第七章 有機化合物

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1 第七章有機化合物 1 第七章有機化合物 課前複習 請讀高二上基化 ( 二 ) 講義第 6 章 一 有機價鍵原理 1. 結合的鍵數 :4,N:3,O:2,:1, 鹵素 (F,l,Br,I): 如同 的地位 1 2. n 個 最多可結合 2n+2 個 ( 含鹵素 ), 另每有 1 個 N 就可再多結合 1 個 3. 結合的 數 ( 含鹵素 ) 比最多值每少兩個, 即有 1 個 π 鍵或環的結構 二 同分異構物 : 1. 結構異構物 : (1) 碳鏈異構 (2) 位置異構 (3) 官能基異構 2. 幾何異構物 : 順反異構, 有雙鍵或環且 X Y Z U 三 烷基 R-: n 2n+1 -, 甲基 乙基 正丙基 異丙基 正丁基 二級丁基 異丁基 三級丁基 四 官能基 : 有機物的化學反應通常牽涉到官能基的變化, 其碳鏈骨架大多無改變 1. 同系物 : 官能基種類 數目均相同, 化學性質相似, 分子式相差 ( 2 ) n, 分子量相差 14n 五 有官能基的結構畫法 1. 先由 數判斷有否 π 鍵或環, 再判斷有何官能基 2. 扣除官能基後, 畫出所有骨架變化 ( 4 :2 種 5 :3 種 ) 3. 再補上官能基或 π 鍵 ( 需排除左右對稱重複者 ), 補出 = 者需注意順反異構 六 含官能基的命名 1. 含所有官能基所在的碳找最長的主鏈, 再依主官能基歸類稱為 n 烯或炔或醇或醛或酸 2. 將主鏈的碳以 1,2 編號, 使最重要官能基所在的碳號碼最小 3. 寫法 : 位置號碼 - 個數 + 取代基或次要官能基 - 位置號碼 - 主鏈 n+ 個數 + 主官能基 官能基與同系物 官能基結構式示性式同系物最簡實例酸鹼性 羥基 -O R-O- RO 醇類甲醇 3 O 中性 -O 接在苯環上酚類苯酚 6 5 O 極弱酸 醚基 -O- R-O-R ROR 醚類二甲醚 3 O 3 中性 酮基 -O- 醛基 -O 羧基 -OO 酯基 -OO- 胺基 -N 2 醯ㄒㄧ胺基 -ON 2 O ROR 酮類 R R O RO 醛類 R O ROO 羧酸類 R O O ROOR 酯類 R O R RN 2 胺類 R N O RON 2 醯胺類 R N 丙酮 3 O 3 甲醛 O 甲酸 OO 甲酸甲酯 OO 3 甲胺 3 N 2 甲醯胺 ON 2 中性 中性 弱酸性 中性 弱鹼性 中性

2 第七章有機化合物 有機化合物的組成 一 有機化合物的分析 : 1. 由元素分析求實驗式 ( 簡式 ): 燃燒法, 有機物與氧或氧化銅共熱, 將產物如下處理 (1) 碳 氫的定性分析 : (a) 若使無水氯化亞鈷由藍變紅或無水硫酸銅由白變藍, 可知生 2 O, 證明有機物含 原子 (b) 若通入石灰水 a(o) 2 生成白色 ao 3 沉澱, 可知生 O 2, 證明有機物含 原子 註 :(a)(b) 不能證明有機物含 O 原子, 因為 O 可能來自空氣或 uo (2) 碳 氫的定量分析 : (a) 先經乾燥劑 Mg(lO 4 ) 2 al 2 P 4 O 10 2 SO 4 吸收 2 O, 由所增水重 2/18 求 重 (b) 再經 NaO KO a(o) 2 來吸收 O 2, 再由其增重 ( 即 O 2 重 ) 12/44 求 重 (3) 另由特定方法做其他元素 (O N 鹵素 ) 的分析 (4) 再由元素重量或百分組成 / 原子量 = 重 /12: 重 /1:O 重 /16 得原子數比, 寫實驗式 2. 由分子量與實驗式比較得分子式 : (1) 沸點不高者, 可加熱使之成氣體, 再由 PV = nrt 或 PM = DRT 求分子量 M T (2) 氣體可由擴散速率 r 運動速率 ν 求分子量 M (3) 酸鹼可由中和時 + 莫耳數 = O - 莫耳數, 求分子量 (4) 非揮發性者由溶液凝固點下降量 ΔT f = K f m 或沸點上升量 ΔT b = K b m 求分子量 (5) 分子量巨大的聚合物可由其稀薄溶液的滲透壓 π= M RT 求分子量 3. 由分子式及價鍵原理畫出所有可能的結構式 4. 再由化學反應判斷其官能基及正確結構式 例 1 有機試樣與 uo 共熱如圖哪些正確?(A) 甲裝 KO 來吸收水蒸氣 (B) 甲裝 KO 來吸收 O 2 () 甲裝過氯酸鎂來吸收水蒸氣 (D) 甲裝過氯酸鎂來吸收 O 2 (E) 乙裝氫氧化鈉來吸收 O 2 82 日 E 例 2 下列哪些可求得某烴類分子量?(A) 若為氣態, 可與同溫壓下已知分子量的氣體比較其擴散速率 (B) 測氣態時的密度 溫度 壓力 () 測液態時的密度 (D) 若固態, 則取定量溶於定量苯中, 測溶液凝固點下降量 (E) 可燃燒測所生水及 O 2 的重量 73 日 ABD

3 第七章有機化合物 3 例 mg 的有機物完全燃燒得 20.46mg 的 O mg 水, 已知 克在 mmg 下氣體體積 205ml, 求 (1) 實驗式? (2) 分子式? (3) 其異構物中可使溴水褪色的有哪幾種? 80 日 種烯例 4 碳氫氧化物 4.6 克完全燃燒後, 產物先經 Mg(lO 4 ) 2 再經 NaO, 前管增重 5.4 克, 後管增重 8.8 克, 又知同狀況下其氣態密度為氧的 1.44 倍, 求其 (1) 分子式? (2) 又知此物可與鈉生氫氣, 求其結構式? 示性式? 2 6 O,, 2 5 O

4 第七章有機化合物 4 << 類題 >> 01. 某碳氫化合物沸點 80, 凝固點 -5, 下列哪一個最適合測其分子量?(A) 沸點上升法 (B) 凝固點下降法 () 蒸氣密度測定法 (D) 元素分析法 85 日 02. 聚乙烯分子量約十萬, 下列哪一個測其分子量最精確?(A) 測蒸氣密度 (B) 取已知重量 % 的聚乙烯溶液測蒸氣壓 () 取已知重量 % 的聚乙烯溶液測凝固點下降量 (D) 取已知重量 % 的聚乙烯溶液測滲透壓 82 日 D 03. 下列哪一個完全燃燒會生同分子數的二氧化碳及水?(A) 乙醇 (B) 苯 () 丙烷 (D) 丙酮 72 日 D 克液體於 1.6 升真空器中在 40 完全氣化時, 壓力 190mmg, 則該物可能為? (A) 甲醇 (B) 乙醇 () 乙醚 (D) 丙酮 70 日 A 05. 試舉例說明 :(1) 同位素 (2) 同素異形體 (3) 同分異構物 (4) 同系物 (5) 同形體 83 日 06. 下列哪些正確?(A) 乙酸與甲酸甲酯為同分異構物 (B) 丙酸與丁酸為同素異形體 ()1- 戊烯與 2- 戊烯為幾何異構物 (D) 二乙基醚與丁醇為結構異構物 (E) 丁烷與環丁烷為同系物 90 日 AD 07. 下列有關碳氫氧化物的元素分析實驗的敘述, 哪些是正確的? (A) 可用含水的過氯酸鎂吸收水蒸氣 (B) 可用氫氧化鈉吸收二氧化碳 () 化合物的含氧量, 可由所生成的水蒸氣及二氧化碳中的含氧量, 相加求得 (D) 由元素分析實驗, 可直接求得化合物的分子式 (E) 若以無水氯化亞鈷試紙檢驗實驗中所產生的水蒸氣, 則試紙呈粉紅色 97 指 BE 08. 化合物中重 %:39.97%, 6.73%,O:53.3% 已知分子量為 90, 其實驗式為? (A) 5 14 O (B) 2 5 O () 4 10 O 2 (D) 3 6 O 3 (E) 2 O 101 指研 E

5 第七章有機化合物 烷 烷 n 2n+2 : 飽和烴,, 間均單鍵, 均為 sp 3 混成軌域一 烷的物理性質 : 1. 烷為中性非電解質, 難溶於水, 可溶於有機溶劑 2. 烷類含碳愈多者, 分子量愈大, 分子間引力愈大, 熔點 沸點愈高 例 : 沸點丁烷 > 丙烷 > 乙烷 > 甲烷註 : 但熔點丁烷 > 乙烷 > 甲烷 > 丙烷 ( 不考 ) (1) 常溫常壓下,4 個碳以下的烷為氣體,5 ~17 個碳為液體,18 個碳以上為固體 ( 石蠟 ) 註 : 故烷類俗稱石蠟烴 (2) 同分異構物時, 分子量相同, 沸點 : 直鏈 > 支鏈 但熔點需再考慮對稱 例 : 沸點 bp 正戊烷 > 異戊烷 > 新戊烷, 熔點 mp 新戊烷 > 正戊烷 > 異戊烷 二 烷的化學性質 : 飽和烴在常溫下活性小, 安定不反應 而高溫時不安定, 有下列反應 1. 取代反應 : (1) 鹵化 : 常溫下烷與鹵素不反應, 照光或加熱才反應取代成鹵烷 註 : 加鹵的 進行氧化 ( 氧化數增加 ), 去鹵為還原反應 例 : 高溫 4 甲烷 + l 2 氯甲烷 3 l +l + l l 高溫或照光 l + l l l 高溫或照光 + l l l + l 例 1 1 莫耳甲烷氯化得二氯甲烷 氯仿 四氯化碳各 莫耳, 共用了氯氣? 克 (l=35.5) 78 日 脫氫 : 於 500 的 r 2 O 3 或鉑 Pt 鎳 Ni 催化下脫氫成烯註 : 脫氫的 進行氧化, 加氫為還原例 : 乙烷 2 6 乙烯 Pt 高溫 +

6 第七章有機化合物 6 3. 熱裂煉 ( 裂解 ): 強熱下裂解成較小分子的烷 烯 等, 常用於石化工業 ( 台塑六輕 ) 例 : = 2 + 2, = 2 4. 燃燒 : n 2n+2 + 3n 1 O 2 n O 2 + (n+1) 2 O 2 註 : 氧氣不足時部份會生成有毒 O 三 烷的製備 : 由石油提煉 例 1 有關烷類哪些不正確?(A) 與酸鹼不作用, 室溫時與鹵素生鹵烷類 (B) 很安定, 加熱至高溫 也不分解 () 己烷有 5 種異構物 (D) 丁烷分子量 > 乙醇, 但沸點 < 乙醇 (E) 戊烷有正 異 新 環戊烷 4 種異構物 (F) 沸點 : 正 > 異 > 新戊烷 (G) 熔點 : 正 > 異 > 新戊烷 日 ABEG 例 2 (a) 正庚烷 (b)2- 甲基己烷 (c)2,2- 二甲基戊烷 (d) 正戊烷的沸點順序? ans: 均分子, 無氫鍵, 故分子量大, 沸點高 (abc) 均 7 > (d) 5 而直鏈 > 支鏈,a>b>c a>b>c>d 例 3 乙烷丙烷的混合氣體, 完全燃燒得 O 克, 水 15.3 克, 則乙烷 丙烷的莫耳數比? ans: /2 O 2 2O O, O 2 3O O, O 2 =44 2 O=18 設 X 莫耳生 2X 3X Y 生 3Y 4Y 由 2X +3Y = 26.4/44, 3X +4Y = 15.3/18, 解聯立方程式得 X=0.15 Y=0.1 X:Y = 0.15:0.1 = 3:2 73 專 3:2 << 類題 >> 01. 下列哪些正確? (A) 石化工業熱裂煉是為了將石油中較大分子轉變成經濟價值較高的小分子 (B)95 汽油中異辛烷重量佔 95% () 石油醚是由原油分餾而得的化合物 (D) 3 ( 2 5 ) 是 2- 乙基戊烷 (E) 室溫下烷與濃硝酸不反應 86 日 AE

7 02. 汽油主要是哪一類混合物?(A) 醇 (B) 炔 () 醚 (D) 烷 第七章有機化合物 7 80 日 D 03. 同溫壓下 1L 下列氣體燃燒, 哪一個放熱最多?(A) 甲烷 (B) 乙炔 () 丙烯 (D) 均相同 83 日 04. 甲烷燃燒 4 +2O 2 O O (g), 下列哪一個錯誤? (A) 氧化還原反應 (B)1g 甲烷要 2g 氧 () 反應前後氣體總體積不變 (D) 若空氣不足會生有毒 O 90 學 B 05. 烷類燃燒生 9 升 O 2 及 10 升水蒸氣, 則可能為? (A) 7 16 (B) 8 18 () 9 20 (D) 指 06. 甲烷 4 是家用天然瓦斯, 有關甲烷下列哪些正確? (A) 分子中氫所佔質量 % 為 25% (B) 有臭 味故瓦斯外洩易察覺 ()1 莫耳甲烷燃燒需消耗 3 莫耳氧 (D) 燃燒時反應物能量 > 產物能量 92 學 AD 07. 甲烷與天然氣水合物 ( 可燃冰 ) 的敘述下列哪一個正確?(A) 甲烷是極性氣體, 故可與水結晶 (B) 甲烷的溫室效應 >O 2, 是因為甲烷可燃 () 燃燒一克甲烷需氧 4 克 (D) 可燃冰是甲烷與水 起化學作用生 5 O 結晶冰狀物 101 學研

8 第七章有機化合物 烯 烯 n 2n : 不飽和烴, 有 1 雙鍵 =, 此 2 個 為 sp 2, 其餘 為 sp 3 一 物理性質 : 烯之物理性質類似烷類 二 化學性質 : 烯 環烯因具有雙鍵, 雙鍵中的 π 鍵較弱, 較易打斷進行加成反應, 活性較大 1. 加成反應 : 打斷 π 鍵,2 個 各加成 1 個原子成單鍵飽和 加成反應 + Y Z Y Z (1) 與鹵素加成 : 不需加熱或照光 註 : 加鹵的 進行氧化 ( 氧化數增加 ) 例 : l l 2 氣體乙烯與氯生油狀液體, 故烯俗稱成油族 + l l 加成反應 l l 乙烯 氯 1,2- 二氯乙烷 範例 2- 丁烯與溴的四氯化碳或正己烷溶液反應生 ans: **l 4 ( 有毒禁用 ) 或正己烷只是當溶劑, 不反應 2,3- 二溴丁烷 (2) 與氫加成 : 鉑 Pt 鎳 Ni 當催化劑, 氫化生成烷類 註 : 加氫的 進行還原 ( 氧化數減少 ) 例 : 2 4 乙烯 乙烷 + Pt 或 Ni (3) 與鹵化氫加成 : 遵守馬可尼可夫法則 -- 加到含氫較多的碳上 註 : 加鹵素的 氧化, 加氫的 還原 例 : 丙烯 3 6 與溴化氫 Br 加成主要得到 2- 溴丙烷 3 Br 3, 而不是 1- 溴丙烷 3 + Br 3 Br 3 Br ( 違反馬可尼可夫法則 ) 範例 1- 丁烯與氯化氫反應生成 2- 氯丁烷

