資源簡介 高考有機化學實驗的考點分析???? 有機制備實驗的考査方式 要通過選擇正確的制備路線和合適的反應裝置來制備合成。由于制備的物質往往是混有過量的反應物及副產物的混合物,還需要通過適當的手段對物質進行分離和提純,才能得到純度較高的產品。 有機制備實驗往往包括兩個過程:制備合成和分離純化 (1) 制備合成過程: ①反應原理:合成路線的選擇與評價,可能的副反應控制; ②反應裝置:儀器的選擇、識別,裝置作用分析; ③?操作順序:如加料順序、點火加熱順序、反應條件的控制等。 (2) 分離提純過程: 分析雜質:產生原理及可能混有的雜質; 除雜試劑:所加試劑的作用及目的; 除雜方法:操作順序、注意事項等細節等。 產品檢驗:對產品進行產率的計算、是純度的測定等。 有機制備實驗的應對策略 發生裝置:若所制備的是氣體物質,就選用氣體發生裝置; 固體或液體物質裝置:則需要根據反應條件、反應原料和反應產物的性質等選擇合適的發生裝置。如根據反應產物與反應原料的沸點差異,制備裝置可以分為兩類:蒸餾裝置:一般產物的沸點明顯低于反應原料的沸點,可選擇蒸餾裝置。如乙酸乙酯的制備,及時地將產物蒸出有利于化學平衡正向移動從而提髙產率; 回流裝置:如果產物的沸點高于反應原料的沸點,則多采用回流裝置。如硝基苯的制備,因為有機制備實驗往往反應時間長,反應原料易揮發,采用回流裝置能減少原料的損失。裝置主要由反應容器和冷凝(管)裝置組成。反應容器:圓底燒瓶、雙頸燒瓶或三頸燒瓶等。 冷凝管:直形冷凝管、球形冷凝管、蛇形冷凝管和空氣冷凝管。使用時需要根據用途及反應混合物的沸點高低來選擇。蒸餾:多用直形冷凝管,但當被加熱的液體沸點髙于140℃時,可選用空氣冷凝管,以免冷凝管通水冷卻時導致玻璃溫差大而炸裂。回流:多選用球形冷凝管,其受熱面積大,冷凝效果好。若被加熱的液體沸點很低或其中有毒性較大的物質時,則可選用蛇形冷凝管,以提高冷卻效率。此外,根據反應的不同,還可在反應容器上裝配其他儀器。如溫度計、攪拌器、滴加液體的分液漏斗(或恒壓滴液漏斗)、干燥管、分水器等,如果反應中有氣體生成,還必須有氣體吸收裝置。 掌握有機物分離提純的一般步驟和方法,分析產品中的雜質: ①分析雜質:制得的產品中的雜質主要有三個來源:一是未反應完全的原料,包括催化劑;二是生成物中除產物外的其他物質;三是副反應產物。 ②液體產物的純化:粗分離:液體產品的提純往往包括粗分離和精分離兩個提純過程。在粗分離過程中,通常是三個步驟:第一步水洗,目的是洗去大部分易溶于水的雜質;第二步無機試劑洗滌,目的是洗去容易與無機試劑反應的雜質,如乙酸乙酯的制備中用飽和如Na2CO3溶液洗去乙酸,制取溴苯后加NaOH溶液洗去液溴等;第三步再水洗,洗去第二步中加入的無機試劑。每一次洗滌后均需分液。精分離:一般是在粗分離后,向粗產品中先加干燥劑除去微量水,再蒸餾,收集溫度為產物沸點的餾分,即得到較高純度的產品。 ③固體產物的純化:固體粗產物可用過濾、重結晶等方法來精制。要注意掌握并運用過濾、分液、蒸餾、重結晶等物質分離提純的基本方法。 計算產率:在計算時,要判斷過量與不足,應用不足量的反應物的量代入化學方程式,計算出產物的理論產量:產率=實際產量/ 理論產量×100%。 實驗分析評價的方法,可以從以下幾方面考慮:? ? ①反應原理:若可逆反應,反應物不可能全部轉化成產物;若有副反應,一部分原料消耗在副反應中。 ②實驗操作:在制備反應中,若反應時間不足、溫度控制不好或攪拌不夠充分等都會引起實驗產率降低;此外,分離和提純過程中也可能造成較大的損失。 有關實驗中常用的實驗方法: 1、有機化學反應加熱方法: 一般不采用明火直接加熱,許多有機物易揮發、易燃,容易造成安全問題;另外儀器也容易受熱不均勻而破裂。