高中化学01有机物的制备(学生版)

有机物的制备―、溴乙烷的制备1原料：溴化钠固体、1:1硫酸、95%乙醇5rCHBS2a2cNHH25rCHBS2a2cNHH2C溴乙烷：沸点38.4口，无色油状液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，密度大于水。3•步骤：□在圆底烧瓶中加入研细的溴化钠，然后加入硫酸（1:1）、95%乙醇，小心摇动烧瓶使其混合均匀；□加入几粒碎瓷片；□小心加热，使其充分反应；口再将试管中液体冷却后倒入_______溶液中洗涤分液。4.现象：试管的底部有油状液体5•注意事项：硫酸不宜过浓，否则。亚硫酸钠溶液的作用是：烧杯中是冰水，用于。该实验可能有乙醚、乙烯等副反应发生。二、溴苯的制备实验步骤把苯和少量液态溴放在烧瓶里，同时加入少量铁屑作催化剂。用带导管的瓶塞塞紧瓶口（如图），跟瓶口垂直的一段导管可以兼起冷凝器的作用。在常温时，很快就会看到，在导管口附近出现白雾（由溴化氢遇水蒸气所形

成）。反应完毕后，向锥形瓶内的液体里滴入AgNO3溶液，有浅黄色溴化银沉淀生成。把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里，烧杯底部有褐色不溶于水的液体。不溶于水的液体是溴苯，它是密度比水大的无色液体，由于溶解了溴而显褐色。【思考1】将反应的混合物倒入水中的现象是什么?【思考2】溴苯的物理性质如何?【思考3】如何除去溴苯中的溴?2．命题还可能从以下角度设置：2．命题还可能从以下角度设置：②2OH-+Br2—Br-+BrO-+H2O。（2）考查仪器的作用：冷凝管、长导管的作用一一冷凝回流（为了减少苯和液溴的挥发）倒扣漏斗的作用防倒吸（因为HBr极易溶于水）。（3）铁粉和溴易发生反应生成FeBr3，加入的铁粉并不是催化剂，起催化作用的是FeBr3。（4）检验HBr气体产生的实验操作方法：NaOH溶液中滴加酚酞（红色溶液）——随着气体的增多，溶液红色变浅至消失。HNO3（aq）、AgNO3（aq）——取少量烧杯中的溶液置于试管中，先加入HNO3酸化，然后加入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，贝9含有Br-，有HBr产生。三、硝基苯的制备实验方案与步骤□配制混和酸：先将1.5mL浓硝酸注入大试管中，再慢慢注入2mL浓硫酸，并及时摇匀和冷却。□向冷却后的混酸中逐滴加入1mL苯，充分振荡，混合均匀。□将大试管放在50〜60□的水浴中加热约10min,实验装置如图所示。□将反应后的液体倒入一个盛有冷水的烧杯中，可以观察到烧杯底部有黄色油状物生成，用分液漏斗分离出粗硝基苯。□粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤。若将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，可得纯硝基苯。蒸馏应在通风柜或通风良好处进行。2．注意事项装置特点：水浴；温度计位置；水浴的水面高度(反应装置中的温度计，应插入水浴液面以下，以测量水浴温度。)药品加入的顺序：水浴温度：50-60°C(温度高苯挥发，硝酸分解)，水浴加热HNO3HO-NO?去HO-后，生成-NO?称为硝基。(5)浓硫酸的作用：催化剂，吸水剂【思考】硝基苯的物质性质如何?要想得到纯净的硝基苯，如何除去其中的杂质？四、乙酸乙酯、乙酸丁酯的制备1．乙酸乙酯的制备(1)原理ch3cooh+c2h5oh垐浓硫酸总ch3cooc2h5+h2o其中浓硫酸的作用为：(2)反应特点(3)装置(液-液加热反应)及操作(3)装置(液-液加热反应)及操作图12.12鵜化反应31111.乙醉21111.2ml.谡硫酸用烧瓶或试管，试管倾斜成45°角，长导管起作用。饱和Na2CO3溶液的作用及现象作用：降低乙酸乙酯的溶解度、消耗乙酸、溶解乙醇；现象：在饱和Na2CO3溶液上方有香味的油状液体。(5)反应的断键部位：有机酸与醇酯化，酸脱羟基醇脱氢。【思考1】实验中加试剂时，先加乙醇和乙酸，再缓缓滴加浓h2so4，能否颠倒顺序？为什么？【思考2】反应产生的CH3COOC2H5常用饱和Na2CO3溶液来承接，其作用是什么？【思考3】根据平衡移动原理，你能想出一些措施，提高CH3COOC2H5的产率吗？易溶于水和乙醇。2•乙酸丁酯的制备易溶于水和乙醇。原料：1-丁醇、冰醋酸、浓硫酸、15%碳酸钠溶液、pH试纸反应温度：115-125口反应原理：乙酸丁酯的性质：带水果香味的无色液体。沸点：126.3口密度：0.88g/cm3微溶于水，能与乙醇等互溶。1-丁醇的性质：略带刺激性气味的无色液体。沸点：117.2口密度：0.81g/cm3能溶于水，能与乙醇等互溶。冰醋酸的性质：具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点：117.9口4)步骤：□大试管中加入1-丁醇、冰醋酸(过量)、再滴入几滴浓硫酸，混合均匀。