甲烷、乙烯、乙炔的实验室制取共26页
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中学有机化学“断键”全解一.取代反应1.卤代反应:C—H键断裂①烷烃的卤代:CH4 + Cl2CH3Cl + HCl反应条件:光照、纯卤素②苯的卤代:反应条件:液溴、催化剂(FeBr3) ③苯的同系物的卤代:反应条件:液溴、催化剂(FeBr3)④酚的卤代:反应条件:浓溴水⑤醇的卤代:C2H5O H + HBr C2H5Br + H2O反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热2.硝化反应:C—H键断裂①苯的硝化反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,水浴加热55—60℃②苯的同系物的硝化反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热③酚的硝化反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂3.酯化反应:羧酸中的C—O键、醇中的O—H键断裂CH3C OO H + C2H5OH CH3C OO CH2CH3 + H2O反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热4.水解反应①卤代烃的水解:C—X断裂C2H5Br + H2O C2H5OH + HBr反应条件:强碱NaOH的水溶液,加热②酯的水解:C—O键断裂反应条件:稀硫酸作催化剂,水浴加热70—80℃③蛋白质的水解:酰氨键中C—N键断裂5.醇与醇分子间脱水:醇分子中的的C—O键与另一醇分子中与羟基相连碳原子上的C—H键发生断裂2 CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热140℃6.置换反应:①醇的置换反应:O—H键断裂2 CH3CH2OH + 2 Na →2CH3CH2ONa + H2↑反应条件:活泼金属(K、Ca、Na、Mg、Al、Li等)②酚的置换反应:O—H键断裂反应条件:活泼金属(K、Ca、Na、Mg、Al、Li等),熔化的苯酚③羧酸的置换反应:O—H键断裂2CH3COOH + Zn →(CH3COO)2Zn + H2↑反应条件:氢以前的活泼金属7.羧酸盐的脱羧反应:C—C键断裂CH3C OO Na + Na O H CH4↑+ Na2CO3反应条件:羧酸盐无水,加热8.复分解反应:C—H键断裂①中和反应:R COOH + NaOH → R COONa + H2O②羧基的检验:R COOH + NaHCO3→ R COONa + H2O + CO2↑1.烯烃的加成反应:断裂中的一个键①与水的加成:CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH②与卤素的加成:CH2=CH2 + Br2 →CH2BrCH2Br③与卤代烃的加成:CH2=CH2 + HCl CH3CH2Cl④与氢气的加成:CH2=CH2 + H2CH3CH32.炔烃:断裂中的一个键或二个键①与水的加成:②与卤素的加成:③与卤代烃的加成:④与氢气的加成:3.苯及苯的同系物的加成:断裂苯环上的特殊化学键4.醛的加成:断裂碳氧双键中的一个键三.消去反应:1.醇的消去反应:羟基与碳相连的C—O键及与羟基所在碳原子相邻的碳上的C—H键断裂CH3CH2OH CH2==CH2↑+ H2O反应条件:浓硫酸作催化剂、脱水剂,加热170℃2.卤代烃的消去反应:卤代烃C—X键及与卤素原子所在碳原子相邻的碳上的C—H键断裂CH3CH2Cl + NaOH CH2==CH2↑+ NaCl + H2O反应条件:强碱NaOH的醇溶液,加热1.剧烈氧化(有机物的燃烧):断裂分子中所有化学键CH3CH2OH + 3O22CO2 +3 H2O2.控制氧化①醇的催化氧化:醇羟基上的C—H键及与羟基所在碳原子相邻的碳上的C —H键断裂2 CH3CH2OH + O22CH3CHO + H2O②醛的催化氧化:断裂醛基上的C—H键2R—CHO + O2RCOO H③醛的银镜反应:断裂醛基上的C—H键R—CHO + 2Ag(NH3)2OH RCOONH4 + 3NH3 +2Ag↓+H2O反应条件:现配的银氨溶液,水浴加热④醛与新制的Cu(O H)2反应:断裂醛基上的C—H键R—CHO +2Cu(O H)2 RCOOH + Cu2O↓+ 2H2O反应条件:新配的Cu(O H)2悬浊液,加热⑤苯的同系物与酸性KMn O4反应:断裂苯环侧链上的C—H、C—C键⑥烯烃的催化氧化:断裂中的一个键断裂CH2=CH2 +O2CH3CHO⑦丁烷的催化氧化:C—C断裂CH3CH2 CH2CH3 + 5O2 4 CH3COOH + 2 H2O五、聚合反应:1.