高二基礎化學(二)第三章有機化合物

選修化學

第七章 有機化合物

2014 年 9 月 彙編

第一節有機物的定義與分類

壹、有機物的定義

1.有機化合物是碳氫化合物及其衍生物，但是以下三類物質被列為無機物： (1) CO、CO2、H CO2 3、CS2等分子； (2) 2 3 CO _、 3 HCO_、 CN、CNO及SCN等離子化合物； (3) 石墨、金剛石、SiC等網狀固體。 2. 1828 年德國科學家米勒首先合成尿素((NH2 2) CO)，開創人工合成有機物之端。進行 實驗將氰酸銨加熱製成尿素： NH4CNO  3. 碳為四價元素，碳除與其他原子鍵結外，碳彼此能鍵結成各種鏈狀或環狀的眾多化 合物，總數達一千一百萬餘種(目前化合物有一千三百萬餘種)，且逐年增加。 【範例 1】 下列何者不為有機化合物？

(A)CH OH3 (B)尿素 (C)甲烷 (D)CO2 (E)氰化鉀(KCN ) (F)CO (G)H CO2 3 (H)HCN (I)

2 2 C H 。。 Ans：(D)(E) (F) (G) (H) 【範例 2】 尿素（NH2）2CO（分子量＝60）是工業上重要的化學原料，也可作為農作物的肥料成分。由 氨與二氧化碳反應可得尿素和水，若在高壓反應容器內加入34 克氨（分子量＝17）與 66 克 二氧化碳（分子量＝44），假設氨與二氧化碳完全反應後，則下列有關此反應化學計量的敘 述，哪幾項是正確的？ (A)平衡的化學反應式是 NH3 (g) + CO2 (g) →（NH2）2CO(aq) + H2O(l) (B)剩餘 8 .5 克的氨未反應 (C)剩餘 22 克的二氧化碳未反應 (D)生成 60 克的尿素 (E)生成 18 克的水 Ans：(C)(D)(E)

貳、有機物的分類

一、烴：碳氫化合物 烴類 ：有機化合物中只含碳和氫兩種元素者，稱為碳氫化合物，簡稱烴類 鏈狀烴 ：分子中的碳原子以開鏈方式連接者，稱為鏈狀烴 H2N C NH2 O

環狀烴 ：分子中的碳原子以環狀結構連接者，稱為環狀烴。 鏈狀烴又可分 飽和烴 與 不飽和烴 ；含有苯環結構者稱 芳香烴 ，環狀烴中不含苯環結 構者稱 脂環烴 ，鏈狀烴與脂環烴合稱 脂肪烴 。 類 別 通 式 最 簡 物 烴 鏈狀烴 飽和烴 烷類 C Hn 2n2 甲烷 CH4 n≧1 不飽和烴 烯類 C Hn 2n 乙烯 C H2 4 n≧2 炔類 脂肪烴 C Hn 2n2 乙炔 C H2 2 n≧2 環狀烴 脂環烴 環烷類 C Hn 2n 環丙烷C H3 6 n≧3 環烯類 C Hn 2n2 環丙烯C H3 4 n≧3 芳香烴 苯系烴 C Hn 2n6 苯 C H6 6 n≧6 萘系烴 C Hn 2n12 萘 C H10 8 n≧10 蒽系烴 C Hn 2n18 蒽 C H14 10 n≧14 1、鏈狀烴 (1)可分為 A. 飽和烴 (分子中碳原子間皆以______鍵相連接者); B. 不飽和烴 (分子中碳原子間含有_____鍵或_____鍵者)。 (2)碳原子間皆以單鍵結合者稱烷系烴或烷類，以通式C Hn 2n2表示，其中n 表示碳之 數目，最簡單者為甲烷(CH4)。 (3)C Hn 2n1稱為烷基，常用符號(R)來表示，最簡單者為甲基(CH3)。 (4)含____鍵者，稱為烯系烴或烯類，以通式C Hn 2n表示，最簡單者為乙烯( 2 2 H C CH ) (5)含____鍵者，稱為炔系烴或炔類，以通式C Hn 2n2表示，最簡單者為乙炔( HC CH ) 2、環狀烴 (1)可分為 A. 脂環烴：在環狀烴分子中，碳原子間以單鍵或雙鍵相連接成環狀者。 B. 芳香烴：在環狀烴分子中，含有一個或多個苯環。 (2)脂環烴分子中僅由單鍵形成環狀者，稱為環烷類，通式C Hn 2n表示(通式與烯類相 同) ，最簡單之分子為環丙烷(C H3 6)。若脂環烴分子中含有雙鍵者，稱為環烯類，通式 以C Hn 2n2表示(通式與炔類相同)。最簡單之分子為環丙烯(C H3 4)。 【範例 3】

分子式為C4H8的化合物具有許多同分異構物，這些異構物可能屬於下列那些類別﹖ (A)烷類、烯類　　(B)烯類、炔類　　(C)炔類、烷類　　(D)芳香類、烷類 Ans：(A) (3)芳香烴中最簡單者為苯(C H6 6)；含二個苯環者為萘(C H10 8)；含有三個苯環者為蒽、 菲(C H14 10)，此兩種屬同分異構物。(於本章第四節介紹) 二、烴類衍生物：含C、H、O、N、P、S、X … 常見的官能基如下表：(於高三之有機化合物詳細介紹) 官能基 記 號 最簡化合物 官能基 記 號 最簡化合物 羥基 OH 甲醇CH OH3 胺基 NH2 甲胺CH NH3 2

醛基 CHO 甲醛HCHO 醯胺基 CONH2 甲醯胺HCONH2

羰基 CO 丙酮CH COCH3 3 苯基 C H6 5 苯C H6 6 羧基 COOH 甲酸HCOOH 烷基 R（C Hn 2n1 ） 甲烷CH4 醯基 R C O 甲醛 _{H C} O

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

01. 下列何者物質為不飽和烴？ (A)環戊烷 (B)環己烯 (C)丙烯 (D)丙炔 (E)丙烷。 02. 下列烴類化合物之最簡物，何者分子量最小？ (A)烯 (B)環烷 (C)環烯 (D)炔 (E)苯。 03. 下列物質何者為脂環烴？ (A)環戊烷 (B)環己烯 (C)乙炔 (D)乙烷 (E)乙烯。 04. 下列物質何者為芳香烴？ (A)苯 (B)萘 (C)蒽 (D)乙炔 (E)丁烯。 05. 寫出下列化學式？ (A)甲苯 (B)環己烷 (C)環戊烯 (D)丁炔 (E)蒽。

※

牛刀小試解答※

1. BCD 2. D 3. AB 4. ABC 5. 略 H H

參、有機物的鍵結原理

鍵結量： 根據鍵結原理，即可得知化合物可不可能存在。 【範例 1】 下列分子何者不符合鍵結原理？ (A)CH ON4 (B)C H O N2 7 2 (C)C H4 5 (D)C H Cl3 7 (E)C H O4 12 。 Ans：(A)(C)(E) 【範例 2】 下列何項分子式不符合鍵結原理？ (A)C H6 13 (B)C H O12 25 2 (C)C H Br12 20 (D)C H S6 10 (E)C H N12 22 。 Ans：(A)(B)(C)(E) 【範例 3】 依鍵結原理判斷下列化合物中何者不可能存在？ (A)C H N2 6 2 (B)C H8 20 (C)C H NO2 7 2 (D)C H Cl N OS10 18 2 4 (E)C H O4 12 2。 Ans：(B)(E)

肆、決定有機物之分子結構

原子 C N _{N O} _{O S H X} 鍵結數 4 4 3 3 2 2 1 1

有機分子雖僅含少數幾種原子，但分子內原子組合方式不同，性質也就不同。所以要瞭 解有機物的特性，必須要先確定有機物的結構。 一、決定有機物組成及結構之過程，以乙烷(C2H6)為例： 1. 元素分析 (EA)：由定性分析得知，乙烷含有碳和氫兩種元素。 2. 核磁共振 (NMR)：由定量分析得知乙烷組成中，碳與氫之原子數比為 1：3。 3. 質譜儀 (MS)：測定得知乙烷的分子量為 30。 由以上三步驟得知其分子式為C H2 6，兩個碳原子只有一種結合方式，每個碳原子各結 合三個氫原子。所以，乙烷的結構式為 二、另以燃燒分析法得到化合物之化學式：（此僅限於分子內含C、H 或 C、H、O 者） 實驗裝置圖 (CuO可使燃燒不完全的H變成H O2 ，C變成CO2) 1. 先求得實驗式： (1)Mg ClO( 4 2) 增加的重量為H O2 重，可算出有機物中_____重。 (2)NaOH增加的重量為CO2重，可算出有機物中_____重。 (3)試樣重 －_____重 －_____重 ＝_____重。(如此可知得 C、H、O 原子的比值) 2. 分子式的求法： 知道實驗式後，再測量化合物的分子量，即可求其分子式。 分子量的求法視該有機物的特性而有不同的方式。 【範例 1】 由元素分析，得知乙二醇(ethylene glycol)含碳、氫、氧三元素。今稱取此樣品 15.5 g 置入燃燒 C C H H H H H H

爐中完全燃燒，生成CO2 22.0 g 及H O2 13.5 g。試求乙二醇的實驗式。 Ans：CH O3 【範例 2】 如範例1：乙二醇的實驗中，測得其分子量數據為 62.4，求乙二醇之分子式。 Ans：C H O2 6 2 【範例 3】 某氣體碳氫化合物10 mL 完全燃燒需氧之最少量為 30 mL，產生CO2 20 mL，則此化合物之 分子式為何？設氣體之體積均在同一條件下測定。 (A)CH4 (B)C H2 6 (C)C H2 4 (D)C H3 6 (E)C H3 8。 Ans：(C) 【範例 4】 含有碳、氫、氧化合物進行元素分析時，須先將分析物完全氧化後，再以不同的吸收管吸收 所生成的二氧化碳及水蒸氣。下列有關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 (C)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 Ans：(B)(E)

