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實
中
選修化學
(下)
第7章 有機化學
7-1 有 機 化 合 物 的 組 成 7-2 烷 類 與 環 烷 7-3 烯 類 與 炔 類 7-4 芳 香 烴 7-5 有 機 鹵 化 物 7-6 醇 類 、 醚 類 與 酚 類 7-7 醛 類 與 酮 類 7-8 羧 酸 與 酯 類 7-9 胺 類 與 醯 胺 類班 級座號 ：
學 生姓名 ：
第 7章 有 機 化 學 7-1 有 機 化 合 物 的 組 成 有 機 化 合 物 的 化 學 式 與 命 名 的 規 則 皆 源 自 於 結 構 ， 化 合 物 的 結 構 就 是 原 子 間 相 互 結 合 與 空 間 排 列 的 情 形 而 決 定 結 構 之 前 需 先 決 定 化 合 物 中 元 素 的 重 量 百 分 組 成 。 7-1 .1 有 機 化 合 物 的 組 成 與 化 學 式 純 試 樣 化學反應 元素分析 分子量測定 光譜分析 實驗式 分子量 官能基 分子式 正確的 結構式 1. 實 驗 式 求 法 ： (1) 碳與氫之 定性分 析： 碳氫化合物經高 溫燃 燒後，生 成水和二氧化碳。 a. 石 灰 水 檢 驗 C O2。 2(g) 2(aq ) 3(s) 2 (l) CO +Ca(OH) →CaCO +H O b. 用 氯 化 亞 鈷 試 紙 檢 驗 H2O。 2 2 4 2 2 6 CoCl (− 藍 色) 6H O+ →Co(H O) (+ 粉 紅)+4Cl− (2) 定 量 分 析 ： 利 用 燃 燒 法 決 定 各 元 素 之 組 成 。 a. 試 料 +CuO⎯⎯Δ→ 4 2 NaOH 2 2 Mg(ClO ) 2 2 CO CO H O H O ⎧ ⎯⎯⎯⎯⎯→ ⎪ ⎨ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ ⎪⎩ 以 吸 收 以 吸 收 重 重
b. 通 過 C uO， 可 使 C 完 全 變 成 C O2， H變 為 H2O， C uO做 氧 化 劑 。
c. 先 用 過 氯 酸 鎂 (M g(C lO4)2)吸 收 H2O， 再 以 NaOH吸 收 CO2， 兩 管 不 可 顛 倒 ， 因 為 NaOH同 時 可 吸 收 CO2及 H2O。 ○1 吸 收 水 亦 可 使 用 CaC l2、 濃 H2SO4。 ○2 吸 收 C O2亦 可 使 用 KOH等 。 d.C重 ＝ 12 CO2 44 × 重； H重 ＝ 2 2 H O 18 × 重； O重 ＝ 試 料 重 － C重 － H重 。 (3) 氮 的 定 量 分 析 ： 含 氮 有 機 物 燃 燒 後 生 成 氮 的 氧 化 物 ， 須 再 經 銅 還 原 成 氮 氣 ， 測 量 氮 氣 體 積 ， 即 可 求 出 含 氮 量 。 定量的樣品 氧 氣 ( C 、 H 、 O ) + O2 →CO2+ H2O C u O M g ( C l O4)2 N a O H
(4) 計 算 物 質 所 含 各 原 子 之 最 簡 整 數 比 ， 即 為 實 驗 式 。 C： H： O： N＝ C 12 重 ： H 1 重 ： O 16 重 ： N 14 重 ＝ w： x： y： z。 實 驗 式 ： CwHxOyNz。 2. 分 子 式 的 求 法 ： (1) 測 定 分 子 量 。 a. 氣 體 ： 格 雷 姆 擴 散 定 律 @ 1 2 2 1 M v = v M 。 b. 揮 發 性 化 合 物 ： 蒸 氣 密 度 @ PM ＝ dRT。 c. 揮 發 性 小 但 具 有 可 溶 性 的 液 體 或 固 體 ： 沸 點 上 升 度 數 或 凝 固 點 下 降 度 數@ ΔT = Kb b×Cm、ΔT = Kf f×Cm。 d. 高 分 子 之 液 體 或 固 體 ： 滲 透 壓 @ π= CM×RT。 (2) 分 子 式 ＝ (實 驗 式 )n， n = 分 子 量 實 驗 式式 量 。 =================================================================================== [範 例 1]對 某 一 含 C 、 H、 O的 液 態 未 知 物 ， 分 別 進 行 下 列 各 項 實 驗 ： (1 )將 此 未 知 物 7.40 毫 克 置 於 純 氧 中 使 其 完 全 燃 燒 後 ， 產 物 先 通 過 含 無 水 過 氯 酸 鎂 之 吸 收 管 ， 再 經 氫 氧 化 鈉 吸 收 管 ， 結 果 過 氯 酸 鎂 吸 收 管 重 量 增 加 了 5.40 毫 克 ， 氫 氧 化 鈉 吸 收 管 重 量 增 加 了 13.20毫 克 ， 則 此 未 知 物 的 實 驗 式 為 何 ？ (2 )將 此 未 知 物 0. 210 克 置 於 0. 820 升 的 密 閉 容 器 內 ， 於 77 .0 ℃ 等 溫 下 使 其 完 全 氣 化 ， 測 得 與 容 器 相 聯 之 U 形 管 壓 力 計 兩 側 的 水 銀 面 差 ， 在 其 氣 化 前 後 由 0.00 公 分 增 為 7.60公 分 ， 由 此 計 算 該 未 知 物 的 分 子 量 。 解 說 ： (1) WH= 5:40 £ 2 18 = 0:60 (mg) WH= 5:40 £ 2 18 = 0:60 (mg)、WC = 13:20 £ 12 44 = 3:60 (mg) WC = 13:20 £ 12 44 = 3:60 (mg) WO= 7:40 ¡ 0:60 ¡ 3:60 = 3:20 (mg) WO= 7:40 ¡ 0:60 ¡ 3:60 = 3:20 (mg) C : H : O = 3:60 12 : 0:60 1 : 3:20 16 = 3 : 6 : 2 ) C : H : O = 3:60 12 : 0:60 1 : 3:20 16 = 3 : 6 : 2 ) 實 驗 式 ＝ C3H6O2 (2 ) 依 據PV = nRT ) 7:60 76 £ 0:820 = 0:210 M £ 0:082 £ (273 + 77) ) M = 73:5 PV = nRT ) 7:60 76 £ 0:820 = 0:210 M £ 0:082 £ (273 + 77) ) M = 73:5 --- [範 例 2]秤 取 1 .77克 之 某 化 合 物 ， 使 之 完 全 燃 燒 後 得 C O2 3. 96 克 ， H2O 2.4 3克 ， 另 由 實 驗 測 得 該 化 合 物 4.50克 中 含 氮 1.07克 ， 則 該 化 合 物 之 實 驗 式 ？ (A)C2H7N (B)C3H9N (C )C2H8N2 (D)C4H1 1N 解 說 ： 1.77克 該 有 機 化 合 物 中 含 有 各 元 素 重 量 ： WC = 3:96 £ 12 44 = 1:08 (g) WC = 3:96 £ 12 44 = 1:08 (g)，WH = 2:43 £ 2 18 = 0:27 (g) WH = 2:43 £ 2 18 = 0:27 (g)， 由 答 案 可 知 ， 此 化 合
物 僅 含 C、 H、 N三 元 素 ， 故WWNN = 1:77 ¡ 1:08 ¡ 0:27 = 0:42 (g)= 1:77 ¡ 1:08 ¡ 0:27 = 0:42 (g) C : H : N = 1:08 12 : 0:27 1 : 0:42 14 = 3 : 9 : 1 ) C : H : N = 1:08 12 : 0:27 1 : 0:42 14 = 3 : 9 : 1 ) 實 驗 式 ＝ C3H9N 7-1 .2 有 機 化 合 物 的 結 構 與 異 構 物 一 、 分 子 的 結 構 式 1. 結 構 式 ： 可 顯 示 出 原 子 的 連 結 與 排 列 方 式 的 化 學 式 。 例 如 ： 乙 酸 與 尿 素 的 結 構 式 。 2. 同 分 異 構 物 ： 分 子 式 相 同 ， 但 結 構 式 不 同 的 化 合 物 。 如 甲 醚 與 乙 醇 為 不 同 物 質 確 有 相 同 分 子 式 。 二 、 結 構 式 的 推 求 要 確 定 分 子 正 確 的 結 構 式 ， 須 根 據 物 質 的 物 理 、 化 學 性 質 或 以 儀 器 分 析 來 判 斷 。 以 乙 醇 為 例 ： 1. 依 鍵 結 原 理 推 導 可 能 的 結 構 式 。 乙 醇 (C2H5OH) 和 甲 醚 (CH3OCH3) 的 分 子 式 均 為 C2H6O。 要 滿 足 碳 原 子 之 鍵 結 數 為 4 ， 氧 原 子 為 2 ， 氫 原 子 為 1， 有 下 列 二 種 可 能 的 結 構 式 ： 2. 由 化 性 推 斷 結 構 ： (1) 乙 醇 能 和 金 屬 鈉 作 用 產 生 氫 氣 及 乙 醇 鈉 (C2H5ONa)， 1 莫 耳 乙 醇 與 足 量 的 鈉 作 用 ， 生 成 0.5莫 耳 的 氫 氣 ， 溶 液 呈 鹼 性 。 此 反 應 類 似 金 屬 鈉 與 水 作 用 產 生 氫 氣 及 氫 氧 化 鈉 。 所 以 乙 醇 具 有 類 似 水 的 結 構 －OH 基 團 （ 羥 基 ）， 如 結 構 1。 2 6 2 5 2 1 C H O Na C H ONa H 2 + → + 2 2 1 H O Na NaOH H 2 + → + (2) 乙 醇 與 氫 溴 酸 (HBr)共 熱 ， 生 成 揮 發 性 的 溴 乙 烷 (C2H5Br)， 顯 示 乙 醇 分 子 中 有 一 個 性 質 特 異 的 氫 原 子（ 如 結 構 1）。而 甲 醚 則 不 與 鈉 或 氫 溴 酸 反 應 。 2 6 2 5 2 C H O HBr+ →C H Br+H O 3. 由 物 性 推 斷 結 構 ： 結 構 1 結 構 2