9 (4) 與水加成 : 以酸 + 當催化劑, 烯加水生成醇類 遵守馬可尼可夫法則 註 : 加 O 的 氧化, 加 的 還原例 :(1) 在酸性水溶液中 2 4 乙烯 + 2 O 2 5 O 乙醇 第七章有機化合物 O 3 O 3 (2) O ( 違反馬可尼可夫法則 ) 範例丙烯在酸性水溶液中反應的有機主產物為 2- 丙醇, 俗稱異丙醇 2. 加成聚合反應 : 不飽和烴可加成聚合成聚合物 例 : 乙烯可加成聚合成聚乙烯 P.E n 加成聚合反應 3. 燃燒 : n 2n + 3n/2 O 2 n O 2 + n 2 O 4. 烯與強氧化劑 KMnO 4 過錳酸鉀的中性或弱鹼溶液反應生二醇類 註 : 烯進行氧化失 2e - 例 : 乙烯與過錳酸鉀的弱鹼溶液生乙二醇, 丙烯生丙二醇 - + 弱鹼性 MnO 4 n O O 1,2- 乙二醇 弱鹼性 MnO 4 範例 2- 丁烯在弱鹼性過錳酸鉀溶液中, 生 O O 1,2- 丙二醇 3 2,3- 丁二醇 三 烯的製備 : 1. 工業上 : 石油裂解 2. 實驗室 : 醇在 180, 濃硫酸催化下, 脫水成烯 四 烯類的異構物及命名 : 1. 乙烯及丙烯的官能基編號必為 1, 不用寫出, 但丁烯以上者就必須寫出烯的編號 2. n 2n 的異構物 : 比最多值少 2 個 烯 = ( 可使 Br 2 褪色 ) 或環烷 n 2n * 3 6 * 4 8 * 5 10 異構物數目烯 1 + 環烷 1 烯 4 + 環烷 2 烯 6 + 環烷 6

10 第七章有機化合物 10 (1) 4 8 所有異構? 比最多值少 2 烯 4 + 環烷 2 ( 但結構異構 3+2) 88 日大 化學式 分類 骨架 異構物 4 主鏈 : 丁烯 (2)(3)(1) 3 3 順 -2- 丁烯 烯 3 主鏈 : 3 3 反 -2- 丁烯 4 8 (4) 甲基丙烯 環 : 2 2 環丁烷 環烷 3 環 +1 甲基 甲基環丙烷 (2) 5 10 異構物中屬於不飽和烴的? 6 種 註 : 結構異構不需考慮順反, 則為 5 種 ans: 比最多少 2 烯及環烷, 但環烷不符合 5 主鏈 : 戊烯 (1) (2)(3) 順 -2- 戊烯 4 主鏈 : 烯 3 反 -2- 戊烯 (4) (5) (6) 甲基 -1- 丁烯 3 主鏈 : 甲基 -2- 丁烯 3 ( 不可能具雙鍵結構 ) 甲基 -1- 丁烯 例 異構物中哪些正確? (A) 共 6 種結構 (B) 屬於炔類的有 1 種 () 屬於烯類的有 3 種 (D) 屬於烷類的有 2 種 (E) 可與溴水加成反應使溴褪色者有 4 種 93 指 ADE

11 第七章有機化合物 11 例 2 下列哪些有幾何異構? (A)1- 丁烯 (B)2- 丁烯 ()2- 甲基 -2- 丁烯 (D) 3- 甲基 -2- 戊烯 (E)1- 氯 -1- 丁烯 (F)2- 丁炔 BDE 例 3 有關烯, 哪些正確? (A) 雙鍵上的碳是 sp 3 混成軌域 (B) 烯的雙鍵不能轉動, 故 2- 丁烯有 2 種幾何異構 () 相同性質的取代基在雙鍵同一邊者, 是順式 (D) 烯氫化產生炔 (E) 丙烯加水生正丙醇 (F) 乙烯與氯生 1,1- 二氯乙烷 (G) 乙烯與中性過錳酸鉀反應成乙醇 例 4 室溫下乙烯與哪些反應? (A)N 3 (B)Br ()KMnO 4 (D)NaO (E) 2 /Pt B 例 5 某烯 克與溴 2 克完全反應, 則烯分子式?(Br=80) 80 日 BE 5 10 練習 6.51mg 的有機物完全燃燒得 20.46mg 的 O mg 水, 已知在同溫壓下其氣態密度是氫 的 35 倍, 求其 : (1) 實驗式? (2) 分子式? (3) 其異構物中可使溴水褪色的有哪幾種? 烯 6 種

12 第七章有機化合物 炔 炔 n 2n-2 : 不飽和烴, 有叁鍵, 此 2 個 為 sp, 其餘 為 sp 3 一 物理性質 : 炔之物理性質類似烷類 二 化學性質 : 炔的 π 鍵較烯強, 活性 : 烷 < 炔 < 烯 但有 2π 鍵, 反應種類多 1. 加成反應 : 遵守馬可尼可夫法則 -- 加到含氫較多的碳上 (1) 與鹵素加成 : 例 : 3 + Br 2 3 Br=Br, 3 + 2Br 2 3 Br 2 Br 2 Br Br 3 + Br Br 3 1,2- 二溴丙烯 Br Br 3 + 2Br Br 3 Br Br 範例乙炔 +l 2, 乙炔 +2l 2 產物各為? 1,1,2,2- 四溴丙烷 (2) 與氫加成 :Pt Ni 當催化劑, 加 1 2 成烯, 加 2 2 成烷 1,2- 二氯乙烯 1,1,2,2- 四氯乙烷 例 : = 2, (3) 與鹵化氫加成 : 以 gl 2 催化 例 : 3 + l 3 l= 2, 3 +2l 3 l l l 3 2- 氯丙烯 l l 3 l 範例乙炔 +Br, 乙炔 +2Br 產物各為? 2,2- 二氯丙烷 溴乙烯 1,1- 二溴乙烷 (4) 與水加成 : 在硫酸汞酸性溶液中, 乙炔加水生乙醛 3 O, 其他炔加水生酮 ROR 例 : + 2 O 3 O 乙醛, O 3 O 3 丙酮 + 2 O 4 及 O gso 3 O ( 乙醛 3 O) O 4 及 gso 3 3 ( 丙酮 3 O 3 )

13 第七章有機化合物 加成聚合 : (1) 聚乙炔 : 有非定域化的 π 電子, 是會導電的塑膠 n -(-=-) n - (2) 乙炔通過 500 石英管, 聚合成苯 炔與強氧化劑 KMnO 4 會反應 4. 燃燒 : n 2n-2 + (3n-1)/2 O 2 n O 2 + (n-1) 2 O, (1) 乙炔與氧燃燒劇烈, 所生成的炔氧焰可用來焊接切割金屬 ( 乙炔要遠離火源 ) 5. 金屬取代沉澱反應 : (1) 末端炔 R- - 可與氯化亞銅氨溶液 u(n 3 ) 2 l 生紅色沉澱 R- -u + 例 : + 2u(N 3 ) 2 u u ( 乙炔亞銅 )+ 2N N 例 : 3 + u(n 3 ) 2 3 u ( 丙炔亞銅 ) + N 4 + N 3 (2) 末端炔 R- - 可與硝酸銀氨溶液 Ag(N 3 ) 2 NO 3 生白色沉澱 R- -Ag + + 例 : + 2Ag(N 3 ) 2 Ag Ag ( 乙炔銀 )+ 2N 4 + 2N 例 : 3 + Ag(N 3 ) 2 3 Ag ( 丙炔銀 )+ N 4 + N 3 (3) 但 R R 與亞銅氨溶液或銀氨溶液則不反應 三 乙炔的製備 : 1. 實驗室 : 電石 ( 碳化鈣 ) 加水得乙炔 ( 電石氣 ), 可催熟水果 a 2(s) O (l) 2 2(g) + a(o) 2(aq) 90 日 2. 工業上 : 以灰石 煤 水為原料製乙炔 ao 3 ao+ O 2, 煤乾餾得 3 + ao a 2 + O, a O a(o) 四 炔類的異構物及命名 : 1. 乙炔及丙炔的官能基編號必為 1, 不用寫出, 但丁炔以上者就必須寫出炔的編號 2. n 2n-2 : 比最多值少 4 個 炔 或二烯或環烯或雙環 n 2n-2 * 3 4 * 4 6 * 5 8 異構物數目 炔 1 炔 2 炔 3 (1) 4 6 有叁鍵的異構? ans: 比最多少 4 且有參鍵 炔 2 種 化學式分類骨架異構物 4 主鏈 : 丁炔 4 6 炔 3 主鏈 : (2) (1) 丁炔 ( 無炔類 )

14 第七章有機化合物 14 (2) 5 8 的炔類異構? ans: 比最多少 4 且有 炔 3 種 化學式分類骨架異構物 5 主鏈 : (1) (2) 戊炔 炔 4 主鏈 : 2- 戊炔 3 (3) 3 3- 甲基 -1- 丁炔 3 主鏈 : ( 無參鍵結構 ) 例 1 有關炔哪些正確?(A) 乙炔在硫酸汞酸性溶液中生乙醛 (B) 正丁炔在硫酸汞酸性溶液中生丁醛 () 乙炔與氯化亞銅氨溶液生白色沉澱 (D) 乙炔有 3 個 σ 鍵 2 個 π 鍵 (E) 丙炔與過量氯化氫生 2,2- 二氯丙烷 AD 例 2 甲 1mol 可與 2mol 氫生成 2- 甲基戊烷, 且甲在硫酸汞溶液中生含 =O 的化合物, 而甲不與銀 氨溶液反應, 則甲為? 例 異構物中可與亞銅氨溶液生沉澱的有幾種? 4- 甲基 -2- 戊炔 末端炔 2 種

15 第七章有機化合物 15 例 4 化合物 A:( 甲 ) 碳重佔 88.9%, 氫 11.1%, 在 27 1atm 下 0.53g 氣態 A 的體積為 246ml ( 乙 )A 在硝酸銀的氨溶液中生沉澱 B ( 丙 )A 與 2 分子溴生成 ( 丁 )A 與 1 分子氫生成 D ( 戊 )A 通入含硫酸汞及硫酸溶液中生成 E 求 (1) 求 A 的分子式? (2) A B D E 的結構式? 80 日 4 6, 結構式請自行畫出, 以下為示性式 Ag 3 2 Br 2 Br = O 3 << 類題 >> mg 的有機物完全燃燒得 20.47mg 的 O mg 水,(1) 此物可能是?(A) 6 12 O 6 (B) 6 14 () 4 10 O 4 (D) 5 10 (2) 且可使溴水褪色者有幾種異構? 80 日 D, 烯 6 種 02. 工業上將 A 加熱製造氧化鈣, 氧化鈣與焦煤加熱得 B,B 與 生乙炔 乙炔在 500 石英管聚合生成 D ; 乙炔與 E 生氯乙烯 ; 乙炔水合生成 F, 求 ABDEF 各為? 83 日 ao 3 a 2 2 O 6 6 l 3 O 03. 定溫下密閉器中乙烯與過量氫氣總壓 1atm, 加成反應後總壓為 0.8atm, 則原來的氫與乙烯莫耳數比? (A)2 (B)8 ()1 (D)4 84 日 D 04. 下列哪些有順反? (A) 2 =F (B)Br=l ()F==F 2 (D) 3 2 = 2 3 (E)F 2 F= 2 89 日 BD 的化合物有許多同分異構物, 可能屬於哪一組類別? (A) 烷 烯 (B) 烷 炔 () 烯 炔 (D) 烷及芳香烴 91 指 A 06. 取大理石 ( 碳酸鈣 ) 與焦碳混合高溫鍛燒, 得氣體甲和固體乙 乙只含鈣及碳元素, 鈣重佔 62.5% 乙與水反應得氣體丙和固體丁 丙適當催化可聚合生實驗式相同的鐵灰色物質具高導電度有機導體材料 (1) 乙的實驗式? (2) 乙與水反應式? (3) 聚合的反應式? 93 指 a 2,a O 2 2 +a(o) 2, n 2 2 -[-=-] n -

16 第七章有機化合物 甲基環己烯與 2 反應生成甲 ; 與 2 O 反應生成乙 ; 與鹼性 KMnO 4 反應生成丙 寫出甲乙丙的結構式? 94 指 甲基環己烷 1- 甲基環己醇 1- 甲基 -1,2- 環己二醇 08. 有兩種無機化合物甲與乙, 在常溫常壓時甲為塊狀固體, 乙為常見液體, 分別用打火機的火焰, 均無法將其點燃 以下為實驗步驟與觀察紀錄 : (1) 將一粒約 1 克的固體甲置於蒸發皿中, 然後加入約 2mL 的液體乙時, 立見兩者劇烈反應, 產生氣體丙 ( 在工業上, 丙可作為製造 PV 的原料 ) (2) 此時將火焰靠近蒸發皿, 則見氣體丙燃燒發出火焰, 而火焰上方有輕飄的黑煙 (3) 等步驟 (1) 的反應完畢, 蒸發皿冷卻後, 將其液體過濾得澄清濾液丁 (4) 在丁液中通入二氧化碳, 得白色沉澱戊 回答下列問題 :1. 寫出甲與乙反應的平衡化學反應式 2. 步驟 (2) 所產生的黑煙是何種物質? 3. 寫出步驟 (4) 產生白色沉澱戊的平衡化學反應式 100 指 (1) a O 2 2 +a(o) 2 (2) 碳微粒 (3) O 2 +a(o) 2 ao O 09. 大自然很奧妙, 可藉由簡單分子調節重要生化反應, 以乙烯為例, 它是植物激素, 可催熟果實 試問下列有關乙烯的敘述, 哪些正確?(A) 常溫常壓下乙烯為液態 (B) 乙烯可用於製造聚合物 () 乙烯的碳原子具有 sp 2 混成軌域 (D) 乙烯不能用於製造乙醇 (E) 乙烯可進行加成反應 101 指 BE 10. 在實驗室通常使用電石和水來製備乙炔 下列有關此一實驗的敘述, 哪些正確? (A) 電石的化學式為 a (B) 實驗過程中除了乙炔生成外, 還會產生氫氧化鈣 () 將乙炔通入溴的四氯化碳溶液會褪色並進行取代反應 (D) 將乙炔通入微鹼性的過錳酸鉀溶液, 會產生二氧化錳 (E) 製備乙炔時, 應將水逐滴加到電石, 以避免反應過於劇烈而發生危險 102 指 BDE 11. 下列有關乙烯和乙炔的敘述, 哪些正確? (A) 乙炔不會進行聚合反應 (B) 乙炔加水反應可以得到乙醇 () 可用含氯化亞銅的氨水溶液來分辨乙烯和乙炔 (D) 乙烯可與溴分子溶液反應產生 1,2- 二溴乙烷 (E) 在低溫下, 乙烯可與鹼性過錳酸鉀溶液反應得到 1,2- 乙二醇 102 指 DE 12. 下列關於 2- 甲基丙烯 順 2- 丁烯 反 2- 丁烯和 1- 丁烯的敘述, 哪些正確?(A) 皆可與過錳酸鉀溶液反應 (B) 只有順 2- 丁烯和反 2- 丁烯互為幾何異構物 () 只有順 2- 丁烯 反 2- 丁烯和 1- 丁烯互為結構異構物 (D) 進行氫化反應時, 只有順 2- 丁烯和反 2- 丁烯會得到相同的產物 (E) 用溴水檢驗時, 只有順 2- 丁烯和反 2- 丁烯會褪色 102 指 DE 13. 下列哪一個可與銀氨溶液生沉澱?(A) 乙烯 (B) 環己烷 () 乙炔 (D) 2- 丁炔 78 專 14. 寫出有機主產物? (1) 乙炔 +1l 2 (2) 乙炔 + 過量 l (3) 丙炔 + 過量 l (4) 丙炔 +1l (5) 乙炔與亞銅氨溶液 (6) 乙炔在硫酸汞酸性溶液中 (7) 丙炔 + 水 (8) 丙烯在酸性溶液中 (9) 丙炔與銀氨溶液

