Puntos de conocimiento de química y materia orgánica para estudiantes de secundaria
1. Experimento de propiedades físicas
(1) Destilación fraccionada de petróleo
Experimento: ensamblar un dispositivo de destilación, inyectar 100 ml de petróleo en el matraz de destilación y Agregue algunos trozos de porcelana rotos para evitar que el aceite se desborde. Luego calentar y recoger las fracciones entre 60°C y 150°C y entre 150°C y 300°C.
Fenómenos y explicación: El petróleo es una mezcla de hidrocarburos y no tiene punto de ebullición fijo. Al calentar el petróleo, los hidrocarburos de bajo punto de ebullición se vaporizan primero y se separan mediante destilación; a medida que aumenta la temperatura, los hidrocarburos de alto punto de ebullición se vaporizan nuevamente y se separan nuevamente después de la destilación; La fracción recolectada entre 60°C y 150°C es gasolina y la fracción entre 150°C y 300°C es queroseno.
(2) Saltación de proteínas
Experimento: En un tubo de ensayo que contiene una solución de clara de huevo, agregue lentamente una solución saturada de (NH4)2 SO4 o Na2SO4 y observe el fenómeno. Luego agregue una pequeña cantidad de líquido con precipitado en un tubo de ensayo que contenga agua destilada y observe si el precipitado se disuelve.
Fenómenos y explicación: Se produce precipitación y el precipitado puede disolverse en agua. Después de agregar ciertas soluciones de sales inorgánicas concentradas a la solución de proteína, la solubilidad de la proteína se reduce, lo que hace que la proteína se aglomere y precipite. Este efecto se llama sal. La salazón es un proceso reversible.
2. Las propiedades físicas de la materia orgánica también muestran ciertas reglas, que se resumen a continuación:
(1) Color: La mayor parte de la materia orgánica es incolora, y sólo unas pocas sustancias tienen color. Por ejemplo, el producto de la oxidación del fenol es rosado.
(2) Estado: Hidrocarburos (alcanos, alquenos, alquinos) con no más de 4 átomos de carbono en la molécula, cloruro de metilo y formaldehído en los derivados de hidrocarburos se encuentran en estado gaseoso, gasolina, queroseno, benceno, tolueno. , etanol, ácido acético, acetato de etilo, etc. son líquidos, mientras que la mayoría de los compuestos poliméricos son sólidos a temperatura ambiente.
(3) Olor: muchos compuestos orgánicos involucrados en la química de la escuela secundaria tienen ciertos olores, como: el benceno tiene un olor especial, el nitrobenceno tiene un olor a almendra amarga y el formaldehído, el acetaldehído y el ácido acético tienen un olor acre. huele. El acetato de etilo tiene un olor aromático.
(4) Densidad: Cuando la masa molecular relativa de la materia orgánica gaseosa es mayor a 29, la densidad es mayor que la del aire. La materia orgánica líquida con una densidad menor que el agua incluye hidrocarburos (alcanos, alquenos; , alquinos, hidrocarburos aromáticos), ésteres inferiores, hidrocarburos monoclorados, etanol, acetaldehído, etc.; aquellos con mayor densidad que el agua incluyen nitrobenceno, bromobenceno, tetracloruro de carbono, cloroformo, hidrocarburos bromados, etilenglicol, glicerina, etc. La densidad relativa de homólogos de hidrocarburos como alcanos, alquenos y alquinos aumenta con el aumento del número de átomos de carbono en la molécula; la densidad relativa de los monocloroalcanos disminuye con el aumento del número de átomos de carbono.
(5) Solubilidad en agua: Miscibles con agua en cualquier proporción y fácilmente solubles en agua son etanol, ácido acético, acetaldehído, etilenglicol, glicerina, fenol (por encima de 65 °C), formaldehído, glucosa, etc. .; los que son insolubles en agua incluyen hidrocarburos (alcanos, alquenos, alquinos, hidrocarburos aromáticos), hidrocarburos halogenados, ácidos grasos superiores, nitrobenceno y bromobenceno. La solubilidad en agua de compuestos orgánicos como alcoholes, aldehídos y ácidos carboxílicos disminuye gradualmente a medida que aumenta el número de átomos de carbono en la molécula.
Experimento de propiedades químicas
1. Metano
(1) Pasar metano a la solución ácida de KMnO4
Experimento: pasar metano al tubo de ensayo que contiene la solución ácida de KMnO4 y observar si hay algún cambio en la solución violeta.
Fenómenos y explicación: El color de la solución no cambia. Esto muestra que el metano no reacciona con la solución ácida de KMnO4, lo que indica además que las propiedades del metano son relativamente estables.
2) Reacción de sustitución de metano
Experimento: Tomar un cilindro de gran volumen de 100mL, recoger 20mLCH4 y 80mLCl2 sucesivamente escurriendo agua saturada con sal, y colocarlos en un lugar luminoso (nota: No No lo exponga a la luz solar directa para evitar explosiones), espere un momento y observe lo que sucede.