(1) 乙 醇 為 沸 點 78℃ 的 液 體 ， 與 乙 烷 沸 點−88.6℃ 及 水 的 沸 點 100℃ 相 比 較 ， 顯 然 乙 醇 與 水 相 似 。 水 的 高 沸 點 是 因 為 氫 鍵 的 作 用 ， 而 結 構 1 中 有−OH 基 ， 能 形 成 氫 鍵 ， 可 說 明 乙 醇 的 高 沸 點 特 性 。 (2) 乙 醇 既 可 生 成 氫 鍵 ， 則 與 水 之 間 也 應 該 可 以 發 生 強 吸 引 力 ， 因 此 乙 醇 必 易 溶 於 水 。 實 驗 證 明 乙 醇 和 水 可 以 任 意 比 例 均 勻 混 合 。 4. 歸 納 結 論 ： 將 所 有 證 據 合 併 ， 即 可 證 明 乙 醇 的 正 確 結 構 式 為 結 構 1。 =================================================================================== [範 例 3]下 列 物 質 中 ， 何 組 為 結 構 異 構 物 ？ （ 多 選 ）
(A) CH3CH2CH2OH、 C H3OCH2CH3
(B) CH3CH＝ CH2、 CH2＝ CHCH3 (C) CH3CH2CH2CH2OH、 (C H3)2C HCH2OH (D) CH3CH2CHO、 C H3C OCH3 (E) 、 答 案 ： (ACD) 解 說 ： (B)為 相 同 分 子 ， (E)兩 者 的 分 子 式 不 同 ， 前 者 為 C1 2H1 0、 後 者 為 C1 0H8。 練 習 題 ： 1. 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 ？ （ 91指 考 ） (A)環 烷 類 、 烯 類 (B)烯 類 、 炔 類 (C)炔 類 、 烷 類 (D)芳 香 類 、 烷 類 2. 某 含 氧 有 機 物 試 樣 3 .0克 溶 於 500 克 水 中 (Kf＝ 1.86)， 溶 液 在−0.186℃ 時 開 始 凝 固。又 取 30克 試 樣 燃 燒 共 用 去 氧 72克，並 生 成 66克 之 CO2和 少 量 之 水，則 可 知 此 有 機 物 為 ？ （ 多 選 ）
(A) 是 CH3C OOH (B) 必 可 與 Na作 用 (C) 共 有 三 種 異 構 物
(D) 生 成 水 有 36 克 (E) 分 子 量 是 60 3. 下 列 各 官 能 基 中 ， 何 者 含 有 sp2之 結 合 軌 域 ？ （ 多 選 ） (A)胺 基 (B)羰 基 (C)羥 基 (D)醛 基 (E)羧 基 4. 欲 區 分 乙 醇 和 甲 醚 ， 下 列 何 者 有 效 ？ （ 多 選 ） (A) 測 C、 H、 O重 量 百 分 組 成 (B) 測 沸 點 高 低 (C) 加 入 Na觀 察 是 否 反 應 (D) 測 分 子 量 (E) 測 水 中 溶 解 度
7-2 烷 類 與 環 烷 烷 類 為 鏈 狀 飽 和 烴（ 通 式CCnnHH2 n+22 n+2）；環 烷 類 為 結 構 中 含 有 一 個 環 的 飽 和 烴（ 通 式CCnnHH2 n2 n）， 烷 類 與 環 烷 的 碳 原 子 均 以spsp33 混 成 軌 域 參 與 鍵 結 。 7-2 .1 烷 類 與 環 烷 的 物 理 性 質 1. 常 溫 、 常 壓 下 ， 直 鏈 烷 類 中 ， 碳 數1 » 41 » 4 者 為 氣 態 ，5 » 175 » 17 者 為 液 態 ， 18個 以 上 者 為 固 態 。 2. 沸 點 與 熔 點 （ 部 分 例 外 ）： 一 般 隨 碳 數 增 多 而 遞 增 。 同 分 異 構 物 ， 含 支 鏈 愈 多 ， 主 鏈 愈 短 ， 則 沸 點 愈 低 。 3. 溶 解 性 ： 烷 烴 不 溶 於 水 ， 比 重 小 於 1， 浮 在 水 面 上 ； 但 可 溶 於 乙 醚 、 苯 等 有 機 溶 劑 。 7-2 .2 烷 類 與 環 烷 的 化 學 性 質 與 反 應 烷 類C ¡ CC ¡ C 的C ¡ HC ¡ H 與 不 易 斷 裂 ， 在 常 溫 、 常 壓 下 不 與 強 酸 、 強 鹼 、 氧 化 劑 及 還 原 劑 等 反 應 。 但 是 在 高 溫 或 紫 外 光 照 射 下 ， 烷 類 仍 會 發 生 取 代 反 應 。 1. 鹵 化 反 應 ： 在 常 溫 和 無 光 線 下 ， 氯 不 能 與 烷 類 反 應 。 但 若 升 高 溫 度 、 或 在 日 光 的 照 射 下 ， 氫 原 子 可 被 一 個 或 多 個 氯 原 子 取 代 。 4 2 3 CH +Cl ⎯⎯⎯⎯→照光或 加熱 CH C（氯甲烷）l +HCl 4 2 2 2 CH +2Cl ⎯⎯⎯⎯→照光或 加熱 CH Cl（二氯甲烷）+2HCl 4 2 3 CH +3Cl ⎯⎯⎯⎯→照光或 加熱 CHCl（三氯甲烷 或 氯 仿）+HCl 4 2 4 CH +4Cl ⎯⎯⎯⎯→照光或 加熱 CCl（四氯 化 碳）+4HCl (1) 鹵 化 反 應 不 會 得 到 單 一 產 物 ， 而 是 各 式 取 代 產 物 的 混 合 物 。 (2) 烷 烴 的 氟 化 反 應 過 於 激 烈 ， 碘 化 反 應 難 於 進 行 。 故 烷 烴 的 鹵 化 反 應 通 常 指 氯 化 和 溴 化 反 應 。 2. 硝 化 反 應 ： 烷 類 不 與 濃 硫 酸 反 應 ， 但 在 高 溫 下 （ 大 於 475 ℃ ）， 可 與 濃 硝 酸 反 應 ， 產 生 硝 基 烷 類 。 CH4+ HNO3 >475 ±C ¡¡¡¡¡¡! CH3NO2+ H2O CH4+ HNO3 >475 ±C ¡¡¡¡¡¡! CH3NO2+ H2O 3. 裂 解 反 應 （ 或 稱 裂 煉 ）： 將 烷 類 置 於 無 氧 的 密 閉 容 器 中 加 熱 到 高 溫 或 加 催 化 劑 又 加 熱 作 用 下 ， 其 碳 － 碳 及 碳 － 氫 鍵 斷 裂 而 成 小 分 子 的 混 合 物 ， 此 稱 為 熱 裂 解 。 此 小 分 子 包 括 烯 類 、 烷 類 和 氫 。 (1) 丙 烷 在 8 00～ 85 0℃ 時 裂 解 ， 產 生 丙 烯 、 乙 烯 、 甲 烷 、 氫 。 4. 燃 燒 反 應 ： 烷 完 全 燃 燒 （ 即 充 足 空 氣 ） 則 生 C O2及 H2O。 烷 類 之 莫 耳 燃 燒 熱 隨 碳 原 子 數 增 加 而 遞 增 。
[範 例 4]某 生 用 1. 0莫 耳 的 甲 烷 進 行 氯 化 反 應 ， 得 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 用 了 多 少 克 的 氯 氣 ？（ 72日 大 ）(Cl＝ 35.5) (A) 71 (B) 124 (C) 187 (D) 249 克 解 說 ： CHCH4(g)4(g)+ 2 Cl+ 2 Cl2(g)2(g)¡¡! CH¡¡! CHhºhº 22ClCl2(g)2(g)+ 2 HCl+ 2 HCl(g)(g) CH4(g)+ 3 Cl2(g)¡¡! CHClhº 3(g)+ 3 HCl(g) CH4(g)+ 3 Cl2(g)¡¡! CHClhº 3(g)+ 3 HCl(g) CH4(g)+ 4 Cl2(g)¡¡! CClhº 4(g)+ 4 HCl(g) CH4(g)+ 4 Cl2(g)¡¡! CClhº 4(g)+ 4 HCl(g) 需 氯 氣 ：(0:1 £ 2 + 0:3 £ 3 + 0:6 £ 4) £ (35:5 £ 2) = 248:5 (g)(0:1 £ 2 + 0:3 £ 3 + 0:6 £ 4) £ (35:5 £ 2) = 248:5 (g) 7-3 烯 類 與 炔 類 碳 與 碳 間 含 有 雙 鍵 結 構 的 烴 類 稱 為 烯 ， 只 含 有 一 個 雙 鍵 的 烯 類 ， 其 通 式 為 CnH2 n， 最 小 的 烯 烴 為 乙 烯 (CH2＝ CH2)， 碳 與 碳 間 含 有 參 鍵 結 構 的 烴 類 稱 為 炔 ， 只 含 有 一 個 參 鍵 的 炔 類 ， 其 通 式 為 CnH2 n− 2， 最 小 的 炔 烴 為 乙 炔 (CH≣ CH)。 