□放在石棉网上方加热，当反应液呈沸腾状时，继续加热回流10min□将大试管中的反应液倒入分液漏斗中，静置，分去水层。分别用水洗、15%碳酸钠溶液洗涤(注意放气)，直至无气体生成，用pH试纸测定无酸性,④分去水层，收集乙酸丁酯。5)注意事项：□酯化反应有一定的可逆性，制备中一般通过提高相对廉价乙酸的浓度和及时移去生成物的水，提高转化率。□制备时温度较高，不用水浴，为了防止温度过高（易碳化）把大试管放在石棉网上方的空气中加热。□长玻璃管：作空气冷凝器，冷凝回流反应物，以提高反应转化率。□由于乙酸丁酯的沸点较高，故采取先制备，后提纯。【练一练】1．如图所示为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述中，不．正确的是（）向a试管中先加入浓硫酸，然后边摇动试管边慢慢加入乙醇，再加入冰醋酸试管b中导气管下端管口不能浸入液面的目的是防止实验过程中产生倒吸现象C.实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇1丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为115〜125°C，反应装置如右图。下列对该实验的描述错误的是（）不能用水浴加热长玻璃管起冷凝回流作用提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤加入过量乙酸可以提高1丁醇的转化率课堂小憩课堂小憩苯的同系物与血液病新装修的居室中，苯和苯的同系物是引起血液病的罪魁祸首。一般门窗、家具所使用的油漆、墙壁所使用的防水涂料，溶剂主要是苯及其同系物（二甲苯、甲苯）汽油、松节油等。苯及其同系物等挥发到空气中，可通过呼吸道、皮肤和消化道等途径侵入人体。对人体的毒害作用主要是影响人的神经系统和造血系统。人体经呼吸道短期吸入大量的苯及其同系物蒸气，可引起急性中毒。轻者表现为头晕、头痛、恶心、呕吐；重者出现意识障碍、昏迷、肌肉痉挛、抽搐、血压下降，如不及时抢救，可因呼吸衰竭而死亡。人体如长期吸入剂量较小的苯及其同系物蒸气，可引起慢性中毒，损害造血系统。研究表明，当苯及苯的同系物在空气中的浓度平均为6.5mg・m-3时，引起4.3%的人白细胞偏低，空气中苯及苯的同系物浓度达52.4~405mg・m-3时，通过皮肤接触和呼吸，可引起40.8%的人白细胞偏低，而上述苯及苯的同系物的浓度数值，均是一般装潢过程中就能够达到的。经调查发现，相当数量儿童的白血病是不合格的室内装潢引发的。例题解析例题解析知识点1：溴乙烷的制备【例1】实验室制取少量溴乙烷的装置如图所示。根据题意完成下列填空圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、和1:1的硫酸。配制体积比1:1的硫酸所用的定量仪器为(选填编号)。a.天平b.量筒c.容量瓶d.滴定管写出加热时烧瓶中发生的主要反应的化学方程式TOC\o"1-5"\h\z将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，冰水混合物的作用是。试管A中的物质分为三层(如图所示)，产物在第层。试管A中除了产物和水之外，还可能存在、(写出化学式)。用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈棕黄色，除去其中杂质的正确方法是(选填编号)。a.蒸馏b.用氢氧化钠溶液洗涤c.用四氯化碳萃取d用亚硫酸钠溶液洗涤若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色，使之褪色的物质的名称是。实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是。变式1：实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下CHCHQHH2—WCH===CH32170°C22CH2===CH,+Br2―BrCH2CH2Br可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140°C脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如下图所示：有关数据列表如下:乙醇1,2二溴乙烷乙醚状态无色液体无色液体无色液体密度/g・cmr0.792.20.71沸点/C78.513234.6熔点/C—1309—116回答下列问题：在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170C左右，其最主要目的是；(填正确选项前的字母)a.引发反应b.