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2013年淄博实验中学自主招生辅导有机部分



第二章 烃和卤代烃
乙烯和烯烃

一 、 乙烯的分子结构

H H .. .. H :C H C : : .. .. H H

不饱和烃: 分子里含有碳碳双键或碳碳三键,碳原子所结合 的氢原子数少于饱和链烃里的氢原子数,这样的 烃叫做不饱和烃。 CH2=CH2 乙烯 CH3CH=CH2 1,3-丁二烯 丙烯



CH2=CH-CH=CH2

CH

CH

乙炔

CH3CH

CH

丙炔

二、乙烯的实验室制法

1、药品:

浓硫酸和酒精

2、原理: 发生分子内脱水生成乙烯 浓硫酸和酒精的用量配比: 体积比约为 3:1 浓硫酸在反应中起什么作用? 脱水剂和催化剂 为什么浓硫酸用量要多? 反应中有生成水,会使浓硫酸稀释,而 稀硫酸没有脱水性会导致实验失败。

3、制备装置

液 +液





4、操作原理: 1)安装顺序如何? (由下到上,由左到右) 2)如何检查装置的气密性?
把导气管伸入水中,用手捂住烧瓶。

3)混合液体时液体加入顺序是什么?为什么?
(浓硫酸缓缓倒入乙醇中) 4)能否在量筒中混合液体?为什么?

(否,混合时放热)

思考:

1)碎瓷片的作用?

防止爆沸

2)迅速升温至1700C目的? 1400C乙醇会发生分子间脱水生成副产品乙醚。 3)温度计水银球所在的位置? 温度计的水银球必须伸入液面以下,因为温度计 指示的是反应液的反应温度。 4)能否用排空法收集乙烯? 不能,因为乙烯的密度与空气的密度接近。
5)实验结束是先撤酒精灯还是先撤导管? 先撤导管,防止倒吸。

6)加热过程中混合液颜色如何变化? 溶液由无色变成棕色最后变成黑色。 原因是浓硫酸使酒精脱水碳化 △ 2H2SO4+C2H5OH 2SO2↑+2C+5H2O

7)加热时间过长,还会产生有刺激性气味的气体, 为什么?

浓硫酸具有强氧化性,可以与生成的碳反应。 C+2H2SO4(浓)==CO2↑+2SO2↑+2H2O


三. 乙烯的性质

乙烯的物理性质
通常情况下,乙烯是一种无色.稍有气味的气体. 密度比空气略小,难溶于水

乙烯的化学性质
乙烯分子的结构特点: C=C双键所具有的能量并不是C-C单键的2倍, 而是小于2倍;C=C双键的键长也不是C-C单键的 一半,而是大于C-C单键的一半,所以乙烯分子中 C=C双键中的两个键是不一样的,其中一个键容 易断裂不稳定,乙烯的化学性质比乙烷活泼。

1.氧化反应 (1) 燃烧反应
点燃纯净的乙烯,它能在空气里燃烧,有明亮 的火焰,同时产生黑烟.
想一想

为什么会产生黑烟?

有关的化学反应为:

CH 2 ? CH 2 ? 3O2 ? ?? 2CO2 ? 2H 2O(L)

点燃

(2)被高锰酸钾氧化的反应

结论 : 乙烯可被高锰酸钾溶液氧化紫色褪
去. 用这种方法可以区别甲烷和乙烯

乙烯分子内碳碳双键的键能 (615KJ/mol)小于碳碳单键键能 (348KJ/mol)的二倍,说明其中 有一条碳碳键键能小,容易断裂。

2、加成反应
有机物分子里不饱 和的碳原子跟其它原子 或原子团直接结合生成 别的物质的反应叫做加 成反应。

反应方程式:
CH2=CH2+Br2

1,2-二溴乙烷
CH2CH2

Br Br 除此以外乙烯还可以与其他物质发生加成反应
催化剂 CH2=CH2+H2 △ CH3CH3

CH2=CH2+Cl2 CH2=CH2+HCl CH2=CH2+H2O

CH2ClCH2Cl 1,2-二氯乙烷 CH3CH2Cl 氯乙烷
催化剂
加压加热

CH3CH2OH

3. 聚合反应 nCH2=CH2
催化剂


[ CH2- CH2 — ]n

定义:由相对分子质量小的化合物分子互 相结合成相对分子质量大的高分子的反应 叫做聚合反应 在聚合反应中,由不饱和的相对分子质量小的 化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的 分子,这样的聚合反应同时也是加成反应,所以这 种聚合反应又叫做加成聚合反应,简称加聚反应.

小结: 乙烯和乙烷的比较:
名称 分子式 电子式 结构式
结构简式 空间构型 分子 键 结构 型 特点 极 性

乙烷

乙烯

练习:
1、能用于鉴别甲烷和乙烯的试剂是 ( AB) A.溴水 C.苛性钠溶 B.酸性高锰酸钾溶液 D.四氯化碳溶液

2、制取一氯甲烷最好采用的方法是 ( C )
A.乙烷和氯气反应 C.乙烯和氯化氢反应 B.乙烯和氯气反应 D.乙烷和氯化氢反应

3. 乙烯发生的下列反应中,不属于加成反应 的是 ( D ) A. B. C. D. 与氢气反应生成乙烷 与水反应生成乙醇 与溴水反应使之褪色 与氧气反应生成二氧化碳和水

四、乙烯的工业制法
目前衡量一个国家的工业化水平的标准有三个方 面:(1)钢铁工业 (2)汽车工业 (3)乙烯的 产量 。
其中乙烯是衡量一个国家石油化学工业水平的重 要标志之一。 工业上可以从石油产品中得到大量的乙烯。 五、乙烯的用途:

制取酒精、橡胶、塑料等,并能催熟果实。

六、烯烃 1、结构特点和通式:

链烃分子里含有碳碳双键的不饱和烃,叫烯烃。
单烯烃的通式: 二烯烃的通式: 2、烯烃的通性: ①燃烧时火焰较烷烃明亮 ②分子里含有不饱和的双键,容易发生氧化、加 成和聚合反应。 CnH2n(n≥2) CnH2n-2(n≥3)

3、烯烃的命名: 与烷烃命名类似,但不完全相同。 ①确定包括双键在内的碳原子数目最多的碳链为 主链。 ②主链里碳原子的编号依次从离双键最近的一端 开始。 ③双键的位置可以用阿拉伯数字标在某烯字样的 前面。 CH3CH=CHCH-CH3 如: CH3

4-甲基-2-戊烯

以C5H10为例,练习烯烃的同分异构体的写法和命 名。 (1)CH3CH2CH2CH=CH2 (2)CH3CH2CH=CHCH3 (3) CH3CH2C=CH2 CH3 (4)CH3CH=C-CH3 CH3 (5) CH2=CH-CH-CH3 1-戊烯 2-戊烯 2-甲基-1-丁烯 2-甲基-2-丁烯 3-甲基-1-丁烯

CH3

4、烯烃的同分异构现象
? 烯烃的同分异构类型
– 碳链异构
– 位置异构 – 顺反异构 – 类别异构

CH3

CH2
1-丁烯

CH

丁烯的同分异构体 CH CH
CH2
3

CH

CH3

2-丁烯

CH3

C CH3

CH2

异丁烯
H3C C H C H
H

CH3

H3C C C

H CH3

顺-2-丁烯

反-2-丁烯

5、二烯烃 (1)定义 (2)通式:CnH2n-2 (n≥3) (3)典型物质:1,3—丁二烯: (4)二烯烃性质 a.氧化反应 b.加成反应 c.加聚反应

Br2

CH2 Br

CH Br

CH

CH2

+ CH2
Br

CH

CH

CH2 Br

1,2-加成
CH2 CH CH CH2 HCl CH3 CH Cl H2 CH3 CH2 CH CH2 + CH3 CH CH2

1,4-加成

+

CH3

CH

CH

CH2 Cl

催化剂

CH

CH

CH2 H

第二章 烃和卤代烃
乙炔 炔烃

(一)、分子结构
名称
分子式 电子式 H 结构式
结构简式 空间构型

乙烯
C2H4

乙炔
C2H2

H ?C C ? H
H H—C≡C—H CH≡CH 直线型分子 H-C=C-H CH2=CH2 平面型分子

乙烷、乙烯与乙炔结构的对比
乙烷 乙烯 乙炔

分子式
键的类别 键角 键长(10-10米) 键能(KJ/mol) 空间各原子的 位子

C2H6

C2H4

C2H2

C—C 109?28ˊ 1.54 348

C==C 120? 1.33 615
同一平面上

1800 1.20 812
2C和2H在同 一直线上

2C和6H不在 2C和4H在 同一平面上

乙炔结构
1、乙炔的键能和键长并不是C-C的三倍,也不 是C=C和C—C之和。说明叁键中有二个键不稳 定,容易断裂,有一个键较稳定。碳碳叁键一强 两弱,易断裂,化学性质较活泼。

2、含有叁键结构的相邻四原子在同一直线上。
3、链烃分子里含有碳碳叁键的不饱和烃称为炔 烃。 4、乙炔是最简单的炔烃。

(二)、乙炔物理性质
纯净的乙炔是无色、无味、比空气

稍轻、微溶于水易溶于有机溶剂的气
体。 收集:排水法 不能用排空气法

乙炔的分子组成 乙炔的化学性质

乙炔的分子结构

乙炔分子结构中含有碳碳不饱键, 故乙炔具有不饱和烃的通性。

乙炔的性质及制备实验
操 作
① 将乙炔通入紫色的酸性 KMnO4溶液 ② 将乙炔通入红棕色(橙 红色)的溴的四氯化碳溶液 ③ 在空气中点燃乙炔

现 象
酸性KMnO4溶液褪色 溴的四氯化碳溶液褪色 能在空气中燃烧,火焰 明亮并伴有浓烈的黑烟

乙炔可用电石与水反应制得,因此俗称电石气。 1、原料 —— 电石、水

2、实验原理
CaC2+2H2O → CH≡CH↑+Ca(OH)2
反应特点:

① 反应剧烈,放出大量的热;
② 产生糊状的Ca(OH)2。
2C: HO?H 2+ Ca + HO?H C:

C H + Ca(OH)2 C H

3、发生装置 固+液→气体(不加热发生装置) 圆底烧瓶(广口瓶)和分液漏斗

4、收集方法

排水法

5、 注意
1)不能用启普发生器制取乙炔。 ? 因:?电石(块状)与水反应剧烈,放出大量 的热量,易使容器炸裂; ? ?电石遇水会粉化,关闭导气阀后,反应不易 停止,不能达到“关之即停”。 2)为得到平稳的乙炔气流,常用饱和食盐水代 替水,食盐和碳化钙不起反应。 3)可用简易装置代替,但在导管口应放一团棉 花,避免泡沫从导管中喷出。

? 6、除杂
方法一:通常将气体通过CuSO4溶液除去H2S和PH3,
再通过碱石灰除去水蒸气。

方法二:通过NaOH溶液
了解:电石工业制法----生石灰和焦炭在电炉中高温反应

CaO + 3C === CaC2 + CO?