7-3 .1 烯 類 與 炔 類 的 物 理 性 質 1. 不 溶 於 水 ， 而 易 溶 於 有 機 溶 劑 ， 如 四 氯 化 碳 (CCl4)、 苯 及 乙 醚 。 2. 沸 點 隨 碳 原 子 數 的 增 加 而 升 高 。 7-3 .2 烯 類 與 炔 類 的 化 學 性 質 因 為 烯 類 與 炔 類 （ 屬 不 飽 和 烴 ） 具 有 活 性 較 大 的 π 鍵 （ 較 易 被 破 壞 ）， 因 此 反 應 大 多 發 生 在 雙 鍵 上 ， 典 型 的 反 應 為 加 成 反 應 。 烯 烴 的 加 成 反 應 ： 烯 類 進 行 加 成 反 應 時 ， 雙 鍵 被 打 開 ， 兩 個 碳 原 子 各 與 一 新 原 子 （ 或 原 子 團 ） 結 合 ， 生 成 單 鍵 的 飽 和 化 合 物 。 C C ＋ X－Y → C C X Y 一 、 常 見 烯 類 的 反 應 1. 加 成 反 應 (1) 氫 化 反 應 ： H C2 ＝CH2 +H2⎯⎯⎯→Pt或Ni CH CH3 3（ 乙 烷 ） (2) 鹵 化 反 應 ： H C2 ＝CH2 +Cl2 →CH ClCH Cl2 2 （ 1,2-二 氯 乙 烷 ） 對 於 烯 類 ， 溴 和 氯 在 常 溫 下 很 容 易 加 入 雙 鍵 ， 因 此 加 溴 或 加 氯 反 應 可 用 來 檢 驗 不 飽 和 烴 。 (3) 水 合 反 應 ： 烯 烴 與 水 在 酸 催 化 下 ， 可 發 生 加 成 反 應 ， 直 接 生 成 醇 。 H 2 2 2 3 2 H C＝CH +H O⎯⎯→+ CH CH OH（ 乙 醇 ） H 3 2 2 CH－CH＝CH +H O⎯⎯→+ H3C CH CH3 OH （ 2-丙 醇 ）（ 遵 守 馬 可 尼 可 夫 定 則 ）
(4) 加 鹵 化 氫 反 應 ： H C2 ＝CH2+HBr→CH CH Br3 2 （ 溴 乙 烷 ） 3 2 3 3 CH－CH＝CH +HCl→CH CHClCH （ 2-氯 丙 烷 ） a. 馬 可 尼 可 夫 定 則 ： 凡 是 不 對 稱 烯 烴 和 鹵 化 氫 等 試 劑 加 成 時 ， 氫 原 子 總 是 加 到 含 氫 較 多 的 雙 鍵 碳 原 子 上 。 b. 不 對 稱 烯 烴 ： 烯 烴 中 凡 具 有 R－CH＝CH2、 C C R" H R R' 形 式 的 稀 烴 。 2. 聚 合 反 應 ： 同 類 分 子 因 不 飽 和 結 合 的 鍵 （ C ＝ C 或 C≣ C ） 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 。 2 2 n CH＝CH ⎯⎯⎯⎯→高 溫 高 壓催 化 劑 CH 2 CH2 n （聚乙烯） 3. 烯 類 可 被 中 性 或 微 鹼 性 的 過 錳 酸 鉀 溶 液 氧 化 而 形 成 二 元 醇 。 2 2 4 2 2 2 2
3CH＝CH +2MnO−+4H O→3CH OHCH OH（乙二 醇）+2MnO +2OH− 二 、 常 見 炔 類 的 反 應 1. 乙 炔 的 製 備 ： 由灰石、煤和水製取。 3(s) (s) 2(g) CaCO ⎯⎯Δ→CaO +CO 強 熱 灰 石 分 解 出 氧 化 鈣 ~3000 C 2(s)
CaO 3C+ ⎯⎯⎯⎯° →CaC +CO 碳 化 鈣 CaC2， 俗 稱 電 石
2 2 2 2 2 CaC +H O→Ca(OH) +C H 電 石 與 水 作 用 生 成 乙 炔 （ 俗 稱 電 石 氣 ） 2. 加 成 反 應 (1) 氫 化 反 應 ： CH≣CH+H2⎯⎯⎯→Pt或Ni CH2＝CH2 Pt Ni 2 3 3 CH≣CH+2H (過 量)⎯⎯⎯→或 CH CH (2) 鹵 化 反 應（ 加 氯 或 溴 ）： 先 進 行 一 分 子 加 成 產 物 ， 若 氯 、 溴 過 量 則 可 得 到 二 分 子 加 成 產 物 四 鹵 化 物 。 a. CH≣CH+Cl2 →CHCl＝CHCl（ 1,2-二 氯 乙 烯 ） b. CH≣CH+2Cl2→CHCl CHCl2 2（ 1,1,2,2-四 氯 乙 烷 ） c. 炔 類 也 可 以 使 溴 的 四 氯 化 碳 溶 液 （ 或 溴 水 ） 褪 色 。 (3) 鹵 化 氫 的 加 成 ： 2 HCl HCl 2 3 2 HgCl ( ) CH≣CH⎯⎯⎯⎯⎯→催 化劑 CH＝CHCl⎯⎯⎯⎯⎯⎯→遵守馬可尼可夫定則 CH CHCl （ 1,1-二 氯 乙 烷 ） (4) 加 水 反 應 ： 一 般 情 形 下 ， 乙 炔 與 水 不 發 生 反 應 。 但 在 硫 酸 汞 之 稀 硫 酸 溶 液 中 ， 乙 炔 與 水 發 生 加 成 反 應 ， 首 先 生 成 乙 烯 醇 ， 乙 烯 醇 不 穩 定 ， 經 分 子 內 重 排 生 成 乙 醛 （ CH3C HO）。 4 HgSO 2 H CH≣CH+H O⎯⎯⎯→+ H C 2 C OH H（ 乙 烯 醇 ） →CH3 C H O （ 乙 醛 ）
a. 乙 炔 的 同 系 物 （ 丙 炔 、 丁 炔 … ） 加 水 後 ， 經 重 排 可 得 相 對 應 的 酮 。 4 HgSO , H 3 2 CH－ ≣C CH+H O⎯⎯⎯⎯⎯⎯→遵守馬可尼可夫定則+ CH3 C CH2 OH →CH3 C CH3 O （ 丙 酮 ） 3. 氧 化 反 應 ： 與 烯 類 相 同 ， 可 被 中 性 或 微 鹼 性 的 過 錳 酸 鉀 溶 液 氧 化 而 使 紫 色 褪 色 。 4. 末 端 炔 的 檢 驗 ： 參 鍵 位 於 末 端 的 炔 類 可 和 氯 化 亞 銅 或 硝 酸 銀 的 氨 水 溶 液 反 應 ， 其 末 端 的 氫 原 子 可 被CuCu++ 或AgAg++ 取 代 ， 分 別 產 生 紅 色 的 乙 炔 銅(I)(I) 及 灰 白 色 的 乙 炔 銀 。 3 2 (s) 4 3 R−C≣C H Cu(NH ) Cl− + → −R C≣C Cu− +NH Cl+NH 3 2 3 (s) 4 3 3 R−C≣C H− +Ag(NH ) NO → −R C≣C Ag− +NH NO +NH 三 、 烯 、 炔 的 檢 驗 實 驗 室 中 ， 常 利 用 加 成 反 應 的 特 性 來 檢 驗 烯 、 炔 類 。 1. 溴 的 四 氯 化 碳 溶 液 (Br2/CCl4)： 溴 溶 於 四 氯 化 碳 中 呈 紅 棕 色 ， 若 溴 與 烯 、 炔 產 生 加 成 反 應 ， 溴 迅 速 被 消 耗 而 顏 色 褪 去 ， 故 可 檢 驗 烯 、 炔 。 4 2(C C l ) B r + → Br Br 2. 過 錳 酸 鉀 的 微 鹼 性 溶 液 ： (1) 紫 色 的 KMnO4溶 液 若 與 烯 、 炔 反 應 後 MnO4 −被 消 耗 而 顏 色 消 褪 。
乙 烯 被 氧 化 成 乙 二 醇 (CH2OHC H2OH) ， 在 微 鹼 性 中 ， 紫 色 的 KMnO4被 還
原 成 二 氧 化 錳 。
2 2 4 2 2 2 2
3CH＝CH +2MnO−+4H O→3CH OHCH OH+2MnO +2OH− (2) 乙 炔 被 氧 化 成 二 氧 化 碳 。 3 CH´ CH + 10 MnO¡4 + 2 H2O! 6 CO2+ 10 MnO2+ 10 OH¡ 3 CH´ CH + 10 MnO¡4 + 2 H2O! 6 CO2+ 10 MnO2+ 10 OH¡ =================================================================================== [範 例 5]某 碳 氫 化 合 物 （ 甲 ） 完 全 燃 燒 ， 可 得 C O2和 H2O莫 耳 數 比 為 1： 1， 另 由 其 他 實 驗 測 知 分 子 量 為 42， 回 答 下 列 問 題 ： (1) 甲 可 能 異 構 物 為 何 ？ (2) 若 甲 可 以 使 KMnO4褪 色 ， 甲 的 示 性 式 為 何 ？ 並 寫 出 其 反 應 的 有 機 產 物 ？ (3) 若 甲 可 使 Br2/CCl4溶 液 褪 色 ， 寫 出 甲 和 HBr的 反 應 方 程 式 ？ (4) 取 甲 4.2克 在 Pt催 化 下 ， 欲 使 全 部 變 成 飽 和 烴 ， 須 通 入 氫 氣 若 干 克 ？ 答 案 ： (1)丙 烯 、 環 丙 烷 ， (2)CHCH33CH = CHCH = CH22、 1,2-丙 二 醇 ， (3)（ 略 ）， (4)0.2克 解 說 ： (1) 由 產 物 莫 耳 數 比COCO22 : H: H22O = 1 : 1O = 1 : 1) C : H = 1 : 2) C : H = 1 : 2， 實 驗 式 為 CH2