加聚反应:断裂中的一个键断裂①烯烃的加聚:②卤烯烃的加聚:③不饱和羧酸的加聚:①酚醛缩聚:酚羟基上的C—H与醛基上的C==O键断裂②氨基酸缩聚:羧基中C—O键与氨基中N—H键断裂③脂化缩聚:醇羟基上的O—H与羧基上的C—O键断裂六、分解与裂化、裂解1.分解反应①甲烷的分解:断裂C—H键反应条件:隔绝空气,加热到1000—1500℃②烯烃的臭氧分解:中的二个键全断裂③炔烃的臭氧分解:中的三个键全断裂2.裂化与裂解:C—C键断裂CH3CH2 CH2CH3 C2H4 + C2H6七、颜色反应酚遇Fe3+显蓝色:酚羟基上的O—H键断裂高中有机化学中的实验现象及注意事项1.光照甲烷与氯气的混合气体:黄绿色逐渐变浅,时间较长,(容器内壁有液滴生成)。
1、实验制取实验室制甲烷CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4(乙酸钠,醋酸钠)浓H2SO4实验室制乙烯CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O(乙醇)实验室制乙炔CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑(碳化钙)催化剂工业制取乙醇:C2H4+H20 CH3CH2OH2、氧化反应:点燃甲烷燃烧CH4+2O2CO2+2H2O点燃乙烯燃烧CH2=CH2+3O22CO2+2H2O点燃乙炔燃烧C2H2+3O22CO2+H2O 燃烧点燃苯燃烧2C6H6+15O212CO2+6H2O点燃乙醇完全燃烧的方程式C2H5OH+3O22CO2+3H2O乙醇的催化氧化的方程式2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O甲烷和氯气发生取代反应光照CH4+Cl2CH3Cl+HCl光照CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光照CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光照CHCl3+Cl2CCl4+HCl(注:反应物是卤素单质的蒸汽)苯和浓硫酸浓硝酸C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O(硝基苯)FeBr3苯与溴在FeBr3催化作用下反应C6H6+Br2C6H5Br+HBr浓硫酸乙酸乙酯的水解:CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH (注:苯的同系物也可以发生取代反应)4、加成反应:乙烯和溴水CH2=CH2+Br2CH2Br-CH2Br催化剂乙烯和水CH2=CH2+H20 加热加压CH3CH2OH催化剂乙烯和氯化氢CH2=H2+HCl CH3-CH2Cl乙烯和氢气CH2=CH2+H2CH3-CH3苯和氢气C6H6+3H2C6H12催化剂乙烯聚合nCH2=CH2-[-CH2-CH2-]n- (条件为催化剂)催化剂氯乙烯聚合nCH2=CHCl -[-CH2-CHCl-]n- (条件为催化剂)6、酯化反应:浓硫酸乙醇乙酸反应的方程式CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOC2H5 +H2O (酸脱羟基,醇脱氢)(乙酸乙酯)7、补充:乙醇与钠反应2C2H5OH+2Na 2C2H5ONa+H2↑。
高中有机化学基础实验总结(一) 烃1.甲烷的制备与氯代(必修2、P56)(性质)(1)甲烷的制备:药品:无水醋酸钠固体(CH3COONa)和碱石灰装置:固体+固体气体(可制取O2、NH3、CH4 )注意:i、必须用无水醋酸钠:①有水会使NaOH和CaO板结,不利于CH4的逸出;②可使NaOH形成强碱浓溶液腐蚀试管;水气化会吸收热量,不利于CH4的生成;③有水时,反应物的断键方式会不一样,造成无法生成CH4ii、生石灰的作用:疏散反应物,CaO为颗粒状,多孔,有利于CH4的逸出;减少NaOH与试管的接触;NaOH吸湿性很强,CaO可起到干燥NaOH的作用(2)甲烷的氯代:实验:取一个100mL的大量筒(或集气瓶),用排水的方法先后收集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:大约3min后,可观察到混合气体颜色变浅,气体体积缩小,量筒壁上出现油状液体,量筒内饱和食盐水液面上升,可能有晶体析出【会生成HCl,增加了饱和..食盐水】解释:生成卤代烃2.石油的分馏(必修2、P57,重点)(分离提纯)1)两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合物,要进行分离时,常用蒸馏或分馏的分离方法。