Fenómenos y explicación: Después de aproximadamente 3 minutos, se pueden observar gotas aceitosas en la pared de la probeta graduada y el nivel de agua saturada de sal en la probeta graduada aumenta. Muestra que el gas mezclado en el cilindro medidor ha sufrido una reacción química bajo la luz; la aparición de gotas aceitosas en el cilindro medidor indica que se generan nuevas sustancias aceitosas en el cilindro medidor, lo que indica que a medida que se produce la reacción; continúa, la presión del aire en el cilindro medidor está disminuyendo, es decir, el volumen total de gas está disminuyendo.
2. Etileno
(1) Combustión de etileno
Experimento: Encender etileno puro. Observe lo que sucede cuando se quema el etileno.
Fenómenos y explicación: El etileno arde en el aire con una llama brillante acompañada de humo negro.
La fracción masiva de carbono en el etileno es relativamente alta y cuando se quema se produce humo negro. (2) El etileno hace que la solución ácida de KMnO4 se desvanezca.
Experimento: vierta etileno en un tubo de ensayo que contenga una solución ácida de KMnO4 y observe el cambio de color de la solución en el tubo de ensayo.
Fenómenos y explicación: El color púrpura de la solución ácida de KMnO4 se desvanece, lo que indica que el oxidante KMnO4 puede oxidar el etileno y que sus propiedades químicas son más activas que las de los alcanos. (3) El etileno hace que la solución de tetracloruro de carbono de bromo se desvanezca.
Experimento: vierta etileno en un tubo de ensayo que contenga la solución de tetracloruro de carbono de bromo y observe el cambio de color de la solución en el tubo de ensayo.
Fenómenos y explicación: El color marrón rojizo del bromo se desvanece, lo que indica que el etileno reacciona con el bromo.
3. Acetileno
(1) Encender acetileno puro
Experimento: Encender acetileno puro. Observe lo que sucede cuando se quema acetileno.
Fenómenos y explicación: Cuando el acetileno arde, la llama es brillante y va acompañada de un espeso humo negro. Esto se debe a que la fracción de masa de carbono en el acetileno es mayor que la del etileno y el carbono no se quema por completo.
(2) El acetileno hace que la solución ácida de KMnO4 se desvanezca.
Experimento: vierta acetileno puro en un tubo de ensayo que contenga una solución ácida de KMnO4 y observe el cambio de color de la solución en el tubo de ensayo. .
Fenómenos y explicación: El color púrpura de la solución ácida de KMnO4 se desvanece, lo que indica que el acetileno puede reaccionar con la solución ácida de KMnO4.
(3) El acetileno hace que la solución de tetracloruro de carbono de bromo se desvanezca
Experimento: Vierta acetileno puro en un tubo de ensayo que contenga la solución de tetracloruro de carbono de bromo. Observe el cambio de color de la solución en la prueba. tubo.
Fenómenos y explicación: El color marrón rojizo del bromo se desvanece, lo que indica que el acetileno también puede sufrir una reacción de adición con el bromo.
4. Benceno y homólogos de benceno
Experimento: Inyecte 2 ml de benceno, tolueno y xileno en 3 tubos de ensayo, agregue 3 gotas de solución ácida de KMnO4 a cada uno, agite vigorosamente y observe el cambio de color de la solución. .
Fenómenos y explicación: El benceno no puede hacer que la solución ácida de KMnO4 se desvanezca, lo que indica que no hay dobles enlaces carbono-carbono ni triples enlaces carbono-carbono en la molécula de benceno. El tolueno y el xileno pueden hacer que la solución ácida de KMnO4 se desvanezca, y el benceno muestra que el KMnO4 puede oxidar el tolueno y el xileno.
5. Hidrocarburos halogenados
(1) Reacción de hidrólisis del bromuro de etilo
Experimento: Tome un tubo de ensayo, agregue de 10 a 15 gotas de bromuro de etilo y luego agregue 1 ml de solución de NaOH al 5 %. , agítelo bien y déjelo reposar. Después de que el líquido se separe en capas, use un gotero para inhalar con cuidado 10 gotas de la solución acuosa superior, transfiérala a otro tubo de ensayo que contenga 10 ml de solución diluida de ácido nítrico y luego agregue 2. a 3 gotas de solución de AgNO3 al 2%. Observe la reacción.
Fenómenos y explicación: Durante la reacción se observa un precipitado de color amarillo claro. Este precipitado es AgBr, lo que indica que el bromoetano se hidroliza para producir Br-.
(2) Reacción de eliminación del 1,2-dicloroetano
Experimento: Añadir 2 mL de 1,2-dicloroetano y 5 mL de solución de etanol NaOH al 10% en el tubo de ensayo. Agrega algunos trozos más de porcelana rota al tubo de ensayo. Agrega una pequeña cantidad de agua con bromo a otro tubo de ensayo. Calentar la mezcla en el tubo de ensayo al baño maría (cuidado de no hervir el agua). Después de seguir calentando durante un tiempo, pasar el gas generado al agua con bromo y observar lo que sucede.
Fenómenos y explicación: El gas generado puede hacer que el agua con bromo se desvanezca, lo que indica que la reacción ha producido materia orgánica insaturada.
