有机实验答案.doc

实验实验 12-5 正丁醚的制备 1假如正丁醇的用量为 80 g，试计算在反应中生成多少体积的水? 反应中生成 9.72mL 体积的水2如何得知反应已经比较完全? 当分水器中的水面上升至与支管口下沿相平齐时，可认为反应已经比较完全。 3能否用本实验方法由乙醇和 2-丁醇制备乙基仲丁基醚？你认为应用什么方法? 不能用本实验方法由乙醇和 2-丁醇制备乙基仲丁基醚。可以用 wilanmson 反应制备。实验实验5-9 工业酒精的蒸馏 1蒸馏时为什么蒸馏烧瓶所盛液体的量不应超过其容积的 2/3，也不应少于1/3？ 通常所蒸馏的原料液体的体积应占圆底烧瓶容量的 1/3 2/3 。如果装入的液 体量过多，当加热到沸腾时，液体可能冲出，或者液体飞沫被蒸气带出，混入馏 出液中；如果装入的液体量太少，在蒸馏结束时，相对地会有较多的液体残留在 瓶内蒸不出来。 2蒸馏时加入沸石的作用是什么？如果蒸馏前忘记加沸石，能否立即将沸 石加至将近沸腾的液体中？当重新进行蒸馏时，用过的沸石能否继续使用？ 液体在沸腾时，释放大量蒸气至小气泡中。待气泡中的总压力增加到超过大 气压，并足够克服由于液柱所产生的压力时，蒸气的气泡就上升逸出液面。此时， 如在液体中有许多小空气泡或其他的气化中心时，液体就可平稳地沸腾。否则， 液体的温度可能上升到超过沸点而不沸腾，这时，一旦有一个气泡形成，由于液 体在此温度时的蒸气压已远远超过大气压和液柱压力之和，就会使得上升的气泡 增大得非常快，甚至将液体冲溢出瓶外，这种不正常的沸腾，称为“暴沸”。因而 在加热前应加入止暴剂（或称助沸物）引入气化中心，以保证沸腾平稳。在任何情况下，切忌将止暴剂加至已受热接近沸腾的液体中，否则常因突然 放出大量空气而将大量液体从蒸馏瓶口喷出造成危险。如果加热前忘了加入止暴 剂，补加时必须先移去热源，待加热液体冷至沸点以下后方可加入。 如蒸馏中途停止，后来需要继续蒸馏，也必须在加热前补添新的沸石才安全。 因为起初加入的止暴剂在加热时已逐出了部分空气，在冷却时吸附了液体，可能 已经失效。3为什么蒸馏时最好控制馏出液的速度为 12 滴/s ？ 蒸馏速度 12 滴/s 为宜。蒸馏的速度不应太慢，否则易使水银球周围的蒸气 短时间中断，致使温度计上的读数有不规则的变动；蒸馏速度也不能太快，否则 易使温度计读数不正确。在蒸馏过程中，温度计的水银球上应始终附有冷凝的液 滴，以保证温度计的读数是气液两相的平衡温度。4如果液体具有恒定的沸点，那么能否认为它是单纯物质？为什么？某些有机化合物往往能和其他组分形成二元或三元共沸混合物，它们也有一 定的沸点（共沸点）。因此，不能认为蒸馏温度恒定的物质都是纯物质。实验实验 12-8 己二酸的制备 1为什么必须控制反应温度和环己醇的滴加速度？本实验采用硝酸氧化环己醇制备己二酸，是比较强烈的氧化条件，而氧化反 应一般都是放热反应，所以控制反应温度和滴加原料的速度是非常重要的。如果 反应温度失控，不但要破坏产物，使产率降低，有时还会发生爆炸。2为防止二氧化氮有毒气体的逸散，本实验采取了哪些措施？ 在冷凝管上端接一气体吸收装置，用 10%氢氧化钠溶液吸收反应中产生的 氧化氮气体。控制环己醇的滴加速度，不要产生大量的二氧化氮。装置应严密， 最好在通风橱中进行实验。如发现有气体逸出，应立即暂停实验，待调整严密后 重新开始反应。实验实验 12-1 环己烯的制备 1当浓硫酸与环己醇混合时，为什么要充分摇匀？ 浓硫酸与环己醇混合时应要充分摇匀，以免加热时使环己醇局部炭。2如果经干燥后蒸出的环己烯仍然浑浊，是何原因？ 用无水氯化钙干燥的时间一般要在半个小时以上，并不时摇动。但实际实验 中，由于时间关系，只能干燥 510 分钟。