第二節

烷烴的結構及名稱

壹、烷類命名法

一、按烷類中碳原子數目命名，十個碳以內，使用天干數字(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、 癸)來代表分子內所含碳原子的數目，其後加烷字。碳數十一以上者以數字代表，例如十 一烷。 看過來 烷類異構物少時，多採用俗名。以正(n－)表示直鏈，異(iso－)表示支鏈，而新 (neo－)表示第三個異構物，烷類中使用俗名，就屬丁烷及戊烷最常用了。 異構物畫法與步驟：以戊烷C5H12與丁烷C4H10為例子說明 二、IUPAC 系統命名法 (使用天干數字→甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸代表碳的個數) 1. 取代基 烷分子中少一個氫原子的稱為烷基，通常以R為符號，下面是常見的烷基。 甲烷 CH4 甲基 CH3 乙烷 CH CH3 3 乙基 CH CH3 2 丙烷 CH CH CH3 2 3 正丙基 CH CH CH3 2 2 異丙基 (CH3 2) CH 正丁烷 CH CH CH CH3 2 2 3 正丁基 第二丁基 異丁烷 CH₃CHCH₃ CH₃ 異丁基 第三丁基 烷基與異構物數目: 烷基 甲基 乙基 丙基 丁基 戊基 異構物數目 1 1 2 4 8 2. IUPAC 系統命名法規則 (1)以碳原子的最長鏈，做為此烷烴的基本名稱。

(a) _(b) (c) H3C CH C H₂ C CH3 CH3 CH3 CH3 H3C H2 C C H2 CH CH C C H2 CH3 CH3 H2C CH3 H2C CH3 CH H3C CH3 H3C H2 C CH CH CH CH CH3 H2C CH2 H3C CH CH CH3 (2)從最接近取代基的一端開始給予最長鏈之碳原子標號。 (即取代基位置的標號越少越好) 2-甲基己烷? 5-甲基己烷? 哪個對呢? (3)用規則(2)所得之標號表示取代基位置，本名稱置於最後，而將前述有標號的取代 基置於前面。標號與字之間以單線分開。 (4)有兩個以上相同取代基存在時，在取代基名前加“二”、“三”…….等數目表示取 代基數目，並在各位碼間加逗號。 2,4- 二甲基己烷 (5)若在主鏈上接甲基、乙基等各種不同烷基，則命名時依烷基大小增加為序而命名 之(即先寫甲基，再寫乙基……)。 (6)鹵素之取代基寫在烷基之前 2-氯-4-甲基戊 烷 (7)有兩個等長的鏈同時存在時，選擇取代基較多者。 ～ 有機化合物 p 8 ～ H₃C CH CH₃ CH3 H3C H₂ C C H₂ H₂ C CH CH3 CH₂ H₃C 2-¥Ò°ò¤þÖJ 3-¥Ò°ò©°ÖJ H3C H₂ C C H2 H₂ C CH CH₃ CH3 H₃C CH C H₂ H₂ C C H₂ CH₃ CH₃ 2-¥Ò°ò¤vÖJ

2,3,5-三甲基-4-正丙基庚烷 【範例 1】 3 4 (CH ) C之中文名稱為？ (A)正戊烷 (B)異戊烷 (C)新戊烷 (D)環戊烷 (E)正丁烷。 Ans：(C) 【範例 2】寫出下列各化合物之命名： (1)____________________ (2) ____________________ (3) ____________________ (4) ____________________ (5) ____________________ (6) ____________________ (7) ________________________________

貳、烷烴的性質

當烴類分子中之碳原子只以單鍵結合者，稱為飽和烴，又稱烷類，又名石蠟烴。烷類的 碳原子均以_______混成軌域鍵結。 ～ 有機化合物 p 9 ～ (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H3C CH C H2 CH3 CH3 H3C C C H2 CH3 CH3 CH3 H3C H2 C CH H2 C CH CH3 CH3 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 C2H5 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 Cl CH3 H3C CH C H2 H2 C CH H2C CH2 H3C CH3 CH3 CH CH3 H2 C C H2 H3C C H2 H2 C H3C (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H3C CH C H2 CH3 CH3 H3C C C H2 CH3 CH3 CH3 H3C H2 C CH H2 C CH CH3 CH3 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 C2H5 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 Cl CH3 H3C CH C H2 H2 C CH H2C CH2 H3C CH3 CH3 CH CH3 H2 C C H2 H3C C H2 H2 C H3C (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H3C CH C H2 CH3 CH3 H3C C C H2 CH3 CH3 CH3 H3C H2 C CH H2 C CH CH3 CH3 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 C2H5 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 Cl CH3 H3C CH C H2 H2 C CH H2C CH2 H3C CH3 CH3 CH CH3 H2 C C H2 H3C C H2 H2 C H3C (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H3C CH C H2 CH3 CH3 H3C C C H2 CH3 CH3 CH3 H3C H2 C CH H2 C CH CH3 CH3 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 C2H5 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 Cl CH3 H3C CH C H2 H2 C CH H2C CH2 H3C CH3 CH CH3 H2 C C H2 H3C C H2 H2 C H3C (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H3C CH C H2 CH3 CH3 H3C C C H2 CH3 CH3 CH3 H3C H2 C CH H2 C CH CH3 CH3 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 C2H5 CH3 H3C CH C H2 CH CH3 Cl CH3 H3C CH C H2 H2 C CH H2C CH2 H3C CH3 CH CH3 H2 C C H2 H3C C H2 H2 C H3C (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H₃C CH C H₂ CH3 CH₃ H3C C C H2 CH₃ CH₃ CH₃ H3C H₂ C CH H₂ C CH CH₃ CH₃ CH₃ H3C CH C H2 CH CH3 C₂H₅ CH₃ H₃C CH C H₂ CH CH₃ Cl CH₃ H₃C CH C H₂ H2 C CH H2C CH2 H3C CH3 CH3 CH CH3 H₂ C C H2 H₃C C H₂ H2 C H₃C (a) _(b) (c) H3C CH C H2 C CH3 CH3 CH3 CH3 H₃C H₂ C C H2 CH CH C C H2 CH₃ CH₃ H₂C CH₃ H₂C CH₃ CH H₃C CH₃ H3C H2 C CH CH CH CH CH3 H2C CH₂ H3C CH3 (a) _(b) (c) H3C CH C H₂ C CH3 CH₃ CH₃ CH3 H3C H2 C C H2 CH CH C C H2 CH3 CH3 H2C CH3 H2C CH3 CH H3C CH3 H3C H2 C CH CH CH CH CH3 H2C CH2 H3C CH3 CH3 CH3

一、物理性質 1. 烷類為無色、無味、無臭、無毒的有機物，在常溫常壓時，C1~C4 常為氣體， C5~C17 常 為液體，碳原子數超過18 者為固體，即通常看到的石蠟。 2. 正烷類比重隨碳原子數增加而增大，但趨於 0.8，可浮在水面上。 3. 因烷類為非極性或微極性，難溶於極性溶劑(例如：H2O)，但易溶於有機溶劑中(例如： 苯(C6H6)、乙醚(C2H5OC2H5)、氯仿(CHCl3)。 二、同系物 烷類的通式為C Hn 2n2，n 表示碳原子數。由這通式所引出的許多烷烴，稱為同系物 (homologs)。它們的分子式均相互差以CH2的整數倍。 看過來同系物的定義： 1.同一類 2.分子式之間相差CH2的整數倍 【範例 3】 下列哪一選項的數字，代表四個脂肪烴同系物的分子量﹖ （註﹕同系物通式為CnH2n + 2或CnH2n或…，其中n 代表碳原子的數目） (A) 12，12，24，36 (B) 12，24，36，48 (C) 14，28，42，56 (D) 16，30，44，58 (E) 16，32，48，64 Ans：(D) 三、烷類的異構物 1. 烷類異構物的數目隨碳原子數的增加而急速增加。 碳個數n 1 2 3 4 5 6 7 8 異構物數目 1 1 1 2 3 5 9 18 2. (同分)異構物分類： 結構異構物(例如：乙醇與甲醚) 異構物 幾何異構物(順反異構物) (例如：C H Cl2 2 2有順式與反式) 立體異構物 光學異構物(高中不討論) 四、 烷烴的沸點與熔點 (1)正烷類之沸點隨碳原子數增加而增大，此因分子越大，分散力越大之故。烷之同 分異構物中，支鏈越多者，其沸點越低，此因具支鏈之分子，其形狀趨於球形，

接觸面積越小，故分散力越弱。 A.例如：沸點高低 正丁烷＞丙烷＞乙烷＞甲烷 正戊烷＞異戊烷＞新戊烷 B.例如：熔點高低(正烷類之熔點除丙烷外，其餘隨碳原子數增加而升高) 正丁烷＞乙烷＞甲烷＞丙烷 (2)同碳數的正烷類和環烷，熔點與沸點均以環烷較高 沸點：環己烷(80.7℃)＞正己烷(69℃) 熔點：環己烷(6.6℃)＞正己烷(－94℃) 【_{範例 1}】 下 列有 機化 合物 ，何 者的 沸點 最高 ？ (A)CH4 (B)CH3CH3 (C)CH3CH2CH3 (D)CH3CH2CH2CH3 Ans：(D) 【範例 2】 試排列(1)正戊烷 (2)異戊烷 (3)新戊烷三者之 b.p.及 m.p.大小順序。 Ans：b.p.正>異>新 m.p.新>正>異