17 第七章有機化合物 芳香烴 一 芳香烴 : 具有苯環結構, 是不飽和烴, 但不易加成, 反應像飽和 1 1. 苯 6 6 : 有 1 環 3π 鍵 平面六角形, 鍵角 120, 為 sp 2 混成軌域,, 間均 1 鍵共振 2 (1) 無色有特殊氣味的揮發性液體, 沸點 80.1, 與水不互溶 (2) 常用的有機溶劑, 但會誘發白血病, 目前已改用甲苯 多環芳香族化合物 : 平面六角形 聯苯 萘 10 8 蒽 菲 二 物理性質 : 芳香烴難溶於水, 中性非電解質 三 化學性質 : 苯是不飽和烴, 但反應像飽和, 不易加成, 常溫無催化下, 與 Br 2 不反應 1. 取代反應 : (1) 鹵化 : 苯在 Fe 或 Fel 3 FeBr 3 的催化下與氯 溴取代生成氯苯 6 5 l 溴苯 例 : l l + l + l l Fe or Fel 3 l + l 對照 : 苯與氯照光會加成反應生六氯化苯 (1,2,3,4,5,6- 六氯環己烷 6 6 l 6 ) + 3l l 紫外線照射 l l (2) 磺酸化 : 苯與濃硫酸共熱, 生成苯磺酸 6 5 SO 3 ( 中強酸性 ) 89 日 例 : SO SO O l l l l SO 3 + O SO 3 2 SO 4 + O ( 2 SO 4 )

18 第七章有機化合物 18 舊課綱 (3) 硝化 : 苯與濃硝酸 濃硫酸 ( 催化劑 ) 混合物共熱, 生成 6 5 NO 2 硝基苯 ( 中性 ) 例 : NO NO O NO 2 2 SO + 4 O NO 2 + O 例 : 甲苯硝化可得 TNT 黃色炸藥 (2,4,6- 三硝基甲苯 ) 87 日 (4) 烷基化 : 苯與鹵烷在 All 3 催化下生烷基苯 l All 3 + l 2. 烷基苯的氧化反應 : (1) 苯不與強氧化劑過錳酸鉀 KMnO 4 二鉻酸鉀 K 2 r 2 O 7 反應 (2) 甲苯 乙苯 丙苯 與 KMnO 4 或 K 2 r 2 O 7 共熱生成 6 5 OO 苯甲酸 (6n 個 e - 轉移 ) (3) 二甲苯與 KMnO 4 或 K 2 r 2 O 7 共熱生成 6 4 (OO) 2 苯二甲酸 (12 個 e - 轉移 ) 3-2- MnO 4,r 2 O 7 Δ,6e MnO 4,r 2 O 7 Δ,12e - OO OO + O MnO 4 -,r 2 O 7 2- Δ,18e - 3 MnO 4 -,r 2 O 7 2- OO OO Δ,12e - 3 OO + 2O 2 四 芳香烴的製備 1. 天然來源 : 煤溚分餾 產物 分餾溫度 主要產物 用途 輕油 <170 苯 甲苯 二甲苯 製苯胺, 溶劑, 燃料, 香料 中油 萘 ( 焦油腦 ) 酚 6 5 O 殺蟲劑 消毒劑 重油 萘 酚 甲酚 靛藍染料 防腐劑 綠油 蒽 ( 綠油腦 ) 茜素染料 殘留物 煤瀝青 鋪路 屋頂防水 防腐劑 2. 正己烷在高溫 Pt 或 V 2 O 5 催化下脫氫環化生成苯, 正庚烷製甲苯 例 : , 乙炔通過 500 石英管, 聚合成苯

19 第七章有機化合物 19 五 芳香族異構物及命名 : 有苯環 (1 環 3π, 少 8) 苯 6 6 的衍生物 6 5 X * 6 4 X 2 ( 6 2 X 4 ) * 6 3 X 3 * 6 3 X 2 Y * 6 2 X 3 Y 異構物數目 1 3( 鄰 間 對 ) (1) 二甲苯 6 4 ( 3 ) 2 有幾種異構? 比最多少 8 1,2- 二甲基苯 ( 鄰二甲苯 ) 1,3- 二甲基苯 ( 間二甲苯 ) 1,4- 二甲基苯 ( 對二甲苯 ) (2) 三氯苯有幾種異構? 比最多少 8 1,2,3- 三氯苯 1,2,4- 三氯苯 1,3,5- 三氯苯 例 1 (1) 二氯苯的一硝基衍生物? (2) 三氯甲苯? 例 2 (1) 8 10 有苯環的異構物? (2) 9 12 的芳香族異構物? 66,77 日 6 種,6 種 脂芳烴異構物 7 8 * 8 10 * 9 12 異構物數目 ans: 比最多少 8, 而有苯環 ( 少 8), 故其他均單鍵

20 例 3 有關苯哪些正確? (A) 苯具不飽和鍵 (B) 苯的碳與碳間任兩個鍵夾角均 120 度 () 苯能與濃硫酸 濃硝酸共熱生硝基苯 (D) 苯的, 間有 3 個單鍵,3 個雙鍵 (E) 苯與氯及氯化鐵進行加成反應 (F) 苯可使溴的四氯化碳溶液褪色 (G)1 分子苯燃燒生 6 分子 O 2 及 6 分子水 第七章有機化合物 夜 AB 例 4 有關芳香烴哪些正確?(A) 苯可與溴加成生 6 6 Br 2 (B) 二甲苯有 3 種異構物 () 苯環中 是 SP 混成軌域 (D) 正己烷高溫經鉑粉可脫氫生成苯 (E) 聯苯構造式 例 5 何者熔點最高?(A) 甲苯 (B) 鄰二甲苯 () 間二甲苯 (D) 對二甲苯 76 日 BD 例 6 有關芳香烴哪些正確? (A) 乙苯與濃硫酸 濃硝酸共熱生 2,4,6- 三硝基乙苯 (B) 乙苯在酸性二鉻酸鉀溶液中可生苯乙酸 () 苯與過錳酸鉀生酚 (D) 苯與氯經紫外光照射生六氯化苯 (E) 苯與溴經溴化鐵催化生溴苯 86 日 D 例 7 何者可能是芳香烴的衍生物?(A) 7 5 l 5 (B) 7 5 l 3 () 7 6 l 6 (D) 7 6 l 4 88 日 ADE 例 8 寫出分子式? 84 日 B 例 9 芳香族化合物甲 8 10, 在適當催化下與溴水反應可得乙 8 9 Br, 乙只有一種結構 甲與過 錳酸鉀鹼性溶液加熱, 經中和並純化後可得丙 8 6 O 4 則甲乙丙結構式? 93 指 對二甲苯,2- 溴 -1,4- 二甲苯, 對苯二甲酸

21 第七章有機化合物 21 例 10 碳氫化合物燃燒得 O 2 及水莫耳數 3:2, 其分子量 120 此物與酸性二鉻酸鉀共熱生苯甲酸, 則此物的 (1) 實驗式 (2) 分子式 (3) 結構式? 3 4, 9 12, 正丙苯 異丙苯 實驗 8 不飽和烴與飽和烴的檢驗 一 乙炔製備 : 電石 ( 碳化鈣 ) 加水得乙炔 ( 電石氣 ) a 2(s) O (l) 2 2(g) + a(o) 2(aq) 註 : 反應很劇烈, 一次不可加太多水註 : 乙炔與空氣混合點火會爆炸, 實驗時要嚴禁煙火 問題 : 1. 剩餘的電石應如何處理? ans: 加水反應完 2. A 管放 NaO 的用途? ans: 乙炔與 NaO 不反應, 故可去除其他雜質, 得到較纯的乙炔 3. B 管放有機溶劑 l 4 或正己烷或酒精的用途為? ans: 溶解乙炔氣體成有機溶液例 11 如上圖哪些正確?(A) 所生氣體是綠色的乙炔 (B) 乙炔與空氣混合物有爆炸性, 要嚴禁煙火 () 滴水速度不可太快 (D) B 管再加溴會褪色可知乙炔是不飽和烴 (E) A 管是要除去雜質使乙炔較純 (F) 管再加 KMnO 4 不褪色可知乙炔是飽和烴 BDE

22 第七章有機化合物 22 二 不飽和烴與飽和烴的檢驗 1. 常溫下, 不飽和烴可與溴反應使 Br 2 的紅棕色褪色 ; 也可使過錳酸鉀 KMnO 4 的紫色褪色 而飽和烴及芳香烴則不反應 常溫下 環己烷 環己烯 乙炔 甲苯 加 Br 2 ( 正己烷為溶劑 ) 不褪色 褪色 褪色 不褪色 加 KMnO 4(aq) ( 酒精為溶劑 ) 不褪色 褪色 褪色 不褪色 註 : 甲苯與 KMnO 4 要加熱才會反應生成苯甲酸 問題 : 1. 加溴的檢驗, 為何用有機溶劑 ( 正己烷 ) 當溶劑而不用水? 而現在為何禁用四氯化碳? ans: 溴及烴均難溶水, 易溶於有機溶劑形成溶液來反應, 但 l 4 對人體有害 2. 加 KMnO 4 水溶液的檢驗, 為何用酒精當溶劑, 而不用水或正己烷? ans: KMnO 4 水溶液難溶於正己烷, 而烴難溶於水, 但均可溶於酒精而混合均勻來反應 例 12 哪些可使四氯化碳中溴褪色?(A) 甲苯 (B) 環己烷 () 苯乙烯 (D) 丁炔 (E) 環丁烯 (F) 聚乙烯 DE << 類題 >> 01. 下列反應那些不會放出酸性或鹼性氣體?(A) 在 Fel 3 觸煤下, 苯與氯反應 (B) 苯與濃硫酸共熱 () 甲烷與氯照光 (D) 加熱 r(o) 3 (E) 加熱碳酸氫鈣 81 日 BD 02. 環己烯最適合先溶於下列哪一種溶劑, 再加過錳酸鉀水溶液來觀察是否褪色? (A) 水 (B) 四氯化碳 () 氯仿 (D) 乙醇 85 日 D 03. 對二甲苯與間二甲苯的性質比較, 下列哪一個差異最顯著? (A) 熔點 (B) 沸點 () 苯中溶解度 (D) 元素分析的結果 85 日 A 莫耳正庚烷通過鉑催化脫氫生甲苯及? 莫耳氫氣 (A)2 (B)3 ()4 (D)6 87 日 05. 苯乙炔分子式? 示性式? 90 日 8 6, 下列哪些正確?(A) 苯比乙烯更易進行加成反應 (B) 在鐵或三氯化鐵催化下, 甲苯與氯進行加 成, 只產生一種產物 () 烯有雙鍵, 活性 > 烷 (D) 乙烯 丙烯是輕油裂解常見的產物 (E) 溴的 四氯化碳溶液可用於區別飽和烴與不飽和烴 97 指研 DE 07. 下列哪一個化合物是芳香烴 ( 苯的衍生物 )? (A) 7 7 l 3 (B) 8 6 Br 4 () 8 6 F 6 (D) 9 9 F 5 (E) 9 7 F 9 99 學 B

23 第七章有機化合物 稠五苯 (pentacene) 的構造如圖 2, 是一個有機導電分子 由稠五苯所製成的有機光電材料, 已用於可撓曲顯示器, 可捲曲而可方便攜帶 下列有關稠五苯的敍述, 那些正確? (A) 易進行加成反應 (B) 屬於芳香族化合物 () 是撓曲的非平面結構 (D) 分子中共有 20 個 π 電子 (E) 稠五苯的 π 電子並非固定於某兩個碳原子之間 99 指 BE 09. 下列哪一個屬於多氯聯苯化合物? 99 指 10. 結構式如圖, 共有幾個 π 鍵?(A)6(B)7 ()8 (D)9 (E)12 (2) 分子式? 102 指 a 乙烷 b 乙烯 c 乙炔 d 苯之碳與碳間的 (1) 鍵能大小順序? (2) 鍵長大小順序? c>b>d>a, c<b<d<a

24 第七章有機化合物 有機鹵化物 有機鹵化物 : 烴的某些 原子被鹵素原子取代所生的衍生物 例 : 鹵烷類 RX ( R: 烷基, X: 鹵素原子 ) 一 物理性質 1. 有機鹵化物難溶於水, 常溫壓下, 碳少大多為液體, 碳多為固體 二 化學性質 : 中性非電解質 ( 不會解離出鹵素離子 ) 1. 鹵烷類比較不可燃, 如四氯化碳 氟氯碳化物可當滅火劑 2. 取代反應 : 鹵烷類在鹼性水溶液中加熱, 取代成醇類例 : Br + O - (aq) O (1- 丙醇 正丙醇 )+ Br - 3 Br 3 + O - (aq) 3 (O) 3 (2- 丙醇 異丙醇 )+ Br - 範例 2- 溴丁烷與 KO (aq) 共熱的有機主產物? 2- 丁醇 三 鹵烴類的製備 : 自行閱讀, 看看即可 1. 烷類鹵化 : 取代反應, 要加熱或照光, 常溫下不反應例 : 4 + l 2 3 l+ l 2. 烯 炔鹵化 : 與鹵素或鹵化氫加成反應例 : 2 = 2 + l 2 2 l 2 l, + 2l 3 l 2 3. 苯的鹵化 : (1) 在 Fel 3 催化下取代 l l( 氯苯 )+ l (2) 照紫外光加成 l l 6 (B 六氯化苯) 4. 醇類與鹵化氫反應 : RO + X RX + 2 O 四 常見的有機鹵化物 1. 三氯甲烷 ( 氯仿 )l 3 及四氯甲烷 ( 四氯化碳 )l 4 (1) 均液體, 曾做麻醉劑, 以前常用的有機溶劑, 如乾洗衣物, 但對肝腎有害, 已禁用 (2) 密度均 > 水, 均與水不互溶, 分兩層, 在下層 2. 氟氯烷 ( 氟利昂 ): l 2 F 2 lf 2 (1) 低沸點的液體或氣體, 可當冷煤 噴霧劑, 但其氯原子會催化臭氧分解而破壞臭氧層 3. 特夫綸 ( 鐵氟龍 ): (1) 四氟乙烯 F 2 =F 2 的聚合物, 耐熱耐腐蝕, 可做墊片 閥襯料 4. 多氯烴 : DDT 及六氯化苯 B 為硬性殺蟲劑, 難分解已禁用 多氯聯苯 戴奧辛劇毒

