有機(jī)化反應(yīng)的研究

1、第二單元第二單元 科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物有機(jī)化反應(yīng)的研究有機(jī)化反應(yīng)的研究睢寧縣王集中學(xué)高二化學(xué)備課組睢寧縣王集中學(xué)高二化學(xué)備課組 復(fù)習(xí)：研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法復(fù)習(xí)：研究有機(jī)化合物的一般步驟和方法分離、提純分離、提純元素定量分析元素定量分析 確定實驗式確定實驗式測定相對分子質(zhì)量測定相對分子質(zhì)量 確定分子式確定分子式 波譜分析波譜分析確定結(jié)構(gòu)式確定結(jié)構(gòu)式步驟步驟方法方法蒸餾蒸餾 重結(jié)晶重結(jié)晶 萃取萃取 紅外光譜紅外光譜核磁共振氫譜核磁共振氫譜質(zhì)譜法質(zhì)譜法元素分析元素分析結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)相對分子相對分子質(zhì)量質(zhì)量組組成成三、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究三、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究機(jī)理與方法機(jī)理與方法

2、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要什么條件、受哪些因素有機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要什么條件、受哪些因素的影響、反應(yīng)機(jī)理如何等等，這些都是科的影響、反應(yīng)機(jī)理如何等等，這些都是科學(xué)家們研究的課題。學(xué)家們研究的課題。 通過實例理解有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理通過實例理解有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理甲烷氯代反應(yīng)機(jī)理的研究甲烷氯代反應(yīng)機(jī)理的研究 化合物分子在光或熱等條件下，共價鍵發(fā)生均裂，形化合物分子在光或熱等條件下，共價鍵發(fā)生均裂，形成具有很強(qiáng)反應(yīng)活性的單電子原子或基團(tuán)，它們可與其他成具有很強(qiáng)反應(yīng)活性的單電子原子或基團(tuán)，它們可與其他反應(yīng)物分子作用，生成新的游離基，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。反應(yīng)物分子作用，生成新的游離基，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。1 1、化學(xué)方程式與反應(yīng)機(jī)理、化學(xué)方

3、程式與反應(yīng)機(jī)理將氯氣先用光照，在黑暗中放置一段時間后，將氯氣先用光照，在黑暗中放置一段時間后，再與甲烷混合，不生成甲烷氯代產(chǎn)物。再與甲烷混合，不生成甲烷氯代產(chǎn)物。解：在黑暗中放置一段時間后，氯氣經(jīng)光照而解：在黑暗中放置一段時間后，氯氣經(jīng)光照而產(chǎn)生的氯自由基已銷毀。此時再將氯氣與甲烷產(chǎn)生的氯自由基已銷毀。此時再將氯氣與甲烷混合，沒有自由基引發(fā)反應(yīng)，不生成甲烷氯代混合，沒有自由基引發(fā)反應(yīng)，不生成甲烷氯代產(chǎn)物。產(chǎn)物。將氯氣先用光照，立即在黑暗中與甲烷混合，將氯氣先用光照，立即在黑暗中與甲烷混合，生成甲烷的氯代產(chǎn)物。生成甲烷的氯代產(chǎn)物。解：氯氣經(jīng)光照后可產(chǎn)生自由基，立即在黑暗解：氯氣經(jīng)光照后可產(chǎn)生自由

4、基，立即在黑暗中與甲烷混合，氯自由基來不及銷毀，可引發(fā)中與甲烷混合，氯自由基來不及銷毀，可引發(fā)反應(yīng)，生成甲烷的氯代產(chǎn)物；反應(yīng)，生成甲烷的氯代產(chǎn)物；甲烷用光照后，立即在黑暗中與氯氣混合，不甲烷用光照后，立即在黑暗中與氯氣混合，不生成甲烷氯代產(chǎn)物。生成甲烷氯代產(chǎn)物。解：甲烷分子中解：甲烷分子中ch鍵較強(qiáng)，不會在光照下發(fā)鍵較強(qiáng)，不會在光照下發(fā)生均裂，產(chǎn)生自由基。生均裂，產(chǎn)生自由基。1818 o och3coh+hoc2h5 ch3coc2h5 + h2o濃h2so4酯化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理酯化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理 h2so41818 o och3coc2h5+h2o ch3coh+ c2h5oh酯的水解反應(yīng)機(jī)理