參、烷類的製備與反應

一、製備： 烷類的主要來源為 石油 。

平時烷類的主要用途為 燃料 和 溶劑 ，因此不必分離成個別單純的烷烴。 可用烯類的氫化得到烷類： 2  2  n 2n2 Ni n nH H C H C 粉 二、化學性質： 烷類缺乏化學活性，不受濃硫酸，強氧化劑，或強鹼的作用。但在某些條件下，可發生 鹵化、硝化、脫氫、燃燒、裂解等反應。 1. 鹵化反應： 在 或 下，烷類可與氯發生取代反應，即烷分子中的氫原子被氯原子所取代， 其生成物往往為好幾種鹵烷的混合物。 烷類與鹵素的反應稱為鹵化，烷類與氯的反應稱為氯化。鹵化反應產物中有可能發生 不同程度的鹵化所得的鹵烷。（取代速率：F2＞Cl2＞Br2＞I2） 例如：甲烷(CH4)的氯化反應 2. 硝化反應： 雖然在通常情況下，濃硫酸與烷類之反應性極小。但是在氣態時，濃硝酸與烷類卻可 能發生取代反應，稱為硝化。 3. 脫氫反應： 脫氫是去掉兩個氫原子而產生雙鍵的反應，因此產物為烯類。這個過程經常發生在高 溫及催化劑存在下。 2 2 2 500 3 3C CH 2 3 H C CH H H _{ }_C Cr_O_{  } 4. 燃燒反應： 烷類與氧化劑不發生作用，但是在空氣或氧氣中都會進行燃燒，完全燃燒後的產物為 ______和______。當空氣或氧氣不足時，則一氧化碳，甚至碳也會出現在產物中。    O  nCO  n H O熱 n H C_{n 2n 2 2 2} ( 1) ₂ 2 1 3 烷類的燃燒伴隨著大量熱能的放出，為極重要的能源。 烷類之莫耳燃燒熱隨著原子數增加而增加，且含同數碳原子之烷類與環烷類相比較 時，烷類有較高的燃燒熱。(環烷所含的H原子數較少) CH₄ 2O₂ 燃燒  CO₂ 2H₂O _{ΔH＝－890 kJ}

C₂H₆ O₂ 2CO₂ 3H₂O 2 7    ΔH＝－1560 kJ 正己烷及環己烷的莫耳燃燒熱各為-4195 ，-3953 kJ / mol 【範例 3】 有一烷類化合物，完全燃燒後會產生 9 升的二氧化碳及 10 升的水蒸氣，則下列何者為此 化合物最有可能的分子式﹖ (A) C7H16　　(B) C8Hl8　　(C) C9H20　　(D) C10H22 Ans：(C) 【範例 4】某碳氫化合物 2.2 克，經完全燃燒後產生 6.6 克二氧化碳，則此化合物最可能之分 子式為何？ (A)CH4 (B)C2H6 (C)C2H4 (D)C3H8 (E)C4H10 Ans：(D) 【範例 5】物質 X 燃燒時的化學反應式為 X + 2O2 →CO2 + H2O (注意：只有產物的係數尚未平 衡) 試問下列選項的哪一個，最有可能是 X？ (A) H2 (B) CO (C) CH4 (D) CH3OH (E) C2H5OH Ans：(C) 5. 裂解反應： 烷類在強熱及適當的催化劑存在下會發生裂解，常稱之為熱分解或熱裂煉，在石油 化學工業上非常重要，輕油裂解可將大分子分解成經濟價值較高的小分子。 例如：丙烷在 800～850℃時裂解，產生丙烯、乙烯、甲烷與氫等小分子。 三、辛烷值 當汽油蒸汽在汽缸內燃燒時，常因燃燒急速而發生引擎震爆(knocking)之現象，此不 但損害引擎，且大大的減低引擎動力。用純化合物之實驗顯示，烴類的化學結構在震 爆上有極大的影響。燃料的抗震(antiknock)程度以辛烷值(octane number，簡寫為 O.N.) 表示。 正庚烷的震爆情形較嚴重，定其辛烷值為____，而異辛烷的辛烷值定為____。 H₃C C C H2 H C CH₃ CH₃ CH3 CH3 H₃C H₂ C C H2 H₂ C C H2 H₂ C CH₃

異辛烷 O.N.＝100 正庚烷 O.N.＝0 1. 利用這種烷烴的適當混合，可以標出市販各種汽油的辛烷值 (並不是將汽油中真的加入正庚烷或異辛烷，只是標出其抗震爆的程度)。 例如：某種汽油之震爆性與體積比90％異辛烷和 10％正庚烷之混合物的震爆性相當， 則其辛烷值為90。 2. 支鏈烷烴，烯烴及芳香烴均具有極佳的抗震性，這些化合物可由重油或燈油等高沸點 的石油部分，在高溫或在催化劑的存在下裂解而得，常用此摻合於石油直接分餾所得 的汽油部分，以提高其辛烷值。汽油的辛烷值可藉這種方式的摻合或某些添加劑的使 用而超越100。 看過來辛烷值是可以大於 100 ，或是小於 0 的。 【範例 6】加油站販售的無鉛汽油都標示著汽油的辛烷值，下列有關辛烷值的敘述，哪幾項是 正確的？ (A)市售九五無鉛汽油含 95 %正辛烷 (B)市售九八無鉛汽油含 98 %異辛烷 (C)市售九二無鉛汽油含 8 %正庚烷 (D)配製辛烷值超過 100 的汽油是可能的 (E)辛烷值愈高的汽油抗震爆能力愈好 Ans：(D)(E) 【範例 7】下列何項物質的辛烷值最大？ (A)正庚烷 (B)體積組成 90％異辛烷和 10％正庚烷之混合物 (C)苯 (D)異辛烷。 Ans：(C) 【範例 8】 有關烷類的下列敘述中，何者錯誤？ (A)異構物的數目隨碳原子數的增加而速增 (B)烷類又稱石蠟烴 (C)均不溶於水，而易溶於乙醚、氯仿等有機溶劑 (D)均為無色、無味、無臭、無毒的固體 (E)碳的原子數增加時，正烷類的沸點也隨之增高 (F)丙烷的熔點高於乙烷的熔點。 Ans：(D)(F) 【範例 9】 於2-甲基己烷與氯分子在加熱或照光下會進行氯化反應，其中產生的單氯產物(C H Cl7 15 )會 有幾種異構物？

Ans：6 種

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01. 將下列各示性式或結構式命名： (1)(CH3 2) CHCH CH CH CH( 3) 2 3 (2)C CH( 3 4) (3)CH CH C H C CH3 ( 2 5) ( 3 3) 02. 試寫出下列化合物之結構式： (1) 2，2，3，3-四甲基戊烷 (2) 2-甲基-3-乙基戊烷 03. 下列何項物質可能為同系物？ (A)CH4 (B)C H2 4 (C)C H3 6 (D)C H6 6 (E)C H2 2。 04. 完全燃燒 x 莫耳正丁烷得 Y 莫耳二氧化碳時，下列 x 與 Y 間的關係，何者為正確？ (A)x = 3Y (B)Y = 3x (C)x = 4Y (D)Y=4x。

05. (a)化合物C H Cl2 3 3共有 種異構物。

5 (b)化合物C H Cl4 8 2共有 種異構物。

06. 某烷類之一氯取代物含氯重 38.4％(Cl＝35.5)，則此鹵烷的異構物可能有幾種？ (A) 2 種 (B) 3 種 (C) 4 種 (D) 5 種。

07. 有關 A：正己烷；B：環己烷，下列敘述錯誤者： (A) m.p.：B＞A (B) b.p.：B＞A (C)兩者為同分異構物 (D)兩者均為飽和烴 (E)氣體莫耳燃燒熱：A＞B。

08. 某生用 1.0 mol 的甲烷進行氯化反應，得到二氯甲烷、氯仿、四氯化碳，其莫耳數分別為 0.1、0.3、0.6。試問該生最少使用多少氯氣？(氯的原子量＝35.5)

(A) 71 克 (B) 124 克 (C) 187 克 (D) 249 克。

(A)汽油 (B)乙醚 (C)氯仿 (D)水 10. 比較：(1)丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷之沸點。 10 比較(2)正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷之沸點。

※

牛刀小試解答※

1.略 2.略 3.BC 4.D 5.2 種、9 種 6.C 7.C 8.D 9.D 10. (1)丙烷＜異丁烷＜正丁烷＜正戊烷；(2)新戊烷＜異戊烷＜正戊烷＜環戊烷

肆、環烷，

C H

n 2n

（

n≧3）

一、命名：大致與正烷相同，僅在主體名稱前加“環”字。 碳的標號以取代基數字和最小者 二、性質： 1. 最簡單之環烷為環丙烷(C H3 6)，三個碳原子成平面三角形，鍵角約成 ； 比一般正烷之∠C C C  為109.5°相差大，故化性 相當活潑。 2. 環己烷(C H6 12)之∠C C C  鍵角已接近109.5°，故相當穩定，有二 種結構：(均非平面分子) 椅型： 船型： 【範例 1】 下列分子結構中，何者其所有碳原子都在同一平面上？ (A)環丙烷 (B)環丁烷 (C)環戊烷 (D)環己烷。 Ans：(A) 三、異構物： 以環烷類C H5 10來做說明，共含有多少異構物數目及如何命名。 H2C CH2 H2 C H2C H2C CH H C CH₃ C2H5

第三節

不飽和烴－烯烴與炔烴

碳與碳之間含有以雙鍵結合者稱為_____類 ; 乙烯分子中之碳原子的鍵結軌域為_______ 碳與碳之間含有以參鍵結合者稱為_____類 ; 乙炔分子中之碳原子的鍵結軌域為_______

壹、烯類

一、IUPAC 系統命名法規則 1. 選取含有碳碳雙鍵之最長鏈為基本名稱，與烷類命名比較，是將字尾的烷字改為烯字 2. 取代基和雙鍵的位置，都要分別予以標號，此標號必須從最接近雙鍵的一端算起。 看過來命名時，如果取代基和雙鍵的位置有抵觸，以雙鍵位置小的為正確的命名。 3. 若分子中有兩個以上的雙鍵時，則以二烯、三烯命名。 4. 環烯類：含雙鍵的碳鏈成環狀者。 【範例 1】 命名下列化合物？ CH3 HC C CH₂ H₃C H3C H C C H CH CH3 CH3 (1) (2) (3) _________________ _____________________ ______________________ 5. 烴類化合物中，不論何種原子之間的鍵結，單鍵皆為 σ 鍵 ; 雙鍵含有一個 σ 鍵與一個 π 鍵 ; 參鍵含有一個 σ 鍵與二個 π 鍵 【範例 2】 1, 3-丁二烯中有 個 σ 鍵， 個 π 鍵。 Ans：9，2 CH3 H3C Àô¥³ ²m 1-¥Ò°ò Àô¤B²m 3-¥Ò°ò Àô¤B²m 1,3-Àô¤v¤G²m