6. Etanol
(1) Reacción de etanol y sodio metálico
Experimento: Inyecte aproximadamente 2 ml de etanol absoluto en un tubo de ensayo grande, luego coloque 2 trozos pequeños de papel de filtro recién cortado y Seque el sodio metálico con un paño, tape rápidamente la boca del tubo de ensayo con un tapón de un solo orificio equipado con un catéter, coloque un pequeño tubo de ensayo boca abajo sobre el catéter, recoja el gas liberado durante la reacción y compruebe su pureza.
Fenómenos y explicación: La velocidad de reacción del etanol y el sodio metálico es más lenta que la velocidad de reacción del agua y el sodio metálico, lo que indica que el etanol es más difícil de ionizar H+ que el agua.
(2) Reacción de eliminación del etanol
Experimento: Inyecte 20 ml de una mezcla de alcohol y ácido sulfúrico concentrado (proporción de volumen de aproximadamente 1:3) en el matraz y agregue una algunos trozos de gres porcelánico triturados. Calentar la mezcla hasta que la temperatura del líquido aumente rápidamente a 170°C.
Fenómenos y explicación: El gas generado puede decolorar la solución de bromo de tetracloruro de carbono y también puede decolorar la solución ácida de permanganato de potasio.
7． Fenol
1) Reacción del fenol y NaOH Experimento: Añadir 2mL de agua destilada a un tubo de ensayo que contiene una pequeña cantidad de cristales de fenol y agitar el tubo de ensayo. Luego agregue gota a gota una solución de NaOH al 5% y agite el tubo de ensayo para observar los cambios en la solución en el tubo de ensayo.
Fenómenos y explicación: cuando el fenol se mezcla con agua, el líquido se vuelve turbio, lo que indica que la solubilidad del fenol no es grande a temperatura ambiente. Cuando se agrega la solución de NaOH, el líquido en el tubo de ensayo cambia de turbio a transparente. Esto se debe a que el fenol reacciona con el NaOH para formar fenolato de sodio, que es fácilmente soluble en agua.
(2) El efecto de la solución de fenolato de sodio y el experimento de CO2: vierta gas CO2 en el clarificador obtenido por la reacción de fenol y NaOH y observe los cambios en la solución. Fenómeno y explicación: Se puede ver que el dióxido de carbono hace que la solución transparente se vuelva turbia nuevamente. Esto se debe a que el fenol es menos ácido que el ácido carbónico y el fenolato de sodio, que es fácilmente soluble en agua, regenera el fenol bajo la acción del ácido carbónico.
(3) Reacción del fenol y Br2
Experimento: Echar un exceso de agua de bromo concentrada en un tubo de ensayo que contenga una pequeña cantidad de solución diluida de fenol y observar el fenómeno.
Fenómenos y explicación: Se observa que inmediatamente se produce un precipitado blanco. La reacción de sustitución entre fenol y bromo en el anillo de benceno no requiere calentamiento ni catalizador, y es mucho más fácil que la reacción de sustitución entre bromo y benceno y sus homólogos en el anillo de benceno. Esto muestra que debido a la influencia de los grupos hidroxilo, el H del anillo de benceno en el fenol se vuelve más activo.
(4) Reacción de color del fenol Experimento: deje caer unas gotas de solución de FeCl3 en el tubo de ensayo que contiene la solución de fenol, agítelo y observe el fenómeno.
Fenómenos y explicación: El fenol puede reaccionar con el FeCl3 para hacer que la solución sea de color púrpura.
8. Acetaldehído (1) Reacción de espejo de plata del acetaldehído
Experimento: agregue 1 ml de solución de AgNO3 al 2 % en un tubo de ensayo limpio y luego, mientras agita el tubo de ensayo, agregue gota a gota una solución de amoníaco diluido al 2 % hasta obtener el resultado inicial. producción El precipitado simplemente se disuelve. Agregue 3 gotas de acetaldehído, agite y coloque el tubo de ensayo en un baño de agua caliente para calentarlo. Observa el fenómeno.
Fenómenos y explicación: El Ag(NH3)2OH contenido en la solución de plata y amoníaco generada por AgNO3 y agua con amoníaco es un oxidante débil que puede oxidar el acetaldehído en ácido acético, mientras que el Ag+ se reduce a plata metálica.
(2) Experimento de reacción entre acetaldehído y Cu(OH)2: Añadir 2 mL de solución de NaOH al 10% en el tubo de ensayo, añadir de 4 a 6 gotas de solución de CuSO4 al 2% y agitar 0,5 mL. de solución de aldehído, se calentó hasta ebullición y se observó.
Fenómenos y explicación: Se puede observar que hay un precipitado rojo en la solución. El Cu(OH)2 producido en la reacción se reduce a Cu2O mediante acetaldehído.
9. Ácido acético
(1) Reacción del ácido acético y Na2CO3
Experimento: Añadir unos 3 mL de solución de ácido acético a un tubo de ensayo que contenga una pequeña cantidad de Na2CO3 en polvo y observar qué sucede .