42 = (12 + 1£ 2) £ n ) n = 3
42 = (12 + 1£ 2) £ n ) n = 3， 分 子 式 為 C3H6， 具 此CCnnHH2n2n 通 式 者 有 烯 與
環 烷 類 ， 故 可 能 分 子 為 丙 烯 、 環 丙 烷 。
(2) 烯 類 可 被 氧 化 ， 可 使 KMnO4溶 液 褪 色 ， 但 是 烷 類 則 無 此 性 質 。 故 甲 應
為 丙 烯 ， 化 學 式 為CHCH33CH = CHCH = CH22。
3 CH3CH = CH2+ 2 MnO¡4 + 4 H2O! 3 CH3CHOHCH2OH + 2 MnO2+ 2 OH¡
3 CH3CH = CH2+ 2 MnO¡4 + 4 H2O! 3 CH3CHOHCH2OH + 2 MnO2+ 2 OH¡ (3) CHCH33CH = CHCH = CH22 + Br+ Br22 ! CH! CH33CHBrCHCHBrCH22BrBr（ 1,2-二 溴 丙 烷 ） (4) CHCH33CH = CHCH = CH22 + H+ H22 ! CH! CH33CHCH22CHCH33（ 丙 烷 ）， 假 設 通 入 氫 氣ww 克 CH3CH = CH2 : H2 = 1 : 1 ) 4:2 42 : w 2 = 1 : 1 =)w = 0:2 (g) CH3CH = CH2 : H2 = 1 : 1 ) 4:2 42 : w 2 = 1 : 1 =)w = 0:2 (g) --- [ 範 例 6] 通 常 在 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 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (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 答 案 ： (AD) 解 說 ： (B) 烯 、 炔 的 溴 化 反 應 ， 可 以 溴 水 的 紅 棕 色 褪 色 。 (C) 乙 烯 被 氧 化 成 乙 二 醇 。 (E) 產 物 是 1,2-二 溴 乙 烷 。 --- [範 例 7]下 列 反 應 產 物 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 丙 烯 加 溴 反 應 ， 生 成 1,1-二 溴 丙 烷 (B) 乙 炔 加 水 反 應 ， 生 成 乙 醛 (C) 丙 炔 與 氯 化 氫 反 應 ， 生 成 2,2-二 氯 丙 烷 (D) 乙 烯 加 水 反 應 ， 生 成 乙 醇 (E) 乙 烯 與 微 鹼 性 過 錳 酸 鉀 反 應 ， 生 成 乙 二 醇 答 案 ： (BCDE) 解 說 ： (A) CHCH33CH = CHCH = CH22+ Br+ Br22 ! CH! CH33CHBrCHCHBrCH22BrBr（ 1,2-二 溴 丙 烷 ） --- [ 範 例 8] 取 大 理 石 粉 （ 碳 酸 鈣 ） 和 焦 碳 粉 均 勻 混 合 後 ， 高 溫 煅 燒 ， 可 得 氣 體 甲 和 固 體 乙 。 固 體 乙 僅 含 鈣 及 碳 兩 種 元 素 ， 而 鈣 的 重 量 組 成 百 分 比 為 63.5%。 固 體 乙 和 過 量 的 水 反 應 ， 可 得 氣 體 丙 及 固 體 丁 ， 氣 體 丙 在 適 當 的 催 化 劑 作 用 下 ， 可 以 聚 合 反 應 ， 生 成 與 實 驗 式 相 同 的 鐵 灰 色 物 質 ， 是 一 種 具 有 高 導 電 度 的 有 機 導 體 材 料 ？ （ 93指 考 ）
(1) 寫 出 固 體 乙 的 實 驗 式 。 (2) 寫 出 固 體 乙 和 水 的 平 衡 化 學 反 應 式 。 (3) 寫 出 聚 合 反 應 之 平 衡 化 學 反 應 式 。 解 說 ： (1) CaCCaC22 Ca : C = 63:5 40 : 100 ¡ 63:5 12 = 1 : 2 ) Ca : C = 63:5 40 : 100 ¡ 63:5 12 = 1 : 2 ) 實 驗 式 為CaCCaC22 (2) CaCCaC22+ 2 H+ 2 H22O ! CO ! C22HH22+ Ca(OH)+ Ca(OH)22
(3) n CH ´ CH !n CH ´ CH ! C C H H n --- [ 範 例 9] 通 常 不 飽 和 烴 的 定 性 檢 驗 中 ， 常 以 溴 或 弱 鹼 性 的 過 錳 酸 鉀 溶 液 與 不 飽 和 烴 反 應 。 下 列 各 敘 述 何 者 正 確 ？ (A) 兩 者 反 應 皆 發 生 顏 色 變 化 (B) 僅 有 弱 鹼 性 的 過 錳 酸 鉀 溶 液 發 生 顏 色 變 化 (C) 過 錳 酸 鉀 溶 液 中 錳 的 氧 化 數 由 +7變 為 +4 (D) 在 過 錳 酸 鉀 溶 液 中 ， 乙 烯 被 氧 化 成 乙 烷 (E) 乙 烯 加 溴 反 應 ， 生 成 1,1-二 溴 乙 烷 答 案 ： (AC) 解 說 ： (B) 兩 者 均 褪 色 。 (D) 生 成 乙 二 醇 。 (E) 生 成 1,2-二 溴 乙 烷 。
練 習 題 ： 1. 下 列 化 合 物 能 與 正 戊 烷 在 照 光 下 反 應 者 為 何 ？ (A) 濃 硫 酸 溶 液 (B) 濃 KOH溶 液 (C) 過 錳 酸 鉀 溶 液 (D) 氯 氣 2. 丙 烯 和 足 量 HCl 反 應 生 成 ： (A) 2-氯 丙 烷 (B) 1-氯 丙 烷 (C) 丙 炔 (D) 1,2-二 氯 丙 烷 3. 乙 炔 與 過 量 的 氯 化 氫 反 應 ， 何 者 是 主 要 的 產 物 ？ （ 79日 大 ） (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 4. 某 烴 0.205克，可 使 0.2M之 Br2/CCl4溶 液 25mL完 全 褪 色，又 測 得 該 氣 態 烴 在 127 ℃ ， 1atm下 每 升 重 2.5克 ， 則 該 烴 不 可 能 是 ： (A)1-己 炔 (B)2-己 炔 (C )1,3-己 二 烯 (D)環 己 烯 5. 在 密 閉 真 空 容 器 中，加 入 乙 烯 與 過 量 的 氫 氣，此 時 容 器 中 氣 體 總 壓 力 為 1大 氣 壓 ， 經 加 成 反 應 後 ， 乙 烯 完 全 生 成 乙 烷 ， 容 器 中 氣 體 總 壓 力 變 為 0.6大 氣 壓 ， 求 原 來 乙 烯 與 氫 的 莫 耳 數 比 ？ (A)3： 5 (B)2： 3 (C)3： 2 (D)5： 3 6. 丙 烷 在 800～ 850℃ 進 行 熱 裂 煉 的 產 物 有 ？ （ 多 選 ） (A)丙 烯 (B)乙 烯 (C)甲 烷 (D)氫 (E)乙 烷 7. C4H8之 異 構 物 ， 下 列 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 共 有 6種 (B) 能 與 溴 水 反 應 者 有 3種 (C) 能 使 酸 性 KMnO4 ( a q )褪 色 者 有 4種 (D) 為 環 狀 烴 者 有 3種 (E) 共 有 7種 異 構 物