二、物理性質 1. 乙烯(C2H4)為平面分子，六個原子均在同一平面上 2. 烯類不溶於水，但易溶於極性較低的有機溶劑，例如乙醚、氯仿，以及非極性有機溶 劑，例如苯中。 3. 沸點隨碳原子數之增加而上升，與烷類相似，每增加一個碳原子沸點即上升 20～30 ℃ (但較小之同系物除外)。 4. 熔點大致依碳原子數的增加而增高，但乙烯熔點(-169℃)卻高於丙烯(-185℃)。 5. 在烯類的順、反異構物中，反式熔點較高。 【範例 3】 試比較下列二者C H Cl2 2 2之(1) b.p.大小；(2) m.p.大小 C C H Cl H Cl C C Cl H H Cl 順-1,2-二氯乙烯 反-1,2-二氯乙烯 5. 有些烯類，由於雙鍵特殊幾何結構，導致弱極性。例如下圖所示： 6. 密度均小於 1。 三、烯類的幾何異構物 烯類含雙鍵，不能轉動，因而產生順、反式的幾何異構物。 例： 2-丁烯 1,2-二氯乙烯 1-溴-1,2-二氯乙烯 看過來在烷、烯，炔中，只有烯類有可能含有順反異構物，烷類與炔類沒有順反異構物。 【範例 4】 2 n n C H 可能是烷類或烯類，其異構物數目如下，試畫出各個異構物結構? 化學式 C H3 6 C H4 8 C H5 10 環 烷 類 1 2 6 烯 類 1 4 6 異構物總數 2 6 12 H C C H H H3C H C C H H C2H5 H3C C C H H H3C

【範例 5】 下列何項物質有幾何異構物？ (A) 1-丁烯 (B) 2-丁烯 (C) 2-丁炔 (D) 1-氯-1-丁烯 (E) 1,2-二氯乙烯。 Ans：(B)(D)(E) 四、烯類的製備 1. 烯類的重要工業來源是石油的裂解。 例如：丙烷在800～850℃可裂解產生產生丙烯、乙烯、甲烷與氫等小分子。 2. 實驗室製備烯類，通常用脫去反應。 (1)乙醇脫水得到烯類： 看過來若將上述反應之溫度改為 140℃，則反應之產物變成醚類。 (2)溴乙烷脫溴化氫得到烯類： (3)烷類脫氫得到烯類： H C C OH C C H₂SO₄ ¿@ 180 ¢J ¡Ï H2O H C C Br C C _H 2O ¡Ï ¡Ï KBr KOH ¤A¾J C C R R ¶Ê¤Æ¾¯ C C ¡Ï H₂

五、烯類的化學反應 1. 加成反應：因雙鍵反應性大，化性活潑，易起加成反應，即把雙鍵(C C )變成單鍵。 (1)烯類加鹵素： 乙烯原為無色氣體，與氯氣反應生成油狀的液體，故烯類化合物亦稱為成油族 (olefins) (2)烯類加H2： 看過來當1 mol 雙鍵加H2反應時，需要1 mol 的H2參與反應 以上(1)、(2)類型之加成反應為對稱加成反應，不需要考慮馬可尼可夫規則 馬可尼可夫規則：起加成反應時，加成試劑帶正電的部份，要加到接氫原子較多的雙 鍵碳原子上。 以下介紹的(3)與(4)為不對稱加成反應，就必須遵循馬可尼可夫規則 (3)烯類加HX： 例如：_{CH CH CH H O3   加2 2} H _HBr (4)烯類加H O2 ： 例如：_{CH CH CH H O3   加 H2 2} H 2O 2. 聚合反應： 同類分子因不飽和結合(雙鍵和參鍵)的打開，互相行加成反應，生成分子量大的化合 物，稱為加成聚合反應。市販聚乙烯及聚丙烯就是這類反應的產物。 C C X X C C _¡Ï X2 C C + H2 Ni C C H H





2 2 2 2 n nCH _{= －－－}CH 高溫；高壓 CH CH _(聚乙烯) 3. 氧化反應： (1)烯類和烷類一樣，完全燃燒後產生二氧化碳和水，並放出大量熱量。 CH₂＝CH₂＋3O₂ 2CO₂＋2H₂O Δ H＝－1410kJ (2)將Br2溶在CCl4中為橙紅色，若加入烯類，則起加成反應，不需光或催化劑的存在， 就能迅速反應而耗去Br2，而能使CCl4中橙紅色消失，故可使用Br2的CCl4溶液來 區別飽和烴和不飽和烴。  2 2 2 CH Br CH ＝ ＋ 【範例 6】 分子式為C4H8的有機化合物，有很多不同的結構。下列有關C4H8化合物的述，何者正 確﹖ (A)共有 6 種不同結構 (B)屬於炔類的，只有 1 種結構 (C)屬於烯類的，有 3 種結構 (D)屬於烷類的，有 2 種結構 (E)可與溴水在室溫進行加成反應的總數為 4 種結構 Ans：(A)(D)(E) 【範例 7】 為達到環境保護及永續經營的目的，化學反應中，反應物的原子，應儘可能全部轉化為產 物中的原子。若要使下列反應： 　（式中的係數x，y，z 均為整數） 符合環境保護及永續經營的要求，則（x＋y＋z）的最小數值為何？ (A) 4　　(B) 5　　(C) 6　　(D) 7　　(E)8 Ans： (B) (3)不飽和烴容易和氧化劑起反應。例如乙烯和微鹼性的過錳酸鉀溶液作用，可使溶液 的紫色消褪，而乙烯則被氧化成為乙二醇。

 O H MnO CH CH_{2 2(g)} 2 _4(aq) 4 ₂ 3 ＝ ＋ － ＋ 【範例 8】 以下關於乙烯的各項敘述中，正確的是？ (A)分子式C H2 4 (B)有順反兩種異構物 (C)能與水化合而成乙醇 (D)能使過錳酸鉀溶液褪色 (E)能與苯直接聚合而成聚苯乙烯。 Ans：(A)(C)(D) 【範例 9】 已知在適當的反應條件下，1－甲基環己烯可與一當量的 H2 ( g )反應，生成化合物甲； 與一當量的 H2O 反應，生成化合物乙；與一當量的 KMnO4 ( a q )反應，生成化合物丙。 試依據下面的反應途逕，畫出甲、乙及丙分子的結構式。

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01. 試求C H5 10之異構物中有 _____ 種能使溴水褪色(或被微鹼性MnO4 _{所氧化)。} 02. 某烯類僅含一個雙鍵，取其 0.70 克與溴完全反應時，需消耗 2.0 克的溴(Br＝80)則此烯 類之異構物可能有 種。

03. 試求C H4 8的四種烯類異構物，具最高熔點的是何者？ (A) 1-丁烯 (B)順-2-丁烯 (C)反-2-丁烯 (D) 2-甲基丙烯。 04. 在乙烯分子中的∠H C H  及∠H C C  的角度約為多少度？

※

牛刀小試解答※

1. 6 種 2. 4 種 3. C 4. 約 120°

貳、炔類

一、IUPAC 系統命名法規則 炔類的命名法與烷類，烯類相似。 例如： 二、物理性質 1. 密度均小於 1 2. 不溶於水而溶於極性較低的有機溶劑如乙醚，及非極性溶劑如苯、四氯化碳中。 3. 沸點隨碳數的增加而升高。 三、炔類中乙炔最重要，乙炔分子中之碳原子的鍵結軌域為_______，分子形狀為直線形。 乙炔可由碳化鈣(俗稱電石)和水的反應來製備： CCaO℃ aC2CO 3000 _C 3 約 CaC2 2H2O  H－C C－H  Ca(OH)2 四、化學性質： 炔類因具有三鍵，與烯類具有的雙鍵一樣，化性活潑，容易進行________反應 1. 加成反應： (1) 2 2 2 2 3 3 H H Ni Ni HC CH H C CH H C CH 3 CH  C CH CH₃  C C CH₃ 丙炔 2-丁炔 3 2 CH CH  C CH HC C CH  ₂ C CH 1-丁炔 1,4-戊二炔

(2) 2 2 2 2 Br Br HC CH BrHC CHBr Br HC CHBr (3) ₂( ) 2 HCl HgCl HC CH _觸媒H C CHCl (氯乙烯) ₂( ) 2 HCl HgCl HC CH  _觸媒 H C CHCl 2 3 2 H _{H C CHCl}   (4) 4 3 HgSO H HC CH H OH    H C CHO (5) 4 3 HgSO H H C C CH H OH     2. 聚合反應： 乙炔通過加熱500℃的石英管中，會進行三分子聚合反應(三聚物)而生成苯C H6 6。 5000 6 6 3_{HC CH }C _{C H} 聚乙炔： 3. 氧化反應： (1)乙炔完全燃燒後產生二氧化碳和水 2 C2H25 O2 4 CO2 2 H2O Δ H －1300kJ (2)炔類和烯類一樣，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。也可以使KMnO4微鹼性溶液褪色 看過來當 1 mol 參鍵加 Br2反應時，需要2 mol 的 Br2參與反應 4. 炔鹽形成： 凡具有RC CH 末端炔基構造之炔系烴，其與參鍵碳原子結合之氫原子，在鹼性溶 液中可以被Cu_或Ag_{取代，生成炔銅或炔銀之沈澱。所以常藉此檢驗具有末端炔基} 之炔烴。 (1)乙炔與氯化亞銅的氨溶液反應 (2)乙炔與硝酸銀的氨溶液反應 5. 用途： (1)乙炔燃燒熱極高，並放出大量熱量。與氧混合燃燒時可達 3000℃，常用來銲接使用 (2)乙炔可做為燃料之用，也大量用於合成橡膠、塑膠、人造纖維等之原料。 看過來同學們已經學過了烷、烯、炔的性質、命名、製備與反應，還有這個必須知道!