加快反应速度c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成在装置C中应加入，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；(填正确选项前的字母)a.水b.浓硫酸c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液判断该制备反应已经结束的最简单方法是；将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在层(填“上”或“下”)；若产物中有少量未反应的Br2，最好用洗涤除去；(填正确选项前的字母)a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液d.乙醇若产物中有少量副产物乙醚，可用的方法除去；反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是。【方法提炼】关于卤代烃制备的实验难度不大，掌握好基础的实验操作和原理即可。知识点2：溴苯的制备【例2】用A、B、C三种装置都可制取溴苯，请仔细分析三套装置，并完成下列问题：写出三个装置中都发生的两个反应的化学方程式：。写出B的试管中还发生的反应的化学方程式：。(2)装置A、C中长导管的作用是。(3)B、C装置已连接好，并进行了气密性检验，也装入了合适的药品，接下来要使反应开始，对B应进行的操作是，对C应进行的操作是。(4)A中存在加装药品和及时密封的矛盾，因而在实验中易造成的不良后果是。B中采用了双球吸收管，其作用是反应后双球管中可能出现的现象是双球管内液体不能太多，原因是。B装置也存在两个明显的缺点，使实验的效果不好或不能正常进行，这两个缺点是变式1:溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:苯溴溴苯密度/g・cm~30.883.101.50沸点/口8059156水中溶解度微溶微溶微溶按下列合成步骤回答问题：⑴在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白雾产生,是因为生成了气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯:□向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；□滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是□向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的;经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为，要进一步提纯，下列操作中必需的是(填入正确选项前的字母)；重结晶B.过滤C.蒸馏D.萃取在该实验中，a的容积最适合的是(填入正确选项前的字母)。25mLB.50mLC.250mLD.500mL【方法提炼】苯与溴的取代反应，是苯的化学性质的重点内容，是高考考纲中明确要求的考点。溴苯的制取中涉及的有机物有苯和溴苯，无机物有溴和溴化氢。该反应是放热反应，且苯、溴苯、溴化氢均易挥发，为了提高苯与溴的转化率，往往应用冷凝回流装置；该反应的无机产物为HBr,应用AgNO3溶液来检验；反应完成后溴苯的提纯又涉及了洗涤、蒸馏等实验操作。因此该实验很好地把无机实验和有机实验结合在一起，既可以考查苯与溴的反应原理，又可以考查实验设计、方案的评价等。知识点3：乙酸乙酯和乙酸丁酯的制备【例3】下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程，请你参与并协助他们完成相关实验任务。［实验目的］制取乙酸乙酯［实验原理］甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯，反应的化学方程式为；其中浓硫酸的作用是和。［装置设计］甲、乙、丙三位同学分别设计下列三套实验装置：请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置，选择的装置是（选填“甲”或“乙”），丙同学将甲装置中的玻璃管改成球形干燥管，除起冷凝作用外，另一重要作用是。［实验步骤］①按选择的装置仪器，在试管中先加入3mL乙醇,并在摇动下缓缓加入2mL浓硫酸充分摇匀，冷却后再加入2mL冰醋酸;②将试管固定在铁架台上;③在试管B中加入适量的饱和Na2CO3溶液；④用酒精灯对试管A加热；⑤当观察到试管B中有明显现象时停止实验。［问题讨论］（1）步骤①装好实验装置，加入样品前还应。⑵试管B中饱和Na2CO3溶液的作用是。（3）从试管B中分离出乙酸乙酯的实验操作是。变式1：乙酸丁酯（ch3cooch2ch2ch2ch3）是具有果香味的香精，经酯化反应可进行乙酸丁酯的合成。有关物质的物理性质见右表。合成过程如下：第一步：将丁醇和过量的乙酸混合加热发生酯化反应；第二步：洗涤提纯；第三步：蒸馏提纯。物质熔点/口沸点/口密度/g・cm~31-丁醇-89.8117.70.81乙酸16.6117.91.05乙酸丁酯-77.9126.50.88浓硫酸3381.84（1）上述是合成和提纯乙酸丁酯的有关装置图，请写出合成和提纯乙酸丁酯的操作顺序（填字TOC\o"1-5"\h\z^母）C_>F->->->->。（2）c装置中除了装有1-丁醇和过量的乙酸外，还需要加入、。乙酸过量的原因是。装置C中冷凝管的作用是：；（3）步骤F：酯化反应完成后，向卸下的烧瓶中加入25mL水的作用是°A装置中Na2CO3溶液的作用是。

