六、乙醇
1、乙醇的组成与结构
乙醇的分子式: C 2 H 6 O;结构式:;结构简式: CH 3 CH 2 OH或 C 2 H 5 OH。官能团是羟基。
2、乙醇的物理性质
乙醇是无色透明而有特殊香味的液体,密度比水小,沸点为 78.5℃,易挥发,能和水以以任意比混溶,乙醇本身是良好的有机溶剂,能溶解多种有机物和无机物。
特别提醒:乙醇由于和水互溶,不能萃取溴水和碘水。
3、乙醇的化学性质
( 1)乙醇与金属钠反应的化学方程式: 2 CH 3 CH 2 OH+ 2 Na→ 2 CH 3 CH 2 ONa+ H 2↑;
该反应比钠与水反应要缓和得多,说明乙醇羟基上的氢原子活泼性不如水分子中的氢原子,乙醇比水难电离,乙醇是非电解质。
( 2)氧化反应
①乙醇燃烧
化学方程式: CH 3 CH 2 OH+ 3 O 2 2 CO 2+ 3 H 2 O,
乙醇燃烧时放出大量的热,常被用作酒精灯和内燃机的燃料。
特别提醒:燃烧消耗氧气的量与乙烯相同,燃烧生成二氧化碳和水的量与乙烷相同。
②乙醇的催化氧化
化学方程式:;
如果将光亮的铜丝放在酒精灯火焰上灼烧,然后再趁热插入乙醇中,将发现铜丝先由紫红色变为黑色,插入乙醇中后,又变为紫红色,可闻到刺激性气味。
③乙醇能被酸性高锰酸钾溶液或酸性(或酸性重铬酸钾)氧化生成乙酸,使溶液褪色。
( 3)乙醇生成乙烯
化学方程式:;
醇发生消去反应时,是羟基与相连接碳原子相邻的碳原子上氢原子一起结合成水脱去,如果羟基相连接碳原子相邻的碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。
3、乙醇的主要用途
乙醇有相当广泛的用途,是一种重要的有机原料,可用它制取乙酸、乙醚等。乙醇还可用作燃料它还是一种有机溶剂,用于溶解树脂、制造染料。在医疗上常用 75%(体积分数)的酒精作消毒剂。
七、乙酸
1、乙酸的组成与结构
乙酸的分子式: C 2 H 4 O 2;结构简式: CH 3 COOH;官能团是— COOH(羧基)。
从结构上看,乙酸是羧基和甲基相联接而成的。由于乙酸分子中羧基和羟基的相互影响,使羟基上的氢更活泼,在水溶液中能部分电离出氢离子,乙酸是一种典型的有机弱酸;羟基的存在也使羧基的加成反应相当困难,很难与氢气等发生加成反应。
2、乙酸的物理性质
乙酸是无色、有强烈刺激性气味的液体,乙酸在温度低于它的熔点( 16.6℃)时会变成冰状晶体,所以无水乙酸又叫冰醋酸。
3、乙酸的化学性质
( 1)弱酸性: CH 3 COOH在水溶液里部分电离产生 H+,从而使乙酸具有酸的通性。
乙酸能使紫色石蕊试液变红的原因: CH 3 COOH CH 3 COO-+ H+;
乙酸与活泼金属反应放出氢气: Zn+ 2 CH 3 COOH=( CH 3 COO) 2 Zn+ H 2↑;
与碱发生中和反应: Cu (OH) 2+ 2 CH 3 COOH=( CH 3 COO) 2 Cu+ 2 H 2 O;
与碱性氧化物反应: CuO+ 2 CH 3 COOH=( CH 3 COO) 2 Cu+ H 2 O;
与某些盐反应: CaCO 3+ 2 CH 3 COOH=( CH 3 COO) 2 Ca+ CO 2↑+ H 2 O;此反应证明乙酸的酸性强于碳酸。
( 2)酯化反应:和酸相互作用生成酯和水的反应叫做酯化反应。
①实验装置:
用烧瓶或试管作反应容器,试管倾斜成 45°角(使试管受热面积大),长导管有冷凝回流和导气作用。
②现象:饱和碳酸钠溶液上面有油状物出现,具有芳香气味。
③浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。提高化学反应速率和用浓硫酸吸收反应生成的水,促使化学平衡向着生成乙酸乙酯的方向移动,提高乙酸、乙醇的转化率。
④饱和碳酸钠的作用:通过碳酸钠与乙酸反应除去乙酸乙酯中的乙酸;
碳酸钠溶液中的水溶解除去混在乙酸乙酯中的乙醇;