超級比一比： 比鍵能：炔類(參鍵) > 烯類(雙鍵) > 烷類(單鍵) 比鍵長：烷類(單鍵) > 烯類(雙鍵) > 炔類(參鍵) 【範例 1】 下列有關乙烷，乙烯，乙炔分子中碳—碳鍵長的比較，哪一個是正確的？ (A)乙烷＜乙烯＜乙炔　　(B)乙炔＜乙烷＜乙烯　　(C)乙炔＜乙烯＜乙烷　　 (D)乙烯＜乙烷＜乙炔　　(E)乙烯＜乙炔＜乙烷 Ans：(C) 【範例 2】 某物的分子式為C H6 10(甲)，1 mol 甲需 2 molH2行加成反應生成2-甲基戊烷。甲在H SO2 4， 4 HgSO 水溶液可生成具 基(C O )的化合物。甲並不與硝酸銀的氨溶液反應，則甲的結構 式為何？ 【範例 3】 如何分辨乙烷、乙烯、乙炔？ 【範例 4】 通常不飽和烴的定性檢驗法中，常以溴或微鹼性的過錳酸鉀溶液與不飽和烴作用。下列各項 敘述中何者為正確？ (A)二種反應皆發生顏色變化 (B)僅有過錳酸鉀之反應發生顏色消褪 (C)在過錳酸鉀溶液中乙烯可被氧化成乙烷 (D)在過錳酸鉀溶液中錳之氧化數由＋7 變為＋4 (E)在溴化反應中乙烯絕大部分可被溴化成 1,1－二溴乙烷。 Ans ： (A)(D)

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

01. 下列何項有幾何異構物？ (A)ClCH CHCl (B)CH2 CHCl (C)CH CH3 CHCH3 (D)CH CH3 CH2 (E)CH C CH3  。

02. 有關乙烯的下列敘述中，何項正確？ (A)常溫常壓時為無色氣體 (B)六個原子均在同一平面上 (C)可發生加成和聚合反應 (D)可使微鹼性的過錳酸鉀溶液褪色 (E)可使溴的四氯化碳溶液褪色。 03. 某烯(C Hn 2n)取 0.875 克與溴完全反應耗去溴 2 克(Br＝80)，則此烯類之異構物有若干種？ 04. 某環狀烯 2.80 克與溴作用成二溴環烷後之重 9.38 克(Br＝80)，此烯分子式為何？ 05. 下列化合物中，碳之混成軌域(sp，sp2_，sp3_{等)，何者不止一種？ (A)} 3 2 2 3 CH CH CH CH (B)CH3CH CH CH 3 (C)CH2 CH CH CH2 (D) CH   C C CH 。 06. 某烴類之分子量為 40，含 90％的碳元素，該烴類會與H2起加成作用，其反應前後之體 積比為1：1(同溫、同壓)，則該烴之結構式應為？ (A)H C CH CH2   3 (B) (C)HC CH (D)CH CH CH3 2 3。 7. 某炔類完全氫化後生成 烷類，分子量增加10％，則該炔之分子式為？ (A)C H2 2 (B)C H3 4 (C)C H4 6 (D)C H5 8。 08. 某鏈狀烴一莫耳完全燃燒，在 STP 下可得二氧化碳 112 升，且該烴一莫耳在Ni粉催化下 可吸收44.8 升的氫(STP)，又此烴可與AgNO3之氨水溶液產生白色沈澱。 求(1)烴的分子式？ (2)烴與AgNO3之氨水溶液反應之方程式。(3)此烴的中文名為何？ 09. 下列何者為加成反應？ (A)CnH2n2 CnH2n1Cl (B)CnH2n2 CnH2n1Cl (C)CnH2nO CnH2n2O (D) OH O H C H O H C n( 6 12 6) ( 6 10 5)n 。 10. 某烴 A 0.2 mol 在氧氣中充分燃燒後，生成化合物 B、C 各 1.2 mol，則 (1)烴 A 的分子式是 。 (2)若烴 A 不能使溴水褪色，但在一定條 件下能與氯氣發生取代反應，其一氯代物只有一 種，則烴A 的名稱是 。 (3)若烴 A 能使溴水褪色，在 催化劑作用下與氫氣發生加成反應後，生成2,2-二甲基丁烷， C C CH2 H H

則烴 A 的名稱是 。 11. 工業上，將 (a) 加熱製造成氧化鈣，氧化鈣與煤焦在電爐中加熱可得 (b) ，此產物和 (c) 反應，產生乙炔。 乙炔可用來製造許多工業原料；如在500℃進行三分子聚合反應而生成 (d) ； 乙炔和 (e) 反應生成氯乙烯；而乙炔在催化劑協助下，與水反應生成 (f) 。 12. 與環戊烯互為結構異構物中含有參鍵結構之異構物有______種。

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牛刀小試解答

※

1. AC 2. ABCDE 3. 6 種 4. C5H8 5. B 6. B 7. B 8. (1)C H5 8 (2)略 (3)1-戊炔及 3-甲基-1-丁炔 9. BC 10. (1)C H6 12 (2)環己烷 (3)3,3-二甲基-1-丁烯

11. (a)CaCO3 (b)CaC2 (c)H O2 (d)C H6 6 (e)HCl (f)CH CHO3

12. 3 種

第四節

芳香烴

壹、芳香烴的命名

芳香烴是其結構中含有苯環，是安定的化合物。性質與苯(C H6 6)相似，與環烷烴或環烯 烴不同，雖然含有雙鍵，但是在一般條件下不能發生不飽和烴所能進行的加成反應。 一、苯 1. 碳均以______混成軌域鍵結，為六角形之平面非極性分子。 2. 苯中的C C 鍵均相同，鍵長為1.39 Å，介於C C 單鍵(1.54 Å)與C C 雙鍵(1.34 Å) 之間，視為_________鍵，碳間鍵角均為 120°。 3. 苯為下列二結構之共振體。 C C C C C C H H H H H H C C C C C C H H H H H H

¥i¥Î

©Î¥H

ªí ¥Ü¡C

一般表示苯的畫法為 ，但是在表達上為了方便，也常以二共振體其中之一，來 表示反應路徑中的苯的結構。 二、脂芳烴 1. 具有鏈狀烴支鏈之芳香烴稱為脂芳烴(arenas)。如甲苯、乙苯、乙烯苯、二甲苯等都是脂芳 烴。 2. 二甲苯有三種異構物； 1,2-二甲苯(鄰二甲苯)；鄰二甲苯(o-xylene) b.p.=144℃ m.p.=─27℃ 1,3-二甲苯(間二甲苯)；間二甲苯(m-xylene) b.p.=139℃ m.p.=─54℃ 1,4-二甲苯(對二甲苯)；對二甲苯(p-xylene) b.p.=138℃ m.p.=13℃ 三、其他芳香烴化合物 此外，尚有兩個苯環相聯的聯苯，或兩個苯環以上組合而成的，例如萘、蒽、菲。 聯苯 萘 蒽 菲

多氯聯苯( polychlorinated biphenyl 縮寫為 PCB )、戴奧辛(dioxin)

氯原子數可多至10 個 四、芳香族之異構物(A、B、C表不同之取代基) (1)C H A6 4 2、C H AB6 4 、C H A6 3 3均有 種異構物。 1 2 3 4 5 6 Cl Cl Cl Cl O O Cl Cl Cl Cl CH3 CH2CH3 CH=CH2 ¤A²m f ¡] f ¤A²m¡^ ¤A f ¥Ò f

(2)C H A B6 3 2 有 種異構物。 (3)C H ABC6 3 有 種異構物。 五、芳香烴及其衍生物之天然來源為煤溚初步分餾產物。 分餾產物名稱 餾出溫度 含量 主成分 用途 輕油(Light Oil) 170℃以下 3～5％ 苯C H6 6 甲苯C H CH6 5 3 二甲苯C H CH6 4( 3 2) 製造苯胺、染料 溶劑、香料、炸 藥、燃料 中油(Middle Oil) 170℃～230℃ 8～10％ 萘C H10 8 酚C H OH6 5 殺蟲劑 消毒劑 重油(Heavy Oil) 230℃～270℃ 8～10％ 酚C H OH6 5 萘C H10 8 甲酚C H CH OH6 4( 3) 藍靛染料 防腐劑 綠油(Anthracene Oil) 270℃～350℃ 15％ 蒽C H14 10 茜素染料 瀝青(Pitch) 殘渣 62～66％ 碳及其他 鋪道路、屋頂防 水材料、及防腐 劑 【範例 1】 鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯中，b.p.最高者為___________，m.p.最高者為___________