25 五 有機鹵化物結構及命名 l: 4 種, 沒有少, 均單鍵 1- 氯丁烷 ; 2- 氯丁烷 2 1 l l 1- 氯 -2- 甲基丙烷 ; 2- 氯 -2- 甲基丙烷 4 3 l l l: 8 種, 沒有少, 均單鍵 第七章有機化合物 某烷類的二氯衍生物中氯重佔 61.74%, 此鹵烷分子式? 所有可能的結構式? (l=35.5) 4. 二氯乙烯 :3 種 71 日 3 6 l 2,4 種 1,1- 二氯乙烯 順 -1,2- 二氯乙烯 反 -1,2- 二氯乙烯 l 的芳香族異構物? 種 : 比最多少 8, 恰有一個苯環 ( 少 8), 其他均單鍵 4, 氯化芐基 2- 氯甲苯 3- 氯甲苯 4- 氯甲苯 ( 鄰間對 )

26 第七章有機化合物 26 例 1 一莫耳的二氯甲烷分子與足量的硝酸銀溶液可生 Agl 沉澱? 莫耳 (A)3(B)2()1(D)0 D << 類題 >> 01. 下列哪些可製備氯乙烷?(A) 乙烯與氯化氫加成 (B) 乙烷與氯在 Fel 3 催化下取代反應 () 乙醇與氯化氫取代反應 (D) 氯乙酸甲酯在鹼性溶液水解反應 (E) 乙醛與氯化氫還原反應 89 日 A 02. 二氯乙烯的化學式為 2 2 l 2, 因氯位置不同, 可有三種結構式 ( 化合物 ) 試問下列敘述哪些正確? (A) 三種化合物均可使溴的四氯化碳溶液褪色 (B) 三種化合物互為同分異構物 () 三種化合物中, 反 -1,2- 二氯乙烯的極性最大 (D) 三種化合物均可經由加成聚合反應, 生成聚合物 (E) 三種化合物進行氫化反應後, 會得到三種不同的產物 101 指 ABD 03. 某烷的一氯取代物中, 氯重佔 38.4%, 則其分子式? 有幾種異構物?(l=35.5) 4 9 l l 共有幾種鏈狀異構物? 4, 順 -1- 氯丙烯 反 -1- 氯丙烯 2- 氯丙烯 3- 氯丙烯 甲基己烷與氯照光進行氯化所生的 7 15 l 會有幾種異構物?(A)2(B)4()6(D)7 84 夜 06. 有關二氯乙烯下列哪些正確?(A) 有 3 種異構物 (B) 順 -1,2- 二氯乙烯為非極性 () 熔點 : 反 > 順 (D) 沸點 : 順 > 反 (E) 異構物與 l 2 加成皆得四氯乙烷 86 夜 ADE

27 第七章有機化合物 醚 醇 酚 n 2n+2 O 的官能基異構物 : 醇 R-O- 醚 R-O-R 常溫壓下 少為液體, 多為固體 醚 R-O-R 醚 ROR : 官能基 -O- 一 醚的命名 : 由 R-O-R 兩邊的烷基來命名 甲基三級丁基醚 二 常見的醚類 : 中性, 非電解質 1. 二乙醚的性質 : 俗稱乙醚 (1) 乙醚是有芳香味的低沸點 (34.6 ), 易揮發液體, 易著火, 可當麻醉劑 (2) 乙醚分子形狀為彎曲形, 極性小, 難溶於水, 密度 < 水 (3) 製備二乙醚 : 乙醇與 140 濃硫酸共熱, 生成二乙醚 O 2SO4 2 5 O O 例 1 有關乙醚哪些正確? (A) 是石油醚的主成分 (B) 對水的溶解度 < 乙醇 () 分子式 2 6 O (D) 沸點 < 乙醇 (E) 分子結構對稱, 偶極矩 =0 (F) 與乙醇是同分異構物 (G)O 原子為 sp 混成 82 日 BD

28 第七章有機化合物 醇 醇 RO: 烷的 1 個 被官能基 -O 取代者, 通式 n 2n+1 O 一 依 O 數目分類 : 1. 醇類同系物 ( 一元醇 ): 含 1 個 O, 如甲醇 3 O 乙醇 2 5 O 2. 二醇類同系物 ( 二元醇 ): 含 2 個 O, 如乙二醇 2 4 (O) 2 3. 三醇類同系物 ( 三元醇 ): 含 3 個 O, 如丙三醇 ( 甘油 ) 3 5 (O) 3 二 依 O 所接的碳分類 : 請任課老師畫出結構說明 1. 一級醇 (1 ): -O 所接的 原子, 只再接有 1 個烷基 例 : O 2. 二級醇 (2 ): -O 所接的 原子, 仍接有 2 個烷基 例 : 3 2 (O) 3 3. 三級醇 (3 ): -O 所接的 原子, 仍接有 3 個烷基 例 :( 3 ) 3 O 三 醇的物理性質 : 1. 醇 RO 有氫鍵, 沸點較同碳數的烴 醚 醛 酮 酯高, 但 < 羧酸 ROO( 氫鍵多 ) (1) 常溫壓下, 碳少的醇為液體, 碳多為固體 2. 醇的官能基 -O( 極性大 ) 與水生氫鍵, 碳數少的醇, 可與水任意互溶, 碳愈多愈難溶水 四 醇的化學性質 : 中性, 非電解質 1. 醇與活性極大的金屬 ( K Na ) 生氫氣, 可藉此區別醇 醚 例 : 2 5 O + Na 2 5 ONa ( 乙醇鈉 ) + 1/2 2 註 : 實驗室多餘的鈉 鉀需以乙醇來反應處理, 不可任意棄置 例 1 (1) 何者可與鈉生氫氣?(A) 水 (B) 3 O ()OO (D)O (E) 3 O 3 (2) 何者可與鋅生氫氣? AB, 例 2 等重下列物質與足量鉀作用, 何者所生氫氣最少?(A) 酚 (B) 甘油 () 甲醇 (D) 水 ans: 設均 1g, 有機每含 1 個 O- 可與鉀生 1/2 個 2 (A) 6 5 O =94, 生 2 莫耳 =(1/94) (1/2) = 1/188 (B) 3 5 (O) 3 =92, 生 2 = (1/92) (3/2) = 3/184 () 3 O =32, 生 2 莫耳 = (1/32) (1/2) = 1/64 (D) 2K O 2KO + 2 1/39 1/78 mol 72 日 A 例 克的下列哪些與足量鈉作用, 所生氫氣 STP 下體積 1.12L?(A) 3 O 2 2 O 3 (B)O O () 3 (O)(O) 3 (D) 3 O O (E)( 3 ) 2 (O) 2 O ans: (A~E) 分子式均為 4 10 O 2 =90, 有機每含 1 個 O- 可與鉀生 1/2 個 2 2 生 1.12/22.4 =0.05 mol (A) 無 O, 不反應 (BE) 均有 2 個 O, 生 2 = (4.5/90) (2/2) = 0.05 (D) 有 1 個 O, 生 2 = (4.5/90) (1/2) = 夜 BE

29 2. 醇與鹵化氫反應生鹵烷類 : 取代反應例 : 3 (O) 3 + l 3 l O O + l l + 2 O 3. 以濃硫酸催化, 脫水反應 : (1) 分子間脫水 : 醇與 140 濃硫酸共熱生成醚 (2 醇變 1 醚 ) 例 : O SO 2 5 O O (2) 分子內脫水 : 醇與 180 濃硫酸共熱生成烯 (1 醇變 1 烯 ) 例 : 2 5 O SO 2 = O 第七章有機化合物 29 例 4 2- 丁醇與硫酸共熱所得有機物再與溴反應, 可能得何種產物?(A) 3 2 Br 3 (B) Br () 3 BrBr 3 (D) 3 2 Br 2 Br (E) 3 Br 2 2 Br 74 日 D SO 4. 酯化 : 羧酸 + 醇 2 4 酯 + 水, 需隔水加熱 例 : 2 5 OO( 丙酸 )+ 3 O( 甲醇 ) 2 5 OO 3 ( 丙酸甲酯 )+ 2 O 5. 醇的氧化 : 記憶產物即可 (1) 一級醇氧化 ( 脫氫 ) 成醛 ( 失 2e - ), 醛可再氧化成酸 ( 再失 2e - ): 例 : 乙醇 2 5 O 氧化成乙醛 3 O, 再氧化成乙酸 3 OO 例 : 1- 丙醇可氧化成丙醛, 再氧化成丙酸 (a) O + r 2 O 7 2- ( 橙色 )+ 8 + (b) O + 4MnO 4 - ( 紫色 ) (c) O + O 2 u 2 3 O( 乙醛 )+ 2 2 O (2) 二級醇氧化 ( 脫氫 ) 成酮 ( 失 2e - ): 例 :2- 丙醇氧化成丙酮, 而酮不會再氧化 3 3 O( 乙醛 )+ 2r 3+ ( 綠色 )+ 7 2 O 5 3 OO( 乙酸 )+ 4Mn O (a) 3 3 (O) 3 + r 2 O (b) 5 3 (O) 3 +2MnO (3) 三級醇不會被氧化 3 3 O 3 ( 丙酮 )+ 2r O 5 3 O 3 ( 丙酮 )+ 2Mn O

30 第七章有機化合物 30 例 5 (1) 3 ( 3 ) 2 O (2) 3 2 (O) 3 (3) ( 3 ) 3 O 與 K 2 r 2 O 7 共熱的初期有機 產物之結構式 示性式 (1) 3 ( 3 )O (2) 3 2 O 3 (3) 不反應 五 醇的製備 : 自行閱讀, 看看即可 1. 烯在酸性水溶液中 : 與水加成 例 : 3 = O 3 (O) 3 2. 鹵烷類在鹼性水溶液中加熱 : 取代 例 : Br + O - (aq) O + Br - 3. 醛 酮的氫化 ( 加氫 ) 還原 (1) 醛氫化還原成一級醇 : 3 O + 2 Pt 3 2 O (2) 酮氫化還原成二級醇 : 3 O Pt 3 (O) 3 六 常見的醇類 : 自行閱讀, 高二複習 1. 甲醇 3 O: 俗稱木精, 立體分子 (1) 甲醇為揮發性液體, 與水可完全互溶 劇毒, 誤食會失明或死亡 (2) 工業上將水煤氣 (O+ 氫 ) 高溫高壓下製得甲醇 O O 2. 乙醇 2 5 O: 俗稱酒精, 立體分子 (1) 乙醇為揮發性液體, 沸點 78.5, 是常用的有機溶劑 (2) 變性酒精 : 加入劇毒的甲醇成為用於工業原料或燃料, 故需添加染料以警示區別避免誤飲 (3)75% 的酒精水溶液的消毒殺菌力最佳 > 纯酒精, 常用較便宜的異丙醇溶液取代酵母菌 (4) 葡萄糖無氧發酵生成酒精及 O O 6 無氧 O + 2O 2 例 : 可將玉米 甘蔗 稻稈 經發酵製成生質酒精當替代能源註 : 酒精在空氣中氧化生醋酸 2 5 O + O 2 3 OO + 2 O 七 醇醚的同分異構物及命名 : 1. 醇類命名 : 甲醇 乙醇官能基所在的碳編號必為 1 不寫出, 但丙醇以上需寫出官能基的碳編號 2. 醚的命名 : 由 R-O-R 兩邊的烷基來命名 3. n 2n+2 O: 比最多值沒有少, 均單鍵 有官能基異構物醇 RO 醚 ROR 分子式 n 2n+2 O * 3 8 O * 4 10 O 5 12 O 鑑別反應 醇類異構物數目 與 Na 生 2 醚類異構物數目 不反應

31 範例 4 10 O 的異構物 : 不少, 均單鍵, 醇 R-O- 及醚 R-O-R (a) 醇 4 -O: 4 種 (1 醇 2 種 2 醇 1 種 3 醇 1 種 ) (b) 醚 ROR : 3 種 O O 1 丁醇 2 丁醇,1 ;,2 正丁醇二級丁醇 O 2 甲基 -1 丙醇,1 ; 異丁醇 ---O- 甲基正丙基醚 ; 甲基異丙基醚 O O 第七章有機化合物 31 2 甲基 - 2 丙醇,3 三級丁醇 --O-- 二乙基醚 (1) 異構物中可與鈉反應的有? 種 4 種醇 (2) 可使 K 2 r 2 O 7 變綠色的有? 種 2 種 1 +1 種 2 醇 =3 種 (3) 可與 K 2 r 2 O 7 反應且產物可生多倫銀鏡或斐林反應的是哪幾種? 2 種 1 醇 (4) 可與 K 2 r 2 O 7 反應但產物不生銀鏡或斐林反應的是哪幾種? 1 種 2 醇 範例 5 12 O: 醇 8 種 (1 醇 4 種 2 醇 3 種 3 醇 1 種 ), 醚 6 種 (1) 異構物中可與鈉反應的有? 種 8 (2) 可使 KMnO 4 褪色的有? 種 4+3=7 (3) 放入灼熱銅所生產物有銀鏡或斐林反應的是哪幾種? 4 種 1 醇 (4) 可與 K 2 r 2 O 7 反應但產物不生銀鏡或斐林反應的是哪幾種? 3 種 2 醇 (5) 可與鈉反應, 但不與 K 2 r 2 O 7 反應的有? 種 1 種 3 醇