如果要控制加熱的溫度,增大受熱面積,使反應物質受熱均勻,避免局部過熱而分解,常采用減壓蒸餾、或回流,但低沸點易燃物等不適用,最好用適當的熱浴加熱。 常用的控溫方式有:水浴加熱、冷水浴或冰水浴。? 2、沸石的作用:防止暴沸,使沸騰保持平穩。 一般加熱回流、蒸餾、分餾、水蒸汽發生器產生水蒸汽都需要加沸石。但減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、電動攪拌反應不需要加沸石。如果事先忘了加沸石,決不能在液體加熱到沸騰時補加。因為這樣會引起劇烈暴沸,使液體沖出瓶外,還容易發生著火事故。故應該在冷卻一段時間后再補加。 3、無水CaCl2等有機干燥劑:由于醇、酚、胺類物質能與CaCl2形成絡合物,故無水CaCl2不能干燥這些物質。由于工業CaCl2中含有氫氧化鈣和氧化鈣,故也不能干燥酸類物質。 4、冷凝回流裝置:在室溫下反應速度很慢或難以進行,為了使反應盡快地進行,常常需要使反應物質較長時間保持沸騰。在這種情況下,就需要使用回流冷凝裝置,使蒸氣不斷地在冷凝管內冷凝后返回反應器中,以防止反應瓶中的物料逃逸損失。回流裝置一般用球形冷凝管,自下而上通冷卻水,水流速度不必很快。 5、蒸餾裝置構造、安裝及注意事項: 蒸餾裝置主要包括蒸餾燒瓶、蒸餾頭、溫度計、直形冷凝管、接液管和接受瓶。安裝時注意事項: (1)一般的安裝順序是自下而上,從左到右安裝。 (2)常壓蒸餾裝置必須與大氣相通。 (3)蒸餾瓶中的物料量應占蒸餾瓶容積的1/3~2/3。 (4)溫度計安裝的標準高度是:水銀球的上端應與蒸餾頭支管的下沿在一條水平線上。 (5)當蒸餾沸點高于140℃的物質時,應該換用空氣冷凝管。 6、直形冷凝管和球形冷凝管區別: 直形冷凝管主要用于蒸餾; 球形冷凝管主要用于回流,它的內夾層為球狀,增加了冷卻的面積。但不能用于蒸餾,因為在小球部會殘留物料。 7、蒸餾和分餾的區別: 普通蒸餾法只能分離液體和不揮發的物質、或混合物中各組分沸點相差較大的液體。如果混合物中各組分的沸點相差不太大,用普通蒸餾法就難以分開,這時就需要用分餾方法進行分離。分餾的原理就是在分餾柱中進行多次氣化和冷凝,相當于進行多次的蒸餾,而把各組分分開。分餾的效率視分餾柱的類型和高度而定。目前,最精密的分餾設備能把沸點相差1-2℃的混合物分開。 8、重結晶原理:固體有機物在溶劑中的溶解度與溫度有關,一般溫度升高,溶解度增大。若把樣品溶解在熱溶劑中達到飽和,冷卻時由于溶解度的降低,溶液變成過飽和而析出晶體。利用溶劑對被提純物質和雜質的溶解度不同,可使被提純物質從過飽和溶液中析出,而讓雜質全部或大部分仍留在溶液中,從而達到提純的目的。 9、乙酸乙酯制備時提高產率的措施:讓乙醇過量,邊反應邊蒸出反應生成的酯和水,使平衡向右移動。 10、粗乙酸乙酯純化:分別用飽和Na2CO3溶液洗滌除去乙酸、飽和食鹽水洗滌殘余的Na2CO3、飽和CaCl2溶液洗滌除去乙醇、無水硫酸鎂干燥除去殘余的水。 11、升華法純化固體物質滿足條件及特點:被升華的物質只有在其熔點溫度以下具有相當高的蒸氣壓(高于2.67KPa),才可用升華法純化。升華可除去不揮發的雜質,常可得到較高純度的產物,但其操作時間長,損失也較大,在實驗室里只適用于較少量物質的純化。 12、減壓蒸餾適用物質:減壓蒸餾特別適用于那些在常壓蒸餾時,未達到沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質的純化。也適應于那些沸點較高,常壓不容易蒸出的物質的蒸餾。 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