5、酯的水解反應(yīng)機(jī)理2 2、反應(yīng)機(jī)理的研究方法、反應(yīng)機(jī)理的研究方法同位素示蹤法同位素示蹤法海維西海維西(georgehevesy)(georgehevesy)，匈牙利化學(xué)，匈牙利化學(xué)家。家。19431943年，海維西研究的同位素示蹤年，海維西研究的同位素示蹤技術(shù)，推進(jìn)了對生命過程的化學(xué)本質(zhì)的技術(shù)，推進(jìn)了對生命過程的化學(xué)本質(zhì)的理解而獲得了諾貝爾化學(xué)獎。理解而獲得了諾貝爾化學(xué)獎。諾貝爾化學(xué)獎諾貝爾化學(xué)獎與同位素示蹤法與同位素示蹤法 海維西海維西(georgehevesy)(georgehevesy)，匈牙利化學(xué)家，匈牙利化學(xué)家，18851885年年8 8月月1 1日生于布達(dá)佩斯。日生于布達(dá)佩斯。海維西

6、曾就讀于柏林大學(xué)和弗賴堡大學(xué)。海維西曾就讀于柏林大學(xué)和弗賴堡大學(xué)。19111911年在曼徹斯特大學(xué)年在曼徹斯特大學(xué)e e盧瑟福盧瑟福教授的指導(dǎo)下研究鐳的化學(xué)分離，為他日后研究放射性同位素作示蹤物打教授的指導(dǎo)下研究鐳的化學(xué)分離，為他日后研究放射性同位素作示蹤物打下了基礎(chǔ)。海維西主要從事稀土化學(xué)、放射化學(xué)和下了基礎(chǔ)。海維西主要從事稀土化學(xué)、放射化學(xué)和x x射線分析方面的研究。射線分析方面的研究。他與他與f f，帕內(nèi)特合作，在示蹤研究上取得成功。，帕內(nèi)特合作，在示蹤研究上取得成功。19201920年，海維西與科斯特年，海維西與科斯特合作，按照玻爾的建議在鋯礦石中發(fā)現(xiàn)了鉿。合作，按照玻爾的建議在鋯礦石

7、中發(fā)現(xiàn)了鉿。19261926年海維西任弗賴堡大學(xué)年海維西任弗賴堡大學(xué)教授，開始計算化學(xué)元素的相對豐度。教授，開始計算化學(xué)元素的相對豐度。19341934年在制備一種磷的放射性同位年在制備一種磷的放射性同位素之后，進(jìn)行磷在身體內(nèi)的示蹤，以研究各生理過程，這項研究揭示了身素之后，進(jìn)行磷在身體內(nèi)的示蹤，以研究各生理過程，這項研究揭示了身體成分的動態(tài)。體成分的動態(tài)。19431943年，海維西任斯德哥爾摩有機(jī)化學(xué)研究所教授。同年，年，海維西任斯德哥爾摩有機(jī)化學(xué)研究所教授。同年，他研究同位素示蹤技術(shù)，推進(jìn)了對生命過程的化學(xué)本質(zhì)的理解而獲得了他研究同位素示蹤技術(shù)，推進(jìn)了對生命過程的化學(xué)本質(zhì)的理解而獲得了諾貝

8、爾化學(xué)獎。諾貝爾化學(xué)獎。19451945年后海維西人瑞典國籍。海維西發(fā)表的主要專著是年后海維西人瑞典國籍。海維西發(fā)表的主要專著是放射性同位素探索放射性同位素探索。海維西于。海維西于19661966年年7 7月月5 5日在德國去世，享年日在德國去世，享年8181歲。歲。 1、-c-o- 酯鍵中的酯鍵中的-c-o- 碳氧單鍵碳氧單鍵2、利用同位素的核物理性質(zhì)（具有、利用同位素的核物理性質(zhì)（具有放射性，質(zhì)量不同）放射性，質(zhì)量不同）3、可以研究如、可以研究如 2na2o2+2co2=2na2co3+o2 氧原子的去向氧原子的去向=oo=蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子dna分子分子諾貝爾化學(xué)獎諾貝爾化學(xué)獎與逆合成

