【高中化学】有机条件汇总

鉴于高中阶段有机化学的反应条件错综复杂又难以记忆,故特此整理一下高中涉及的大部分有机反应的条件。

顺便推荐一下人教官方的 高中化学选必三电子课本 (o゜▽゜)o☆

注:由于 KaTeX\KaTeX 限制,下文苯环均写为 Ph\rm Ph

不知不觉也要进入高三了啊…╮(╯_╰)╭

加热

仅加热

苯的磺化

Ph+H2SO4(7080°C)ΔPhSO3H+H2O\rm Ph + H_2SO_4 \xrightleftharpoons[(70\sim80\degree C)]{\Delta} Ph{-}SO_3H + H_2O

醛基的检验

银氨溶液:

RCHO+2[Ag(NH3)2]OHΔRCOONH4+2Ag+3NH3+H2O\rm R{-}CHO + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{\Delta} R{-}COONH_4 + 2Ag\downarrow + 3NH_3 + H_2O

新制 Cu(OH)2\rm Cu(OH)_2 (斐林试剂) (由● 蓝色 变为)● 砖红色 沉淀

RCHO+2Cu(OH)2+NaOHΔRCOONa+Cu2O+3H2O\rm R{-}CHO + 2Cu(OH)_2 + NaOH \xrightarrow{\Delta} R{-}COONa + Cu_2O \downarrow + 3H_2O

酯的彻底水解(含皂化)

以乙酸乙酯为例

CH3COOCH2CH3+NaOHΔCH3COONa+CH3CH2OH\rm CH_3COOCH_2CH_3 + NaOH \xrightarrow{\Delta} CH_3COONa + CH_3CH_2OH

以苯酚甲酯为例:

PhOOCH+2NaOHΔPhONa+CHOONa+H2O\rm Ph{-}OOCH + 2NaOH \xrightarrow{\Delta} Ph{-}ONa + CHOONa + H_2O

皂化反应书写过于复杂,此处不做赘述

酰胺水解

以乙酰胺为例,酸性条件下:

CH3CONH2+HCl+H2OΔCH3COOH+NH4Cl\rm CH_3CONH_2 + HCl + H_2O \xrightarrow{\Delta} CH_3COOH + NH_4Cl

碱性条件下:

CH3CONH2+NaOHΔCH3COONa+NH3\rm CH_3CONH_2 + NaOH \xrightarrow{\Delta} CH_3COONa + NH_3\uparrow

D-A反应

即1,4加成

CH2=CHCH=CH2+CH2=CH2ΔC6H10环己烯\rm CH_2{=}CHCH{=}CH_2 + CH_2{=}CH_2 \xrightarrow{\Delta} \mathop{C_6H_{10}}\limits_{\text{环己烯}}

加热+稀硫酸

仅有酯的不完全水解,以乙酸乙酯为例

CH3COOCH2CH3+H2OΔ稀硫酸CH3COOH+CH3CH2OH\rm CH_3COOCH_2CH_3 + H_2O \xrightleftharpoons[\Delta]{\text{稀硫酸}} CH_3COOH + CH_3CH_2OH

油脂同理,此处不做展开

加热+浓硫酸

苯的硝化

Ph+HNO35560°C浓硫酸PhNO2+H2O\rm Ph + HNO_3 \xrightarrow[55\sim60\degree C]{\text{浓硫酸}} Ph{-}NO_2 + H_2O

制备TNT(甲苯硝化)

PhCH3+3HNO3Δ浓硫酸PhCH3(NO2)32,4,6-三硝基甲苯+3H2O\rm Ph{-}CH_3 + 3HNO_3 \xrightarrow[\Delta]{\text{浓硫酸}} \mathop{Ph{-}CH_3({-}NO_2)_3}\limits_{\text{2,4,6{-}三硝基甲苯}} + 3H_2O

醇的卤代

此处使用乙醇+溴化氢演示

CH3CH2OH+HBrΔ浓硫酸CH3CH2Br+H2O\rm CH_3CH_2OH + HBr \xrightarrow[\Delta]{\text{浓硫酸}} CH_3CH_2Br + H_2O

醇的消去

CH3CH2OH170°C浓硫酸H2C=CH2+H2O\rm CH_3CH_2OH \xrightarrow[170\degree C]{\text{浓硫酸}} H_2C{=}CH_2\uparrow + H_2O

当反应物为乙醇时,必须标注 170°C\rm 170\degree C,但其余醇类不需要

醇的成醚

2CH3CH2OH140°C浓硫酸C2H5OC2H5+H2O\rm 2CH_3CH_2OH \xrightarrow[140\degree C]{\text{浓硫酸}} C_2H_5OC_2H_5 + H_2O

