烃及其含氧衍生物的燃烧通式:
烃:CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+y/2H2O
烃的含氧衍生物:CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2 ® xCO2+y/2H2O
规律1:耗氧量大小的比较
(1) 等质量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于y/x的比值大小。比值越大,耗氧
越多。 相同质量的有机物中,烷烃中CH4耗氧量最大;炔烃中,以C2H2耗氧量最少;苯及其同系物中以C6H6的耗氧量最少;具有相同最简式的不同有机物完全燃烧时,耗氧量相等。
(2)等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时,其耗氧量相等,燃烧产物相同,比例亦相同。 等物质的量的各种有机物(只含C、H、O)完全燃烧时,分子式中相差若干个“CO2”部分或“H2O”部分,其耗氧量相等。
(3) 等物质的量的烃(CxHy)及其含氧衍生物(CxHyOz)完全燃烧时的耗氧量取决于x+y/4-z/2,其值越大,耗氧量越多。
(4) 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物(如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等)或加成产物的同分异构完全燃烧,耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。
规律2:气态烃(CxHy)在氧气中完全燃烧后(反应前后温度不变且高于100℃):
若y=4,V总不变;(有CH4、C2H4、C3H4、C4H4)
若y<4,V总减小,压强减小;(只有乙炔)
若y>4,V总增大,压强增大。
有机分子结构的确定:
物理方法:红外光谱仪 → 红外光谱确定化学键或官能团
核磁共振仪 → 核磁共振仪氢谱确定不同化学环境的氢原子种数及个数比
相对分子质量的测定——质谱法
煤、石油化工
石油炼制方 法 | 分 馏 | 裂化 | 石油化工 | ||
常 压 | 减 压 | 热裂化 | 催化裂化 | ||
原 理 | 常压下分馏 | 低于常压下分馏 | 在一定条件下,把相对分子质量大的、沸点高的烃断裂为相对分子质量小的、沸点低的烃 | 高温下,把长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃 | |
主要原料 | 原油 | 重油 | 重油 | 石油分馏产品 | |
目的 | 得到沸点范围不同的蒸馏产品 | 提高轻质油的产量和质量 | 相对分子质量较小的气态烃 | ||
主要产品 | 石油气、汽油、煤油、柴油、重油 | 重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥 青 | 相对分子质量小的、沸点低的烃(汽油为主) | 乙烯、丙烯、 丁二烯 | |
干馏产物 | 主要成分 | 主要用途 | |
炉煤气
| 焦炉气 | 氢气、甲烷、乙烯 一氧化碳 | 气体燃料,化工原料 |
粗氨水 | 氨气、氨盐 | 氮肥 | |
粗苯 | 苯、甲苯、二甲苯 | 炸药,染料,医药, 农药,合成材料 | |
煤焦油
| 苯、甲苯、二甲苯(<170℃) | ||
酚类、萘 (170-230 ℃) | 医药,染料,农药, 合成材料 | ||
沥青(>230 ℃) | 电极,筑路材料 | ||
焦碳 | 碳 | 冶金,燃料,合成氨 | |
常见的有机反应类型有取代(包括酯化、水解)、加成、加聚、消去、氧化、还原
1.甲烷
甲烷的制取:CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4↑
烷烃通式:CnH2n+2
(1)氧化反应
甲烷的燃烧:CH4+2O2 CO2+2H2O
甲烷不可使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。
(2)取代反应
一氯甲烷:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
二氯甲烷:CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl
三氯甲烷:CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl(CHCl3又叫氯仿)
四氯化碳:CHCl3+Cl2 CCl4+HCl
(3)分解反应
甲烷分解:CH4 C+2H2
2.乙烯
乙烯的制取:CH3CH2OH H2C=CH2↑+H2O
烯烃通式:CnH2n
(1)氧化反应
乙烯的燃烧:H2C=CH2+3O2 2CO2+2H2O
乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。
(2)加成反应
与溴水加成:H2C=CH2+Br2 CH2Br—CH2Br
与氢气加成:H2C=CH2+H2 CH3CH3
与氯化氢加成:H2C=CH2+HCl CH3CH2Cl
与水加成:H2C=CH2+H2O CH3CH2OH
乙烯加聚,生成聚乙烯:n H2C=CH2 n
3.乙炔
乙炔的制取:CaC2+2H2O HCCH↑+Ca(OH)2
炔烃的通式:CnH2n-2
