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有机化合物
第一、二节 烃(甲烷 乙烯 苯)
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物作为无机化合物。
一、烃
1、烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
2、烃的分类:
饱和烃→烷烃(如:甲烷)
脂肪烃(链状)
烃 不饱和烃→烯烃(如:乙烯)
芳香烃(含有苯环)(如:苯)
3、甲烷、乙烯和苯的性质比较:
有机物
烷烃
烯烃
苯及其同系物
通式
CnH2n+2
CnH2n
——
代表物
甲烷(CH4)
乙烯(C2H4)
苯(C6H6)
结构简式
CH4
CH2=CH2
或
(官能团)
结构特点
C-C单键,
链状,饱和烃
C=C双键,
链状,不饱和烃
一种介于单键和双键之间的独特的键,环状
空间结构
正四面体
六原子共平面
平面正六边形
物理性质
无色无味的气体,比空气轻,难溶于水
无色稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水
无色有特殊气味的液体,比水轻,难溶于水
用途
优良燃料,化工原料
石化工业原料,植物生长调节剂,催熟剂
良好的有机溶剂,化工原料
来源
天然气、沼气、坑道气、可燃冰(CH4?8H2O)、
石油裂化得汽油等,再进一步裂解得乙烯。
①石油的催化重整
②煤焦油中分馏获得
是否褪色
甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
4、甲烷、乙烯和苯的化学性质
(一)甲烷的化学性质(同烷烃)
①氧化反应
(ⅰ)燃烧
CH4+2O2CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟)
点燃前验纯;b、空气中含甲烷 9.5% (体积分数)时,爆炸剧烈程度最大。
(ⅱ)不被酸性KMnO4溶液氧化,不能使酸性KMnO4溶液褪色。
②取代反应 (所有烷烃取代条件:光照;产物有5种,取代产物4种)
光照4个反应如下:
光照
光照CH4+Cl2 CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2 CH2Cl2+HCl
光照
光照光照CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl CHCl3+Cl2 CCl4+HCl
光照
光照
4个现象:
试管内气体颜色变浅;试管壁出现油状液滴;试管中有少量白雾且水面上升;水槽中食盐晶体析出。
(二)乙烯的化学性质
①氧化反应
(ⅰ)燃烧
C2H4+3O22CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟)
a、点燃前验纯;b、t100℃
(ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,能使酸性KMnO4溶液褪色。
②加成反应
CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)
在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应
△NiCH2=CH2+H2CH3CH3(反应困难,不用于除杂)
△
Ni
CH2=CH2+HCl-→CH3CH2Cl(最佳制备氯乙烷,优点:原子利用率100%)
加温、加压催化剂CH2=CH2+H2O CH3CH2OH(制乙醇)
加温、加压
催化剂
③加聚反应(聚乙烯)
小结:鉴别甲烷与乙烯 ①燃烧法②通溴水或溴的四氯化碳③通酸性高锰酸钾
除杂甲烷(乙烯)通溴水或溴的四氯化碳溶液,洗气。
(三)苯的化学性质
①氧化反应(燃烧)
2C6H6+15O212CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟)
②取代反应
苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。
+
+ Br2
+ HBr↑
—Br
Fe或FeBr3
(ⅰ)
现象:a、反应液沸腾状,同时烧瓶上部红棕色气体(反应放热);b、圆底烧瓶上长直导管有液体回流;c、锥形瓶管口出现白雾。
溴苯的物理性质:无色油状液体,不溶于水,密度比水大。(与水混合分层,处下层。)
+ HNO
+ HNO3
+ H2O
—NO2
浓H2SO4
50~60
(ⅱ)
注意:a、浓硫酸作用:催化剂、脱水剂;b、水浴控温50~60℃
硝基苯的物理性质:无色油状苦杏仁味的液体。不溶于水,密度比水大。
Ni△③加成反应(与H2、Cl2等
Ni
△
+ 3H2
+ 3H2
5、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。
概念
同系物
同分异构体
同素异形体
同位素
定义
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质
分子式相同而结构式不同的化合物的互称
由同种元素组成的不同单质的互称
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称
分子式
不同
相同
元素符号表示相同,分子式可不同
——
结构
相似
不同
不同
——
研究对象
化合物
化合物
单质
原子
例子
甲烷与乙烷;
乙烯与丙烯
正丁烷与异丁烷
O2和O3;金刚石、
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