Fenómenos y explicación: Se pueden observar burbujas en el tubo de ensayo, lo que indica que el ácido acético es más ácido que el ácido carbónico.
2) Reacción de esterificación del ácido acético Experimento: Agregar 3 mL de etanol a un tubo de ensayo, luego agregar 2 mL de ácido sulfúrico concentrado y 2 mL de ácido acético glacial mientras se agita el tubo de ensayo. Utilice una lámpara de alcohol para calentar cuidadosa y uniformemente el tubo de ensayo durante 3 a 5 minutos, y el gas generado pasará a través del catéter hasta la superficie de la solución saturada de Na2CO3.
Fenómenos y explicación: Se ve un líquido aceitoso transparente en la superficie del líquido y se puede oler la fragancia. Este líquido aceitoso, transparente y fragante es acetato de etilo.
10． Acetato de etilo
Experimento: Colocar 6 gotas de acetato de etilo en cada uno de los 3 tubos de ensayo. Agregue 5 mL de agua destilada al primer tubo de ensayo; agregue 0,5 mL de ácido sulfúrico diluido (1:5) y 5 mL de agua destilada al segundo tubo de ensayo, agregue 0,5 mL de solución de NaOH al 30% y 5 mL de agua destilada; al tercer tubo de ensayo. Después de agitar uniformemente, coloque los tres tubos de ensayo en un baño de agua a entre 70 °C y 80 °C para calentarlos.
Fenómenos y explicación: Después de unos minutos, el olor a acetato de etilo en el tercer tubo de ensayo desapareció; todavía había un poco de olor a acetato de etilo en el segundo tubo de ensayo; acetato de etilo en el primer tubo de ensayo. El olor no ha cambiado mucho. Los experimentos muestran que en presencia de ácido (o álcali), el acetato de etilo se hidroliza para producir ácido acético y etanol, y la hidrólisis es más completa en condiciones alcalinas.
11． Glucosa (1) Reacción de espejo de plata de la glucosa
Experimento: Prepare 2 ml de solución de plata y amoníaco en un tubo de ensayo limpio, agregue 1 ml de solución de glucosa al 10 %, agite y luego caliente en un baño de agua durante 3 a 5 minutos, observe el fenómeno.
Fenómenos y explicación: Se puede observar la formación de espejos plateados. Las moléculas de glucosa contienen grupos aldehído, que tienen propiedades reductoras como los aldehídos.
(2) Reacción con Cu(OH)2
Experimento: Agregue 2 mL de solución de NaOH al 10% al tubo de ensayo, agregue 5 gotas de solución de CuSO4 al 2% y luego Añadir 2 mL de solución de glucosa al 10%, calentar y observar el fenómeno. Fenómeno y explicación: Se puede observar la formación de un precipitado rojo. Las moléculas de glucosa contienen grupos aldehído, que tienen propiedades reductoras como los aldehídos.
12. Experimento de sacarosa: agregue 1 ml de solución de sacarosa al 20 % a cada uno de los dos tubos de ensayo limpios y agregue 3 gotas de ácido sulfúrico diluido (1:5) a uno de los tubos de ensayo. Colocar ambos tubos de ensayo en el baño maría y calentar durante 5 minutos. Luego agregue una solución de NaOH al tubo de ensayo al que se le ha agregado ácido sulfúrico diluido hasta que la solución se vuelva alcalina. Finalmente, agregue 2 mL de solución de plata y amoníaco recién preparada a cada uno de los dos tubos de ensayo, caliente en un baño de agua durante 3 a 5 minutos y observe el fenómeno.
Fenómenos y explicación: la sacarosa no sufre reacción de espejo de plata, lo que significa que la molécula de sacarosa no contiene grupos aldehído y no muestra propiedades reductoras. El producto de la reacción de hidrólisis de la sacarosa bajo la acción catalítica del ácido sulfúrico es reductor.
13. Experimento con almidón: coloque 0,5 g de almidón en el tubo de ensayo 1 y en el tubo de ensayo 2 cada uno, agregue 4 ml de solución de H2SO4 al 20 % en el tubo de ensayo 1, agregue 4 ml de agua en el tubo de ensayo 2 y caliente ambos durante 3 a 4 minutos. Neutralice la solución de H2SO4 en el tubo de ensayo 1 con una solución alcalina y vierta parte del líquido en el tubo de ensayo 3. Agregue solución de yodo tanto al tubo de ensayo 2 como al tubo de ensayo 3 y observe si aparece un color azul. Agregue una solución de plata y amoníaco al tubo de ensayo 1, caliéntelo ligeramente y observe si hay un espejo plateado en la pared interior del tubo de ensayo. Fenómeno y explicación: de los experimentos anteriores, podemos ver que el almidón se puede hidrolizar mediante catálisis ácida para generar glucosa que puede sufrir reacciones de hidrólisis. La solución de yodo en el tubo de ensayo sin ácido se volvió azul, lo que indica que el almidón no estaba hidrolizado.