(1)氧化反应
乙炔的燃烧:HCCH+5O2 4CO2+2H2O
乙炔可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化反应。
(2)加成反应
与溴水加成:HCCH+Br2 HC=CH
CHBr=CHBr+Br2 CHBr2—CHBr2
与氢气加成:HCCH+H2 H2C=CH2
氯乙烯加聚,得到聚氯乙烯:nCH2=CHCl
乙炔加聚,得到聚乙炔:n HCCH n
4.苯
苯的同系物通式:CnH2n-6
(1)氧化反应
苯的燃烧:2C6H6+15O2 12CO2+6H2O
苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取代反应
①苯与溴反应
(溴苯)
②硝化反应
+HO—NO2 +H2O
(硝基苯)
苯硝化反应生成硝基苯,它是一种带有苦杏仁味、无色油状液体,有毒。
③磺化反应
+HO—SO3H +H2O
(苯磺酸)
(3)加成反应
(环己烷)
苯还可以和氯气在紫外光照射下发生加成反应,生成C6H6Cl6(剧毒农药)。
5.甲苯
(1)氧化反应
甲苯的燃烧:C7H8+9O2 7CO2+4H2O
甲苯不能使溴水褪色,但可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取代反应
甲苯硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,简称三硝基甲苯,又叫梯恩梯(TNT),
是一种淡黄色晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿等。
注意:甲苯在光照条件下发生侧链的取代,而在催化剂条件下发生苯环上的取代。
(3)加成反应
(甲基环己烷)
6.溴乙烷
纯净的溴乙烷是无色液体,沸点38.4℃,密度比水大。
(1)取代反应
溴乙烷的水解:C2H5—Br+NaOH C2H5—OH+NaBr
(2)消去反应
溴乙烷与NaOH溶液反应:CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O
7.乙醇
(1)与钠反应
乙醇与钠反应:2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑(乙醇钠)
(2)消去反应
乙醇制乙烯;CH3CH2OH→CH2=CH2↑+ H2O(浓硫酸、170℃)
[3]取代反应
乙醇在浓硫酸做催化剂的条件下,加热到170℃生成乙烯。
注意:该反应加热到140℃时,乙醇进行另一种脱水方式,生成乙醚。
2C2H5OH C2H5—O—C2H5+H2O (乙醚)
{4}氧化反应
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O (条件为点燃)
乙醇与酸性高锰酸钾、重铬酸钾酸性溶液反应生成CH3COOH
8.苯酚
苯酚是无色晶体,露置在空气中会因氧化显粉红色。苯酚具有特殊的气味,熔点
43℃,水中溶解度不大,易溶于有机溶剂。苯酚有毒,是一种重要的化工原料。
(1)苯酚的酸性
(苯酚钠)
2
苯酚(俗称石炭酸)的电离:
+H2O +H3O+
苯酚钠与CO2反应:
+CO2+H2O +NaHCO3
(2)取代反应
+3Br2 ↓+3HBr
(三溴苯酚)
(3)显色反应
苯酚能和FeCl3溶液反应,使溶液呈紫色。
9.乙醛
乙醛是无色无味,具有刺激性气味的液体,沸点20.8℃,密度比水小,易挥发。
(1)加成反应
乙醛与氢气反应:CH3—C—H+H2 CH3CH2OH
(2)氧化反应
乙醛与氧气反应:2CH3—C—H+O2 2CH3COOH (乙酸)
乙醛的银镜反应:
CH3CHO +2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O (乙酸铵)
注意:硝酸银与氨水配制而成的银氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银),
这是一种弱氧化剂,可以氧化乙醛,生成Ag。有关制备的方程式:
Ag++NH3·H2O===AgOH↓+
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
乙醛还原氢氧化铜:CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O+2H2O
10.乙酸
(1)乙酸的酸性
乙酸的电离:CH3COOHCH3COO-+H+
(2)酯化反应
CH3—C—OH+C2H5—OH CH3—C—OC2H5+H2O (乙酸乙酯)
注意:酸和醇起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。
11.乙酸乙酯
乙酸乙酯是一种带有香味的物色油状液体。
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
(2)中和反应
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH
附加:烃的衍生物的转化
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/01ffec81aef8941ea66e0574.html
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