2)分馏(蒸馏)实验所需的主要仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
3)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是:防止爆沸4)温度计的位置:温度计的水银球应处于支管口(以测量蒸汽温度)5)冷凝管:蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向下口进,上口出6)用明火加热,注意安全3. 石蜡油分解实验(必修2、P62)实验:将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管的底部,试管中放入碎瓷片,给碎瓷片加强热;石蜡油蒸汽通过碎瓷片表面发生反应,生成一定量的气体。
生成的气体分别通入酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液中,观察;用排水集气法收集一试管气体,点燃,现象:酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色,火焰明亮产生黑烟结论:①石蜡油在此条件下发生了化学变化,生成的气体中含烯烃②碎瓷片的作用是催化作用3.乙烯的性质实验(必修2、P59)现象:乙烯使KMnO4酸性溶液褪色(氧化反应)(检验)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色(加成反应)(检验、除杂)乙烯的实验室制法:(1)反应原料:乙醇、浓硫酸(2)反应原理:CH3CH2OH CH2=CH2↑ + H2O 副反应:2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O (3)浓硫酸:催化剂和脱水剂(混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中,并用玻璃棒不断搅拌)(4)碎瓷片,以防液体受热时爆沸;石棉网加热,以防烧瓶炸裂。
第2讲烃复习目标1.掌握烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的结构特点和性质。
2.能描述和分析各类烃的典型代表物的重要反应,能书写相应的化学反应方程式。
3.了解烃类物质的重要应用。
考点一脂肪烃的结构和性质一、烷烃、烯烃、炔烃的组成及结构特点二、典型代表物的组成与结构名称甲烷(CH 4)乙烯(C 2H 4)乙炔(C 2H 2)空间结构01正四面体形02平面形H—C≡C—H03直线形键角109°28′120°180°碳原子杂化方式sp 3sp 2sp 碳原子成键类型σ键σ键和π键σ键和π键三、脂肪烃的性质1.物理性质物理性质变化规律常温下01≤4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增多,逐渐状态过渡到02液态、固态随着碳原子数的增多,沸点逐渐03升高;同分异构体之间,支链越沸点多,沸点04越低相对密度随着碳原子数的增多,相对密度逐渐增大,密度均比水05小水溶性均难溶于水2.化学性质(1)氧化反应(2)烷烃的取代反应①取代反应:有机物中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
②烷烃的卤代反应。
如甲烷和氯气生成一氯甲烷:06CH 4+Cl 2――→光照CH 3Cl +HCl 。
a .反应条件:07光照。
b .无机试剂:08卤素单质。
c .产物特点:09多种卤代烃混合物+HX(X 为卤素原子)。
d .量的关系:取代1mol 氢原子,消耗101mol 卤素单质。
(3)烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应方程式)(4)烯烃、炔烃的加聚反应①乙烯的加聚反应方程式:20n CH 2===CH 2――――→催化剂CH 2—CH 2。
②乙炔的加聚反应方程式:21n CH ≡CH――――→催化剂CH===CH 。
③1,3丁二烯的加聚反应方程式:22n CH 2===CH —CH===CH 2――――→催化剂CH 2—CH===CH —CH2。
四、脂肪烃的来源和用途脂肪烃来源用途甲烷天然气、沼气、煤矿坑道气燃料、化工原料乙烯工业:01石油裂解植物生长调节剂、催熟果实、化工原料实验室:02乙炔实验室:CaC 2+2H 2O ―→Ca(OH)2+CH≡CH ↑切割、焊接金属、化工原料请指出下列各说法的错因(1)1mol CH 4和1mol Cl 2发生取代反应生成的有机产物只有CH 3Cl 。