当反应物为乙醇时,必须标注 140°C\rm 140\degree C,但其余醇类不需要

酯化反应

此处使用乙醇+乙酸演示

CH3CH2OH+CH3COOHΔ浓硫酸CH3COOCH2CH3+H2O\rm CH_3CH_2OH + CH_3COOH \xrightleftharpoons[\Delta]{\text{浓硫酸}} CH_3COOCH_2CH_3 + H_2O

加热+特殊溶剂

水—卤代烃水解

CH3CH2Br+NaOHΔH2OCH3CH2OH+NaBr\rm CH_3CH_2Br + NaOH \xrightarrow[\Delta]{H_2O} CH_3CH_2OH + NaBr

醇—卤代烃消去

CH3CH2Br+NaOHΔC2H5OHH2C=CH2+NaBr+H2O\rm CH_3CH_2Br + NaOH \xrightarrow[\Delta]{C_2H_5OH} H_2C{=}CH_2\uparrow +NaBr+H_2O

加热+催化剂

烯炔含氢加成

烯炔含氢加成包括:与 HX\rm HXH2\rm H_2HCN\rm HCN 加成

炔烃还包括与 H2O\rm H_2O 加成生成,但烯烃不行

CH2=CH2+H2Δ催化剂CH3CH3\rm CH_2{=}CH_2 + H_2 \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} CH_3CH_3

CH2=CH2+HBrΔ催化剂CH3CH2Br\rm CH_2{=}CH_2 + HBr \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} CH_3CH_2Br

CHCH+2H2Δ催化剂CH3CH3\rm CH{\equiv}CH + 2H_2 \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} CH_3CH_3

CHCH+HCNΔ催化剂CH2=CHCN\rm CH{\equiv}CH + HCN \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} CH_2{=}CHCN

CHCH+H2OΔ催化剂CH3CHO\rm CH{\equiv}CH + H_2O \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} CH_3CHO

苯的加成

生成环己烯

Ph+3H2ΔPt/Ni(CH2)6环己烷\rm Ph + 3H_2 \xrightarrow[\Delta]{Pt/Ni} \mathop{(CH_2)_6}\limits_{\text{环己烷}}

Cu/Ag—醇的催化氧化

2CH2CH2OH+O2ΔCu/Ag2CH3CHO+2H2O\rm 2CH_2CH_2OH + O_2 \xrightarrow[\Delta]{Cu/Ag} 2CH_3CHO + 2H_2O

醛/酮的还原

CH3CHO+H2Δ催化剂CH2CH2OH\rm CH_3CHO + H_2 \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} CH_2CH_2OH

醛的催化氧化

2CH3CHO+O2Δ催化剂2CH2CHOOH\rm 2CH_3CHO + O_2 \xrightarrow[\Delta]{\text{催化剂}} 2CH_2CHOOH

Ag—环氧乙烷

2CH2=CH2+O2ΔAg2C2H4O环氧乙烷\rm 2CH_2{=}CH_2 + O_2 \xrightarrow[\Delta]{Ag} 2\mathop{C_2H_4O}\limits_{\text{环氧乙烷}}

酚醛树脂

酚醛树脂的制备分为酸性条件下的和碱性条件下的,但高中阶段只含有酸性条件的反应方程式。

该反应可以分为两步。

PhOH+HCHOΔH+Ph(OH)CH2OH邻羟基苯甲醇(1)\tag{1}\rm Ph{-}OH + HCHO \xrightarrow[\Delta]{H^{+}} \mathop{Ph{(-OH)}{-CH_2OH}}\limits_{\text{邻羟基苯甲醇}}

nPh(OH)CH2OH邻羟基苯甲醇ΔH+H [Ph(OH)CH2]nOH+(n1) H2O(2)\tag{2}\rm n\mathop{Ph{(-OH)}{-CH_2OH}}\limits_{\text{邻羟基苯甲醇}} \xrightarrow[\Delta]{H^{+}} H\space{[\mathllap{-}Ph{(-OH)}{-}CH_2\mathrlap{-}]}_nOH + (n-1)\space H_2O

在碱性条件下,第 (1)(1) 步可能会生成多元羟甲基苯酚,第 (2)(2) 步生成的往往是网状结构的酚醛树脂。

加热+加压+催化剂

工业反应一般条件都较为复杂

工业制乙醇

CH2=CH2+H2OΔ, 加压催化剂CH3CH2OH\rm CH_2{=}CH_2 + H_2O \xrightarrow[\Delta,\space\text{加压}]{\text{催化剂}} CH_3CH_2OH