14. Celulosa
Experimento: coloque una bolita de algodón o algunos trozos pequeños de papel de filtro en un tubo de ensayo, agregue unas gotas de ácido sulfúrico concentrado al 90 % y triture el algodón o el papel de filtro hasta obtener una pasta. con una varilla de vidrio. Calienta a fuego lento hasta que se convierta en una solución de color marrón brillante. Enfríe ligeramente, agregue 3 gotas de solución de CuSO4 y agregue un exceso de solución de NaOH para neutralizar la solución hasta que precipite Cu(OH)2. Calentar hasta hervir y observar el fenómeno.
Fenómenos y explicación: Se puede observar que se produce óxido cuproso rojo, lo que indica que la celulosa se hidroliza para producir sustancias reductoras.
15. Proteína 1) Desnaturalización de la proteína
Experimento: agregue 3 ml de solución de clara de huevo a cada uno de los dos tubos de ensayo, caliente un tubo de ensayo y agregue una pequeña cantidad de solución de acetato de plomo al otro tubo de ensayo para observar. lo que sucede. Poner la proteína coagulada y el precipitado resultante en dos tubos de ensayo llenos de agua y observar si se disuelven.
Fenómenos y explicación: La proteína se condensará cuando se caliente a una determinada temperatura y al añadir acetato de plomo se formará un precipitado. Además del calentamiento, los rayos ultravioleta, los rayos X, los ácidos fuertes, las bases fuertes, las sales de metales pesados y algunas materias orgánicas pueden desnaturalizar las proteínas. Después de la desnaturalización de las proteínas, no solo pierde su solubilidad original, sino que también pierde su actividad fisiológica, lo cual es irreversible. .
(2) Reacción de color de la proteína
Experimento: En un tubo de ensayo que contiene 2 ml de solución de clara de huevo, dejar caer unas gotas de ácido nítrico concentrado, calentar ligeramente y observar el fenómeno. .
Fenómenos y explicación: La solución de clara de huevo se vuelve amarilla cuando se expone al ácido nítrico concentrado. Las proteínas pueden producir reacciones de color especiales con muchos reactivos. Ciertas proteínas reaccionan con el ácido nítrico concentrado para producir un color amarillo.
2. Fórmula
Combustión de metano
CH4+2O2→CO2+2H2O (la condición es ignición)
Descomposición a alta temperatura del metano aislado del aire
Descomposición del metano Es complicado, aquí está el desglose final.
CH4→C+2H2 (las condiciones son alta temperatura y alta presión, catalizador)
Reacción de sustitución de metano y cloro
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl +Cl2 →CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl (Las condiciones son todas ligeras. )
Laboratorio producción de metano
CH3COONa+NaOH→Na2CO3+CH4 (la condición es calentamiento de CaO)
Combustión de etileno
CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O (la condición es ignición)
Etileno y agua bromo
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
Etileno y agua
CH2=CH2+ H20→ CH3CH2OH (la condición es catalizador)
Etileno y cloruro de hidrógeno
CH2=CH2+HCl→CH3-CH2Cl
Etileno e hidrógeno
CH2 =CH2+H2→CH3-CH3 (la condición es catalizador)
Pomerización de etileno
nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n- (la condición es catalizador )
Pomerización de etileno
nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n- (la condición es catalizador)
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Polimerización de cloruro de vinilo
nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl-]n- (la condición es catalizador)
Producción de etileno en laboratorio
CH3CH2OH→CH2=CH2 ↑+H2O (la condición es calentamiento, H2SO4 concentrado)
Combustión de acetileno
C2H2+3O2→2CO2+H2O (la condición es ignición)
Agua de acetileno y bromo
C2H2+2Br2→C2H2Br4
Acetileno y cloruro de hidrógeno
Reacción en dos pasos: C2H2+HCl→C2H3Cl----- ---C2H3Cl+ HCl→C2H4Cl2
Acetileno e hidrógeno
Reacción de dos pasos: C2H2+H2→C2H4→C2H2+2H2→C2H6 (la condición es catalizador) Preparación de acetileno en laboratorio
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2 ↑
La ecuación para sintetizar polietileno utilizando sal, agua, piedra caliza y coque como materias primas.