电炉

思考:下列除杂质过程中,选用试剂和方法正确的是 ( C ) A、除去乙烷中混有的乙烯,加氯气光照 B、除去甲烷中混有的乙炔,通过盛KMnO4酸性溶液 的洗气瓶 C、除去乙炔中混有的H2S和水蒸气,可通过盛碱石 灰的干燥管 D、除去乙烯中混有的SO2,通过KMnO4酸性溶液的 洗气瓶后再干燥

(三)乙炔的化学性质
(1)氧化反应
① 可被KMnO4氧化,使其褪色;

② 可在空气(或氧气)中燃烧。

2C2H2+5O2 点燃 4CO2+2H2O
现象:火焰明亮而带有浓烈的黑烟

氧炔焰:乙炔燃烧放出大量的热,在O2中燃
小 知 识

烧,产生的氧炔焰温度高达3000℃以上,可 用于切割、焊接金属。

在空气中的爆炸极 限为2.5%~80% 点燃前需验纯:乙炔与空气(或O2 )的混
合物遇火可能发生爆炸。

2、加成反应
一定条件下,乙炔能与H2、 卤素单质、HX、HCN等发生 加成反应。

应用:用于 鉴别乙炔和 乙烯气体!

实验:比较乙烯、乙炔与溴加成褪色速度
实验证明:乙烯使溴水褪色速度比乙炔的快 说明:乙炔的三键比乙烯的双键稳定

炔烃加成分步进行

(1) 与卤素单质加成
乙炔能使溴的四氯化碳溶液褪色

H-C≡C-H + Br-Br →
1, 2—二溴乙烯

+ Br-Br → 1, 1, 2, 2—四溴乙烷

注意:1mol乙炔最多能与2mol Br2发生加成反应。

(2) 与H2加成

催化剂 CH ? CH ? H 2 ????? CH 2 ? CH 2 ? 加压 催化剂 CH 2 ? CH 2 ? H 2 ????? CH 3 — CH 3 ?

(3)一定条件下与HX加成
催化剂 CH ? CH ? HCl ????? CH 2 ? CHCl ?
nCH 2 ? CHCl ??? ?? — ? CH 2 — CH — ?n ? 加压 | 聚氯乙烯 Cl
催化剂

炔 烃
? 链状单炔烃的通式:CnH2n-2(n≥2) ? 炔烃物理性质:与烷烃和烯烃相似,随着 碳原子数的递增而逐渐变化。 ? 结构特点:C-C、C-H、-C≡C-(相关若干 个“CH2”) ? 化学性质:与乙炔相似,易发生氧化反应、 加成反应

1、聚氯乙烯是一种合成树脂,可用于制备塑料和合成 纤维等。聚氯乙烯可由H2、Cl2和乙炔为原料制取。请 写出有关的反应方程式。 H2+Cl2
点燃

2HCl
催化剂 △

CH≡CH+HCl

CH2=CHCl(氯乙烯)

小 知 识

聚氯乙烯在使用的过程中,易发生老化,会变硬、发脆、 开裂等,并释放出对人体有害的氯化氢,故不宜使用聚氯 乙烯制品直接盛装食物。

氧炔焰切割金属

焊枪

一、苯的物理性质

1、无色、有特殊气味的液体
2、不溶于水 3、密度比水小

4、熔点:5.5℃,沸点:80.1℃

根据苯的分子式和性质推测其结构 1、分子式:C6H6 2、实验验证 不能使KMnO4(H+)褪色;
不能与Br2水反应,

但能萃取溴水中的Br2;
易燃烧, 火焰明亮,有浓黑烟。

凯库勒苯环结构的有关观点:
?6个碳原子构成平面六边形环

?每个碳原子均连接一个氢原子 ?环内碳碳单双键交替

凯库勒式

苯的一氯代物种类? 苯的邻二氯代物种类? 研究发现: 苯的一氯代物:一种 苯的邻二氯代物:一种

Cl Cl Cl

Cl

苯环分子中不存在单双键交替的结构

二、苯分子的结构

C-C 1.54×10-10m
C=C 1.33×10-10m

a、平面结构,键角120?



b、碳碳键是一种介于单键和双键之间 的独特的键。

苯的结构

球棍模型

比例模型

下列关于苯分子结构的说法中,错误的是 B A、各原子均位于同一平面上,6个碳原子

彼此连接成为一个平面正六边形的结构。
B、苯环中含有3个C-C单键,3个C=C双键 C、苯环中碳碳键是一种介于单键和双键之 间的独特的键。 D、苯分子中各个键角都为120o

三、苯的化学性质
1、 取代反应
①溴代反应 a、反应原理:
FeBr3

+Br2

—Br +HBr

溴苯:无色油状液体, 密度大于水

b、反应装置:

长导管的作用? 为什么导管末端不插入液面下?

c、反应现象:

导管口有白雾,锥形瓶中滴入AgNO3 溶液,出现浅黄色沉淀; 烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中,烧 杯底部出现油状的褐色液体?