工业制乙二醇

C2H4O环氧乙烷+H2OΔ, 加压催化剂CH2OHCH2OH乙二醇\rm \mathop{C_2H_4O}\limits_{\text{环氧乙烷}} + H_2O \xrightarrow[\Delta,\space\text{加压}]{\text{催化剂}} \mathop{CH_2OHCH_2OH}\limits_{\text{乙二醇}}

光照

光照条件下发生的反应仅有一种——烃基上的卤代

CH4+Cl2光照CH3Cl+HCl\rm CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{\text{光照}} CH_3Cl + HCl

仅催化剂

苯环卤代

Ph+Br2FeBr3PhBr+HBr\rm Ph + Br_2 \xrightarrow{FeBr_3} Ph{-}Br + HBr \uparrow

此处 Br2\rm Br_2 为纯液溴,Fe\rm FeBr2\rm Br_2 反应时会放出大量热,故无需加热便可进行。

石油裂化

C8H18催化剂C4H10+C4H8\rm C_8H_{18} \xrightarrow{\text{催化剂}} C_4H_{10} + C_4H_8

加聚反应

nCH2=CH2催化剂 [CH2CH2]n\rm nCH_2{=}CH_2 \xrightarrow{\text{催化剂}}\space {[\mathllap{-}CH_2{-}CH_2\mathrlap{-}]}_n

醛的延长

醛+氢氰酸:

CH3CHO+HCN催化剂CH3CH(OH)CN\rm CH_3CHO + HCN \xrightarrow{\text{催化剂}} CH_3CH(OH)CN

羟醛缩合:

2CH3CHO催化剂CH3CβH(OH)CαH2CHO\rm 2CH_3CHO \xrightarrow{\text{催化剂}} CH_3\overset{\beta}{C}H(OH)\overset{\alpha}{C}H_2CHO

高温

仅有 CH4\rm CH_4 的高温分解

CH4高温C+2H2\rm CH_4 \xrightarrow{\text{高温}} C + 2H_2

无条件

烯炔的卤素加成

烯炔+卤素单质的水/四氯化碳溶液

CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br\rm CH_2{=}CH_2 + Br_2 \longrightarrow CH_2BrCH_2Br

CH2=CHCH=CH2+Br2CH2BrCHBrCH=CH2\rm CH_2{=}CHCH{=}CH_2 + Br_2 \longrightarrow CH_2BrCHBrCH{=}CH_2

CH2=CHCH=CH2+Br2CH2BrCH=CHCH2Br\rm CH_2{=}CHCH{=}CH_2 + Br_2 \longrightarrow CH_2BrCH{=}CHCH_2Br

CHCH+2Br2CHBr2CHBr2\rm CH{\equiv}CH + 2Br_2 \longrightarrow CHBr_2CHBr_2

醇/酚和钠

2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2\rm 2CH_3CH_2OH + 2Na \longrightarrow 2CH_3CH_2ONa + H_2\uparrow

2PhOH+2Na2PhONa+H2\rm 2Ph{-}OH + 2Na \longrightarrow 2Ph{-}ONa + H_2\uparrow

羧酸/酚与碱

CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O\rm CH_3COOH + NaOH \longrightarrow CH_3COONa + H_2O

PhOH+NaOHPhONa+H2O\rm Ph{-}OH + NaOH \longrightarrow Ph{-}ONa + H_2O

胺与酸

CH3CH2NH2+HClCH2CH2NH3Cl\rm CH_3CH_2NH_2 + HCl \longrightarrow CH_2CH_2NH_3Cl

酚与浓溴水

PhOH+3Br2PhOH(Br)3+3HBr\rm Ph{-}OH + 3Br_2 \longrightarrow Ph{-}OH({-}Br)_3 \downarrow + 3HBr

溴水氧化醛

CH3CHO+Br2+H2OCH3COOH+2HBr\rm CH_3CHO + Br_2 + H_2O \longrightarrow CH_3COOH + 2HBr

强氧化剂

烯炔、苯环上的烃基(且与苯环相连的碳上含氢)、醇、酚、醛、草酸均可使 KMnO4/H+\rm KMnO_4/H^{+} 褪色,其中烯烃和苯的氧化经常被用作所短碳链。

其中醇还可使 K2Cr2O7\rm K_2Cr_2O_7● 橙色 变为● 灰绿色

显色

仅有苯酚遇 FeCl3\rm FeCl_3● 紫色,在空气中变● 粉红色

不要死在那个夏天