CaCO3 === CaO + CO2 2CaO+5C===2CaC2+CO2
CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH)2
C+ H2O ===CO+H2-----Alta temperatura
C2H2+H2→C2H4 ----Adición de acetileno para generar etileno
C2H4 se puede polimerizar
Combustión de benceno
2C6H6+15O2→12CO2+6H2O (la condición es ignición)
Sustitución de benceno y bromo líquido
C6H6+Br2→C6H5Br+ HBr
Benceno y ácido sulfúrico concentrado y ácido nítrico concentrado
C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O (la condición es ácido sulfúrico concentrado)
Benceno e hidrógeno
C6H6 +3H2→C6H12 (la condición es catalizador)
Ecuación para la combustión completa de etanol
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O (la condición es ignición)
Catálisis del etanol La ecuación de oxidación
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O (la condición es catalizador) (esta es la ecuación total)
La ecuación de la reacción de eliminación de etanol
CH3CH2OH→ CH2=CH2+H2O (Las condiciones son ácido sulfúrico concentrado a 170 grados Celsius)
Se produce deshidratación intermolecular de dos moléculas de etanol
2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3 +H2O (Las condiciones son ácido sulfúrico concentrado a 140 grados Celsius para el catalizador)
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La ecuación para la reacción de esterificación del etanol y ácido acético
CH3COOH+C2H5OH→ CH3COOC2H5+H2O
Ácido acético y magnesio
Mg+2CH3COOH→( CH3COO)2Mg+H2
Ácido acético y óxido de calcio
2CH3COOH+CaO→(CH3CH2)2Ca+H2O
Ácido acético e hidróxido de sodio
CH3COOCH2CH3+NaOH→CH3COONa+CH3CH2OH
Ácido acético y carbonato de sodio
Na2CO3+2CH3COOH→2CH3COONa+H2O+CO2 ↑
Formaldehído y óxido de hidrógeno recién obtenido Cobre
HCHO+4Cu(OH)2→2Cu2O+CO2 ↑+5H2O
Acetaldehído e hidróxido de cobre recién preparado
CH3CHO+2Cu→Cu2O( Precipitación) + CH3COOH + 2H2O
Oxidación de acetaldehído a ácido acético
2CH3CHO+O2→2CH3COOH (la condición es catalizador o calentamiento)
Las olefinas se refieren a aquellas que contienen hidrocarburos unidos C =C. Pertenece a los hidrocarburos insaturados. La fórmula general de las moléculas de olefina es CnH2n, que es una molécula no polar y es insoluble o ligeramente soluble en agua. Es probable que se produzcan reacciones de adición, polimerización, oxidación, etc.
Propiedades físicas del etileno
Normalmente, es un gas incoloro y de ligero olor, ligeramente menos denso que el aire, difícil de disolver en agua y fácilmente soluble en materia orgánica como Disolvente de tetracloruro de carbono.
1) Reacción de oxidación:
① Se oxida fácilmente por oxidantes a temperatura ambiente. Por ejemplo, si se pasa etileno a una solución ácida de KMnO4, el color púrpura de la solución se desvanecerá, por lo que se podrá identificar el etileno.
② Se quema fácilmente y desprende calor. Al arder, la llama es brillante y se produce humo negro.
2) Reacción de adición: reacción en la que los átomos de carbono en ambos extremos del doble enlace (o triple enlace) en moléculas orgánicas se combinan directamente con otros átomos o grupos atómicos para formar nuevos compuestos.
3) Reacción de polimerización:
2. Método de preparación de laboratorio del etileno
(1) Principio de reacción: CH3CH2OH===CH2=CH2 ↑+H2O ( Las condiciones son calentamiento, H2SO4 concentrado)
(2) Dispositivo generador: utilice un dispositivo de reacción de "gas calentador líquido-líquido".
(3) Método de recogida: método de drenaje y recogida de gases.
(4) Notas:
①La proporción en volumen de etanol a ácido sulfúrico concentrado en la solución de reacción es 1:3.
② Añade una pequeña cantidad de trozos de porcelana rotos al matraz de fondo redondo para evitar que la mezcla de reacción hierva al calentarla.
③La bola de mercurio del termómetro debe insertarse debajo de la superficie del líquido para medir con precisión la temperatura de la solución de reacción. Al calentar, la temperatura debe aumentarse rápidamente a 170°C para reducir la posibilidad de formación de éter.
④ En la reacción para producir etileno, el ácido sulfúrico concentrado no solo es un catalizador, un absorbente de agua, sino también un oxidante. Durante la reacción, el etanol se oxida fácilmente y finalmente el CO2, CO, C,. etc. (por lo que el líquido en el tubo de ensayo se vuelve negro) y el propio ácido sulfúrico se reduce a SO2. El SO2 puede hacer que el agua con bromo o la solución de KMnO4 se desvanezcan. Por lo tanto, antes de realizar experimentos sobre las propiedades del etileno, el gas se puede lavar a través de una solución de NaOH para eliminar el SO2 y obtener etileno más puro.
El acetileno también se llama gas de carburo de calcio. La fórmula estructural simple HC≡CH es el alquino más simple. Fórmula química C2H2
Estructura molecular: La molécula es una molécula lineal y apolar.
Gas incoloro, inodoro, inflamable, ligeramente soluble en agua, fácilmente soluble en etanol, acetona y otros disolventes orgánicos.
Tiene propiedades químicas muy activas y puede sufrir reacciones como adición, oxidación, polimerización y sustitución de metales.
Puede hacer que el color púrpura de la solución de permanganato de potasio se desvanezca.
Método de preparación de laboratorio del acetileno: CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2 ↑
Propiedades químicas:
(1) Reacción de oxidación:
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a. Inflamabilidad: 2C2H2+5O2 → 4CO2+2H2O
Fenómenos: llama brillante con humo espeso.
b. Oxidado por KMnO4: puede provocar que la solución ácida de permanganato de potasio de color púrpura se desvanezca.