②硝化反应

硝基苯

无色而有苦杏仁气味的油状液体,不溶于 水,密度比水大。

③磺化反应
+ HO SO3H
80℃

SO3H + H O 2

苯磺酸

2、加成反应
①与氢气加成



+ H2

Ni △

环己烷

②与氯气加成

3、氧化反应
不能被高锰酸钾氧化(溶液不褪色),但可以点燃。

2C6H6 + 15O2

点燃

12CO2 + 6H2O

现象:火焰明亮,有浓黑烟。

总结苯的化学性质 1、难氧化(但可燃) 2.易取代,能加成

四、苯的用途

合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医 药、染料、香料等。 苯也常用于有机溶剂。

五、芳香烃
(一)芳烃的分类

1、单环芳烃
如:

苯 联苯

2、多环芳烃 如: 3、稠环芳烃

如:



(二)芳烃的命名

苯基,用ph表示。
CH3

( C6H5CH2- 苯甲基)(苄基)

CH3

邻甲苯基(2-甲基苯基)

1、一元取代苯的命名 当苯环上连的是简单烷基或环烷基 (R-),-NO2,-X等基团时,则以苯 环为母体,叫做” 某某苯”。例如:
CH2CH2CH3 CH3 甲苯 NO2 硝基苯 氯苯 Cl

正丙苯

1、一元取代苯的命名 当苯环上连的是简单烷基或环烷基(R-), -NO2,-X等基团时,则以苯环为母体,叫 做” 某某苯”。例如:
CH2CH2CH3 CH3 正丙苯 甲苯

NO2 硝基苯 氯苯

Cl

当苯环上连有-COOH,-SO3H,-NH2, -OH,-CHO,-CH=CH2或较复杂-R等 基团时,基团为母体,则把苯环作为取代 基,叫做”苯某某”。例如:
CH3CH2CHCH2CHCH3 CH3

CH3CH2CHCH2CHCH3 CH3

COOH 苯甲酸

COOH

SO

2-甲基-4-苯基己烷

2-甲基-4-苯基己烷

苯甲酸

苯磺酸

苯磺

OOH

SO3H 苯磺酸

CH CH2 苯乙烯

2、二元取代苯的命名 取代基的位置用邻、间、对或1,2; 1,3; 1,4 表示。例如:
CH3

CH3
CH3

CH3

CH3 C(CH3)3

CH3

1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯 3-叔丁基甲苯 (邻二甲苯) (间二甲苯) (对二甲苯) (间叔丁基甲苯)

CH3

(三)单环芳烃的化学性质
1、取代反应

(1)卤代反应
Cl + Cl2
FeCl3 或 Fe

Cl Cl +

Cl + HCl Cl

比较甲苯卤代时条件不同的产物

(2)硝化反应
+ HO NO2
浓H2SO4 50~60℃

NO2 + H2O

烷基苯比苯易硝化
CH3 + HO NO2
30℃

CH3 NO2 +

CH3 + H2O NO2

(3)磺化反应
烷基苯比苯易磺化
CH3 CH3 + H2SO4
100~120 ℃ 常温

CH3 SO3H + SO3H

CH3

SO3H

(4)付—克烷基化反应 苯与烷基化剂在路易斯酸的催化 下生成烷基苯的反应称为付-克烷基 化反应。
+ C2H5Br
AlCl3

C 2H 5

+ HBr

烷基化试剂也可是烯烃或醇。例如:
+ CH2 CH2
AlCl3

C2H5

+ CH2CHCH3 OH

H+

CH(CH3)2

(5) 酰基化反应
+ CH3C O Cl
O O O
AlCl3

AlCl3

C O

CH3 + HCl

CH3 +

CH3 C CH3 C

CH3

C CH3 + CH3COOH O

酰基化反应的特点:产物纯、产量高。

2、氧化反应
CH3 COOH
KMnO4 H
+

CH2CH3
K2Cr2O7

COOH COOH

CH(CH3)2

H

+

间苯二甲酸

六、 苯环上亲电取代反应的定位规则
一取代苯有两个邻位,两个间位和 一个对位,在发生一元取代反应时,苯 环上原有取代基决定了第二个取代基进 入苯环位置的作用,也影响着取代反应 的难易程度。我们把原有取代基决定新 引入取代基进入苯环位置的作用称为取 代基的定位效应。原有取代基称为定位 基。

(一)一元取代苯的定位规律
1.邻、对位定位基
使新引入的取代基主要进入原基团 邻位和对位(邻对位产物之和大于 60%)。且多数使苯环活化,使取代反 应比苯易进行。

-CH3 -NH2 -OH, -X等

2.间位定位基
使新引入的取代基主要进入原基 团间位(间位产物大于50%),且钝 化苯环,使取代反应比苯难进行。
B

-NO 2 , -CF , -CCl3 , -CN , -SO 3 H
3

-CHO ,

-COOH,

(二)取代定位效应的应用
CH3 COOH NO2
COOH
混酸

必须先氧化后硝化
CH3
KMnO4 H
+

COOH ,

NO2

(四)稠环芳烃
8 7 6 5 10 4 9 1 2 3

9 8 7 6 5

10 1 2 4 3



3,4-苯并芘





练习

已知分子式为C12H12的物质A结构简式为 CH3
CH3

则A环上的一溴代物有 ( B ) A、2种 B、3种 C、4种

D、6种

烃的衍生物 第一单元 卤代烃

一、卤代烃 1.定义:烃分子中的氢原子被卤素原 子取代后所得到的一类烃的衍生物叫 卤代烃。

官能团: 卤素原子(—X) 2.通式: R-X 饱和一卤代烃

CnH2n+1X

3.卤代烃的分类 1)按卤素原子种类分: 氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等 2)按卤素原子数目分:
R-CH2-X 一卤代烃

R-CHX 2 二卤代烃

R -CX3 三卤代烃

3)根据烃基结构分:
卤代烷烃、 卤代烯烃、卤代芳香烃等
CH3CH2Cl CH2=CHCl

Br

4.物理性质:
常温下,除CH3Cl、C2H5Cl、CH2=CHCl 少数为气体外,多数为液体或固体; 通常情况下,结构相似,互为同系物的 卤代烃沸点随碳原子数的增多而升高。 液态卤代烃的密度一般比水的密度大。 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。如: CH2Cl2、氯仿、四氯化碳等