降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,收集更多乙酸乙酯。
⑤反应的断键规律:有机酸和醇酯化时,酸脱羟基,醇脱氢。
⑥注意事项:玻璃导管的末端不要插入液体,以防液体倒吸;
加入试剂的顺序:乙醇→浓硫酸→乙酸;
对试管进行加热时,一定要用小火使温度慢慢升高,防止乙酸、乙醇的挥发,提高乙酸、乙醇的转化率,同时生成足够多的乙酸乙酯。
⑦提高产率的措施:用浓硫酸吸水,使平衡向正方向移动;小火加热将酯蒸出,使平衡向正反应方向移动;可适当增加乙醇的量,并有冷凝回流装置。
4、乙酸的用途
乙酸是一种重要的有机化工原料,用途极为广泛,可用于生产醋酸纤维、合成纤维(如维纶)、喷漆溶剂、香料、染料、医药以及农药等。
5、羟基氢的活泼性
归纳总结:羟基氢的活动性强弱关系:强酸>弱酸> H 2 O>醇。
八、酯
醇跟酸反应生成的一类化合物叫做酯。
1.酯的结构式: R— COO— R'(其中两个烃基 R和 R,可不一样,左边的烃基还可以是 H)。饱和一元酸和一元醇生成的酯的通式为 C n H 2 n O 2,与同碳原子数的饱和一元羧酸互为同分异构体。
2.酯的物理性质:低级酯是具有芳香气味的液体,密度比水小,难溶于水,易溶于有机溶剂。
3.酯的水解:
碱性条件下,酯的水解完全(也叫做皂化),是上述平衡向正方向移动的结果。
九、糖类
从结构上看,糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及水解生成它们的物质。糖类是绿色植物光合反应的产物,是动、植物所需能量的重要来源。
1、组成:糖类由 C、 H、 O三种元素组成的一类有机化合物,可以用通式 C n( H 2 O) m(多羟基醛或酮),曾叫做碳水化合物。
2、分类:
3、葡萄糖
( 1)分子结构:葡萄糖的分子式: C 6 H 12 O 6;结构简式:或 CH 2 OH- CHOH- CHOH- CHOH- CHOH- CHO或 CH 2 OH (CHOH) 4 CHO。葡萄糖的同分异构体是果糖,其结构简式:。
( 2)物理性质:葡萄糖是一种白色晶体,有甜味,能溶于水。
( 3)特征反应:
a.与新制 Cu (OH) 2的反应:
b.银镜反应:
c.人体内氧化——维持生命活动需要的能量;
d.在酒化酶作用下的分解反应——制酒精: C 6 H 12 O 6 2 CH 3 CH 2 OH+ 2 CO 2↑。
4、蔗糖和麦芽糖
蔗糖和麦芽糖的分子式为 C 12 H 22 O 11,两者分子式相同结构不同,互为同分异构体。蔗糖是一种无色晶体, 易溶于水,是重要的甜味食物。食用白糖、冰糖等就是蔗糖。
( 1)二者的区别
( 2)二者的性质:水解反应
C 12 H 22 O 11+ H 2 O C 6 H 12 O 6+ C 6 H 12 O 6
蔗糖 葡萄糖 果糖
C 12 H 22 O 11+ H 2 O 2 C 6 H 12 O 6
麦芽糖 葡萄糖
5、淀粉和纤维素
淀粉和纤维素属于天然高分子化合物。多糖是由很多个单糖分子按照一定方式通过在分子间脱去水分子而成的多聚体,因此多糖也称为多聚糖。二者通式相同,但不是同分异构体,因为 n(即聚合度)不同。
( 1)水解反应
( C 6 H 10 O 5) n+ nH 2 O nC 6 H 12 O 6(检验水解产物前要先碱化)
淀粉或纤维素 葡萄糖
( 2)淀粉的特征反应:淀粉遇碘变为蓝色,可用于验证淀粉的存在。
( 3)实验:
①关于糖类水解产物的检验:实验室中,淀粉、纤维素常在无机酸(一般为稀硫酸)催化作用下发生水解,生成葡萄糖。欲检验水解产物葡萄糖的生成,必须先加入氢氧化钠溶液中和作催化剂的硫酸,使之显碱性,再加入银氨溶液或新制氢氧化铜进行检验。
②关于淀粉水解过程的判断:淀粉在酸的作用下能够发生水解反应最终生成葡萄糖。反应物淀粉遇碘能变蓝色,不能发生银镜反应,依据此性质可判断其水解是否已进行完全;产物葡萄糖遇碘不能变蓝色,但能发生银镜反应,依据此性质可判断淀粉在水溶液中是否发生水解。