(2) Reacción de adición: Puede tener reacciones de adición con Br2, H2, HX y otras sustancias.
Fenómenos: decoloración del agua con bromo o decoloración del Br2 en solución de CCl4
Adición con H2
CH≡CH+H2 → CH2＝CH2
Adición con H2
Reacción de dos pasos: C2H2+H2→C2H4
C2H2+2H2→C2H6 (la condición es catalizador)
Cloruro de vinilo usado para producir cloruro de polivinilo
C2H2+HCl→C2H3Cl nCH2=CHCl→=-[-CH2-CHCl-]n- (la condición es catalizador)
(3) Debido al acetileno Ambos Son hidrocarburos insaturados y etileno, por lo que sus propiedades químicas son básicamente similares. Reacción de sustitución de metales: cuando el acetileno pasa a amoníaco líquido disuelto en sodio metálico, se libera gas hidrógeno.
El acetileno reacciona con una solución de plata y amoníaco para producir un precipitado blanco de acetileno y plata.
1. Hidrocarburos halogenados: grupos funcionales, átomos de halógeno.
Se produce una "reacción de hidrólisis" en una solución alcalina para generar alcohol.
Se produce una "reacción de eliminación" en la solución alcohólica de álcali para obtener hidrocarburos insaturados
2. Alcohol: grupo funcional, grupo hidroxilo del alcohol
Puede reaccionar con sodio para producir hidrógeno se puede eliminar para obtener hidrocarburos insaturados (si no hay un átomo de hidrógeno en el átomo de carbono directamente conectado al carbono conectado al grupo hidroxilo, la eliminación no puede ocurrir)
Se puede esterificar con ácido carboxílico Reacción
Puede oxidarse catalíticamente a aldehídos (los alcoholes primarios se oxidan a aldehídos, los alcoholes secundarios se oxidan a cetonas, los alcoholes terciarios no se pueden oxidar catalíticamente)
3. grupos aldehído
Puede producir una reacción de espejo de plata con una solución de plata y amoníaco
Puede reaccionar con una solución de hidróxido de cobre recién preparada para formar un precipitado rojo
Se puede oxidar a ácido carboxílico
Puede reducirse a alcohol mediante hidrogenación
4 Fenol, grupo funcional, grupo hidroxilo fenólico
Ácido
Puede reaccionar con el sodio para obtener hidrógeno
El grupo hidroxilo fenólico hace que el anillo de benceno sea más activo y es fácil de sustituir en el anillo de benceno. El grupo hidroxilo fenólico es un grupo de posicionamiento orto-para en el anillo de benceno. p>
Puede esterificarse con ácido carboxílico
5. Ácido carboxílico, grupo funcional, grupo carboxilo
Ácido (generalmente más ácido que el ácido carbónico)
Puede reaccionar con sodio para obtener hidrógeno
No se puede reducir para formar aldehído (nota "no se puede")
Puede sufrir una reacción de esterificación con alcohol
6. grupo funcional, grupo éster
Puede sufrir hidrólisis para obtener ácido y alcohol
Preparación de sustancias:
Producción de metano en laboratorio
CH3COONa+ NaOH→Na2CO3+CH4 (la condición es calentamiento con CaO)
Preparación de laboratorio de etileno
CH3CH2OH→CH2=CH2 ↑+H2O (las condiciones son calentamiento, H2SO4 concentrado)
Preparación de laboratorio de acetileno
CaC2+2H2O →Ca(OH)2+C2H2 ↑
Producción industrial de etanol:
C2H4+H20→CH3CH2OH ( la condición es catalizador)
Preparación de acetaldehído
Método de hidratación de acetileno: C2H2+H2O→C2H4O (la condición es catalizador, calor y presión)
Método de oxidación de etileno: 2 CH2=CH2+O2→2CH3CHO (la condición es catalizador, calentamiento)
Método de oxidación del etanol: 2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O (las condiciones son catalizador, calentamiento)
Preparación de acético ácido
El acetaldehído se oxida a ácido acético: 2CH3CHO+O2→2CH3COOH (las condiciones son catalizador y calentamiento)
Reacción de polimerización por adición:
Pomerización de etileno
nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-]n- (la condición es catalizador)
Pomerización de cloruro de vinilo
nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl -]n- (la condición es catalizador)
Reacción de oxidación:
Combustión de metano
CH4+2O2→CO2+2H2O (la condición es ignición)
Combustión de etileno
CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O (la condición es ignición)
Combustión de acetileno
C2H2+3O2→2CO2+H2O (la condición es ignición)
Combustión de benceno
2C6H6+15O2→12CO2+6H2O (la condición es ignición)
Ecuación de combustión completa del etanol
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O (la condición es ignición) )
Ecuación de oxidación catalítica del etanol
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O (la condición es catalizador)
Oxidación catalítica de acetaldehído:
CH3CHO+O2→2CH3COOH (la condición es catalítica
Calentamiento del agente)
Reacción de sustitución: Una reacción en la que ciertos átomos o grupos atómicos en moléculas orgánicas son reemplazados por otros átomos o grupos atómicos se llama reacción de sustitución.