5.卤代烃对人类生活的影响
含有卤素原子的有机物大多是由人工 合成得到的,卤代烃用途十分广泛,对人 类生活有着重要的影响。

问题:为什么聚四氟乙烯可用于不粘 锅?七氟丙烷可用于灭火?
说明:卤代烃中卤素含量越高,可燃 性越弱

5、卤代烃对人类生活的影响:
(1)卤代烃的用途

溶剂
灭火剂

致冷剂 卤代烃

医用 农药

麻醉剂 (2) 卤代烃的危害 氟利昂,有CCl3F、CCl2F2等,对臭氧层有 破坏作用。 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。

危害:CF2Cl2

紫外光 CF2Cl ·+ Cl · ClO ·+ O2 2O2 + Cl ·

Cl ·+ O3 ClO ·+ O3

一个氯原子可破坏十万个臭氧分子

氟氯烃(氟里昂)(CF2Cl2 等)
性质:无色无味气体,化学性质稳定, 无毒,易挥发,易液化,不燃烧。
用途:制冷剂,雾化剂,发泡剂, 溶剂,灭火剂。

二、溴乙烷
1.分子组成与结构 结构简式: CH3CH2Br
H H

C2H5Br 结构式:H C C Br 分子式:

HH 电子式:H:C:C:Br : H H
: : : : : :

球棍模型

H

H

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℃ 对比: 乙烷为无色气体,沸点-88.6 ℃, 不溶于水。

3. 化学性质
H H ‥ ‥ ‥ H︰C︰C︰Br︰ ‥ ‥ ‥ H H

由于溴原子吸引电子能力强,C-Br 键容易断裂,使溴原子易被取代。由 于“-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。

实验:取溴乙烷加入用硝酸酸化的 硝酸银溶液,观察现象。
无明显变化
AgNO3溶液

(没有浅黄色沉淀产生)

溴乙烷

证明:溴乙烷中不存 在溴离子,溴乙烷是 非电解质,不能电离。

(1)水解反应
CH3 CH2 OH
NaOH CH3CH2OH

HBr

H Br HBr + NaOH = NaBr + H2O

条件:强碱的水溶液 要加热

CH3 CH2 NaOH Br

H2O

CH3CH2OH NaBr

思考
1)这反应属于哪一反应类型? 取代反应 2)为什么要加入稀硝酸酸化溶液?

中和过量的NaOH溶液,防止生成 Ag2O暗褐色沉淀,影响Br- 检验。

3)如何判断CH3CH2Br是否完全水解? 看反应后的溶液是否出现分层, 如分层,则没有完全水解 4)如何判断CH3CH2Br已发生水解? 待溶液分层后,用滴管吸取少量 上层清液,移入另一盛稀硝酸的试 管中,然后滴入2~3滴硝酸银溶液, 如有淡黄色沉淀出现,则证明含有 溴元素。

思考:
这个反应可能的断键之处?
CH2 - CH2 醇、KOH
H Br


CH2=CH2↑ + HBr

条件: ①强碱的醇溶液 ②要加热

CH2CH2 浓H2SO4 CH2=CH2↑ + H2O | | 170℃ 不饱和烃 小分子 H OH CH2CH2 醇、NaOH CH ≡ CH↑+2HCl △ | | 不饱和烃 小分子 Cl Cl

(2)消去反应:有机化合物在一定 条件下,从一个分子中脱去一个小分子 (HX,H2O),而生成不饱和化合物 (“=”或者“≡”)的反应。

3、溴乙烷的化学性质 (1)水解反应(属于取代反应)
CH3CH2Br + KOH
△ 水

CH3CH2OH + KBr

△ CH3CH2Br + KOH 醇 CH2=CH2↑+ KBr + H2O

(2)消去反应

实验1

实验2

反应物 溴乙烷和KOH醇溶液 溴乙烷和KOH溶液 无醇则有醇,有醇则无醇。 共热 条件 共热 生成物 乙烯,KBr,H O 乙醇,KBr
2

三、卤代烃的化学性质(与溴乙烷相似) 1)取代反应(水解):

卤代烷烃水解成醇
R-X + NaOH
H2O △

R-OH + NaX

2)消去反应

CH3 CH2 CH2 -C-CH3

β

α

Br

β

β CH2 CH3

醇、NaOH △

CH3 CH2 CH =C-CH3 CH2 CH3

CH3 CH2 CH2 - C=CH2 CH2 CH3

CH3 CH2 CH2 -C-CH3


CH CH3

卤代烃发生消去反应的条件 ①烃中碳原子数≥2 ②邻碳有氢才消去 ③反应条件:强碱和醇溶液中加热。

四、卤代烃中卤素原子的检验:
卤代烃
NaOH 水溶液 过量 HNO3 AgNO3 溶液

有沉淀产生

五、制法: (2)不饱和烃的加成

白 淡 黄 色 黄 色 色

(1)烷烃和芳香烃的卤代反应

练习:

1、下列卤代烃是否能发生消去反应,若能, 请写出有机产物的结构简式:
A、CH3Cl CH3 C、CH3-C-CH2-I CH3 E、CH3-CH2-CH-CH3 B、CH3-CH-CH3