9、分析理論與逆合成分析理論19671967年美國有機(jī)化學(xué)家科里年美國有機(jī)化學(xué)家科里(elias james (elias james corey),corey),他提出了具有嚴(yán)格邏輯性的他提出了具有嚴(yán)格邏輯性的“逆合成逆合成分析原理分析原理”，由于科里提出有機(jī)合成的，由于科里提出有機(jī)合成的“逆逆合成分方法合成分方法”并成功地合成并成功地合成5050多種藥劑和百多種藥劑和百余種天然化合物，對有機(jī)合成有重大貢獻(xiàn)，余種天然化合物，對有機(jī)合成有重大貢獻(xiàn)，而獲得而獲得19901990年諾貝爾化學(xué)獎。年諾貝爾化學(xué)獎。諾貝爾化學(xué)獎諾貝爾化學(xué)獎與不對稱合成與不對稱合成 20012001年度諾貝爾化學(xué)獎授予給三位

10、科學(xué)家，他們分年度諾貝爾化學(xué)獎授予給三位科學(xué)家，他們分別是美國科學(xué)家諾爾斯、日本科學(xué)家野依良治及美國科別是美國科學(xué)家諾爾斯、日本科學(xué)家野依良治及美國科學(xué)家夏普雷斯。得獎理由：在手性催氫化反應(yīng)研究方面學(xué)家夏普雷斯。得獎理由：在手性催氫化反應(yīng)研究方面做出卓越貢獻(xiàn)做出卓越貢獻(xiàn), ,對有機(jī)化合物進(jìn)行了不對稱合成。他們對有機(jī)化合物進(jìn)行了不對稱合成。他們的研究成果涉及到手性分子與對映異構(gòu)。的研究成果涉及到手性分子與對映異構(gòu)。 什么是手性分子與對映異構(gòu)？什么是手性分子與對映異構(gòu)？小結(jié)小結(jié) 1、有機(jī)化合物組成的研究有機(jī)化合物組成的研究 分子式的確定分子式的確定 2、有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的研究 核

11、磁共振譜分析法核磁共振譜分析法 3、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究 反應(yīng)歷程和同位素示蹤反應(yīng)歷程和同位素示蹤8法國化學(xué)家伊夫法國化學(xué)家伊夫肖萬獲肖萬獲2005年諾貝爾化學(xué)獎。他發(fā)現(xiàn)了烯烴里年諾貝爾化學(xué)獎。他發(fā)現(xiàn)了烯烴里的碳碳雙鍵會被拆散、重組，形成新分子，這種過程被命名為烯的碳碳雙鍵會被拆散、重組，形成新分子，這種過程被命名為烯烴復(fù)分解反應(yīng)烴復(fù)分解反應(yīng) 。烯烴復(fù)分解反應(yīng)可形象地描述為交換舞伴。烯烴復(fù)分解反應(yīng)可形象地描述為交換舞伴。(如圖如圖所示所示) 烯烴復(fù)分解反應(yīng)中的催化劑是金屬卡賓烯烴復(fù)分解反應(yīng)中的催化劑是金屬卡賓(如如ch2=m)，金屬卡賓與，金屬卡賓與烯烴分子相遇后，兩對舞伴會暫

12、時組合起來，手拉手跳起四人舞蹈烯烴分子相遇后，兩對舞伴會暫時組合起來，手拉手跳起四人舞蹈。隨后它們。隨后它們“交換舞伴交換舞伴”，組合成兩個新分子，其中一個是新的烯，組合成兩個新分子，其中一個是新的烯烴分子，另一個是金屬原子和它的新舞伴。后者會繼續(xù)尋找下一個烴分子，另一個是金屬原子和它的新舞伴。后者會繼續(xù)尋找下一個烯烴分子，再次烯烴分子，再次“交換舞伴交換舞伴”。把。把c6h5ch2ch=ch2與與ch2=m在一定條件下混合反應(yīng)，下列產(chǎn)物不可能存在的是在一定條件下混合反應(yīng)，下列產(chǎn)物不可能存在的是 a c6h5ch2ch=m b ch2= ch2 c c6h5ch2 ch2 c6h5 d c6h