El metano y el cloro sufren una reacción de sustitución
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+ Cl2 →CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
(Todas las condiciones son ligeras.)
Benceno y ácido sulfúrico concentrado y ácido nítrico concentrado
C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O (la condición es ácido sulfúrico concentrado)
Sustitución de benceno y homólogos de benceno con elementos halógenos, ácido nítrico concentrado, etc. Como por ejemplo:
Reemplazo de fenol y agua concentrada con bromo. Tales como:
Sustitución de alcanos y elementos halógenos bajo luz. Tales como:
Reacción de esterificación. La reacción entre ácido y alcohol bajo la acción del ácido sulfúrico concentrado para formar éster y agua es esencialmente una reacción entre grupos carboxilo y grupos hidroxilo para formar grupos éster y agua. Tales como:
Reacción de hidrólisis. La reacción en la que -OH o -H en las moléculas de agua reemplaza átomos o grupos atómicos en compuestos orgánicos se llama reacción de hidrólisis.
① La hidrólisis de los hidrocarburos halogenados produce alcoholes. Por ejemplo:
②El éster se hidroliza para generar ácido carboxílico (carboxilato) y alcohol. Por ejemplo:
Hidrólisis de acetato de etilo:
CH3COOC2H5+H2O→CH3COOH+C2H5OH (la condición es base ácida inorgánica)
Reacción de adición.
Reacción en la que los átomos de carbono insaturados se combinan con otros átomos o grupos atómicos para formar otros compuestos orgánicos.
Etileno y agua bromo
CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br
Etileno y agua
CH2=CH2+H20→ CH3CH2OH (la condición es catalizador)
Etileno y cloruro de hidrógeno
CH2=H2+HCl→CH3-CH2Cl
Etileno e hidrógeno
CH2 =CH2+H2→CH3-CH3 (la condición es catalizador)
Agua con acetileno y bromo
C2H2+2Br2→C2H2Br4
Acetileno y cloruro de hidrógeno
Reacción en dos pasos: C2H2+HCl→C2H3Cl--------C2H3Cl+HCl→C2H4Cl2
Acetileno e hidrógeno
Reacción en dos pasos: C2H2+H2→ C2H4---------C2H2+2H2→C2H6 (la condición es catalizador)
Benceno e hidrógeno
C6H6+3H2→C6H12 (la condición es catalizador )
Eliminar la reacción. Reacción en la que una molécula pequeña (agua, haluro de hidrógeno, etc.) se elimina de una molécula orgánica para formar un compuesto insaturado (que contiene un doble enlace carbono-carbono o un triple enlace carbono-carbono).
La ecuación para la reacción de eliminación del etanol
CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O (la condición es ácido sulfúrico concentrado a 170 grados Celsius)
Deshidratación intermolecular de dos moléculas de etanol
2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O (Las condiciones son catalizador de ácido sulfúrico concentrado a 140 ℃)
Respuesta complementaria: 1. Hidrocarburos halogenados: grupos funcionales, átomos de halógeno
La "reacción de hidrólisis" ocurre en solución alcalina para generar alcohol
La "reacción de eliminación" ocurre en solución de alcohol alcalino para obtener hidrocarburos insaturados
2. Alcohol: grupo funcional, grupo hidroxilo del alcohol
Puede reaccionar con el sodio para producir hidrógeno
Puede eliminarse para obtener hidrocarburos insaturados (si no hay ningún átomo de hidrógeno en el átomo de carbono directamente conectado a el carbono conectado al grupo hidroxilo, la eliminación no puede ocurrir)
Puede sufrir una reacción de esterificación con ácido carboxílico
Puede oxidarse catalíticamente a aldehídos (los alcoholes primarios se oxidan a aldehídos, los alcoholes secundarios se oxidan a cetonas, los alcoholes terciarios no se pueden oxidar a aldehídos, oxidación catalítica)
3.
Aldehído: grupo funcional, grupo aldehído
Puede sufrir una reacción de espejo de plata con una solución de plata y amoníaco
Puede reaccionar con una solución de hidróxido de cobre recién preparada para formar un precipitado rojo
Puede oxidarse a ácido carboxílico
Puede hidrogenarse y reducirse a alcohol
4. Fenol, grupo funcional, grupo hidroxilo fenólico
Ácido
Puede reaccionar con sodio para obtener hidrógeno
El grupo hidroxilo fenólico hace que el anillo de benceno sea más activo y la sustitución es fácil de ocurrir en el anillo de benceno. El grupo hidroxilo fenólico es un grupo de posicionamiento orto-para en el anillo de benceno
y puede esterificarse con ácido carboxílico
5. Ácido carboxílico, grupo funcional, grupo carboxilo
Ácido (generalmente más ácido que el ácido carbónico)
Puede reaccionar con el sodio para obtener hidrógeno
No se puede reducir a aldehídos (tenga en cuenta que "No se puede")
Puede sufrir una reacción de esterificación con alcohol
6. Éster, grupo funcional, grupo éster
Puede hidrolizarse para obtener ácidos y alcoholes