7-4 芳 香 烴 苯 從 分 子 式 看 ， 為 高 度 不 飽 和 ， 但 苯 不 易 進 行 烯 、 炔 等 不 飽 和 烴 的 加 成 反 應 ， 典 型 反 應 為 取 代 反 應 。 1. 由 於 苯 環 的 共 振 ， 使 其 極 安 定 ， 不 易 進 行 加 成 反 應 。 2. 苯 不 與 Br2/CCl4、 冷 稀 的 KMnO4 ( a q )反 應 。 一 、 芳 香 烴 的 取 代 反 應 ： 1. 鹵 化 ： (1) 苯 和 氯 在 Fe或 FeCl3的 催 化 下 進 行 取 代 反 應 ， 苯 的 一 個 氫 原 子 被 氯 取 代 ， 稱 為 氯 化 反 應 。 (2) 苯 和 溴 在 Fe或 FeBr3的 催 化 下 進 行 取 代 反 應 ， 苯 的 一 個 氫 原 子 被 氯 取 代 ， 稱 為 氯 化 反 應 。 3 FeCl 2 Cl HCl + ⎯⎯⎯→ + Cl 3 FeBr 2 Br HBr + ⎯⎯⎯→ + Br 2. 硝 化 反 應 ： 苯 與 濃 硝 酸 ， 在 濃 硫 酸 作 催 化 劑 下 加 熱 至 50 ℃ 時 ， 苯 環 上 的 一 個 氫 原 子 被 硝 基 (−NO2)取 代 ， 生 成 一 種 淺 黃 色 的 油 狀 液 體 叫 做 硝 苯 。 2 4 H SO 2 50 C 2 HO NO ° H O + − ⎯⎯⎯→ + NO2 (1) 黃 色 炸 藥 TNT（ 2,4,6-三 硝 基 甲 苯 ） 是 由 甲 苯 在 較 激 烈 條 件 下 進 行 硝 化 反 應 製 得 的 。 CH3 H SO2 4 2 2 3HO NO Δ 3H O + − ⎯⎯⎯→ + O2N CH3 NO2 NO2 3. 磺 酸 化 反 應 ： 苯 與 濃 硫 酸 作 用 時 ， 苯 環 上 的 氫 原 子 可 被 磺 酸 基（−SO3H， 簡 稱 磺 基 ） 取 代 ， 生 成 苯 磺 酸 。 此 反 應 在 染 料 及 清 潔 劑 工 業 上 非 常 重 要 。 3 2 HO SO H Δ H O + − ⎯⎯→ + SO3H（ 苯 磺 酸 ） 二 、 芳 香 烴 的 氧 化 作 用 ： 雖 然 苯 和 烷 類 對 一 般 氧 化 劑 (KMnO4、 K2Cr2O7等 )是 極 不 活 潑 ， 但 苯 環 卻 使 其 支 鏈 的 烷 基 易 被 氧 化 。 1. 不 關 苯 環 上 的 烷 基 有 多 長 ， 苯 烷 氧 化 時 通 常 連 在 環 的 第 一 個 碳 被 氧 化 成 羧 基 (−COOH)， 而 鏈 中 多 出 的 碳 均 被 氧 化 成 CO2。
2. 使 用 的 氧 化 劑 為 過 錳 酸 鉀 或 二 鉻 酸 鉀 的 酸 性 溶 液 ， 或 藉 熱 的 鹼 性 過 錳 酸 鉀 溶 液 並 加 熱 之 。 5 CH3 6MnO4 18H Δ − + + + ⎯⎯→5 COOH（苯 甲 酸） 6Mn2 14H O2 + + + CH2CH2CH3 K Cr O / H2 2 7 + Δ ⎯⎯⎯⎯⎯→ COOH+2C O2 CH3 C H3 KMnO / H4 + Δ ⎯⎯⎯⎯→HOOC COOH（ 對 苯 二 甲 酸 ） =================================================================================== [ 範 例 10]C6H5CH2CH2CH3與 較 濃 的 K2Cr2O7酸 性 溶 液 共 熱 會 產 生 下 列 那 一 項 化 合 物 ？ (A) 苯 酚 (B) 苯 甲 酸 (C) 苯 乙 酸 (D) 苯 甲 醛 答 案 ： (B) --- [ 範 例 11] 某 烴 的 分 子 式 為 C8H1 0， 已 知 它 不 能 使 溴 的 四 氯 化 碳 溶 液 褪 色 ， 但 可 使 KMnO4酸 性 溶 液 褪 色 ， 則 此 烴 的 異 構 物 有 多 少 種 ？ (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 答 案 ： (B) 解 說 ： 由 分 子 式 C8H1 0可 知 該 烴 為 不 飽 和 烴 ， 不 飽 和 烴 又 不 會 使 溴 褪 色 者 ， 應 該 為 芳 香 烴 。 該 芳 香 烴 可 以 被 KMnO4酸 性 溶 液 氧 化 ， 可 知 該 烴 類 是 具 有 側 鏈 烷 基 的 芳 香 烴 （ 脂 芳 烴 ）。 主 結 構 為 6個 碳 成 環 ， 剩 餘 2個 碳 為 側 鏈 烷 基 （ 2個 甲 基 ， 或 1個 乙 基 ）。 故 該 烴 可 能 為 ： 鄰 二 甲 苯 、 間 二 甲 苯 、 對 二 甲 苯 及 乙 苯 。 --- [範 例 12]下 列 各 項 反 應 敘 述 何 者 不 正 確 ？ (A) 甲 苯 、 乙 苯 、 丙 苯 均 可 被 過 錳 酸 鉀 酸 性 溶 液 加 熱 氧 化 成 苯 甲 酸 (B) 苯 與 濃 硫 酸 、 濃 硝 酸 混 合 加 熱 反 應 產 生 苯 磺 酸 (C) 乙 炔 通 過 500℃ 石 英 管 可 聚 合 生 成 苯 (D) 甲 苯 與 濃 硝 酸 、 濃 硫 酸 反 應 可 產 生 三 硝 基 甲 苯 答 案 ： (B) 解 說 ： 此 為 硝 化 反 應 ， 產 物 為 硝 苯 。 --- [ 範 例 13] 芳 香 族 化 合 物 甲 的 分 子 式 為 C8H1 0。 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 式 ， 其 分 子 式 為 C8H9Br。 當 化 合 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 式 。 答 案 ： 甲 ： CH3 CH3 、 乙 ： CH3 CH3 Br 、 丙 ： COOH COOH 解 說 ： (1) 芳 香 烴 化 合 物 主 體 為 苯 環（ 6個 C成 環 ），故 C8H1 0可 能 為 乙 苯 或 二 甲 苯， 但 是 其 氧 化 產 物 為 C8H6O4（ 2個 羧 基¡COOH¡COOH）， 故 苯 上 有 兩 個 烷 基（ 二 甲 苯 ）。 (2) 二 甲 苯 與 溴 反 應 之 一 溴 取 代 物 ， 僅 得 一 種 產 物 ， 則 化 合 物 甲 為 對 二 甲 苯 （ 若 是 鄰 二 甲 苯 有 2種 一 溴 取 代 物 ， 間 二 甲 苯 有 3種 一 溴 取 代 物 ）。
練 習 題 ： 1. 下 列 對 於 芳 香 烴 的 敘 述 ， 何 者 錯 誤 ？ (A) 苯 和 甲 苯 可 由 煤 溚 分 餾 產 物 中 之 輕 油 製 取 (B) 蒽 俗 稱 綠 油 腦 ， 為 發 藍 色 螢 光 的 無 色 晶 體 (C) 苯 俗 稱 為 安 息 油 ， 易 溶 於 水 (D) 萘 為 白 色 片 狀 晶 體 ， 有 特 臭 ， 易 揮 發 ， 可 作 防 腐 劑 2. 下 列 反 應 ， 何 者 不 會 放 出 酸 性 或 鹼 性 氣 體 反 應 產 物 ？ (A) 在 FeCl3觸 媒 下 ， 苯 和 氯 反 應 (B) 苯 和 濃 硫 酸 加 熱 (C) 甲 烷 和 氯 氣 在 紫 外 光 照 射 下 (D) 將 碳 酸 氫 鈣 水 溶 液 加 熱 至 沸 騰 3. 正 庚 烷 在 500℃ 以 Pt 為 催 化 劑 ， 經 脫 氫 得 一 芳 香 烴 ， 再 以 過 錳 酸 鉀 氧 化 後 加 酸 處 理 ， 可 得 下 列 何 種 物 質 ？ (A) 苯 甲 酸 (B) 對 苯 二 甲 酸 (C) 苯 磺 酸 (D) 正 庚 酸 4. 在 高 溫 下 ， 將 1莫 耳 正 庚 烷 通 過 鉑 粉 等 催 化 劑 ， 產 生 脫 氫 反 應 ， 生 成 1 莫 耳 甲 苯 和 n莫 耳 氫 氣 ， 則 n等 於 多 少 ？ (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 6 5. 某 有 機 化 合 物 完 全 燃 燒 ， 所 得 之 CO2與 H2O的 莫 耳 數 比 為 1： 1， 則 它 可 能 是 下 列 何 者 ？ （ 多 選 ） (A) 安 息 油 (B) 電 石 氣 (C) 乙 烯 (D) 環 己 烷 (E) 1-戊 炔 6. 有 關 苯 的 下 列 敘 述 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 屬 於 不 飽 和 烴 (B) 碳 碳 間 結 合 角 為 120° (C) 在 暗 處 也 能 使 四 氯 化 碳 中 溴 的 紅 色 消 失 (D) 能 和 濃 硫 酸 與 濃 硝 酸 的 混 合 酸 作 用 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 7. 某 碳 氫 化 合 物 完 全 燃 燒 ， 得 CO2和 H2O莫 耳 數 比 3： 2， 另 由 其 他 實 驗 測 知 分 子 量 為 120。 另 取 此 化 合 物 和 酸 性 二 鉻 酸 鉀 溶 液 混 合 加 熱 ， 所 得 產 物 為 苯 甲 酸 。 (1) 此 有 機 物 之 實 驗 式 為 何 ？ (2) 此 有 機 物 之 分 子 式 為 何 ？ (3) 合 題 意 的 異 構 物 之 結 構 式 有 那 些 ？ 並 予 以 命 名 。
Ans： 1.C 2.B 3.A 4.C 5.CD 6.ABD