32 第七章有機化合物 32 例 6 哪些無法區分乙醇及甲醚? (A) 沸點高低 (B) 加 NaO () 測 O 之重量百分比 (D) 加水 (E) 加鉀 (F) 紅外線或核磁共振光譜分析 70 夜 B 例 7 下列何者 1 莫耳可消耗 0.8 莫耳的過錳酸鉀酸性溶液? (A)2- 丙醇 (B)1- 丙醇 () 乙醛 (D)2- 甲基 -2- 丙醇 Ans: ** 氧化總得電子數 = 還原總失電子數, 而 1 個 KMnO 4 會得到 5e - B 例 8 酒醉駕車檢測可用哪一種試劑?(A)K 2 r 2 O 7 酸性溶液 (B)Mn(NO 3 ) 2 ()uso 4 與酒石酸鹼性溶 液 (D)AgNO 3 的氨溶液 2-86 日 A, 乙醇使 r 2 O 7 橙色變為 r 3+ 綠色 例 9 乙醇進行下列反應的有機主產物名稱及結構式? (1) 加鈉 (2) 與濃硫酸加熱至 180 (3) 與濃硫酸加熱至 130 (4) 與醋酸 濃硫酸共熱 (5) 加二鉻酸鉀與硫酸的初期產物 80 日 乙醇鈉 乙烯 二乙醚 乙酸乙酯 乙醛例 10 A 物 4 8, 會與酸性水溶液生 B 物 4 10 O, 而 B 不會被二鉻酸鉀氧化 B 可與醋酸生 物 6 12 O 2 A 與過錳酸鉀反應生 D 物 4 10 O 2 A 與溴化氫反應生 E 物 4 9 Br 則 ABDE 的結構式? 83 夜 2- 甲基丙烯 2- 甲基 -2- 丙醇 乙酸第三丁酯 2- 甲基 -1,2- 丙二醇 2- 溴 -2- 甲基丙烷

33 第七章有機化合物 33 例 11 碳氫氧化合物甲 3.0mg 燃燒生 O 2 6.6mg 水 3.6mg, 已知其分子量 60, 則 (1) 畫出甲所有的異構物? (2) 其中與鈉不反應者為? (3) 其中可氧化成酸者? (4) 若甲可使二鉻酸鉀變綠色, 而產物乙不與硝酸銀氨溶液反應, 則甲及乙的結構式? (1) 3 8 O 的 2 種醇及 1 種醚 (2) 甲乙醚 (3)1- 丙醇 (4)2- 丙醇 丙酮 酚類 一 酚類 : 羥基 O 接在苯環上, 最簡單者為酚 6 5 O 1. 酚 ( 苯酚 ) 6 5 O, 俗稱石炭酸, 極弱酸, 不使石蕊呈紅色 2. 酚難溶於水 ( 太多 ), 但可溶於強鹼水溶液, 可藉此與其他有機物分離 例 : 6 5 O + NaO 6 5 ONa( 酚鈉 ) + 2 O ( 酸鹼中和 ) 註 : 但酚的酸性 < 碳酸, 故不能與 NaO 3 反應 3. 酚也具有醇的化學反應, 但與羧酸較難酯化, 可改用羧酸酐或醯氯 4. 酚的檢驗 : 酚與氯化鐵 Fel 3 反應呈紫色 5. 酚為煤溚的主成分之一, 無色低熔點晶體, 可殺菌 製阿司匹靈 電木 ( 酚甲醛樹脂 ) 例 1 命名, 並判斷何者不與 Fel 3 反應呈紫色? 苯甲醇 酚 2- 甲基酚 ( 鄰甲酚 ) 1,4- 苯二酚 ( 對苯二酚 ), 苯甲醇 例 O 的 (1) 芳香族異構物有哪幾種? (2) 可與 NaO 反應的有幾種? (3) 可氧化成苯甲酸的 是? (4) 可氧化成鄰羥基苯甲酸的是? (1) 苯甲醇 鄰甲基酚 間甲基酚 對甲基酚 甲基苯基醚 (2)3 種酚 (4) 苯甲醇 (5) 鄰甲基酚

34 << 類題 >> 第七章有機化合物 常溫時下列哪一個不生氣體?(A) 鎂 + 順丁烯二酸溶液 (B) 二氧化矽 + 氫氟酸 () 銅 + 鹽酸 (D) 鈉 + 無水酒精 (E) 2 O 2 +KMnO 莫耳甲醇氧化成甲酸需酸性過錳酸鉀? 莫耳 (A)1 (B)0.8 ()0.5 (D) 日 79 夜 B 03. 下列哪些檢驗法正確?(A)O 2 可使過錳酸鉀褪色 (B) 臭氧使碘化鉀澱粉溶液呈藍色 () 氯化鉀的 鉀成分焰色呈黃色 (D) 芳香烴可使溴水褪色 (E) 苯酚加氯化鐵呈紫色 82 日 BE 甲基丁酸還原得下列哪一種醇?(A) O (B) 3 ( 3 ) 2 2 O () 3 2 ( 3 ) 2 O (D) ( 3 ) 2 O 05. 酚 苯 甲苯的沸點高低順序? 89 日 91 指 酚 > 甲苯 > 苯 O 的水溶液呈酸性, 有苯環, 苯環上 1 個 被溴取代可生兩種異構物, 下列哪一個符合? (A) 苯乙醇 (B) 對甲基苯甲醇 () 對乙基苯酚 (D) 鄰乙基苯酚 07. 下列哪些化合物可與一當量的 Br, 在適當的反應條件下, 得到 2- 溴丁烷? (A)2- 丁炔 (B)2- 丁酮 () 順 -2- 丁烯 (D)2- 丁醇 (E)1- 丁醛 指研 94 指 D 08. 分子式為 38O 的有機物有三個, 若欲在普通的高中化學實驗室, 做實驗來推測該物質是什麼 有機物, 則下列哪一種方法最方便而有效? 透壓 (D) 用沸點上升法 (E) 用凝固點下降法 (A) 測沸點後查資料 (B) 測熔點後查資料 () 測滲 95 指 A 09. 下列哪一選項正確表示壬基苯酚的分子結構? 95 指 A (A) (B) () O ( 2 ) O (2 ) 7 3 ( 2 ) 9 O (D) (E) 3 O O (2 ) 8 3 O (2 ) 環境荷爾蒙具高沸點 高脂溶性 不易分解的特性 若欲從河底淤泥中萃取多溴二苯醚檢測, 下列哪一溶劑最合適?(A) 水 (B) 氨水 () 稀鹽酸 (D) 食鹽水 (E) 乙酸乙酯 95 指 E 11. 在官能基與主碳鏈並不變動的條件下, 下列哪一個可能有最多的異構物?(A) 硝基甲苯 (B) 丁烯 () 二氯環丁烷 (D) 戊醇 (E) 二氯丁烷 97 指研 E 12. 下列有關酒精的敘述, 那些正確?(A) 純酒精與乙酸反應會產生乙酸乙酯 (B) 在純酒精中, 投入金屬鈉會產生氫氣 () 純酒精經濃硫酸脫水後, 可產生乙烯或乙醚 (D) 酒精中是否含有水, 可用白色的硫酸銅來檢驗 (E) 工業上製備無水酒精, 較經濟的方法是先加無水硫酸銅乾燥後蒸餾 98 指 ABD

35 第七章有機化合物 O 的異構物中共有幾種可被氧化劑氧化成酸?(A)1 (B)2 ()3 (D)4 (E)5 100 指研 B 14. 酚酞是酸鹼滴定常用的指示劑, 結構如圖 下列有關酚酞的敘述, 哪一項正確?(A) 酚酞是強鹼 (B) 將數滴酚酞試液滴入檸檬汁後, 溶液呈粉紅色 () 酚酞分子中, 含有羥基與羧基等官能基 (D) 酚酞結構中, 三個苯環在同一平面上 (E) 酚酞在水中溶解度差, 通常配製於酒精與水的混合液中, 實驗時於待測液中滴入數滴即可 104 學 E 15. 黑巧克力中有豐富的兒茶素, 有降血壓 改善血液循環 防止心血管疾病等功效, 也是茶葉具苦澀味的原因之一 某一兒茶素之結構如圖 關於此兒茶素的敘述, 哪一項不正確? (A) 可溶於水 (B) 可形成分子間氫鍵 () 含有二級醇的結構 (D) 結構中含有羥基與醚基 (E) 與斐林試劑作用, 會產生紅色沉澱 104 指 E 16. 甲乙丙各裝有 4 10 O 的不同醇類, 再加入酸性重鉻酸鉀, 甲為橘紅色, 乙丙為綠色且分別生成 A 及 B 則 (1) 甲結構式? (2) 已知 A 為 3 O 2 3, 乙結構式? (3) 丙結構式為?B 為? 指研 (1)2- 甲基 -2- 丙醇 (2)2- 丁醇 (3)1- 丁醇或 2- 甲基 -1- 丙醇 丁酸或 2- 甲基丙酸 17. 甲物 4 10 O 可與鈉生可燃氣體,(1) 寫出所有可能的結構?(2) 取 1% 二鉻酸鈉 5ml 加 1 滴濃硫酸, 再加 2 滴甲微熱後呈綠色, 則甲可能的結構?(3) 取 3ml 甲加二鉻酸鉀再加 1M 硫酸 3ml 共熱, 並將所生蒸氣乙溶於水 吸取乙溶液 1ml 加斐林試液共熱不反應則甲的結構式?IUPA 命名? 乙的結構式? 80 日 4 種醇, 一 二級醇共 3 種,2- 丁醇, 丁酮 18. 正丁醇 2- 丁醇 2- 甲基 -2- 丁醇 2- 戊烯 乙醚經下列實驗鑑別 :(A) 加溴的四氯化碳溶液只有戊使之褪色? (B) 甲乙丙丁加二鉻酸鉀, 只有甲丙使之變色, 產物為 X Y ()X Y 加硝酸銀氨溶液,Y 可使之生銀沉澱 (D) 乙丁加鈉, 乙生氣泡 回答下列 : (1) 戊與溴的反應式? (2)B 中甲的反應產物? (3) 中 Y 的反應產物? (4)D 中乙的反應產物? 88 日 3 2 = 3 +Br BrBr, 3 2 O 3, OO -, 3 2 ( 3 )(ONa) 甲 4 10 O 可氧化生中性物質乙 4 8 O, 乙不與斐林反應, 則甲可能為?(A)1- 丁醇 (B)2- 丁醇 ()2- 甲基 -2- 丙醇 (D) 乙醚 69 日 B 20. 丙烯與水反應的產物再與二鉻酸鉀反應成?(A) 丙醛 (B) 丙酮 () 丙酸 (D) 丙二醇 B 21. 何者可與鈉反應, 又使溴水褪色, 且為中性?(A) 2 =OO (B) 2 = 2 O () 2 =O (D) O B

36 第七章有機化合物 醛 酮 O O n 2n O 中含羰基 =O 的官能基異構物 : 醛 RO 酮 ROR R R R 一 醛 酮的物理性質 1. 醛 酮的沸點較同碳數的烴 醚為高, 但 < 醇 羧酸 (1) 常溫壓下, 甲醛為氣體, 其他碳少的醛酮為液體, 碳多為固體 2. 同類分子間無氫鍵, 但與水可生氫鍵, 故甲醛 乙醛 丙酮與水可任意互溶, 但碳愈多愈難溶 3. 醛 酮大多有特殊的氣味 二 醛 酮的化學性質 : 中性, 非電解質 1. 醛 酮氫化還原成醇 : ( 有氧化性 ) (1) 醛氫化還原成一級醇 : 3 O + 2 Pt 3 2 O (2) 酮氫化還原成二級醇 : 3 O Pt 3 (O) 3 2. 醛可再氧化成酸 ( 有還原性 ), 而酮不反應 可藉此區別醛 酮 實驗 9 (1) 醛與酸性二鉻酸鉀反應氧化 ( 失 2e - ) 成酸, 酮不反應 例 : 3RO + r 2 O ROO + 2r O (2) 醛與酸性過錳酸鉀反應氧化 ( 失 2e - ) 成酸, 酮不反應 例 : 5RO + 2MnO ROO + 2Mn O (3) 多侖試液檢驗鑑別醛酮 : 醛會有銀鏡反應, 酮不反應 (a) 多侖試液為硝酸銀的氨溶液, 呈鹼性 (b) 醛與多侖試液共熱, 生銀金屬及羧酸根離子 ROO - ( 失 2e - ) 例 : RO + 2Ag(N 3 ) O - ROO Ag + 4N O (4) 斐林或本氏試液檢驗鑑別醛酮 : 醛會反應, 酮不反應 (a) 斐林試液為含硫酸銅及酒石酸鉀鈉的氫氧化鈉鹼性溶液, 呈藍色 (u 2+ ) (b) 醛與斐林試液共熱, 生紅色的氧化亞銅沉澱及羧酸根離子 ROO - ( 失 2e - ) 例 : RO + 2u O - ROO - + u 2 O O 3. 可與斐林或多侖試液反應的物質 : 具有醛基及還原醣 例 : 醛 RO 甲酸 OO 甲酸某酯 OOR 單醣雙醣 ( 但蔗糖不反應 ) 有銀鏡反應 例 1 加下列哪些可區別醛酮?(A) 斐林試液 (B) 多侖溶液 ()Br 2 /l 4 (D)Na (E)KMnO 4 ABE 例 2 下列哪些可與硝酸銀氨溶液生銀鏡反應? (A) 醛 (B) 酮 () 醇 (D) 甲酸 (E) 乙酸 (F) 甲酸丙酯 (G) 丙酸甲酯 () 葡萄糖 83 夜 ADF

37 第七章有機化合物 37 例 3 下列哪些的產物可與斐林溶液生紅色沉澱? (A)2- 丁醇 + 二鉻酸鉀 (B)1- 丁醇 + 二鉻酸鉀 () 乙炔在硫酸汞酸性溶液中 (D) 丙炔在硫酸汞酸性溶液中 (E) 乙醛 + 二鉻酸鉀 (F) 乙酸甲酯與氫氧化鈉溶液 76 夜 B 三 醛酮的製備 : 自行閱讀, 看看即可 1. 炔在硫酸汞酸性溶液中 : 炔與水加成 (1) 乙炔加水生成乙醛 gso + 2 O 4 3 O (2) 其他炔加水生成酮 gso O 4 3 O 3 ( 丙酮 ) 2. 醇的氧化 : (1) 一級醇被氧氣 ( 灼熱銅催化下 ) 或二鉻酸鉀氧化成醛 ( 須立即分離以免再氧化成酸 ) (2) 二級醇被氧氣 ( 灼熱銅催化下 ) 或二鉻酸鉀 過錳酸鉀氧化成酮 四 常見的醛酮 : 自行閱讀, 高二複習 1. 甲醛 O: 為 sp 2 混成軌域, 平面三角形 (1) 最簡單的醛, 無色刺激臭味的氣體, 對人體有害 (2) 甲醛易溶於水, 福馬林是約 37% 的甲醛水溶液, 可殺菌消毒, 當防腐劑 (3) 可製成酚甲醛樹脂 ( 電木 ) 尿素甲醛樹脂 黏著劑, 木作裝潢可能揮發出甲醛 2. 丙酮 3 O 3 : (1) 最簡單的酮, 易揮發的芳香液體, 沸點 56.3 (2) 與水可互溶, 也是優良的有機溶劑, 可溶解去除指甲油 油漆 五 醛酮的同分異構物及命名 : 1. 醛的命名 : 醛基必在主鏈的最初端, 本身的碳編號必為 1, 命名不需寫出 2. 酮的命名 : 丙酮 丁酮的碳編號必為 2, 不需寫出, 但戊酮以上的碳編號必需寫出 3. n 2n O 比最多值少 2, 有雙鍵 ( 不探討環 ) 有官能基異構物: 醛 酮 烯醇 烯醚 (1) 若可使溴水褪色 : 雙鍵在 =, 有烯醇 ( 與鈉反應 ) 不飽和醚( 烯醚 ) (2) 若不使溴水褪色 : 雙鍵在 =O, 有醛 RO( 有斐林 多侖反應 ) 酮 ROR 例 O 異構物 (1) 不使溴褪色, 可氧化成酸者? (2) 使溴褪色, 也與鈉生氫氣, 也可氧化成酸者? (A) 2 = 2 2 O (B) 2 =(O) 3 () O (D) 3 2 O 3 71 日,A