（4）步骤E的操作要领是：□用一只手的手掌压住分液漏斗的塞子并握住分液漏斗；□另一只手握住活塞部分；口。（5）装置A的分液漏斗中液体分为两层，乙酸丁酯应在（填上、下）层。（6）第一步酯化反应过程中可能得到的有机副产物有（写出两种物质的结构简式）。【方法提炼】注意制备乙酸乙酯和乙酸丁酯装置的不同，要能够理解这种不同的原因。此类实验题多会和混合物的分离和提纯相结合，解题时需要了解题干给的已知信息，利用物质的熔沸点等相关知识进行解题。师生总结师生总结丿课后作业课后作业要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是（）加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现滴入AgNO3溶液，再加入稀硝酸，观察有无浅黄色沉淀生成加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成为了证明液溴与苯发生的反应是取代反应，有如图所示装置。则装置A中盛有的物质是（）D.D.NaI溶液下列关于长导管的用途的A.水B.NaOH溶液C.CC14在各类化学实验中常常用到导管，如实验室制备硝基苯，装置如图叙述中错误的是（）实验室制备硝基苯，长导管的主要作用是：冷凝和回流加热密闭装置，防止容器内压力过高，可用导管进行导气减压长导管也可以用来对热气体进行冷凝，冷却剂可以是空气长导管可以代替玻璃棒进行使用某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯，该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置，其中正确的是（）实验室用乙酸、乙醇、浓H2SO4制取乙酸乙酯，加热蒸馏后，在饱和Na2CO3溶液的上面得到无色油状液体，当振荡混合时，有气泡产生，原因是（）产品中有被蒸馏出的H2SO4有部分未反应的乙醇被蒸馏出来有部分未反应的乙酸被蒸馏出来有部分乙醇跟浓H2SO4作用生成乙烯如图所示，将1溴丙烷与NaOH的乙醇溶液混合，在容器A中加热使之反应，反应后让生成的蒸气通过B（内盛少量的水），最后在C中可以收集到一种无色气体X。（1）写出生成气体X的化学方程式如果在C中先盛放酸性KMnO4溶液，产生的现象为没有B装置，能否用酸性KMnO4溶液检验C的生成。如果在C中先盛放少量溴的四氯化碳溶液，再通入气体X,现象为写出反应的化学方程式如果没有B,可以检验出X气体吗？已知下列数据：物质熔点/口沸点/口密度/g・cm—乙醇—114780.789乙酸16.6117.91.05乙酸乙酯—83.677.50.900浓硫酸3381.84实验室制乙酸乙酯的主要装置如图1所示，主要步骤为：□在30mL的大试管中按体积比1口4口4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合液；□按照图1连接装置，使产生的蒸气经导管通到15mL试管所盛饱和Na2CO3溶液(加入1滴酚酞试液)上方约0.5cm处，□小火加热试管中的混合液；

□待小试管中收集约4mL产物时停止加热，撤出小试管并用力振荡，然后静置待其分层；□分离出纯净的乙酸乙酯。请回答下列问题：步骤口中，配制这一比例的混合液的操作是。步骤□中，用小火加热试管中的混合液，其原因是。步骤口所观察到的现象是。⑷步骤口中，分离出乙酸乙酯选用的仪器是，产物应从口倒出，因为对溴甲苯是合成农药溴螨酯的重要原料。工业用液溴、甲苯与1-丙醇共热合成对溴甲苯和1-溴丙烷，其原子利用率很高。实验室模拟的合成流程和相关数据如下：Fe/H2O锻)(25%)甲苯铁粉水八丿Fe/H2O锻)(25%)甲苯铁粉水八丿Br+h2oH+水溶液1-溴丙烷对溴甲苯已知：甲苯与溴在有水存在时能反应。物质甲苯1-丙醇1-溴丙烷沸点口110.897.271物质对溴甲苯邻溴甲苯沸点口184.3181.7液溴的颜色是，实验室液溴存放试剂瓶里时应密闭保存，同时需要在瓶中加，以减少挥发。（2）25口恒温搅拌至溴的颜色完全褪去时完成甲苯的溴代反应。搅拌的目的。加入水TOC\o"1-5"\h\z的作用是：易于控制温度；。3）加热搅拌操作中加入浓硫