7-5 有 機 鹵 化 物 鹵 化 烴 ： 含 氟 、 氯 、 溴 、 碘 原 子 的 有 機 化 合 物 稱 為 有 機 鹵 化 物 ， 烴 類 的 氫 原 子 被 鹵 素 原 子 取 代 的 化 合 物 ， 稱 為 鹵 化 烴 。 例 如 ： 乙 烷 經 氯 化 生 成 氯 乙 烷 即 屬 於 鹵 烷 類 。C H2 6(g)+Cl2(g)→C H Cl2 5 (l)+HCl(g ) 在 合 成 化 學 中 ， 有 機 鹵 化 物 是 多 用 途 的 試 劑 。 常 見 的 鹵 烷 反 應 為 取 代 反 應 與 脫 去 反 應 。 1. 取 代 反 應 ： 含 氯 、 溴 的 鹵 烷 及 芳 香 族 鹵 化 物 經 由 取 代 反 應 將 鹵 素 原 子 置 換 成 其 它 官 能 基 ， 例 如 ： 鹵 烷 與 鹼 溶 液 反 應 生 成 醇 類 。 2 5 (l) (aq) 2 5 (l) (aq) C H Br +OH− →C H OH +Br− 2. 脫 去 反 應 ： 鹵 烷 與 強 鹼 的 酒 精 溶 液 作 用 ， 發 生 脫 去 作 用 產 生 烯 類 。 3 2 2 (alc) 3 2 2 CH CH CH Br+OH− →CH CH＝CH +Br−+H O =================================================================================== [範 例 14]下 列 反 應 ， 何 者 屬 於 取 代 反 應 ？ (A) C6H5CH3→ C6H5COOH (B) CH3CH2Br→ CH3CH2OH (C) CH3CH2CH2OH→ CH3CH2CHO (D) CH2＝ CHCH3→ CH3CHBrCH3 (E) C6H6→ C6H5SO3H 答 案 ： (BE) 練 習 題 ： 1. 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 (C7H1 5Cl)產 物 會 有 幾 種 異 構 物 ？ (A) 2 (B) 4 (C) 6 (D) 7 2. 某 烷 烴 與 氯 發 生 取 代 反 應 時，只 能 形 成 2種 單 氯 化 物，但 能 形 成 4種 二 氯 化 物 ， 則 該 烷 烴 應 為 下 列 何 者 ？ (A) 丙 烷 (B) 丁 烷 (C) 異 戊 烷 (D) 2-甲 基 丙 烷 3. 甲 烷 和 氯 氣 照 光 下 ， 可 產 生 下 列 何 種 物 質 ？ （ 多 選 ） (A) CHCl3 (B) CCl4 (C) CH2Cl2 (D) CH3Cl (E) C2H2Cl2 4. 有 關 鹵 化 物 (RX)的 敘 述 ， 下 列 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 將 C2H5Br與 NaOH( a q )共 熱 ， 可 生 成 乙 醇 及 NaBr
(B) CH3Cl俗 稱 為 氯 仿
(C) 四 氟 乙 烯 的 聚 合 物 稱 為 特 夫 綸 (Teflon)
(D) 苯 與 氯 在 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
7-6 醇 、 酚 、 醚 醇 與 酚 皆 含 有 羥 基 ， 羥 基 連 接 於 烷 基 者 為 醇 類 ， 羥 基 接 於 苯 環 者 為 酚 類 。 醚 類 是 以 氧 原 子 鍵 結 於 兩 個 烴 基 的 化 合 物 。 C C OH H H H H H OH C O C H H H H H H 7-6.1 醇 的 結 構 與 命 名 鏈 狀 飽 和 醇 的 通 式 C Hn 2n 2+ O，示 性 式 為C Hn 2n 1+OH。分 子 量 較 小 的 醇 有 甲 醇 、 乙 醇 、 丙 醇 （ 有 異 構 物 ： 1-丙 醇 、 2-丙 醇 ）。 H C C C H OH H H H H H H C C C H H H OH H H H 一 、 醇 的 IUPAC命 名 法 1. 選 擇 含 有 羥 基 的 最 長 碳 鏈 為 主 鏈 ， 命 名 為 某 醇 。 2. 主 鏈 上 碳 原 子 的 編 號 以 離 開 羥 基 最 近 的 一 端 開 始 ， 把 支 鏈 看 成 取 代 基 ， 取 代 基 的 位 置 和 名 稱 寫 在 主 名 之 前 。 CH3 6 CH5 CH4 2C3 CH2 2CH1 3 OH CH3 CH3 C 3 C2 C1 H H H H H H OH 3,5-二 甲 基 -3-己 醇 3-苯 基 丙 醇 二 、 醇 的 分 類 1. 依 羥 基 (OH)數 目 分 為 一 元 醇 、 二 元 醇 、 三 元 醇 。 分 子 中 含 多 個 羥 基 者 稱 為 多 元 醇 ， 例 如 ： 乙 二 醇 為 二 元 醇 、 丙 三 醇 （ 甘 油 ） 為 三 元 醇 ， 多 元 醇 黏 滯 性 大 ， 常 作 為 黏 著 劑 。 C C H OH H H OH H C C C H H OH H OH H H OH 乙 二 醇 （ 二 元 醇 ） 丙 三 醇 （ 三 元 醇 ） 2. 依 OH所 在 位 置 分 為 ： (1) 一 級 醇 ： 與 羥 基 連 接 的 碳 ， 僅 連 接 一 個 烴 基 。 (2) 二 級 醇 ： 與 羥 基 連 接 的 碳 ， 僅 連 接 二 個 烴 基 。 (3) 三 級 醇 ： 與 羥 基 連 接 的 碳 ， 僅 連 接 三 個 烴 基 。 C C C C H H OH H H H H H H H C C C C H H H OH H H H H H H C C C H H H OH CH3 H H H 1-丁 醇 （ 一 級 醇 ） 2-丁 醇 （ 二 級 醇 ） 2-甲 基 -2-丙 醇 （ 三 級 醇 ）
三 、 醇 的 異 構 物 因 羥 基 位 置 的 不 同 或 分 子 中 碳 鏈 的 改 變，而 產 生 異 構 現 象。C Hn 2n 2+ O當 n≧ 2 時 ， 有 醇 及 醚 的 異 構 物 。 化 學 式 C2H6O C3H8O C4H1 0O C5H1 2O 一 級 醇 1 1 2 4 二 級 醇 0 1 1 3 醇 的 異 構 物 三 級 醇 0 0 1 1 醚 的 異 構 物 1 1 3 6 1. 先 畫 烷 類 異 構 物 ， 把 其 中 的 一 個 H改 成 OH即 可 。 CH3 1 CH2 2 CH3 3 → CH3 1 CH2 2 CH2 3 OH CH3 1 CH 2 CH3 3 OH 1-丙 醇 2-丙 醇 =================================================================================== [範 例 15]以 IUPAC 命 名 規 則 ， 將 下 列 有 機 化 合 物 命 名 。 (1) C C C C H H OH H H H H H H Cl (2) CH3 CH CH2 CH CH3 OH OH (3) CH3 CH CH2 CH CH2 CH3 CH2 OH CH3 (4) C C C CH2 H OH H H H H (5) C CH3 H OH 答 案 ： (1) 4-氯 -1-丁 醇 ， (2)2,4-戊 二 醇 ， (3)4-甲 基 -2-乙 基 -1-戊 醇 (4) 3-羥 基 -1-丁 烯 ， (5)1-苯 基 乙 醇 --- [範 例 16]下 列 何 者 為 第 二 醇 （ 二 級 醇 ） ？ （ 多 選 ） (A) 4-甲 基 -1-戊 醇 (B) 3-甲 基 -2-戊 醇 (C) 2-甲 基 -2-戊 醇 (D) 環 戊 醇 OH (E) 苯 甲 醇 CH2OH 答 案 ： (BD) 解 說 ： (A)為 一 級 醇 ， (C)為 三 級 醇 ， (E)為 一 級 醇 。
7-6.2 醇 類 的 反 應 與 製 備 一 、 醇 的 物 理 性 質 醇 分 子 中 的 羥 基 使 得 醇 具 有 極 性 ， 沸 點 較 相 似 分 子 量 的 烷 或 醚 高 ， 且 可 與 水 分 子 形 成 氫 鍵 ， 易 溶 於 水 。 1. 醇 的 沸 點 ： (1) 同 一 系 列 醇 ， 羥 基 愈 多 或 碳 數 愈 高 ， 則 沸 點 愈 高 、 汽 化 熱 愈 大 。 沸 點 ： C3H5(OH)3（ 丙 三 醇 ） ＞ C2H4(OH)2（ 乙 二 醇 ） ＞ C2H5OH
沸 點 ： C4H9OH＞ C3H7OH＞ C2H5OH＞ CH3OH
(2) 碳 數 相 等 時 （ 同 分 異 構 物 ）， 支 鏈 愈 少 （ 主 鏈 愈 長 ）， 分 子 間 接 觸 面 積 大 者 ， 作 用 力 較 強 ， 故 沸 點 愈 高 。
沸 點 ： CH3CH2CH2CH2OH＞ CH3CH(OH)CH2CH3＞ (CH3)3COH
2. 醇 的 水 溶 性 ： (1) 分 子 量 低 的 醇 極 易 溶 於 水 ， 如 甲 醇 、 乙 醇 、 丙 醇 幾 乎 可 與 水 完 全 互 溶 。 (2) 醇 之 碳 鏈 具 有 疏 水 性 ， 所 以 醇 的 碳 數 增 加 ， 則 溶 解 度 減 小 。 水 溶 性 ： C2H5OH＞ CH3CH2CH2OH＞ CH3CH2CH2CH2OH (3) 碳 數 相 等 時 （ 同 分 異 構 物 ）， 則 支 鏈 愈 多 （ 主 鏈 愈 短 者 ）， 水 溶 性 佳 。 水 溶 性 ： 2-甲 基 -2-丙 醇 ＞ 2-甲 基 -1-丙 醇 ＞ 1-丁 醇 二 、 醇 的 化 學 性 質