D、

√ √
Br
Cl

Br



2、写出CH2BrCH2Br与NaOH醇溶 液共热的反应方程式

CH2BrCH2Br

NaOH、△

CH3CH2OH

CH≡CH+2HBr

3、以CH3CH2Br 为主要原料制备 CH2BrCH2Br CH3CH2Br CH =CH +HBr 2 2 CH CH OH
3 2

NaOH、△

CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br

4、在实验室里鉴定氯酸钾晶体和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 应有下列哪些步骤(顺序):

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
DCEGA (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

第三章 烃的含氧衍生物

CH3CH2OH

CH3CHCH3 OH

乙醇
OH

2-丙醇
OH CH3

苯酚

邻甲基苯酚

一、醇
1.醇的分类 根据 羟基 所连 烃基 的种 类
脂肪醇 脂环醇 芳香醇 饱和 CH3CH2OH OH CH2OH 不饱和 CH2=CHCH2OH

一元醇 CH 3CH 2CH 2OH 根据 醇分 子结 构中 羟基 的数 目
饱和一元醇通式: CnH2n+1OH或CnH2n+2O

二元醇 CH2-OH CH2OH

CH2-OH
三元醇 CH-OH CH2OH

2.醇的命名(同烯烃)
CH3 CH3—CH—CH2—OH OH

2-甲基-1-丙醇

CH3—CH2—CH—CH3 CH3 CH3 CH3—CH—C—OH
CH2—CH3

2-丁醇

2,3-二甲基-3-戊醇

3.醇的物理性质 名称 结构简式

甲醇 CH3OH
乙烷 CH3CH3 乙醇 CH3CH2OH

相对分 沸点 子质量 /℃ 32 64.7 30 —88.6

46 44
60 58

78.5 —42.1
97.2 —0.5

丙烷 CH3CH2CH3
丙醇 CH3CH2CH2OH 丁烷 CH3(CH2)2CH3

3.醇的物理性质

结论:相对分子质量相近的醇和烷 烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。
原因:由于醇分子中羟基的氧原子与 另一醇分子羟基的氢原子间存在着相 互吸引作用,这种吸引作用叫氢键。
甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶, 这是因为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键。

4、乙醇 a.乙醇的物理性质 乙醇(酒精)是无色透明、具有特 殊香味的液体; 密度比水小; 沸点比水低,易挥发; 任意比溶于水,能溶解多种无机物 和有机物。

b.乙醇的分子结构
化学式:C2H6O 结构简式:CH3CH2OH 或C2H5OH 结构式:

乙醇是极性分子

2、乙醇的化学性质

1) 乙醇与钠反应
2) 乙醇的催化氧化 2C2H5OH+O2

现象:缓慢产生气 泡,金属钠沉于底 部或上下浮动。

2CH3CH2O-H +2Na →2CH3CH2ONa +H2↑
Cu 2CH CHO+2H O 3 2 加热
浓H2SO4

3) 乙醇的酯化反应 CH3COOH + HOC2H5 CH3COOC2H5 + H2O

2、乙醇的化学性质
② ①

④ ③

4)乙醇的消去反应

断键位置:脱去—OH和与—OH相邻的 碳原子上的1个H
浓硫酸的作用:催化剂和脱水剂

4)乙醇的消去反应
为何使液体温度迅 速升到170℃?
酒精与浓硫酸 体积比为何 要 为 1 ∶ 3?

温度计的 位置?

有何杂质气体? 如何除去?

浓硫酸的作 用是什么?
放入几片碎 瓷片作用是 什么?

用排水集 气法收集

混合液颜色如何 变化?为什么?

1、放入几片碎瓷片作用是什么? 防止暴沸
2、浓硫酸的作用是什么? 催化剂和脱水剂 3、酒精与浓硫酸体积比为何要为1∶3? 因为浓硫酸是催化剂和脱水剂,为了保证有足够 的脱水性,硫酸要用98%的浓硫酸,酒精要用无 水酒精,酒精与浓硫酸体积比以1∶3为宜。 4、温度计的位置? 温度计感温泡要置于反应物的 中央位置因为需要测量的是反应物的温度。 5、为何使液体温度迅速升到170℃? 因为无水酒精和浓硫酸混合物在170℃的温度下 主要生成乙烯和水,而在140℃时乙醇将以另一 种方式脱水,即分子间脱水,生成乙醚。

6、混合液颜色如何变化?为什么?
烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。 在加热的条件下,无水酒精和浓硫酸混合物的反 应除可生成乙烯等物质以外,浓硫酸还能将无水 酒精氧化生成碳的单质等多种物质,碳的单质使 烧瓶内的液体带上了黑色。 7、有何杂质气体?如何除去? 由于无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应,反 应制得的乙烯中往往混有H2O、CO2、SO2等气 体。可将气体通过碱石灰。 8、为何可用排水集气法收集?

因为乙烯难溶于水,密度比空气密度略小。

知识拓展:分子间脱水
2CH3CH2-OH 140℃ CH3CH2-O-CH2CH3+H2O
浓H2SO4

5)乙醇与氢卤酸的取代反应
2CH3CH2-OH+HBr


CH3CH2Br+H2O

6)乙醇的氧化反应 有机物分子中加入氧原子或失 去氢原子的反应叫做氧化反应。 与酸性高锰酸钾、重铬酸钾反应
CH3CH2OH 乙醇
氧化

CH3CHO 乙醛

氧化

CH3COOH 乙酸

醇的化学反应断键位置总结
反 应 断键位置 与金属Na ① 与氢卤酸 ② 分子间脱水 ①② 分子内脱水 ②⑤ (消去) 燃烧 ①②③④⑤ 催化氧化 ①③ 酯化



二、酚 1、定义:羟基跟苯环直接相连的化 合物。 2、结构:
OH

苯环和羟基会相互影响,将决定苯酚的 化学性质

3、物理性质
无色晶体; 具有特殊气味; 常温下难溶于水,易溶于乙醇 等有机溶剂; 650C以上时,能与水混溶 ; 有毒,可用酒精洗涤。

小资料 放置时间长的苯酚往往 是粉红色,因为空气中 的氧气就能使苯酚慢慢 地氧化成对-苯醌。 医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚 钠盐的稀溶液。
1如何保存苯酚? 2如果苯酚不慎沾到皮肤上应如何处理? 3为什么苯酚的溶解性既不同于苯也不同于乙醇?