因此，水可能没有除净的，在最后蒸 馏时，会有较多的前馏分 （环己烯和水的共沸物）蒸出，蒸出的环己烯会仍然浑 浊。另外如果粗制品的最后一步蒸馏所用的仪器不干燥或干燥不彻底，则蒸出的 产品将浑浊。3在粗制环己烯中加入精盐使水层达到饱和的目的何在？ 在粗制的环己烯中，加入精盐使水层饱和的目的是降低环己烯在水中的溶 解。 4写出下列醇与浓硫酸进行脱水的反应产物。 a3- 甲基-1-丁醇； b 3- 甲基-2-丁醇； c 3,3-二甲基-2-丁醇。 CH3 CH C=CHCH CH C=CHCH CH C=CCH 3 3 3 3 3 3 a CH3 b CH3 c CH3 5写出无水氯化钙吸水所起化学变化的反应式？为什么蒸馏前一定要将它 过滤掉？ CaCl +xH O=CaCl ?xH O 常温下 x 最大一般等于 6。 2 2 2 2 蒸馏前若不将它过滤，会重新释放出 H O，使蒸馏产物中不可避免地混有少 2 量水蒸气。熔点的测定熔点的测定 1若样品研磨不细，对装样以及熔点测定的数据有何影响？ 样品研得不细和装得不紧密，里面含有空隙，充满空气，而空气导热系数小传热慢，会 使所测熔点数据偏高熔程大。2.加热速度对熔点测定有何影响？ 加热太快，升温大快，会使所测熔点数据偏高，熔程大，所以加热不能太快。这一方面 是为了保证有充分的时间让热量由管外传至管内，以使固体熔化。另一方面因观察者不能同 时观察温度计所示度数和样品的变化情况，只有缓慢加热才能使此项误差变小。 补充： 1、测熔点时，若有下列情况将产生什么结果？ （1）熔点管壁太厚。 （2）熔点管底部未完全封闭，尚有一针孔。 （3）熔点管不洁净。 （4 ）样品未完全干燥或含有杂质。 答: （1）管壁太厚样品受热不均匀，熔点测不准，熔点数据易偏高，熔程大。 答: （2）熔点管底部未完全封闭有一针孔，空气会进人，加热时，可看到有气泡从溶液中 跑出接着溶液进人，结晶很快熔化，也测不准，偏低。 （3）熔点管不洁净，等于样品中有杂质，致使测得熔点偏低，熔程加大。 （4 ）样品未完全干燥，内有水分和其它溶剂，加热，溶剂气化，使样品松动熔化，也 使所测熔点数据偏低，熔程加大样品含有杂质情况同上。 2 、是否可以使用第一次测过熔点时已经熔化的有机化合物再作第二次测定呢？为什 么？ 答 答：不可以，这是因为第一次测过熔点后，有时有些物质会产生部分分解，有些会转变成具 答答： 有不同熔点的其它结晶形式。 实验实验 12-3 1-溴丁烷的制备 1加料时，如不按实验操作中的加料顺序，先使溴化钠与浓硫酸混合，然 后再加正丁醇和水，将会出现何现象? 会有 Br2 产生 2从反应混合物中分离出粗产品 1-溴丁烷时，为何用蒸馏分离，而不直接 用分液漏斗分离? 反应完毕，除得到主产物 1-溴丁烷外，还可能含有未反应的正丁醇和副反应 物正丁醚。另外还有无机产物硫酸氢钠，用通常的分液方法不易除去，故在反应 完毕再进行粗蒸馏，一方面使生成的 1-溴丁烷分离出来，另一方面粗蒸馏过程可 进一步使醇与氢溴酸的反应趋于完全。 3本实验有哪些副反应发生？采取什么措施加以抑制？ 副反应： H SO (浓) 2 4 CH CH CH CH OH CH CH CH=CH + H O 3 2 2 2 3 2 2 2 H SO (浓) 2 4 2CH CH CH CH OH CH CH CH CH OCH CH CH CH + H O 3 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 3 2 控制反应温度不要过高 4 后处理时，各步洗涤的目的何在?为什么要用浓硫酸洗一次?为什么在用 饱和碳酸氢钠水溶液洗涤前，首先要用水洗一次? 