13、5ch2ch=ch ch2 c6h512.下圖是某藥物中間體的結(jié)構(gòu)示意圖：下圖是某藥物中間體的結(jié)構(gòu)示意圖：試回答下列問題：試回答下列問題：(1).觀察上面的結(jié)構(gòu)式與立體模型，通過對比指出結(jié)構(gòu)式中的觀察上面的結(jié)構(gòu)式與立體模型，通過對比指出結(jié)構(gòu)式中的“et”表示表示 ；該藥物中間體分子的化學(xué)式為；該藥物中間體分子的化學(xué)式為 。(2).請你根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖，推測該化合物所能發(fā)生的反應(yīng)及所需請你根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖，推測該化合物所能發(fā)生的反應(yīng)及所需反應(yīng)條件反應(yīng)條件 。(3).解決有機(jī)分子結(jié)構(gòu)問題的最強(qiáng)有力手段是核磁共振氫譜解決有機(jī)分子結(jié)構(gòu)問題的最強(qiáng)有力手段是核磁共振氫譜（pmr）。有機(jī)化合物分子中有幾種化學(xué)環(huán)

14、境不同的氫原子，在）。有機(jī)化合物分子中有幾種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子，在pmr中就有幾個不同的吸收峰，吸收峰的面積與中就有幾個不同的吸收峰，吸收峰的面積與h原子數(shù)目成正比。原子數(shù)目成正比?，F(xiàn)有一種芳香族化合物與該藥物中間體互為同分異構(gòu)體，其模擬現(xiàn)有一種芳香族化合物與該藥物中間體互為同分異構(gòu)體，其模擬的核磁共振氫譜圖如上圖所示，試寫出該化合物的結(jié)構(gòu)簡式：的核磁共振氫譜圖如上圖所示，試寫出該化合物的結(jié)構(gòu)簡式： 。 1.化合物化合物a、b的分子式都的分子式都c2h4br2。 a的的結(jié)構(gòu)簡式為結(jié)構(gòu)簡式為ch2br-ch2br ,則則a的的1hnmr譜上有幾個峰譜上有幾個峰?b的的1hnmr譜上譜上有有2個

15、峰，強(qiáng)度比為個峰，強(qiáng)度比為3:1,則則b的結(jié)構(gòu)簡式的結(jié)構(gòu)簡式? 鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：2.2.某一元醇某一元醇c c2 2h h6 6o o中氧為中氧為1818o o，它與乙酸反，它與乙酸反應(yīng)生成的酯的相對分子質(zhì)量為：應(yīng)生成的酯的相對分子質(zhì)量為： （ ）a.86 b.88 c.90 d.92a.86 b.88 c.90 d.92c c3. 3. 分子式為分子式為c c3 3h h6 6o o2 2兩種化合物，在核磁共振氫兩種化合物，在核磁共振氫譜上觀察到氫原子給出的峰。第一種化合物給譜上觀察到氫原子給出的峰。第一種化合物給出的強(qiáng)度為出的強(qiáng)度為1 11 1的兩個峰；第二種的兩個峰；第二種化合物化合

16、物給出給出的強(qiáng)度為的強(qiáng)度為3 32 21 1三個峰。由此推斷這兩種化合三個峰。由此推斷這兩種化合物的組成分別是（寫結(jié)構(gòu)簡式）物的組成分別是（寫結(jié)構(gòu)簡式） 。c c3 3h h6 6o o2 2可能的結(jié)構(gòu)為可能的結(jié)構(gòu)為chch3 3chch2 2coohcoohchch3 3coochcooch3 3hcoochhcooch2 2chch3 3氫譜峰值類型氫譜峰值類型3:2:13:2:11:11:11:2:31:2:3, (1)或(3)本單元作業(yè)1m mol c2h2跟跟n mol h2在密閉容器中反應(yīng)，在密閉容器中反應(yīng)，當(dāng)該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成當(dāng)該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成p mol c2h