Ans ：鄰二甲苯；對二甲苯

貳、芳香烴的製備與性質

一、苯 1. 苯的製備 (1)苯為分餾煤溚所得輕油之主要成分，將輕油再行分餾精製即可得。 (2)現代石油煉製工業，亦產生大量苯。如將 正己烷 在高溫下通過鉑粉等觸媒，發生脫氫 作用而生成苯。 或 , 500℃ 3 2 2 2 2 3 2 5 O V Pt CH CH CH CH CH CH (3)利用乙炔的互相聚合而製得苯。 500 ℃ 2 2 3C H 2. 苯的性質 苯俗稱安息油(benzol)，有特殊氣味之揮發性無色液體。20℃時密度為 0.879 g/ mL，沸點 80.1℃，於 5.5℃時凝結為無色晶體。與水不互溶，能溶解脂肪、樹脂及橡膠等各種有 機物。易著火，發光亮多煙之火焰。 3. 苯的用途 苯為有機化學工業重要原料，廣泛用於醫藥、染料、塑膠及其他芳香族衍生物之製造。苯 為實驗室及工業上常用之溶劑，但最近發現苯可能誘發白血病，因而已漸為甲苯所取 代。 二、甲苯 1. 甲苯的製備 (1)甲苯存在於煤溚中，可由分餾輕油而得。 (2)經由 正庚烷 的催化脫氫作用而得：  , 約500℃ 3 2 2 2 2 2 3 Pt CH CH CH CH CH CH CH 2. 甲苯的性質 甲苯為無色有特殊氣味之液體，沸點110.6℃，其性質與苯相似。 20℃時密度為 0.866 g/ mL，略小於苯，熔點為-95℃。 三、萘(分子式：C H10 8) 1. 製備： 萘為兩個苯環相駢而成之芳香烴，亦存在於煤溚中，將中油冷卻壓榨，除去液態雜質後， 再用昇華法精製可得。 2. 性質： 萘俗稱焦油腦，為白色片狀之結晶，有特殊臭味，易揮發，熔點 80.2℃，不溶於水而易 溶於酒精及乙醚中；點火發多煙之火焰。

3. 用途： 萘有極強之殺菌性，可作為殺蟲劑及防腐劑，市售之萘丸即為其製品。又萘為製造藍靛等 染料之主要原料。 四、蒽(分子式：C H14 10) 蒽俗稱綠油腦，係由分餾煤溚所得之綠油中提煉出，為無色晶體發藍色螢光，性質與萘 相似，為製造茜素染料之原料。 【範例 2】 有關苯的下列敘述中，何者正確？ (A)有 12 個原子在同一平面 上 (B)碳與碳間的鍵角均為 120∘ (C)碳與碳間的鍵距均相等 (D)碳以 sp3_{混成軌域鍵結 (E)} 常溫下可與溴進行加成反應。 Ans：(A)(B)(C) 【範例 3】 於C H7 8(芳香烴)之任一個H原子被1 個Cl原子取代，可得幾種異構物？ Ans：4 種 【範例 4】 脂芳烴具分子式C H Cl7 6 2者共有幾種異構物？ Ans：10 種

參、芳香烴之反應

苯從分子式C H6 6看來應具有不飽和的典型活性，但事實上苯不易進行如乙烯的加成反 應。苯雖亦能與Cl2與Br2反應，但其反應型態卻不相同。 一、苯的取代反應 1. 鹵化反應

CH₃ 苯和氯在鐵或氯化鐵為催化劑的情況下進行反應，苯和溴在鐵或溴化鐵為催化劑的情 況下進行反應。 Fe 或 FeCl₃ + Cl₂ Cl + HCl Fe 或 FeBr3 + Br₂ Br + HBr 2. 硝化反應 苯和濃硝酸與濃硫酸的混合物共同加熱，可發生硝化反應，產生硝基苯。 50 ℃ 硝酸 _硝基苯 H₂SO₄ + HO-NO₂ NO₂ + H₂O 黃色炸藥TNT〈2,4,6-三硝基甲苯〉就是由甲苯在較激烈條件下進行硝化反應製得的。 CH3 + 3 HO-NO2 H2SO4 硝酸 3. 磺化反應 在高溫時，苯可和濃硫酸反應產生 苯磺酸 ，稱為磺化，這種反應在染料及清潔劑工 業上非常重要。 硫酸 H₂SO₄ + HO-SO₃H SO₃H + H₂O 4. 烷化反應 苯和鹵烷類反應以AlCl3為催化劑的情況下，進行反應產生烷化反應。 C H CH Cl AlCl C H CH HCl 3 5 6 3 6 6   3  二、烷基苯類的氧化反應 雖然苯與烷類均對於一般的氧化劑（如KMnO4、K Cr O2 2 7）不起作用，但是苯環致使烷 基易受氧化作用。 1. KMnO4 , OH¡Ð £G £G K2Cr2O7 , H+ CH3 CH2CH2CH3 (a) (b) (c) (d) (e) (g) (f) H3C CH C H₂ CH3 CH₃ H3C C C H₂ CH3 CH₃ CH₃ H₃C H2 C CH H2 C CH CH₃ CH3 CH3 H₃C CH C H2 CH CH₃ C2H5 CH3 H₃C CH C H2 CH CH₃ Cl CH3 H₃C CH C H₂ H₂ C CH H2C CH2 H₃C CH₃ CH3 CH CH3 H2 C C H2 H3C C H₂ H2 C H₃C CH 3 甲苯 KMnO4 , OH¡Ð £G £G K2Cr2O7 , H+ CH3 CH2CH2CH3 CH₂CH₂CH₃

2. 對二甲苯可同樣被氧化產生對酞酸（又稱對苯二甲酸）。對苯二甲酸是人造纖維達克綸 的原料之一。 【範例 1】 下列哪些試劑能使KMnO4褪色？(可加熱 50～70℃) (A)苯 (B)甲苯 (C)乙烯 (D)乙炔 (E)氯苯。 Ans ： (B)(C)(D) 【範例 2】 下列哪些試劑，能使溴水褪色？(不加熱，不加催化劑) (A)苯 (B)甲苯 (C)乙烯 (D)乙炔 (E)乙苯。 Ans ： (C)(D) 【範例 3】 芳香族化合物甲的分子式為C8H10。此化合物在適當催化劑的催化下，與溴水反應，可得化 合物乙，化合物乙僅有一種結構，其分子式為C₈H₉Br。當化合物甲與過量的過錳酸鉀的鹼 性溶液加熱，經中和並純化後，可得化合物丙，化合物丙的分子式為C8H6O4。 試畫出化合物甲、化合物乙、及化合物丙的分子結構圖。(6 %)

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01. 下列有關芳香烴的敘述，何者正確？ (A)苯為分餾煤溚所得輕油之主要成分 (B)苯之沸點大約和乙醇相當 (C)苯能和氯進行加成反應而生成氯苯 (D)苯可由乙烯的互相聚合而製得 (E)對二甲苯可被氧化產生苯甲酸。 02. 分子式為C H9 14的碳氫化合物，在觸媒存在時每莫耳能與2 莫耳的氫反應，此分子的結構 中，有幾個環存在？ (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3。 CH₃ CH₃ CH₃ H₃C ®ñ¤Æ

03. 一芳香烴為碳、氫、氧化合物，其分子量 108，元素組成C：77.8％，H：7.41％，則該烴 有幾種異構物？ (A) 2 種 (B) 3 種 (C) 4 種 (D) 5 種。 04. 下列敘述何者正確？ (A)鄰、間、對三種二氯苯異構物之一硝基衍生物各有四種異構物 (B)鄰二氯苯之一硝基衍生物有兩種異構物 (C)鄰、間、對三種二氯苯異構物之一硝基衍生物皆有兩種異構物 (D)間二氯苯之一硝基衍生物有三種異構物 (E)對二氯苯之一硝基衍生物僅有一種異構物。 05. 下列哪一個分子可能擁有環狀結構或具有一個雙鍵?

(A)C5H10Cl2 (B)C5H10O (C)C5H11Cl (D) C5H11ClO (E) C5H12O2

06. 下列何種物質是煤溚分餾的產物？ (A)苯 (B)萘 (C)甲苯 (D)蒽 (E)酚。 07. 乙炔與過量的氯化氫反應，何者是主要產物？ (A) 1,1-二氯乙烯 (B) 1,2-二氯乙烯 (C) 1,1-二氯乙烷 (D) 1,2-二氯乙烷。 08. 下列各對化合物，何對為結構異構物？ (A) (B)

(C)CH CH CH OH3 2 2 與CH CH OCH3 2 3 (D)CH CH CHO3 2 與CH COCH3 3

(E)CH CH CH CH OH3 2 2 2 與(CH3 2) CHCH OH2 。

※

牛刀小試解答※

1.AB 2. B 3.D 4.BDE 5. B 6.ABCDE 7.C 8.BCDE

»P

CH3 CH3

H3C CH3

烴綜合練習：

一、單一選擇題： 01. 分餾石油所得的產物，以何者最具揮發性？ (A)汽油 (B)瀝青 (C)重油 (D)石油醚 (E)燈油。 02. 已知某固體為有機化合物，現欲求其分子式，則應先進行的實驗是： (A)測定其熔點 (B)試驗其水溶性 (C)分析其所含元素種類 (D)測定碳、氫等元素含量。 03. 下列分子式何者最可能存在？ (A)C H O3 10 (B)CH N5 (C)C H O2 3 2 (D)C H3 10 (E)C H O3 7 。 04. 某碳氫化合物之分子式C HX Y完全燃燒，需要3.5 莫耳的氧，則其分子式為？ (A)CH4 (B)C H2 6 (C)C H2 4 (D)C H3 6 (E)C H3 8。 05. 某C、H、N化合物燃燒後產生CO2、2 L；H O2 ( )g 、3.5 L 及N2、0.5 L（同溫同壓），則其 分子式為？ (A)C H N2 7 (B)CH N5 2 (C)C H N2 8 (D)C H N3 9 。 06. 一含碳、氫、氧化合物 24.00 mg 完全燃燒，得CO2 45.84 mg 及水 28.08 mg，且測知分子量 為46，則此物質 1 mol 完全燃燒時需要標準狀況下的空氣： (A) 112 (B) 224 (C) 336 (D) 67.2 (E) 44.8 升。 07. 碳數為 n 的飽和烴 1 莫耳完全燃燒時，最少需氧氣(O2)若干莫耳？ (A) 2 1 2n (B) 2 1 3n (C) 2 2 3n (D)2n1。 08. 某鏈狀飽和單羥醇，完全燃燒後，生成CO2及H O2 的重量比為11：6，則其分子式為？ (A)C H O2 6 (B)C H O3 8 (C)C H O4 10 (D)C H O5 12 (E)CH O4 。 09. 有關烷類的敘述，下列何者有誤？ (A)C H4 8可能為烷類的一種 (B)可燃燒生成CO2及H O2 (C)不易溶於水 (D)高級烷之每莫耳碳的平均燃燒熱高於低級烷 (E)莫耳燃燒熱隨 C 數之增加而增大。 10. 下列何項有機物沸點最高？ (A)正戊烷 (B)正庚烷 (C) 2-甲基己烷 (D) 2-甲基庚烷。 11. 下列哪個分子式可以有芳香烴之異構物？