用等体积的浓硫酸洗涤除去粗产物中未反应的原料丁醇或溶解的副产物 烯等。有机相依次用等体积的水 （除硫酸）、饱和碳酸氢钠溶液 （中和未除尽的 硫酸）和水 （除残留的碱） 5回流在有机制备中有何优点? 为什么在回流装置中要用球形冷凝管? 有机反应很多情况下是在溶剂、原料的沸腾温度或较高温度下进行的，为了 防止溶剂、原料或产物逸出反应体系引起损失、带来污染及不安全因素，常需要 采用回流装置。 因为球型冷凝管冷凝面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来。实验实验 12-7 2-甲基-2-丁醇的制备 1本实验为什么使用的药品仪器均需绝对干燥？为此应采取什么措施？ Grignard 反应必须在无水和无氧条件下进行，所用仪器和试剂均需干燥，因 为微量水分的存在不但阻碍卤代烃和镁之间的反应，而且会破坏形成的 Grignard 试剂而影响产率。 本实验所用的合成反应的试剂在实验前必须进行无水处理，溴乙烷用无水氯 化钙干燥，蒸馏纯化；丙酮用无水碳酸钾干燥，蒸馏纯化；无水乙醚若为市售， 需用压钠机向瓶内压入钠丝，瓶口用带有无水氯化钙干燥管的橡皮塞塞紧，放置 24 h （放在远离火源的阴凉黑暗处保存），直至无氢气泡放出。 2如反应未开始前，加入大量溴乙烷有什么不好？ 反应未开始前，加入大量溴乙烷会发生卤代烃的偶联反应，增加副产物。 3乙醚在本实验各步骤中的作用是什么？使用乙醚应注意哪些安全问题？ 进行反应时乙醚作溶剂，后处理是乙醚作萃取剂。 4为什么碘能促使反应发生？卤代烷与格氏试剂反应的活性顺序如何？ 加入一小粒碘起催化作用，反应开始后，碘的颜色立即褪去。碘催化过程可 用下列方程式表示： Mg Mg + I2 MgI2 2Mg ?I Mg ?I + RX R ? + MgXI MgXI + Mg Mg ?X + Mg ?I R ? + Mg ?X RMgX 5本实验有哪些可能的副反应，如何避免？ 用活泼的卤代烃制备 Grignard 试剂时，偶合反应是主要的副反应，可以采 取搅拌、控制卤代烃的滴加速度和降低溶液浓度等措施减少副反应的发生。 6为什么本实验得到的粗产物不用无水氯化钙干燥。 醇与氯化钙干燥可以反应生成醇合物 实验实验 12-16 乙酸乙酯的制备 1酯化反应有什么特点？本实验如何创造条件促使酯化反应尽量向生成物 方向进行？ 酯化反应是一个平衡反应，如果用等摩尔的原料进行反应，达成平衡后，只 有 2/3 mol 的羧酸及醇转化为酯。本实验中，我们是利用过量的乙醇来增大反应 物的浓度，使平衡右移；另外醇还可以和生成的水、乙酸乙酯生成二元或三元共 沸物而蒸馏出去，从而促使酯化反应的进行。 2本实验中若采用乙酸过量的做法是否适合？为什么？ 本实验中若采用乙酸过量不合适，这是因为乙醇价廉。另外醇还可以和生成 的水、乙酸乙酯生成二元或三元共沸物而蒸馏出去，从而促使酯化反应的进行。 3能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤馏出液？ 不可以。碱性条件下酯会发生水解反应。 4为什么要用饱和食盐水洗涤？ 用碳酸钠饱和溶液除去醋酸，亚硫酸等酸性杂质后，碳酸钠必须洗去，否则 下一步用饱和化钙溶液洗去乙醇时，会产生絮状的碳酸钙沉淀，造成分离的困难。 由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以 实际上用饱和食盐水进行洗涤。实验实验 12-2 溴乙烷的制备 1制备溴乙烷时，反应混合物中如果不加水，会有什么结果？ 反应混合物中如果不加水，反应进行时会产生大量泡沫，增大氢溴酸的挥发 和