实验3—3 实验 (1)向盛有少量苯酚 晶体的试管中加入2mL 蒸馏水,振荡试管 (2)向试管中逐滴加 入5%的NaOH溶液, 并振荡试管 (3)再向试管中加入 稀盐酸

现象 形成浑浊的液体 浑浊的液体变为 澄清透明的液体 澄清透明的液 体又变浑浊

4、化学性质 苯酚能与碱反应,体现 出它的弱酸性。因此, 1)弱酸性 苯酚俗称石炭酸。

苯酚的酸性是弱酸,如何证明?能否 用指示剂?
ONa +CO2+H2O
OH

OH +NaHCO3
ONa

+ Na2CO3 →

+ NaHCO3

结论:
HCl﹥CH3COOH﹥H2CO3﹥C6H5OH﹥HCO3-

苯酚能与金属钠的反应吗?
演示实验:往熔化的苯酚中加一小块金属钠

实验现象: 剧烈反应,产生无色气体
实验结论: 酚-OH上的H要比醇 -OH上的H 活泼得多; 苯环使-OH上的H更容易电离。
2
OH

+ 2Na

2

ONa

+ H2 ↑

2)与浓溴水反应
OH + 3Br2 Br

(可用于苯酚 定性检验与定 OH 量测定)
Br↓+3HBr

Br ①浓溴水与苯酚在苯环上发生取代反应。这说明 羟基对苯环产生了影响,使取代更易进行。 ②溴取代苯环上羟基的邻、对位。 ③不能用该反应来分离苯和苯酚

*3)苯酚的显色反应
遇FeCl3溶液显紫色。 用途:可用于检验苯酚或Fe3+的存 在。

苯酚与苯取代反应的比较
苯酚 反应物 苯

溴水与苯酚反应 液溴与纯苯 反应条件 不用催化剂 FeBr3作催化剂 取代苯环上 一次取代苯环 一次取代苯环 氢原子数 上三个氢原子 上一个氢原子 初始缓慢, 瞬时完成 反应速率 后加快 结论 苯酚与溴取代反应比苯容易 酚羟基对苯环影响,使苯环上 原因 氢原子变得活泼

学与问
苯酚分子中苯环上连有一羟基,由于羟基对 苯环的影响,使得苯酚分子中苯环上的氢原子比 苯分子中的氢原子更活泼,因此苯酚比苯更易发 生取代反应。

乙醇分子中—OH与乙基相连,—OH上H原 子比水分子中H原子还难电离,因此乙醇不显酸性。 而苯酚分子中的—OH与苯环相连,受苯环影 响,—OH上H原子易电离,使苯酚显示一定酸性。 由此可见:不同的烃基与羟基相连,可以影响物 质的化学性质。

苯酚的用途: 化工原料,制酚醛树脂、医药、染 料等,稀溶液用作防腐剂和消毒剂

注意:在与醇相似的条件下,苯酚不能发 生酯化反应。 小结:

是谁使苯酚声名远扬?
使苯酚首次声名远扬的应归功于英国著 名的医生里斯特。里斯特发现病人手术后死 因多数是伤口化脓感染。偶然之下用苯酚稀 溶液来喷洒手术的器械以及医生的双手,结 果病人的感染情况显著减少。这一发现使苯 酚成为一种强有力的外科消毒剂。里斯特也 因此被誉为“外科消毒之父”。

日本利用蟹壳清除工业废水 中有毒物质—苯酚

巩固练习
1、怎样分离苯酚和苯的混合物
加入NaOH溶液→分液→在苯酚钠溶液中加酸或 通入CO2

2、如何鉴别苯酚
A利用与三价铁离子的显色反应

B 利用与浓溴水生成三溴苯酚白色沉淀

第三章 烃的含氧衍生物
第二节 醛

复习:乙醇催化氧化得到什么物质?
Cu或Ag

2CH3CH2OH +O2 → 2CH3CHO+2H2O △ 乙醛 (乙醇催化氧化得乙醛)

一、醛
什么是醛?

O -CHO 或 -C-H 醛基

由烃基与醛基相连而构成的有机化 合物。简称RCHO

思考:饱和一元脂肪醛的通 式? CnH2n+1CHO或CnH2nO

乙醛 丙醛 甲醛

CH3CHO CH3CH2CHO HCHO

无色有刺激性气味的气体, 易溶于水,其水溶液为福尔 马林。

肉桂醛

CH2=CH—CHO

苯甲醛

CHO

课堂练习
1、下列关于醛的说法中正确的是: ( D) A、甲醛是甲基跟醛基相连而构成 的醛 B、醛的官能团是 —COH C、甲醛和乙二醛互为同系物 D、饱和一元脂肪醛的分子组成符 合CnH2nO

二、乙醛
1、乙醛的物理性质
1、色、态、味:

无色、有刺激性气味的 液体 ,密度比水小 能与水、乙醇、乙醚、氯仿等 互溶
20.8℃,易挥发

2、溶解性: 3、沸点:

乙醛的结构

乙醛分子的比例模型

乙醛分子的球棍模型

2、乙醛的分子结构
分子式 结构式
H O H C H

结构简式
O H

官能团

O C H

C2H4O

C H CH3 C

甲基+醛基=乙醛

思考:乙醛的 结构简式能否写 成CH3COH?