(A)C H Cl7 5 5 (B)C H Cl7 5 3 (C)C H Cl7 6 6 (D)C H Cl7 6 4。 12. 有關辛烷值(O.N.)的敘述何者正確？ (A) O.N.越大抗震性越小 (B)辛烷值以異辛烷最高 (C) O.N.以正庚烷最小 (D)汽油中添加芳香烴可使辛烷值降低 (E)體積組成 90％異辛烷和 10％正庚烷之混合物的辛烷值為 90。 13. 有關不飽和烴的敘述，下列何者有誤？ (A)易起加成作用 (B)可使Br CCl2/ 4褪色，且較烷類之作用迅速 (C)烯類易形成幾何異構物 (D)炔類之C C C  鍵角為180° (E)烯之通式為C Hn 2n，故最簡式為甲烯(CH2)。 14. 下列何者不能使溴的四氯化碳溶液褪色？ (A)乙烯 (B)乙炔 (C)環己烯 (D)苯 (E) 1-丁烯。 15. 應命名為？(A)異環丁烯 (B) 1-甲基環丁烯 (C) 2-甲基環丁烯 (D) 3-甲基環丁烯 (E) 4-甲基環丁烯。 16. 下列碳氫化合物何者是最好之汽缸引擎燃料？ (A)環辛烷 (B)正辛烷 (C) 2,2-二甲基己烷 (D) 2,2,4-三甲基戊烷。 17. 用 2-丁烯與HBr發生加成反應產生何種物質？ (A) 1-溴丁烷 (B) 2-溴丁烷 (C) 1,3-二溴丁烷 (D) 3-溴丁烷 (E) 2,3-二溴丁烷。

18. 某烴 1 mol 完全燃燒可產生 4 mol CO2，且此烴可與1 mol 的H2發生加成反應， 則此烴

為？(A)H C CH CH2   CH2 (B)C H3 6 (C)C H4 10

(D)CH3CH2CH CH2 (E)H C C C CH3    3。

19. 汽油主成分屬於有機化合物分類中的何種？ (A)醇 (B)炔 (C)醚 (D)烷。

20. 有機物_CH2a CHb CHc CH2中鍵長比較何項正確？

(A) a＞b＞c (B) a＞c＞b (C) a＝b＝c (D) b＞c＞a (E) b＞a＝c。

21. 有關苯環己烯與環己烷，下列各項敘述中，何者正確？

(A)苯容易發生加成反應 (B)苯容易被中性過錳酸鉀溶液所氧化 (C)環己烯容易使溴水溶液褪色 (D)環己烯具有幾何異構物

(E)環己烯與環己烷之化性相似，均容易發生取代反應。 H3C

22. 下列化合物完全燃燒時，哪一種會產生同分子數的二氧化碳和水？ (A)乙醇 (B)苯 (C)丙烷 (D)丙酮。 23. 下列化合物何者有異構物？ (A)C H Cl2 2 2 (B)CH Cl2 2 (C)CHCl3 (D)C H Cl2 3 。 24. 實驗式為C H4 6的1,3-丁二烯 1 mol 完全燃燒，可得二氧化碳及水蒸氣共多少 mol？ (A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 (E) 10。 25. 下列何者為液化石油氣的主要成分？ (A)氫及甲烷 (B)甲烷及乙烷 (C)乙烷及丙烷 (D)丙烷及丁烷。 26. 下列有關對二甲苯及間二甲苯性質之比較，何者差異最顯著？ (A)熔點 (B)沸點 (C)苯中的溶解度 (D)元素分析的結果。 27. 下列何項敘述錯誤？ (A)煤溚為苯、甲苯、萘的重要來源 (B)煤氣為CO和H2的混合物 (C)液化石油氣是石油分餾的產物，主要成份為丙烷和丁烷 (D)天然氣的主要成份為甲烷 (E)石油為烴類的混合物

※

單一選擇題解答※

1.D 2.C 3.B 4.B 5.A 6.C 7.B 8.B 9.D 10.D 11.B 12.E 13.E 14.D 15.D 16.D 17.B 18.D 19.D 20.E 21.C 22.D 23.A 24.D 25.D 26.A 27. B

二、多重選擇題 01. 有關烴類之敘述，下列何者正確？ (A)完全燃燒僅得CO2和H O2 (B)對水之溶解度甚小 (C)均為非極性分子 (D)分子間僅具凡得瓦力 (E)沸點、熔點因 C 數之增大而遞增。 02. 下列化學式中之C原子其鍵結軌域有與BF3中之B相同的是？ (A)乙炔 (B)乙烯 (C)苯 (D)環戊烷 (E)戊烷。 03. 下列各分子中何者含 sp 混成軌域的碳原子？ (A)HC CH (B)CH COCH3 3 (C)H C C CH2   2

(D)CO (E)H C CH CH2   CH2。

04. 乙烯會與下列何種試劑在室溫下發生反應？

(A)NH3( )g (B)HBr( )g (C)KMnO4(aq) (D)NaOH(aq) (E)H Pt2/ 。

05. 丙烯之有關敘述，下列何者正確？ (A)C 之鍵結軌域有的為 sp2 _{(B)C 之鍵結軌域有的為 sp}3 (C)與 HCl 反應生成 2-氯丙烷 (D)易使 KMnO4褪色 (E)完全燃燒生成CO2及H O2 。 06. 加入Br2的CCl4溶液時，下列何項不使Br2之顏色消失？ (A)苯 (B)乙烷 (C)環己烯 (D)乙炔 (E)環己烷。 07. 化合物C H4 8異構物之敘述，何者正確？ (A)共 6 種 (B)能與溴水反應者有 3 種 (C)共 7 種 (D)為環狀烴者有 3 種 (E)能使微鹼性過錳酸鉀溶液褪色者有 4 種。 08. 下列五種烴加入少量Br CCl2/ 4時，何者能使溴之橙紅色消失？ (A)芳香族C H6 6 (B)脂環烴C H6 12 (C)鏈狀烴C H5 10 (D)C H2 2 (E) 2-氯-1,3-丁二烯。 09. 能使溴水和高錳酸鉀溶液褪色的是？ (A)烷 (B)烯 (C)炔 (D)苯 (E)萘。 10. 下列有關C H2 4鍵結之敘述，何者正確？ (A)碳以 sp2_{的混成軌域形成σ 鍵 (B)碳－碳間以 p 軌域形成極性共價鍵} (C)分子中H C C  的角度約為120° (D)它的分子不具平面結構。 11. 下列何者有幾何異構物？ (A)C H Cl2 2 2 (B)(CH CH3) CH CH( 3) (C)C H BrCl3 6 (D)CH Cl2 2 (E)C H Br3 6 2。 12. 下列何項反應在常態下不能得到預期產物？

(A)C H2 2 聚乙烯 (B)CaO3CCaC2CO (C)C H2 6 C H2 4H2

13. 有關苯的下列敘述何者正確？ (A)屬於不飽和烴 (B)碳間鍵角為 120° (C)在暗處也能使四氯化碳中溴的紅色消失 (D)能與濃硫酸和濃硝酸的混合酸作用而產生硝基苯 (E)一分子苯在空氣中燃燒，會產生 6 分子二氧化碳和 6 分子水。 14. 取相等重量之化合物，欲完全燃燒，何者所需之氧量相同？ (A)乙烷 (B)乙炔 (C)苯 (D)萘 (E)苯乙烯。 15. 下列敘述何項正確？ (A)苯與溴可發生加成反應 (B)烯與溴可發生取代反應 (C)乙烷與Cl2可發生取代反應 (D)炔與HCl可發生加成反應 (E)烷類在隔絕空氣強熱會發生裂解。

《多重選擇題解答》

1.ABD 2.BC 3.ACD 4.BCE 5.ABCDE 6.ABE 7.AE 8.CDE 9.BC 10.AC 11.AB 12.ABC 13.ABD 14.BCE 15.CDE

第五節、有機鹵化物：

若有機物中的氫原子被 取代，則稱為有機鹵化物或稱鹵化烷(鹵烴)。 通式： 一、製備： 1.烷類的鹵化反應：烷類在常溫下不易進行化學反應，但在 及 時，則會發生鹵 素取代的反應。 例：甲烷與氯氣的反應：

2.醇類與氫鹵酸的作用： 3.烯類與鹵化氫進行加成反應： 4.苯的反應： (1)有催化劑時：發生 取代 反應，產生鹵化苯。 (2)無催化劑時：改用紫外線照射，產生 加成 反應，生成 ， 可作為殺蟲劑。 二、鹵烷類的命名： 鹵烷類為烷類之 H 被鹵素原子取代而成，故命名將鹵素原子看成烷類取代基即可。 例如： －C－C－C－C－Cl －C－C－C－C－ －C－C－C－C－ Cl Cl Cl Cl－C－C－C－C－Cl －C－C－C－C－Br Cl 三、有機鹵化物的性質： 1.物理性質： (1)纯的鹵化烴無色。 (2)具微極性(分子間為弱的偶極－偶極力)，故沸點和密度均比同碳數的烷類大。 密度隨碳原子數增加而 增大 ；沸點隨碳原子數增加而 升高 。 烷基相同時： 3 CH F _＜ CH Cl3 ＜ CH Br3 ＜ CH I3 。(分子愈大，則凡得瓦力愈強) 相同鹵素，不同烷基：CH Cl3 ＜ C H Cl2 5 ＜ C H Cl3 7 ＜ C H Cl4 9