1. 醇 與 活 性 大 之 金 屬 （ 如 Li、 Na、 K、 Ba等 ） 反 應 ， 產 生 氫 氣 。
(s) (l) (s) 2(g) 2R−OH +2Na →2R−ONa +H 醇 鈉 2. 醇 與 鹵 化 氫 反 應 （ 取 代 反 應 ） 產 生 鹵 烷 。 在 酸 性 條 件 下 ， 醇 的 羥 基 可 被 濃 氫 鹵 酸 的 鹵 原 子 取 代 。 (l) (aq) (l) 2 (l) R−OH +HX → −R X +H O 3. 醇 的 脫 水 ： 不 同 條 件 下 ， 以 濃 硫 酸 作 催 化 劑 ， 醇 可 脫 水 成 烯 或 醚 。 (1) 分 子 內 脫 水 （ 消 去 反 應 ） 產 生 烯 ： CH CH OH3 2 ⎯⎯⎯⎯⎯170 C濃 硫 酸° ～180 C° →CH2＝CH2+H O2 (2) 分 子 間 脫 水 產 生 醚 ： C H OH C H OH2 5 + 2 5 ⎯⎯⎯⎯⎯130 C濃 硫 酸° ～140 C° →C H OC H2 5 2 5+H O2 4. 醇 的 氧 化 ： 氧 化 產 物 隨 連 結 羥 基 之 碳 原 子 的 取 代 程 度 而 不 同 。 (1) 第 一 醇 的 氧 化 ： 在 酸 性 條 件 下 ， 第 一 醇 可 被 二 鉻 酸 鉀 （ 或 過 錳 酸 鉀 ） 氧 化 形 成 醛 或 進 一 步 氧 化 成 酸 。 R C H H OH [O] ⎯⎯⎯⎯→氧 化劑 R C H O [O] ⎯⎯⎯⎯→氧 化劑 R C OH O a. [O] 代 表 氧 化 劑 ， 如 KMnO4、 K2Cr2O7的 酸 性 溶 液 。 氧 化 力 強 者 ， 可 直 接 將 第 一 醇 氧 化 成 酸 。 2 3 2 5 2 7 3 2 3C H OH+Cr O −+8H+ →3CH CHO+2Cr ++7H O
2 2 5 4 3 2 5C H OH+4MnO−+12H+→5CH COOH+4Mn ++11H O b. 每 一 氧 化 階 段 （ 第 一 醇→醛 、 醛 →酸 ）， 氧 化 數 皆 增 加 2。 c. 甲 醇 的 氧 化 較 特 殊 ， 可 氧 化 成CO2， 氧 化 數 增 加 6。 3 2 CH OH→HCHO→HCOOH→CO d. 第 一 醇 被K2Cr2O7氧 化 後 的 產 物 醛 類，會 與 多 侖 試 液 反 應 產 生 Ag( s )；與 斐 林 試 液 反 應 生 成 Cu2O紅 色 沈 澱 。 (2) 第 二 醇 的 氧 化 ： 在 酸 性 條 件 下 ， 第 二 醇 可 被 氧 化 形 成 酮 。 R C R' H OH [O] ⎯⎯⎯⎯→氧 化劑 R C R' O a. 第 二 醇 與 氧 化 劑 作 用 ， 生 成 酮 類 ， 氧 化 數 增 加2。 b. 利 用 異 丙 醇 氧 化(或 脫 氫 )可 得 丙 酮 。 2 3 3 3 2 7 3 3 2 3CH CH(OH)CH +Cr O −+8H+ →3CH COCH +2Cr ++7H O 3 3 3 3 2 CH CH(OH)CH ⎯⎯⎯⎯⎯金 屬 催 化 劑→CH COCH +H c. 酮 類 不 與 多 侖 試 液 、 斐 林 試 液 反 應 。 (3) 第 三 醇 不 被 普 通 氧 化 劑 氧 化 。 5. 燃 燒 皆 生 成 CO2及 H2O。 三 、 常 見 的 醇 及 其 應 用 1. 甲 醇 CH3OH： (1) 可 由 木 頭 在 無 氧 的 環 境 中 加 熱 製 得 ， 俗 稱 木 精 。 (2) 工 業 上 經 由 水 煤 氣 (CO、 H2)的 催 化 反 應 製 得 。 2 3 ZnO Cr O (g) 2(g) 3 (l) CO +2H ⎯⎯⎯⎯→加 熱，加 壓⋅ CH OH (3) 有 毒 性 ， 誤 飲 時 會 導 致 失 明 ， 甚 至 致 命 。 2. 乙 醇 C2H5OH： (1) 存 在 於 所 有 的 酒 類 中 ， 俗 稱 酒 精 。 (2) 工 業 上 用 硫 酸 催 化 ， 使 水 和 乙 烯 行 加 成 反 應 製 得 。 4 H 2 2 2 HgSO 3 2 CH＝CH +H O⎯⎯⎯→+ CH CH OH (3) 經 由 穀 類 和 糖 發 酵 製 造 ， 再 經 蒸 餾 純 化 。 6 12 6 2 5 2 C H O ⎯⎯⎯發 酵→2C H OH+2CO 葡 萄 糖 (4) 無 色 液 體 ， 沸 點 78℃ 。 3. 異 丙 醇 、 乙 二 醇 及 丙 三 醇 （ 甘 油 ）。 (1) 異 丙 醇 （ 即 2-丙 醇 ）， 又 稱 研 磨 醇 ， 經 由 丙 烯 加 水 製 得 。 3 2 2 3 3 CH－CH＝CH +H O→CH CH(OH)CH
(2) 乙 二 醇 是 汽 車 防 凍 劑 。 (3) 丙 三 醇 用 作 食 品 和 化 妝 品 的 濕 潤 劑 ， 及 製 造 硝 化 甘 油 。 =================================================================================== [範 例 17]關 於 醇 的 性 質 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 醇 類 分 子 間 具 有 氫 鍵 (B) 沸 點 ： C H3OH＞ H2O＞ C2H5OC2H5 (C) 沸 點 ： C H3CH2CH2OH＞ C H3CH2OH＞ C H3OH (D) 水 溶 性 ： CH3OH＞ C H3(CH2)3CH2OH＞ C H3(CH2)4CH3 (E) 水 溶 性 ： CH3C H2CH2CH2OH＞ (C H3)3C OH 答 案 ： (ACD) 解 說 ： (B) 水 分 子 間 的 氫 鍵 數 較 多 ， 故 沸 點 ： H2O＞ CH3OH＞ C2H5OC2H5。 (E) 碳 數 相 等 時 （ 同 分 異 構 物 ）， 則 支 鏈 愈 多 （ 主 鏈 愈 短 者 ）， 水 溶 性 佳 。 故 水 溶 性 ： (CH3)3C OH＞ CH3C H2CH2C H2OH。 --- [範 例 18]關 於 醇 類 的 性 質 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 沸 點 較 同 分 子 量 之 烷 類 來 得 高 (B) 醇 類 皆 不 具 毒 性 ， 可 作 為 有 機 溶 劑 (C) 與 鹵 化 氫 的 強 酸 液 作 用 ， 可 得 鹵 烷 類 (D) 與 二 鉻 酸 鉀 的 酸 性 溶 液 反 應 ， 第 一 醇 可 生 成 醛 或 酸 ， 第 二 醇 生 成 酮 (E) 乙 醇 、 乙 二 醇 可 分 別 由 乙 烯 、 乙 炔 與 H2O的 加 成 反 應 製 得 答 案 ： (ACD) 解 說 ： (E) 乙 炔 加 水 得 乙 醛 。 --- [範 例 19]丙 烯 與 水 在 稀 酸 催 化 下 進 行 加 成 反 應 後，所 得 產 物 再 以 二 鉻 酸 鉀 酸 性 溶 液 氧 化 ， 則 最 終 產 物 為 何 ？ (A) 1-丙 醇 (B) 2-丙 醇 (C )丙 醛 (D)丙 酮 答 案 ： (D)
解 說 ： CHCH33CH=CHCH=CH22+ H+ H22O ! CHO ! CH33CH(OH)CHCH(OH)CH33（ 二 級 醇 ）¡¡¡! CH¡¡¡! CH[ O ][ O ] 33COCHCOCH33（ 丙 酮 ） --- [ 範 例 20] 下 列 哪 些 醇 在 酸 性 溶 液 中 可 與 二 鉻 酸 鉀 反 應 生 成 五 碳 醛 ， 又 與 KMnO4 反 應 生 成 五 碳 羧 酸 ？ （ 多 選 ） (A) 2,2-二 甲 基 -1-丙 醇 (B) 2-甲 基 -1-丁 醇 (C) 3-戊 醇 (D) 2-戊 醇 (E) 3-甲 基 -1-丁 醇 答 案 ： (ABE) 解 說 ： 必 須 是 一 級 醇 ， 才 會 氧 化 生 成 醛 、 羧 酸 ； 而 (C)、 (D)均 為 二 級 醇 ， 氧 化 產 物 為 酮 。
[範 例 21]氧 化 還 原 反 應 可 視 為 電 子 的 傳 遞 過 程 。 下 列 三 個 未 平 衡 的 半 反 應 式 ， 均 在 酸 性 水 溶 液 的 條 件 下 ：