乙醛中有几种类型的氢原子?

吸 收 强 度

10

8

6

4

2

0

乙醛的核磁共振氢谱

推测: 醛基的性质
想 一 想 ?

O C H

3、乙醛的化学性质
1.加成反应

O CH3 C H +H 2

O H
Ni


CH3 C

H

H 注意:C=O和C=C双键不同,通常情况下,乙醛不 能和HX、X2、H2O发生加成反应。 OH O
C H H
去2H 得2H 氧化反应

C

H 还原反应

得氧失氢均 为氧化反应

2.氧化反应

3、乙醛的化学性质
点燃

(1)乙醛在点燃条件下可被空气中的氧气氧化

? 4CO2 + 4H2O 2CH3CHO + 5O2 ???
(2)乙醛的催化氧化
O
2CH3C-H + O2 O 2CH3C-O-H

乙酸

(2) 乙醛的催化氧化
羧基

O CH3 C H

O

+

O2

+

H

C CH3

催化剂

O CH3 C H + HO OH

O C CH3

O 2 CH3 C OH

O 2 CH3 C H + O2
催化剂

O 2 CH3 C OH

乙酸

复习: 1、葡萄糖与银氨溶液、新制 C u(OH)2反应有何现象? 2、以上反应实质上是哪种官能 团的反应?

(3)乙醛与弱氧化剂氢氧化二氨合 银(银氨溶液)反应
① 在洁净的试管里加入 1 mL 2%的AgNO3 溶液,一边振荡试管,一边逐渐滴入2%的 稀氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止, 这时得到的溶液通常叫做银氨溶液。

② 再滴入三滴乙醛,振荡后把试管放在 热水中温热观察其现象。

银氨溶液的配制

AgNO3 + NH3· H2O = AgOH↓+ NH4NO3 AgOH + 2NH3· H2O = Ag(NH3) 2OH + 2H2O

银镜反应
O CH3 C H O

+

2 Ag(NH3)2OH

CH3 C ONH4

+ 3 NH3 + 2 Ag + H2O

说明:

a、生成物,一水、二银、三氨、乙酸铵 b、1mol醛基 ~ 2mol Ag

应用:

a、 检验醛基存在,确定醛基数目 b、 工业上利用此原理制镜和保温瓶胆

乙醛与银氨溶液反应实验的注意事项

1.试管内壁应洁净 2.必须用水浴加热,不能用酒 精灯加热。 3.加热时不能振荡试管和摇动 试管。 4.配制银氨溶液时,氨水不能 过多或过少(只能加到棕色沉 淀刚好消失) 5.乙醛用量不可太多;

思考:
怎样清洗做过银镜反应的试管?
用稀硝酸 溶解附在试管内壁的银,再用水洗。

(

4)乙醛与新制氢氧化铜反应 ①在试管里加入10%的NaOH溶液 2mL ②滴入2%的CuSO4溶液 4~6滴, 振荡(氢氧化钠要过量) ③加入乙醛溶液0.5mL,加热至沸 腾

(4)与新制氢氧化铜反应

?(4)与新制的Cu(OH)2反应

Cu2+ +2OH-=Cu(OH)2
O
+2

O CH3 C OH

CH3 C H + 2 Cu(OH)2

+ Cu2O +
红色

+1

2 H2O

说明: 1mol醛基 ~ 1mol Cu2O

应用: a、检验醛基存在,确定醛基数目
b、医院里,利用这一反应原理 检查尿糖是否正常 (检查葡萄糖的醛基)

思考
乙醛能被氧气、弱氧化剂银氨溶液、 氢氧化铜氧化,能否被强氧化剂溴水、 酸性高锰酸钾溶液氧化? 溴水、酸性高锰酸钾都能使乙醛氧化 因此乙醛能使高锰酸钾溶液溴水 褪色

课堂练习
2、关于乙醛的下列反应中,乙醛 被还原的是 ( B ) A、乙醛的银镜反应 B、乙醛制乙醇 C、乙醛与新制 Cu(OH)2的反 应 D、乙醛的燃烧反应

课堂练习
3、某学生做乙醛的还原实验:量取 5mL1mol/L的CuSO4溶液 加入到盛 0.5mol/LNaOH溶液4mL的试管中混合, 然后滴加0.5mL4%乙醛溶液,加热至沸, 未观察到红色沉淀,分析原因可能是 ( )

B

A.乙醛量不够 C.硫酸铜不够

B.烧碱量不够 C.加热时间短

1. 乙醛和氢气发生加成反应生成乙醇,说明 了醛基发生还原反应。 2. 氧气、Ag(NH3)2OH、Cu(OH)2、溴水、酸 性高锰酸钾都能使乙醛氧化,说明醛基发生氧化 反应。

乙 醇

氧化
还原

乙 醛

氧化

乙 酸

3. 醛基的检验方法: (1)与新制的银氨溶液反应有光亮的银镜生成 (2)与新制的氢氧化铜共热煮沸有砖红色沉淀 生成

醛类具有和乙醛类似的化学性质: 加成反应 氧化反应
被弱氧化剂氧化 Cu(OH)2 能使高锰酸钾、溴水褪色 燃烧 催化氧化 银镜反应
CO2、H2O

写出甲醛发生银镜反应,以及与新制的
氢氧化铜反应的化学方程式



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