38 第七章有機化合物 n 2n O 的醛酮異構物 : 比最多值少 2, 有 =O 分子式 n 2n O 3 6 O * 4 8 O * 5 10 O 6 12 O 鑑別反應醛異構物數目 斐林 多侖酮異構物數目 不反應範例 5 10 O 的醛酮異構物及命名 : 比最多值少 2, 有 =O (a) 醛 4 -O: ( 扣除官能基後剩下 4 個 ) 1 2 O 戊醛 ; O 2- 甲基丁醛 3 4 O 3- 甲基丁醛 ; O 2,2- 二甲基丙醛 (b) 酮 ROR : 1 2 O 2- 戊酮 ; O 3- 戊酮 O 3- 甲基丁酮 3 範例 6 12 O 的醛酮異構物 : 比最多值少 2, 有 =O, ( 扣除官能基後剩下 5 個 )

39 例 5 哪些命名不正確? (A)2- 丙醛 (B)3- 丁酮 () 環 -2- 己烯 (D)2- 甲基丁酸 (E)1,4- 甲苯 第七章有機化合物 日 ABE 例 6 有關醛酮敘述, 哪些正確? (A) 均有羰基 (B) 均可氧化成酸 () 醛有斐林反應生紅色沉澱, 酮 則否 (D) 正丙醇和緩氧化得丙醛, 劇烈氧化得丙酮 (E) 丙烯加水的產物再氧化得丙醛 A 例 7 有關鑑別方式哪些正確? (A) 烯炔加溴 (B) 甲酸甲醛用多侖試液 () 乙醇乙酸加鉀 (D) 炔 芳 香烴加 Br 2 /l 4 79 日 D 例 8 有關甲醛哪些正確?(A) 碳原子為 SP 2 混成軌域 (B) 平面三角形 () 非極性分子 (D) 可由灼熱 的銅伸入甲醇中製得 (E) 為有刺激臭味的氣體 ABDE 例 9 有關丙酮, 哪些正確?(A) 正丙醇與二鉻酸鉀氧化而得 (B) 可由茶水中萃取出咖啡因 () 與硝 酸銀氨溶液有銀鏡反應 (D) 易燃的液體 (E) 可溶解保麗龍 (F) 直線形分子 82 日 DE

40 第七章有機化合物 40 例 10 分子量 120 的碳氫氧化物, 可與多倫試液生銀鏡反應, 但不使 Br 2 /l 4 褪色 取 1.2g 燃燒, 產物經含 Mg(lO 4 ) 2 的甲管及含 NaO 的乙管後, 甲增重 0.72g 乙增重 3.52g, 則 (1) 分子式? (2) 寫出所有可能的異構物? 77 日 8 8 O, 苯乙醛 2- 甲基苯甲醛 3- 甲基苯甲醛 4- 甲基苯甲醛 << 類題 >> 01. 下列哪一個錯誤? (A) 斐林試液含硫酸銅 酒石酸鉀鈉 氫氧化鈉 (B) 多侖試液為硝酸銀的氨溶液 () 斐林 多倫均可鑑別醛及酮 (D) 斐林 多倫與醛反應分別生銅 銀金屬 75 專 D 02. 下列哪一個不易使過錳酸鉀褪色?(A) 環己烯 (B) 丁醛 () 丙酮 (D) 乙醇 78 日 03. 下列哪一個有銀鏡反應?(A) 甲酸 (B) 蛋白質 () 丙酮 (D) 蔗糖 77 日 A 04. 下列哪些可與水完全混合均勻?(A) 汽油 (B) 酒精 () 氯仿 (D) 四氯化碳 (E) 丙酮 92 指 BE 05. ( 甲 ) 3 O O ( 乙 )O OO ( 丙 ) 3 O OO, 均在酸中, 請先平衡上列各半反應式, 指出下列哪些正確? (A) 乙為還原反應 (B) 三種化合物中, 甲醇的氧化程度最低 () 甲中右邊需有 2 個電子 (D) 乙中左邊需有 2 個電子 (E) 丙中右邊需有 4 個電子 93 指 BE 06. 致癌物甲醛, 下列哪些正確? (A) 甲醛分子為平面形 (B) 分子量 30 常溫為氣體 () 可用斐林試劑檢驗生成物為紅色 (D) 無法用多倫試劑檢驗 (E)37% 水溶液俗稱福馬林, 可防腐 93 指 ABE

41 第七章有機化合物 O 異構物中 (1) 酮類? (2) 可與多倫試液生銀的示性式各有哪幾種? 93 指補 (1) 3 2 O 3,(2) O ( 3 ) 2 O 08. 下列有關醛與酮的敍述, 哪些是正確的?(A) 酮可由醛氧化而得 (B)2- 戊酮與斐林試液反應, 產生紅色沈澱 () 丙醛與丙酮均可被還原成醇 (D) 乙醛與 3- 戊酮均可被氧化成羧酸 (E) 醛與酮可分別由醇氧化而得 97 指 E 09. 有些新裝潢的房間或購買的玩具, 其所用的聚合物材料會逸出有害健康的物質, 此物質最有可能是?(A) 甲醇 (B) 甲醛 () 乙醇 (D) 乙酸 (E) 丙酮 98 指 B 10. 化合物甲的結構式如圖, 下列哪一選項是化合物甲的正確中文系統命名?(A)6- 甲基 -3- 辛酮 (B)2- 乙基 -5- 庚酮 ()3- 甲基 -6- 辛酮 (D)1,2- 二甲基 -5- 庚醛 (E)1,2- 二甲基 -3- 庚醛 98 指 A 11. 碳氫氧化物 1g 燃燒得 2.44g O 2 1g 水, 此物可能為下列哪些?(A) 3 ( 2 ) 2 O (B) 3 =OO () 2 = 2 2 O (D)O 2 ( 2 ) 2 2 O 指研 A 12. 有關斐林試劑下列哪一個正確? (A) 硫酸銅溶液呈紅色 (B) 酒石酸鉀鈉溶液應配成 p=3 () 與葡萄糖反應生氧化亞銅沉澱 (D) 與果糖反應生黑色沉澱 (E) 使丙酮反應成丙酸 100 指研 13. 如圖中文命名為?(A)6- 羥基 -2- 庚酮 (B)2- 羥基 -6- 庚酮 ()1- 甲基 -1- 羥基 -5- 庚酮 (D)1,7- 二甲基 -2- 酮基 -5- 戊醇 (E)1,7- 二甲基 -5- 羥基戊醛 101 指研 A

42 第七章有機化合物 羧酸 酯 n 2n O 2 含羰基 =O 的官能基異構 : 羧酸 ROO O R O 酯 ROOR O R O R 羧酸 羧酸 : 烷的 1 個 被官能基 -OO 取代者, 飽和酸通式 m 2m+1 OO (m = n-1) 一 羧酸命名及衍生物 : 1. 羧酸命名 : 羧基必在主鏈最初端, 本身的碳編號必為 1, 命名不需寫出 2. 羧酸及其衍生物 : 二 羧酸的物理性質 1. 羧酸沸點高 ( 氫鍵多 ), 同碳數的沸點 : 羧酸 > 醇 > 酯 醛 酮 > 醚 > 烷 (1) 常溫壓下, 少的羧酸為液體, 多為固體 2. 羧酸的官能基 -OO( 極性大 ) 可與水生氫鍵, 故碳少可溶於水, 碳多則難溶於水 三 羧酸的化學性質 1. 羧酸為弱酸性, 電解質, 可與活性大金屬反應生氫氣, 也可與 NaO 中和 (1) 酸性 : 甲酸 > 乙酸 > 丙酸 > 註 : 烷基為推電子基, 碳鏈愈多,OO 愈難解離出 + 2. 酯化 : 羧酸與醇在濃硫酸催化下生成酯及水例 : 2 5 OO( 丙酸 )+ 3 O( 甲醇 ) 2 5 OO 3 ( 丙酸甲酯 )+ 2 O 3. 羧酸不易被 KMnO 4 氧化, 但甲酸 乙二酸 ( 草酸 ) 可再氧化 ( 失 2e - ) 成 O 2 例 : 5OO + 2MnO Mn O O 例 : O 4 + 2MnO Mn O O 四 羧酸的製備 : 自行閱讀, 看看即可 1. 一級醇或醛可與 KMnO 4 或 K 2 r 2 O 7 氧化成羧酸 2. 烷基苯可與 KMnO 4 或 K 2 r 2 O 7 氧化成芳香族酸例 : 甲苯 乙苯 正丙苯 可氧化成苯甲酸 二甲苯可氧化成苯二甲酸 3. 羧酸酐 醯氯 酯 醯胺在酸中水解可得羧酸 五 常見的羧酸 : 1. 甲酸 OO: (1) 俗稱蟻酸, 無色刺激臭味的液體 ( 沸點 ), 會腐蝕皮膚 (2) 有羧基也有醛基, 故有還原性, 可與斐林 多倫 KMnO 4 反應 (3) 甲酸與濃硫酸共熱脫水生 O OO O + 2 O

43 2. 乙酸 3 OO: (1) 俗稱醋酸, 無色刺激味的液體, 會腐蝕皮膚 (2) 食醋約 3~5%, 市售的醋酸約 36%, 純醋酸在 16 以下為固體, 俗稱冰醋酸 (3) 乙酸以濃硫酸催化脫水生成乙酐, 為醫藥 合成纖維原料 2 3 OO ( 3 O) 2 O + 2 O 3. 乙二酸 (OO) O 4 : (1) 俗稱草酸, 晶體含 2 個結晶水 以草酸氫鉀 K 2 O 4 存在於植物中 (2) 有還原性, 可 KMnO 4 反應生 O 2 (3) 與鹼土金屬離子生白色沉澱 a (aq) + 2 O 4 (aq) a 2 O 4(s) 草酸鈣 4. 苯甲酸 6 5 OO: (1) 俗稱安息香酸, 白色晶體, 能昇華, 可防腐, 難溶於水 (2) 苯甲酸鈉 6 5 OONa( 鹽類 ) 可溶於水, 醬油中的防腐劑 5. 柳酸 ( 鄰羥基苯甲酸 ) 6 4 (O)OO: (1) 俗稱水楊酸, 無色晶體, 有羧酸及酚的特性 ( 遇氯化鐵呈紫色 ) (2) 有分子內氫鍵 (3) 二元弱酸, 難溶於水 ( 碳太多 ), 可溶於 NaO 溶液中 6. 阿司匹靈 6 4 (OO 3 )(OO): 又稱乙醯柳酸, 解熱鎮痛劑 (1) 將柳酸乙醯化可得阿司匹靈 : 柳酸與乙酐或乙醯氯進行酯化 第七章有機化合物 43 柳酸乙酐乙醯柳酸 ( 阿司匹靈 ) 乙酸 (2) 阿司匹靈有酯及羧酸特性 一元弱酸, 故不可多吃, 易胃出血 (3) 難溶於水的固體, 可與 NaO 中和生乙醯柳酸鈉而溶於鹼性水溶液中 例 1 1 莫耳柳酸加 1 莫耳 NaO 會如何反應? 若加 2 莫耳 NaO 則? D,B 例 2 柳酸 (1) 與甲醇的反應式? (2) 與乙醯氯的反應式? 柳酸甲酯 6 4 (OO 3 )(O), 乙醯柳酸 ( 阿斯匹靈 ) 6 4 (OO 3 )(OO)

44 第七章有機化合物 44 實驗 10: 製備阿司匹靈 一 實驗原理 : 柳酸 + 乙酐 乙醯柳酸 ( 阿司匹靈 ) + 乙酸柳酸 + 乙醯氯 乙醯柳酸 ( 阿司匹靈 ) + l 二 實驗步驟 : 1. 乾燥試管中加入柳酸與乙酐 ( 過量, 使柳酸盡可能用完 ), 再加 2 滴濃硫酸, 隔水加熱 2. 將管中溶液倒入裝有 15ml 冷水的錐形瓶中, 並以冰水浴冷卻, 然後過濾收集所生沉澱 a 3. 將沉澱 a 溶於碳酸氫鈉飽和溶液中, 直至不再冒氣泡, 過濾收集濾液 b 4. 濾液 b 再加濃鹽酸並攪拌而得沉澱 c 析出 三 問題討論 : 85 日大 1. 步驟 (1) 的試管為何需乾燥無水? ans: 避免乙酐或乙醯氯遇水立即反應生成乙酸而失效 ( 乙酸無法與柳酸酯化 ) ( 3 O) 2 O + 2 O 2 3 OO 3 Ol + 2 O 3 OO + l 2. 步驟 (1) 加濃硫酸的目的為何? ans: 當催化劑 3. 步驟 (2) 的溶液為何要倒入水中? ans: 阿司匹靈難溶於水而沉澱析出, 與其他可溶於水的雜質分離 4. 沉澱 a 加碳酸氫鈉溶液至不再冒泡, 過濾得濾液 此步驟目的為? 氣泡為? ans: 使阿司匹靈反應成乙醯柳酸鈉而溶水, 與其他不溶水的有機雜質分離 O 2 5. 步驟 (4) 的濾液 b 加鹽酸的目的為何? ans: 乙醯柳酸鈉與酸反應變回阿司匹靈, 阿司匹靈難溶於水而沉澱析出 6. 沉澱 a 及 c 的結構式為? ans: 均為阿司匹靈, 但 a 比較不純 7. 進行步驟 (3) 及 (4) 的目的為何? ans: 純化阿司匹靈 8. 藥用的阿司匹靈不可含柳酸, 應如何檢驗? ans: 將阿司匹靈溶於酒精中, 再加 Fel 3(aq), 若不變紫色可知不含柳酸例 3 製阿司匹靈哪些正確?(A) 加硫酸是要將乙酐轉變為乙酸以進行酯化 (B) 阿司匹靈與氯化鐵呈紫色 () 阿司匹靈易溶於鹽酸中 (D) 柳酸是一種酚化合物 (E) 柳酸易溶於酒精中 83 日 DE

