.加NaOH溶液;C.加热;D.加催化剂MnO2;E.加蒸馏水过滤后取滤液;F.过滤后取滤渣 ;G.用HNO3酸化
(1)鉴定氯酸钾中氯元素的操作步聚是
(2)鉴定1-氯丙烷中氯元素的操作步聚是
BCGA
DCEGA
6.(2003年上海市理科综合测试)四十四年了,经过几代人的努力,中国人终于在五里河体育场喊出了"世界杯,我们来了!"比赛中,当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点12.27℃),进行局部冷冻麻醉应急处理,乙烯和氯化氢在一定条件下制得氯乙烷的化学方程式(有机物用结构简式表示)是CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl,该反应的类型是___________.决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质是_________________________________
加成反应
氯乙烷沸点低,挥发时吸热.
7,下列物质中不能发生消去反应的是( )
②
③ ④
⑥
A,①②③⑤ B, ②④
C,②④⑤ D,①⑤⑥
B
8,下列叙述中,正确的是( )
A,含有卤素原子的有机物称为卤
代烃
B,卤代烃能发生消去反应,但不
能发生取代反应
C,卤代烃包括卤代烷烃,卤代烯
烃,卤代炔烃和卤代芳香烃
D,乙醇分子内脱水也属于消去反应( )
CD
http://qzyz.com/ct/fjuc/lai/Files/2008221158839546.ppt