相同碳數與鹵素，但鹵素數目不同： 4 CH _＜ CH Cl3 ＜ CH Cl2 2 ＜ CHCl3 ＜ CCl4 (3)對水的溶解度：雖微極性，但仍難溶於水，略溶於醇、醚、烴等多種有機溶劑中。 2.化學性質： 鹵烷類化性比烷烴活潑，乃由於官能基鹵原子引起，主要反應如下： (1)鹵烷在酸中安定，在鹼中會發生取代反應生成醇類： 例：溴乙烷與氫氧化鈉水溶液共熱。 NaBr OH H C NaOH Br H C2 5   2 5  (2)脫去反應： 例：鹵烷與強鹼的乙醇溶液共熱，脫去鹵化氫，生成 烯類 。 2 5 2 5 2 4 2 C H OH C H Br NaOH _ C H NaBr H O 四、常見有機鹵化物的用途： 1.三氯甲烷：具有甜味之無色液體。作用為油脂、橡膠、蠟、樹脂等溶劑。臨床上在 1847 年 即已使用作為麻醉劑，效力強，但對於肝、腎等有毒性，現已少用。 2.四氯化碳： 比重 1.54 的無色液體，甚具毒性。乾洗、油脂的溶劑、滅火劑及氟氯烷的製 造原料。 3.氟氯碳化合物：通稱 或簡稱 ，無色，幾乎無臭的氣體或低沸點液體，除 了可以作為泡沫刮鬍劑、殺蟲劑、空氣清新劑及噴漆罐中的噴霧推進劑，亦可作為冰箱 與冷氣機中的冷媒及兒童拔牙用之麻醉冷凍劑。 雖然 CFCs 的用途很廣，然而大量使用排放至大氣中，經紫外線照射後易斷裂成 不穩 定的氯原子，這些氯原子即是破壞平流層中臭氧的元兇。目前工業上已使用不會破壞臭 氧層的 或 取代 CFCs。 4.特氟綸： ，蠟色塑膠，對幾乎所有的試藥均無反應，故用於墊片料和閥襯料。 5.聚氯乙烯： ，無味無臭，不溶於大部份的有機溶劑，用於製造塑膠管，人造皮 革，包裝膜等。 6. DDT 及 BHC：兩者皆為殺蟲劑，但不被微生物所分解，造成永久性的殺害，現已被 禁用。 【例題 1】 寫出 2-溴丙烷與氫氧化鈉水溶液反應所得的產物。

【例題 2】 下列哪些化合物對平流層臭氧的破壞力較大？ (A)CF2 CF2 (B)CH CF3 3 (C)CH FCF2 3 (D)CCl F2 2。 Ans:(D) 【例題 3】 寫出下列兩種化合物各有哪幾種異構物？ (1)C H Cl3 5 (2)C H Cl3 4 2 【例題 4】 某烷之一氯取代物，分析其組成，含氯 38.4％(Cl35.5)。則此鹵烷的異構物可能有 (A) 2 種 (B) 3 種 (C) 4 種 (D) 5 種。 Ans: (C) 【例題 5】 下列敘述，何者正確？ (A)由CH CH3( 2 2) OH 與濃硫酸共熱後的產物，再與Br2的CCl4溶液作用生成CH CH3( 2 2) Br (B)苯在氯化鐵催化下氯化，進行加成反應生成六氯苯 (C)聚氯乙烯的單體為CH2 CHCl (D)CF Cl2 2為穩定而腐蝕性低的物質，可作冷凍劑 (E)特夫綸是以CF2 CF2為單體之加成聚合物。 Ans:CDE

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一、單一選擇題　 ( ) 01. C2H2Cl2有幾種同分異構物？ (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 種。 ( ) 02. 若丁烷(C4H10)分子中的一個氫原子被氯取代，可得一氯丁烷有幾種？ (A) 2 種 (B) 3 種 (C) 4 種 (D) 5 種。 ( ) 03. 溴乙烷與氫氧化鈉水溶液共熱，所得之產物為？ (A)乙醇 (B)乙烷 (C)乙烯 (D)乙醛。 ( ) 04. 2-甲基己烷與氯分子在加熱或照光下會進行氯化反應，其中產生的單氯產 物

(C7H15Cl)會有幾種異構物？ (A) 2 (B) 4 (C) 6 (D) 7。 ( ) 05. 在常溫時，苯與 Br2在 FeBr3的存在下，適度作用，生成的主要產物是： (A)C6H5Br (B)C6H6Br2 (C)C6H6Br6 (D)C6H7Br。 ( ) 06. 溴乙烷與氫氧化鈉水溶液共熱，則可生成乙醇和氯化鈉此反應為？ (A)脫去反應 (B)取代反應 (C)氧化反應 (D)還原反應。 ( ) 07. 溴乙烷與氫氧化鈉之乙醇溶液反應屬於何種反應類型？ (A)加成 (B)取代 (C)脫去 (D)氧化反應。 ( ) 08. 下列哪個分子式具有芳香烴之異構物？ (A)C7H5Cl5 (B)C7H5Cl3 (C)C7H6Cl6 (D)C7H6Cl4。 ( ) 09. CH3CH2CH2CH2OH 於高溫下先與濃硫酸反應後，再與 HCl 作用，應可預期得到何種 有機氯化物？ (A)CH3CH2CH2CH2Cl (B)CH3CH2CHClCH2Cl (C)CH3CH2CHClCH3 (D)(CH3)2CClCH3。 ( ) 10. 下列反應屬於加成反應的是？ (A) ＋Cl2h (B) ＋Cl2 FeCl3 (C) CH3＋Cl2h (D) CH3KMnO，4。 二、多重選擇題　 ( ) 01. 下列何者加入足量的氯化氫可得 2,2-二氯丁烷？ (A)1-丁烷 (B)2-丁烷 (C)2-氯-1-丁烯 (D)1-丁炔 (E)2-丁炔。 ( ) 02. 乙烯會與下列何種試劑在室溫下發生反應？

(A)NH3(g) (B)HBr(g) (C)KMnO4(aq) (D)NaOH(aq) (E)H2/Pt。

( ) 03. 有關鹵化物(RX)的敘述，下列何者正確？ (A)將 C2H5Br 與 NaOH(aq)共熱，可生成乙醇及 NaBr

(B)CH3Cl 俗稱氯仿

(D)苯與氯化鐵的催化下，可生成 C6H6Cl6(六氯化苯) (E)丁烷的沸點高於 1-氯丁烷。 ( ) 04. 下列反應中，何者是加成反應？ (A)溴乙烷與氫氧化鉀水溶液共熱 (B)乙醇與濃硫酸加熱到 180C 左右 (C) 苯與氯氣混合，用紫外線照射 (D)溴乙烷與氫氧化鉀之乙醇溶液共熱 (E)乙醇氧化得乙醛。

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單一選擇題解答※

1.A 2.C 3.A 4.C 5.A 6.B 7.C 8.B 9.C 10.A

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多重選擇題解答※

1.CDE 2.BCE 3.AC 4.D

第六節 醇、醚、酚

一、醇類： 1.定義： (1)烴中之氫原子被 取代之有機物，簡稱醇類。 (2)通式： ；最簡單之分子為 。 2.分類： (1)依元數分類：含OH若干個，即稱之為若干元。 一元醇：僅含一個OH基，如： 二元醇：含有二個OH基，如： 三元醇：含有三個OH基，如： 多元醇：含有多個OH基，如：

(2)依級數分類：與羥基(OH)相連碳位置上，再連接的烴基數區別。 若在OH_{基所連接的碳原子上，連接 個烴基，稱為第一醇（1}0_）， 通式： 。如：正丁醇 若在OH_{基所連接的碳原子上，連接 個烴基，稱為第二醇（2}0_）， 通式： 。如：2-丁醇 若在OH_{基所連接的碳原子上，連接 個烴基，稱為第三醇（3}0_）， 通式： 。如：2-甲基-2-丁醇 3.異構物與命名： (1)命名： 以阿拉伯數字表示醇中〝羥基〞出現之位置，其餘取代基處理方式與烷類相同，但主 鏈必須包含羥基所聯接之C，而且編號需使羥基所在之碳號碼在較小之一端。 例： C－C－C－OH C－C－C－C C OH (2)異構物： ROH_{型：烷基 R 之異構物數即為}ROH之異構物數。 例如：C H OH5 11 因戊基有 8 種異構物，所以戊醇有 8 種異構物。 化學式 CH OH3 C H OH2 5 C H OH3 7 C H OH4 9 C H OH5 11 中文名稱 異構物數目

4.重要性質： (1)醇分子與水同樣具有高度極性，可形成 的結合，因此有不尋常的高沸點。例 如：正丁醇(b.p.=118℃)較其異構物乙醚(b.p.=35℃)高出 80℃以上。 (2)沸點傾向： 正醇類隨碳數增加而 升高 ，有支鏈者較 低 。 同碳數的醇： 支鏈越多，其沸點越低 。 (3)對水的溶解度： 丙醇以下的低級醇類，能與水以任意比例互溶，碳數愈多溶解度愈 ，高級醇 （碳數多的醇）僅微溶於水。 原因： (4)醇的酸性(Ka值)較H O2 弱 。 5.醇的主要反應： (1)脫水反應： 分子內脫水可產生 類： 通式： 例： 分子間脫水可產生 類： 例：

(2)酸性反應：醇與活性大的金屬起反應產生 。 通式： 反應速率快慢： 。 醇類相對酸性： 。 (3)鹼性反應：醇與鹵化氫起反應產生鹵烷類。 通式： 反應速率快慢： 。 醇類相對鹼性： 。 (4)酯化反應：酸＋醇→ 。 通式： 反應速率： 。 (5)氧化反應： 第一醇：可被氧化成醛或酸 第二醇：可被氧化成酮 第三醇：不會被氧化，即用氧化劑無法將其氧化。 ※重要：利用醇被K Cr O2 2 7氧化後的產物可區別該醇為一級醇、二級醇或三級醇 一級醇被氧化後其產物醛類有銀鏡及斐林試液反應。(第七節) 二級醇被氧化後其產物酮類無銀鏡及斐林試液反應。 三級醇則不會被K Cr O2 2 7氧化。