45 第七章有機化合物 酯 一 酯的命名 : ROOR, R 酸 R 酯 範例 3 2 ( 3 )OO 2 5 的命名? 2- 甲基丁酸乙酯 二 酯的物理性質 1. 酯類無氫鍵, 沸點不高與同碳數的醛酮相當, 低碳數的酯為有花果香味的揮發性液體 2. 酯的極性小, 難溶於水 ( 極性大 ), 密度 < 水, 是優良的有機溶劑 三 酯的化學性質 : 中性, 非電解質 1. 酯類水解 : 酯在酸性或鹼性水溶液中可水解成羧酸 ( 或羧酸根 ) 及醇 (1) 在酸性 + 水溶液, 酯水解成羧酸及醇 ROOR + 2 O ROO + R O (2) 在鹼性 O - 水溶液, 酯水解成羧酸根及醇 ROOR + O - ROO - + R O 例 1 哪些與 NaO 溶液共熱時最不易反應?(A) 阿司匹靈 (B) 乙酸乙酯 () 甘油 (D) 溴乙烷 例 2 右物有茉莉花香味, 哪一個正確?(A) 是酮類 (B) 可溶於水 () 分子間有氫鍵 (D) 有 6 個 為 SP 2 混成軌域 (E) 可水解生苯甲醇及乙酸 78 夜 例 3 阿斯匹靈水解後會產生柳酸及? (A) 乙醇 (B) 乙酸 () 乙胺 (D) 乙醛 (E) 乙烯 89 日 E 四 酯的製備 : 自行閱讀, 看看即可 1. 醇 ( 或酚 ) 與羧酸 ( 或羧酸酐或醯氯 ) 在 + 催化下酯化 指研 B

46 五 油脂 : 甘油 ( 丙三醇 ) 與 3 個脂肪酸所形成的酯類 又稱脂肪或三酸甘油脂 第七章有機化合物 動物性油脂 : 飽和脂肪酸 (, 間均單鍵 ) 的甘油酯, 常溫壓下通常為固體, 較安定 2. 植物性油脂 : 不飽和脂肪酸 ( 有 =) 的甘油酯, 常溫壓下通常為液體, 較不適合高溫油炸 註 : 不飽和 ( 有 = 或 ) 的油脂可氫化得飽和的油脂, 也可與鹵素加成反應 3. 皂化 : 油脂在強鹼 NaO 或 KO 中加熱可得弱鹼性的肥皂 ( 脂肪酸鈉 ) 及甘油 ( 丙三醇 ) 註 : 皂化時另加酒精當溶劑, 使脂肪 ( 難溶水 ) 與 NaO (aq) 混合均勻反應 4. 精製的油脂無色無臭, 中性, 難溶於水, 密度 < 水 在空氣中會氧化酸敗呈黃色 六 酸酯的同分異構物及命名 : 1. n 2n O 2 : 比最多少 2, 有雙鍵或環 現探討有 =O 異構物 : 羧酸 酯 羥基醛 羥基酮 (1) 可與鋅生氫氣者 : 羧酸 (2) 可水解者 : 酯 註 : 若還有斐林 多侖反應則為甲酸某酯 (3) 有斐林 多侖反應且與鈉生氫氣者 : 羥基醛 2. n 2n O 2 的酸酯異構物 分子式 n 2n O 3 6 O O O O 2 鑑別反應 羧酸異構物數目 與鋅生 2 酯異構物數目 可水解 例 O 2 異構物中 (1) 可與 Zn 反應者有幾種? (2) 可水解成 A 及 B 且 A 有銀鏡反應, 則 A 為? B 為? (3) 可與鈉反應且有斐林試液反應者有幾種? 2 種羧酸, 甲酸 1- 丙醇及 2- 丙醇,5 種羥基醛 例 5 甲分子式 6 12 O 2 可在酸性水溶液中生成 A 及 B, 且 A 可與 KMnO 4 生成 B, 則甲為? 丙酸正丙酯

47 第七章有機化合物 47 補充 5 10 O 2 異構物中 (1) 可與 Zn 反應者? (2) 可水解成 A 及 B 且有銀鏡反應者有幾種? (1) 酸 : 4 -OO,4 種 : 戊酸 2- 甲基丁酸 3- 甲基丁酸 2,2- 二甲基丙酸 (2) 甲酸丁酯 :-OO- 4,4 種 : 甲酸正丁酯 甲酸二級丁酯 甲酸異丁酯 甲酸三級丁酯 補充 6 12 O 2 異構物中 (1) 酸 8 種 (2) 酯 20 種 (1) 酸 : 5 -OO,8 種 (2) 酯 : 不考 -OO OO OO OO OO- 1 1 x 8 = 8 1x 4 = 4 1 x 2 = 2 2 x 1 = 2 4 x 1 = 4 共 20 種 例 克碳氫氧化物 A 在 127,380mmg 下氣化體積 3280ml, 燃燒得 3.6 克水及 8.8 克 O 2 A 水解可得 B,B 可與斐林反應, 中性可與 K 2 r 2 O 7 反應生 D,D 不與斐林反應 請寫 出 ABD 結構式? 甲酸異丙酯 甲酸 2- 丙醇 丙酮 例 7 哪些正確?(A) 乙酸與甲酸甲酯為同分異構物 (B) 丙酸與丁酸為同素異形體 ()1- 戊烯與 2- 戊 烯為幾何異構物 (D) 二乙基醚與丁醇為結構異構物 (E) 丁烷與環丁烷為同系物 例 8 某飽和酸的氧重佔 36.36%, 分子式? 共有哪幾種結構式? 90 日 AD 4 8 O 2 2 種

48 第七章有機化合物 48 << 類題 >> 01. 下列哪些可能是脂肪水解的產物?(A) 丙三醇 (B) 己六醇 () 甘油酸 (D) 麩胺酸 (E) 十六酸 66 夜 AE 02. 植物油含不飽和脂肪酸甘油酯, 常溫下液態, 在鎳催化下通入下列哪一個可變固體? (A) 氧 (B) 氯 () 氫 (D) 氮 77 專 03. 用過的廢食油, 加強鹼共煮可製成下列哪一個?(A) 面霜 (B) 蠟燭 () 肥皂 (D) 瀝青 87 學 04. 有關柳酸下列哪些正確?(A) 在水中溶解度低, 可溶於氫氧化鈉溶液 (B) 可水解成酚 () 可與乙醯氯生成阿司匹靈 (D) 與甲醇共熱生柳酸甲酯 (E) 與氯化鐵呈紫色 87 日 ADE 05. 下列哪一個錯誤?(A) 脂肪酸與醇反應可產生酯 (B) 甘油與脂肪酸反應可生酯 () 石蠟是酯類 (D) 油脂與 NaO 溶液共熱可水解為脂肪酸鈉 88 日 06. 硬水中合成清潔劑比肥皂更有洗滌能力, 主因為下列哪一個?(A) 合成清潔劑的鈉鹽溶於水, 肥皂的鈉鹽不溶於水 (B) 合成清潔劑與酸反應, 肥皂不與酸反應 () 合成清潔劑在硬水中分解, 肥皂在硬水中不分解 (D) 合成清潔劑的鈣鹽溶於水, 肥皂的鈣鹽不溶於水 92 學 D 07. 下列哪些正確?(A) 動物油脂用強鹼水解可得肥皂 (B) 肥皂不易與硬水沉澱 () 肥皂與清潔劑均有親水性及親油性 (D) 軟性清潔劑的長碳鏈有支鏈易被微生物分解 (E) 清潔劑常添加磷酸鹽, 流入河川會抑制藻類生長 92 學 A 08. 台大抗煞一號 8- 羥基辛烷酸, 下列哪些正確? (A) 碳氫氧化物 (B) 為 2 (O)( 2 ) 6 OO () 有羥基與羧基, 故在水中溶解度相當大 (D) 與 4- 羥基辛烷酸互為同分異構物 (E) 酸性與脫水性比硫酸還強, 是能殺死 SARS 冠狀病毒最重要的原因 93 指補 ABD 09. 有一非天然油脂, 其結構核心則為蔗糖 ( O 11 ) 該非天然油脂可由直鏈型的不飽和油酸 ( OO) 與蔗糖反應而得, 如圖 3 ( 注意 : 圖 3 的反應式不完整 ) O O O O O O O O O O O OO O R O O R O O O R R O O O O O O O R O O O O R R O R O R = (1) 試問該非天然油脂含有下列哪些官能基?(A) 炔 (B) 烯 () 酯 (D) 酮 (E) 酸 (2) 油酸與蔗糖的反應屬於下列哪些反應?(A) 加成 (B) 皂化 () 脫水 (D) 酯化 (E) 聚合 (3) 該非天然油脂與氫氧化鈉溶液共熱, 水解後的產物, 可與下列哪些試劑反應? (A) 斐林試液 (B) 多侖試液 () 溴的四氯化碳溶液 (D) 澱粉溶液 (E) 鹼性過錳酸鉀溶液 95 指 B D E

49 第七章有機化合物 下列哪一個化合物也可與柳酸反應生成阿司匹靈? (A) 氯乙烯 (B) 乙醇 () 乙胺 (D) 溴乙烷 (E) 乙醯氯 96 指 E 11. (a) 乾燥試管加入 2.76g 柳酸與 2.04g 乙酐, 加一滴濃硫酸至於熱水浴中 (b) 再將管內溶液倒入水中以冰浴冷卻, 收集沉澱物加入碳酸氫鈉溶液至不再冒泡, 過濾得濾液 (c) 濾液加入濃鹽酸攪拌, 有阿斯匹靈沉澱析出 (1) 若 a 的試管有水, 會產生何種反應而影響阿斯匹靈的產量? (2)a 加硫酸的目的為? (3)b 所冒氣泡為? (4)c 中阿斯匹靈沉澱析出的原因 101 指研 (1) 乙酐與水生乙酸而失效 (2) 催化劑 (3)O 2 (4) 阿斯匹靈難溶於水 克的柳酸 ( 分子量 =138) 與 4.00 毫升的乙酐 ( 分子量 =102, 比重 =1.08), 在濃硫酸的 催化下反應, 所得產物經純化 再結晶及烘乾後, 得到 1.80 克的阿司匹靈 柳酸與乙酐反應生 成阿司匹靈的反應式如下 : 產率為何 (%)?(A) 35 (B) 47 () 52 (D) 69 (E) 指 D 13. 下列哪些可生氣體? (A) 2 5 O+Na (B)NO 3 +KO ()OO+MnO (D)Fe 2 O 3 + (E) 2 5 O+Br 97 指研 AD 14. 下列有關羧酸 醚及醇類的敘述, 哪些是正確的?(A) 乙二酸俗稱草酸, 分子式為 2 2 O 4 (B) 丙三醇俗稱甘油, 分子式為 3 8 O 3 () 乙二酸的沸點高於乙酸 (D) 乙醚中氧原子的兩側均為 乙基, 因此乙醚不具極性 (E) 甲醚與乙醇互為同素異形體 15. 五支標明 1-5 的試管, 可能為氯化鈉溶液 溴化鈉溶 液 碘化鈉溶液 乙醇的正己烷溶液 乙炔的正己烷 溶液 進行實驗測試, 以 + 表示有反應發生, - 表示沒有反應, 空白為未測試, 得到的結果歸納如下 表 下列有關測試結果的敘述, 哪些正確? (A) 試管 1 3 與 4, 可能含有鹵素鹽類 (B) 試管 3 最可能是氯化鈉溶液 () 試管 2 最可能是乙炔溶液 (D) 試管 4 與 AgNO 3 作用會生白色沉澱 (E) 試管 5 可使 KMnO 4 的溶液褪色 97 指 AB 100 指 AE 16. 張同學嘗試用下列方法檢驗有機化合物, 試問哪些會有明顯的顏色變化?(A) 用溴的四氯化碳 溶液檢驗環己烯 (B) 用斐林試劑檢驗丙醇 () 用氯化鐵水溶液檢驗柳酸 (D) 用過錳酸鉀水溶液 檢驗丁酮 (E) 用二鉻酸鉀水溶液檢驗 2- 甲基 -2- 丙醇 試管 測試 AgNO 3( aq ) MnO2( s ) l2( aq ) Br 2/l KMnO 4 /O 指 A

50 第七章有機化合物 有機一元酸含 :68.9% :4.9% O:26.2%,(1) 實驗式? (2)0.061 克需以 0.1M 的 KO 5ml 滴 定, 求酸的分子量? (3)1.83 克溶於 50 克苯中 (K f =5.12), 使苯溶液凝固點下降 1.3, 則 由此測得的分子量為? 為何與 (2) 不同 (4) 分子式? (5) 示性式? 85 日 7 6 O 2,122,144 在苯中形成二聚物, 7 6 O 2, 6 5 OO 18. 已知化合物甲與化合物乙均為羧酸, 分子式同為 4 4O 4, 且化合物甲的熔點比化合物乙高 取化合物甲和化合物乙各 1.0 莫耳, 分別與 1.0 莫耳的氫氣在適當的反應條件下反應, 均得化 合物丙 試寫出化合物甲 乙及丙的結構式 97 指 反丁烯二酸 順丁烯二酸 丁二酸 19. 取某三酸甘油酯 6.38 克 ( 分子量 = 638) 與 50 毫升未知濃度的氫氧化鈉水溶液反應, 生成脂肪酸 鈉鹽與甘油 完全反應後, 將脂肪酸鈉鹽分離, 所得濾液需以 25 毫升的 0.2 M 1 水溶液恰 完全中和 試問此氫氧化鈉溶液的體積莫耳濃度 (M) 為?(A)0.1 (B)0.2 ()0.3 (D)0.7 (E) 指 D 20. 草酸加熱分解生甲酸 O 2 2 O 及某氣體,(1) 為何要再經 al 2 及 NaO? 來收集某氣體 (2)27 1atm 收集氣體 1.23 升重 1.4 克, 燃燒得 2.2 克 O 2, 求某氣體分子量? 及分子式? (3) 草酸分子量 90, 為二元酸, 其分子式? 指研 吸收水 吸收 O 2 及甲酸,28 O 2 2 O 含 O 的未知物 7.4 毫克, 完全燃燒之產物經無水過氯酸鎂吸收管, 再經氫氧化鈉吸收管, 前管增重 5.4 毫克, 後管增重 13.2 毫克,(1) 求實驗式? (2) 此物 0.21 克於 0.82 升密閉器內在 77 完全氣化, 測得與容器相連的 U 形管壓力計兩端汞面差在氣化前後由 0 增至 7.6cm, 求此 物分子量? 分子式? (3) 此物先加 1 粒鈉時無反應, 再加乙醇則生氣體, 此反應式為? (4) 此物被熱的 KO 溶液水解, 所得酸與硝酸銀氨溶液反應生銀, 此物示性式? 結構式? 87 日 3 6 O 2,73.5, 3 6 O 2,2 2 5 O+2Na ONa+ 2,OO 酯甲及乙分子量均 102, 均含碳 58.8% 氫 9.8%, 甲水解生丙及丁, 乙水解生丙及戊 (1) 丙是 日常食用調味料的主成分, 丁與 K 2 r 2 O 7 反應生己, 己有銀鏡反應生庚及銀 (2) 戊與 K 2 r 2 O 7 反應生辛 辛可去除指甲油 油漆 樹脂, 可清洗實驗器材 求甲至辛的命名與結構? 指研 乙酸正丙酯, 乙酸異丙酯, 乙酸,1- 丙醇,2- 丙醇, 丙醛, 丙酸根, 丙酮 23. 有關酯何者正確?(A) 根據同位素 18 O 示蹤劑顯示是酸的 與醇的 O 脫水酯化 (B) 酯的通式 ROOR () 可使藍色石蕊變紅 (D) 低分子量時有果香味 (E) 可當溶劑 BDE