17、4。將反應(yīng)后的混合氣體完全燃燒，生成將反應(yīng)后的混合氣體完全燃燒，生成co2和和h2o，所需要氧氣的物質(zhì)的是所需要氧氣的物質(zhì)的是 （ ）a（3m+n）mol b c(3m+n+2p)mol dmol)3225(pnmmol)225(nm2、在密閉容器中某氣態(tài)烴和氧氣按一定比例、在密閉容器中某氣態(tài)烴和氧氣按一定比例混和，點火爆炸后恢復(fù)到原溫度（混和，點火爆炸后恢復(fù)到原溫度（20），），壓強(qiáng)減小至原來的一半壓強(qiáng)減小至原來的一半，若加，若加naoh的溶液的溶液則氣體全部被吸收，則此烴為則氣體全部被吸收，則此烴為 （ ） a.c3h8 b.c2h4 c.c2h6 d.c6h6 3. 在一密閉容器中充入一

18、種氣態(tài)烴和足量在一密閉容器中充入一種氣態(tài)烴和足量的氧氣，用電火花點燃完全燃燒后，容器的氧氣，用電火花點燃完全燃燒后，容器內(nèi)氣體體積保持內(nèi)氣體體積保持不變不變，若氣體體積均在，若氣體體積均在120和相同的壓強(qiáng)下測定的，這種氣態(tài)烴和相同的壓強(qiáng)下測定的，這種氣態(tài)烴可能是（可能是（ ） a. ch4 b. c2h6 c. c2h4 d. c3h6 4.當(dāng)燃燒當(dāng)燃燒8.96升由升由ch4 、co、c2h6 組成組成的混和氣體時的混和氣體時,除生成水外除生成水外,還生成還生成13.44升升co2 氣體氣體(氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定).則原混和氣體中含則原混和氣體中含c2h6的物

19、質(zhì)的量是的物質(zhì)的量是（ ） a.0.2 mol b.0.4 mol c.0.6 mol d.0.8 mol 6.某一元醇某一元醇c3h8o中氧為中氧為18o，它與乙酸反應(yīng)生，它與乙酸反應(yīng)生成的酯的相對分子質(zhì)量為（成的酯的相對分子質(zhì)量為（ ） a.100 b.102 c .104 d.106 7.由乙烯和乙醇蒸氣組成的混和氣體中，若碳元由乙烯和乙醇蒸氣組成的混和氣體中，若碳元素的質(zhì)量百分含量為素的質(zhì)量百分含量為60%，則氧元素的質(zhì)量百分，則氧元素的質(zhì)量百分含量為含量為 a15.6% b26.7% c30% d無法無法確定確定 8.下列最簡式中，不用相對分子質(zhì)量就可以確定下列最簡式中，不用相對分子

20、質(zhì)量就可以確定分子式的是：分子式的是： （ ） a、ch3 b.ch2 c.ch d.c2h5 9. 2.3g有機(jī)物有機(jī)物a完全燃燒后，生成完全燃燒后，生成0.1molco2和和2.7gh2o，測得該化合物蒸，測得該化合物蒸氣對空氣的相對密度是氣對空氣的相對密度是1.6，該化合物的分，該化合物的分子式為子式為 。 10.燃燒燃燒30.6g醫(yī)用膠的單體樣品，實驗測醫(yī)用膠的單體樣品，實驗測得：生成得：生成70.4g二氧化碳、二氧化碳、19.8g水、水、2.24l氮氣氮氣(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，請通過計算確定其，請通過計算確定其實驗式。若由質(zhì)譜分析法測定出該樣品的實驗式。若由質(zhì)譜分析法測定出該樣品的相對分子質(zhì)量為相對分子質(zhì)量為153.0，請確定其分子式，請確定其分子式 11.（8分）有分）有0.2mol有機(jī)物和有機(jī)物和0.4mol的氧氣在密的氧氣在密閉容器中燃燒后產(chǎn)物為閉容器中燃燒后產(chǎn)物為co2、co和氣態(tài)水，產(chǎn)物和氣態(tài)水，產(chǎn)物通過濃通過濃h2so4后，濃后，濃h2so4增重增重10.8g，再通過，再通過灼熱的灼熱的cuo充分反應(yīng)后，充分反應(yīng)后， cuo減輕了減輕了3.2g，最后，最后該氣體再通過堿石灰完全吸收，質(zhì)量增加該氣體再通過堿石灰完全吸收，質(zhì)量增加17.6g， (1)、如何確定各產(chǎn)物的量？、如何確定各產(chǎn)物的量？ (2)、反應(yīng)后，氧氣有無剩余？為什么、反應(yīng)后，氧氣