51 第七章有機化合物 胺 胺 : 含氮的有機鹼,N 原子為 sp 3 混成軌域, 有 3 個 σ 鍵及 1 對的孤對電子一 胺的分類及命名 : 以 N 原子所接烷基分類及命名, N 原子如有接烷基, 其編號為 N- 1. 一級胺 (1 第一胺 ): N 原子只接有 1 個烷基,N 還接有 2 個, RN 2 三級丁胺 2. 二級胺 (2 第二胺 ): N 原子接有 2 個烷基,N 還接有 1 個, R 2 N 3. 三級胺 (3 第三胺 ): N 原子接有 3 個烷基,N 並無接, R 3 N 範例命名並標示幾級胺 甲基異丙基胺 2,N,N- 二甲基苯胺 3,N- 乙基苯胺 2, 4- 甲基苯胺 ( 對甲基苯胺 )1,4- 胺基苯甲酸 ( 對胺基苯甲酸 )1 範例結構式 :(1) 正丙胺 (2) 三甲胺 (3) 二乙胺 (4) 乙二胺 (5)N- 甲基苯胺 (6)4- 甲基苯胺 (7) 苯甲胺 示性式 :(1) N 2 (2)( 3 ) 3 N (3)( 2 5 ) 2 N (4) 2 N 2 2 N 2 (5) 6 5 N 3 (6) 6 4 ( 3 )N 2 (7) N 2

52 二 胺的物理性質 : 1. 一 二級胺有分子間氫鍵, 沸點 > 同碳數的醛酮烷, 但 < 醇, 但三級胺無氫鍵 2. 胺與水可生氫鍵, 碳數少的胺可溶於水, 碳愈多愈難溶水 3. 胺有臭味, 蛋白質腐敗分解有胺的臭味 第七章有機化合物 52 三 胺的化學性質 : 1. 胺為弱鹼性, 電解質, 溶水生 O -, 如同 N O N + 4 +O - 例 :RN O RN + 3 +O -, R 2 N + 2 O R 2 N + 2 +O -, R 3 N + 2 O R 3 N + +O - 2. 胺易溶於酸中, 酸鹼反應生成某銨離子 例 : 3 N N + 3 ( 甲銨離子 ), R 2 N + + R 2 N + 2, R 3 N + + R 3 N + 四 胺的製備 : 自行閱讀, 看看即可 1. 鹵烷與氨或胺反應生成胺例 : RX + 2N 3 RN 2 + N 4 l, RX + 2R N 2 R-N -R + R N 3 l 2. 苯胺 : (1) 硝基苯氫化還原生苯胺例 : (2) 以鐵 ( 鋅 錫 當還原劑 ) 在酸中將硝基苯還原生苯銨離子 ( 可溶於水, 與其他難溶水的有機雜 質分離 ), 過濾得濾液水溶液再與鹼生苯胺 ( 難溶於水而分離析出 ) 例 : 6 5 NO 2 + 3Fe N Fe O 6 5 N O N O 五 常見的胺 : 1. 苯胺 6 5 N 2 : (1) 有臭味的液體, 在空氣中會氧化呈褐色 (2) 苯胺難溶於水 ( 碳多 ), 可溶於酸中 ( 鹼性 ) (3) 可製成磺胺藥物 染料 甲基橙 ( 酸鹼指示劑 ) 六 胺的異構物及命名 : 1. n 2n+3 N: 未少, 均單鍵, 依一 二 三級胺分類來畫出結構式 n 2n+3 N 2 7 N 3 9 N 4 11 N 一 二 三級胺 = = = 8

53 範例 4 11 N 的異構物 : 不少, 均單鍵, 胺類 一級胺 : 4 9 -N 2 : 4 種 ( 正丁胺 二級丁胺 異丁胺 三級丁胺 ) 第七章有機化合物 53 二級胺 : 3 7 -N- 3 :2 種 ( 甲基正丙基胺 甲基異丙基胺 ) 2 5 -N- 2 5 :1 種 ( 二乙基胺 ) 三級胺 : N 3 ( 二甲基乙基胺 ) 例 1 何者易溶於鹽酸?(A) 苯胺 (B) 硝基苯 () 甲苯 (D) 苯 (E) 酚 78 夜 A 例 2 哪些正確? 第一胺可與水生氫鍵, 故均可溶於水 (E) 工業上可由 O 與氫製甲醇 ()2- 甲基 -2- 丁醇可氧化成酸 (D) 所有 87 夜 BE 例 3 鉑可催化哪些? (A) (B) () 6 6 +l l+ l (D) 3 (O) 3 3 O (E) 6 5 NO N O 79 夜 ABDE 例 4 萘 10 8 苯胺 阿司匹靈混合物分離如下,(1) 分液漏斗中液體分兩層, 上層為層 (2)ABDE 的主成分? (3) 在甲 乙的水層中有機物為? 79 日 (1) 乙醚 (2)Nal 阿司匹靈 N 2 Nal,(3) 6 5 N 3 l 乙醯柳酸鈉

54 第七章有機化合物 54 << 類題 >> 01. 安非他命如圖, 下列哪一個錯誤? (A) 在酸中溶解度 > 水中 (B) 可使 Fel 3 變紫色 () 可使石蕊變藍色 (D) 一級胺 B 02. 下列哪些正確?(A) 乙醚有 2 個碳原子 (B) 丙酸含羧基 () 丁酮有 2 種異構物 (D) 異丁醇為第一醇 (E) 環己胺為第三胺 87 日 BD 03. 寫出化學式及其在水溶液中的共軛酸化學式?(1) 二甲胺 (2) 柳酸鈉 82 日 ( 3 ) 2 N ( 3 ) 2 N 有關苯胺下列哪一個錯誤?(A) 第二胺 (B) 可由以鐵與稀鹽酸還原製備 () 難溶於水但可溶於鹽酸溶液 (D) 可與乙酐反應生乙醯胺苯 88 日 A 05. 三聚氰胺如圖, 下列哪兩項正確?(A) 高分子化合物 (B) 極性大 ()6 個氮皆有 1 對未鍵結電子對 (D)6 個氮的化性均相同 (E) 水溶液呈鹼性 101 學研 E 06. 瘦肉精是某一種藥物類型的稱呼, 並不是直接使用在人體的藥物, 而是被加在飼料中供動物食用時, 可促進蛋白質的合成, 讓動物多長精肉 ( 瘦肉 ) 少長脂肪 萊克多巴胺(Ractopamine) 的分子式為 NO 3, 屬於瘦肉精之一 已知萊克多巴胺的一分子中含有多個羥基 試問萊克多巴胺的結構中可能含有那些官能基?(A)-NO 2 (B)-OON 2 ()RNR (D)-OO (E)-O 101 指 E 07. 何者無分子間氫鍵但與水形成氫鍵?(A) 乙醚 (B) 乙醇 () 三乙胺 (D) 乙酸乙酯 (E) 氯化四甲胺 101 指研 AD 08. 瘦肉精結構如圖, 哪一個錯誤?(A) 含二級醇結構 (B) 有分子間氫鍵 () 水溶液呈酸性 (D) 水溶液加多侖試劑, 不會產生銀鏡 (E) 水溶液加 Fel 3 酒精水溶液, 會造成顏色改變 102 指 09. 有機化合物 PABA 及 DMAB 可吸收紫外線被用於防曬乳, 分子的構造如圖 下列敘述哪些正確?(A)PABA 屬於 α- 胺基酸 (B)DMAB 屬於三級胺 ()PABA 構造中有胺基與羧基 (D)DMAB 構造中有醚基 胺基及酯基 (E)PABA 上的孤電子對比 DMAB 多 104 指 B 10. 下列有機物甲 ~ 戊的敘述, 哪些正確?(A) 甲的沸點比乙高 (B) 在常溫下, 甲會被酸性的二鉻酸鉀溶液氧化 () 戊具有還原性, 可與多侖試劑產生銀鏡反應 (D) 丁在水中主要以 N + 3 ( 3 )OO - 的形式存在 (E) 丙可與鈉金屬反應, 所產生的鹽類可作為食物防腐劑 104 指 DE

55 第七章有機化合物 醯胺 醯胺 : 官能基為醯胺基的化合物, 有醯胺鍵 ( 肽鍵 ) 一 醯胺的命名 : ( 或乙醯苯胺或 N- 苯基乙醯胺 ) 範例命名 (1) 3 ON 2 (2)ON (3) 2 5 ON( 2 5 ) 2 乙醯胺,N- 正丙基甲醯胺,N,N- 二乙基丙醯胺,N- 苯基乙醯胺 ( 乙醯胺苯 ),N- 甲基苯甲醯胺 範例畫結構式 (1) 丙醯胺 (2)N,N- 二甲基甲醯胺 (3)N- 乙基苯甲醯胺 (4) 乙醯胺苯 (5) 苯乙醯胺 示性式 : 2 5 ON 2,ON( 3 ) 2, 6 5 ON 2 5, 3 ON 6 5, ON 2 二 醯胺的物理性質 1. 醯胺分子間通常有氫鍵, 沸點較高 2. 醯胺與水可生氫鍵, 碳數少的胺可溶於水, 碳愈多愈難溶水 三 醯胺的化學性質 : 大多視為中性 1. 醯胺在酸或鹼溶液加熱可水解 例 : 在酸中水解成羧酸及銨根 RON O ROO + N 4 例 : 在鹼中水解成羧酸根及氨

56 四 醯胺的製備 : 1. 羧酸的衍生物 ( 醯氯或酸酐或酯 ) 與氨 ( 或一 二級胺 ) 反應 : 第七章有機化合物 56 註 : 若直接用羧酸, 則是進行酸鹼中和生鹽類, 如 3 OO+N 3 3 OON 4 醋酸銨註 : 工業上再加熱 3 OON 4 醋酸銨可製得乙醯胺 醯胺 例 : 乙醯氯與 2 個氨反應製備乙醯胺 例 : 乙酐與苯胺反應製備乙醯胺苯 ( 又稱乙醯苯胺 ) 例 : 五 常見的醯胺 : 1. 乙醯胺苯 ( 乙醯苯胺 ): 請畫結構 (1) 可當鎮痛劑 2. 對胺基苯磺醯胺 ( 磺胺 ): (1) 可當消炎劑 3. 尿素 : (N 2 ) 2 O 例 1 哪些為同分異構物?(A) 乙醇 甲醚 (B) 丙醛 丙酮 () 乙酸 甲酸甲酯 (D) 乙胺 乙醯胺 (E) 苯 1,3,5- 己三烯 78 日 AB 例 2 哪一個正確? (A) 苯與乙醯胺反應生乙醯胺苯 (B) 乙酸與氨生成胺基乙酸 () 兩個 α- 胺基酸 縮合可得二肽, 肽鍵為醯胺鍵 (D) 苯胺不溶於鹽酸 82 日

57 第七章有機化合物 57 例 3 磺胺的製藥過程哪些所用試劑正確?(A)NO 2 (B) 鐵與鹽酸 ()NaO (D) 3 Ol (E) 2 SO 4 ans: (a) 硝化 : 苯與濃硝酸在濃硫酸催化下取代生硝基苯 NO NO O (b) 6 5 NO 2 + 3Fe N Fe O (c) 6 5 N O N O (d) 苯胺與乙醯氯生乙醯胺苯 6 5 N Ol 3 ON 6 5 +l (e) 磺酸化 : 與濃硫酸共熱 (1) 磺醯胺化 (2) 醯胺在鹼性水溶液中水解 90 日 BDE 例 4 哪些正確? (A) 熔點 : 正戊烷 > 新戊烷 (B) 沸點 : 正丁醇 > 乙醚 () 酸性 : 乙酸 > 乙醇 (D) 鹼性 : 甲胺 > 乙醯胺 (E) 與溴的反應活性 : 丁烯 > 丁烷 89 日 BDE 例 5 由苯利用 (1) 硝化 (2) 鐵與鹽酸來還原 (3) 乙醯氯與鹼來乙醯化共三個反應來製備乙醯胺苯 (A) 寫出此三個反應 (B) 前兩個反應產率 70% 及 90%, 而得 克苯胺, 需? 克苯 ()18.6 克苯胺與 18.6 克乙醯氯最多可得? 克乙醯胺苯 ans: (1) NO NO O (2) 6 5 NO 2 +3Fe N Fe O (3) 先 6 5 N O N O, 再 6 5 N Ol +O - 3 ON O+l - 即 6 5 N O Ol 3 ON O + l - (B) NO N 2, 設苯 X 克, 6 6 = N 2 =93 (X/78) (X/78) 70% (X/78) 70% 90% (X/78) 70% 90% = 58.59/93, X = 78(g) () 6 5 N 2 =93,mol=18.6/93 = 0.2( 限量試劑 ), 3 Ol = 78.5,mol= 18.6/78.5 = 苯胺 + 1 乙醯氯 1 乙醯胺苯 3 ON 6 5 = 8 9 ON =135, 重 = 27(g) 用 0.2mol 0.2 生 日 78,27

58 第七章有機化合物 58 << 類題 >> 01. 寫出結構式 :(1) 亞磷酐 (2) 甘油 (3) 對胺苯磺醯胺 (4)N- 乙基乙醯胺 78 日 02. 寫反應式 :(1) 乙醯氯與 2 當量的氨反應 (2) 苯胺與乙酐反應 夜 03. 由下表回答問題 :(1) 哪個化合物可與二鉻酸鉀溶液反應生成酮類?( 寫出代號與中文名稱 ) (2) 哪一個化合物可與多侖試液反應得銀鏡?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ) (3) 哪一個化合物具有最高的熔點?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ) (4) 哪一個化合物可以有反式異構物?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ) 96 指 (1)L 環戊醇 (2)E 己醛 (3)G 苯甲酸 (4)O 順 -2- 庚烯 3 ( 2 ) 4 O (A) (B) () (D) (E) 3 OO ( 2 ) 2 O (F) (G) () (I) (J) N( 3 ) 2 3 O 3 (K) (L) (M) (N) (O) 04. 某常見止痛劑的分子結構如圖, 有關此分子的敘述哪些正確?(A) 屬於酮類 (B) 有肽鍵 () 有分子內氫鍵 (D) 溶水呈鹼性 (E) 與 Fel 3 反應生成紫色錯合物 101 指研 BE 05. 油炸食物超過 130 會出現致癌物丙烯醯胺, 其化學式為? (A) 2 2 N 2 (B) 2 O 2 N 2 () 3 2 ON 2 (D) ON 2 (E) 2 ON 指 E 06. 透明質酸 ( 玻尿酸 ) 常用於醫藥美容, 結構如圖, 有哪些官能基? (A) 羧基 (B) 鹵基 () 酯基 (D) 羥基 (E) 醯胺基 (F) 醚基 103 學 ADEF