(甲 )：CH OH3 →HCHO (乙 )： HCHO→HCOOH (丙 )：CH OH3 →HCOOH 請 先 平 衡 上 列 (甲 )(乙 )(丙 )三 式 後，回 答 下 列 敘 述，指 出 何 者 正 確 ？（ 93指 考 ）（ 多 選 ） (A) (乙 )式 是 還 原 反 應 (B) 三 種 化 合 物 中 ， 甲 醇 的 氧 化 程 度 最 低 (C) 在 (甲 )式 中 ， 其 右 邊 需 有 2個 電 子 (D) 在 (乙 )式 中 ， 其 左 邊 需 有 2個 電 子 (E) 在 (丙 )式 中 ， 其 右 邊 需 有 4個 電 子 答 案 ： (BCE) 解 說 ： (A) (甲 )、 (乙 )、 (丙 )三 式 均 為 氧 化 反 應 。 (D) (乙 )式 為 氧 化 反 應 ， 應 是 其 右 邊 需 有 2個 電 子 。 7-6.3 醚 類 一 、 醚 的 結 構 與 命 名 1. 醚 是 氧 原 子 同 時 連 結 兩 個 有 機 基 團 （ 烴 基 ） 的 化 合 物 ， 可 視 作 醇 中 OH基 之 氫 被 烴 基 取 代 的 化 合 物 ， 通 式 ： R O R' （ 兩 個 烴 基 可 能 相 同 或 相 異 ）。 2. 醚 依 分 子 中 的 兩 個 有 機 基 團 命 名 。 C H3 O CH3 C2H5 O C2H5 H3C O C2H5 H3C O C CH3 CH3 CH3 二 甲 醚 （ 甲 醚 ） 二 乙 醚 （ 乙 醚 ） 甲 乙 醚 甲 基 第 三 丁 基 醚 3. 醚 與 飽 和 一 元 醇 的 分 子 式 均 為 CnH2 n + 2O， 具 有 多 種 異 構 物 。 分 子 式 C2H6O C3H8O C4H1 0O C5H1 2O 醇 異 構 物 1 2 4 8 醚 異 構 物 1 1 3 6 二 、 醚 的 特 性 1. 醚 的 沸 點 較 同 分 子 量 的 醇 為 低 ， 具 揮 發 性 、 易 燃 性 。 醚 雖 為 極 性 分 子 ， 但 難 溶 於 水 ， 浮 在 水 面 上 。 2. 不 具 化 學 活 性 ， 常 用 為 溶 劑 。 3. 乙 醚 曾 用 為 麻 醉 劑 ， 甲 基 第 三 丁 基 醚 可 提 升 汽 油 的 辛 烷 值 ， 是 無 鉛 汽 油 常 添 加 的 抗 震 劑 。
7-6.4 酚 類 一 、 酚 結 構 與 特 性 1. 酚：苯 環 上 接 有 羥 基 的 化 合 物，最 簡 單 的 酚 為 苯 酚 (C6H5OH)，俗 稱 石 炭 酸 。 2. 酚 類 與 醇 類 不 同 ， 雖 然 酚 具 有 羥 基 ， 卻 難 溶 於 水 。 苯 酚 的 羥 基 具 有 微 弱 的 酸 性 ， 其 酸 性 比 碳 酸 弱 ， 不 能 使 石 蕊 試 紙 呈 紅 色 。 3. 苯 酚 具 弱 酸 性 ， 不 溶 於 碳 酸 氫 鈉 水 溶 液 ， 但 易 溶 於 氫 氧 化 鈉 水 溶 液 而 生 成 苯 氧 化 物 。 OH+ NaOH → ONa + H2O 4. 酚 如 同 醇 ， 與 活 性 大 的 金 屬 ( Li 、 Na、 K等 )反 應 產 生 氫 氣 。 6 5 (l) (s) 6 5 (aq) 2(g) 2C H OH +2Na →2C H O Na− + +H 5. 酚 的 檢 驗 ： 與 氯 化 鐵 (Ⅲ )酒 精 溶 液 反 應 ， 生 成 錯 合 物 而 呈 紫 色 。 二 、 酚 來 源 與 用 途 1. 苯 酚 為 低 熔 點 的 無 色 晶 體 ， 可 從 煤 溚 中 分 離 出 來 。 2. 酚 可 用 以 合 成 柳 酸。將 酚、氫 氧 化 鈉 與 二 氧 化 碳 加 壓 共 熱，可 製 得 柳 酸 鈉 ， 接 著 以 稀 酸 作 用 即 成 柳 酸 。 OH 2 CO NaOH + + ⎯⎯⎯⎯→加 壓 加 熱 OH COONa H+ ⎯⎯→ OH COOH =================================================================================== [範 例 22]下 列 有 機 物 經 由 FeC l3酒 精 溶 液 檢 驗 ， 何 者 會 呈 現 紫 色 ？ （ 多 選 ） (A) OH (B) CHO (C) CH2OH (D) COOH OH (E) NO2 COOH 答 案 ： (AD) 解 說 ： 苯 環 上 有 OH（ 羥 基 ） 者 ， 會 與 FeCl3反 應 而 呈 紫 色 。 --- [範 例 23]有 關 醚 類 之 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 其 沸 點 較 醇 為 低 (B) 對 水 溶 解 度 較 醇 為 低 (C) 分 子 間 有 氫 鍵 (D) 分 子 形 狀 為 直 線 形，故 為 非 極 性 分 子 (E) 與 水 可 形 成 氫 鍵 答 案 ： (ABE) 解 說 ： 醚 分 子 間 無 氫 鍵 ， 故 沸 點 、 水 溶 性 均 比 醇 較 低 。 醚 基 的 氧 原 子 為spsp33混 成 軌 域 鍵 結 ， 應 為 彎 曲 形 分 子 。
[範 例 24]有 五 種 化 合 物 A～ E， 它 們 的 分 子 式 都 是 C4H10O， 進 行 以 下 試 驗 ：
(1) 分 別 加 少 量 金 屬 鈉 於 A～ E， A與 D不 引 起 反 應 ， 而 B、 C 、 E產 生 氣 體 。 (2) 分 別 加 入 過 錳 酸 鉀 酸 性 溶 液 於 B 、 C 與 E 。 B 與 E 使 過 錳 酸 鉀 紫 色 褪 色 ， C 無 顯 著 變 化 。 (3) 分 別 加 二 鉻 酸 鉀 的 稀 硫 酸 溶 液 於 B 、 E ， 生 成 物 溶 液 再 加 入 多 侖 試 液 ， B 的 生 成 物 有 銀 鏡 反 應 ， 而 E的 生 成 物 沒 有 銀 鏡 反 應 。 (4) 分 別 加 熱 濃 硫 酸 於 B、 C， 產 生 相 同 的 烯 類 產 物 。 (5) 將 熱 濃 酸 加 入 乙 醇 中 ， 加 熱 至 130～ 140℃ ， 產 生 的 物 質 即 為 A。 請 根 據 以 上 實 驗 事 實 ， 寫 出 化 合 物 A～ E可 能 的 結 構 式 。 解 說 ： 分 子 式 C4H10O的 異 構 物 有 4種 醇 、 3種 醚 。 醇 類 ：C C C C OH、 C C C C OH 、 C C C C OH 、 C C C C OH 醚 類 ：C C O C C、C O C C C、 C O C C C (1) 由 題 目 敘 述 (1)可 知 ， A、 D為 醚 類 ； B、 C、 E為 醇 類 。 (2) 由 題 目 敘 述 (2)可 知 ， B、 E可 被 氧 化 ， 屬 於 一 級 醇 或 二 級 醇 ； 但 是 C不 被 氧 化 ， 應 屬 於 三 級 醇 ， 故 C為 C C C C OH （ 2-甲 基 -2-丙 醇 ）。 (3) 由 敘 述 (3)可 知 ， B的 產 物 有 銀 鏡 反 應 ， B應 為 一 級 醇 。 而 E的 產 物 無 銀 鏡 反 應 ， 故 E應 為 二 級 醇 C C C C OH （ 2-丁 醇 ）。 (4) C為 2-甲 基 -2-丙 醇 在 濃 硫 酸 催 化 下 進 行 分 子 內 脫 水 產 生 2-甲 基 丙 烯 。 B（ 一 級 醇 ）能 進 行 分 子 內 脫 水 得 2-甲 基 丙 烯 者，故 B應 為 C C C C OH （ 2-甲 基 -1-丙 醇 ）。 (5) 乙 醇 進 行 分 子 間 脫 水 的 乙 醚 ， 故 A為 C C O C C（ 二 乙 醚 ）。 (6) 最 後 D可 能 是 C O C C C（ 甲 正 丙 醚 ） 或 C O C C C （ 甲 異 丙 醚 ）。
練 習 題 ： 1. 下 列 有 關 醚 類 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ (A) 醚 類 分 子 因 具 有 極 性 ， 故 沸 點 較 相 對 應 分 子 量 之 醇 為 高 (B) 甲 醚 與 乙 醇 為 同 分 異 構 物 ， 但 甲 醚 可 與 鈉 反 應 產 生 氫 氣 ， 乙 醇 則 否 (C) 乙 醇 中 加 濃 硫 酸 且 加 熱 至 130～ 140℃ 可 生 成 乙 醚 (D) 醚 類 與 水 均 能 互 溶 2. 具 有 分 子 為 C4H1 0O的 有 機 化 合 物 ， 可 能 含 有 數 種 異 構 物 ， 此 異 構 物 ： (A) 含 有 四 種 醇 類 (B) 含 有 醛 類 (C) 含 有 兩 種 醚 類 (D) 皆 可 經 過 氧 化 而 變 成 羧 酸 3. 試 樣 為 1-丙 醇 與 2-丙 醇 的 混 合 物 4.8克，將 已 酸 化 的 0.20M過 錳 酸 鉀 與 之 反 應 加 至 200mL時 恰 好 反 應 完 畢 ， 則 1-丙 醇 之 百 分 率 為 ？ (A) 67% (B) 50% (C) 33% (D) 25% 4. 酒 醉 駕 車 的 認 定 標 準 是 根 據 呼 氣 中 酒 精 含 量 之 測 定 ， 下 列 溶 液 中 ， 何 者 最 適 宜 用 來 檢 測 酒 精 ？ (A) K2Cr2O7之 酸 性 溶 液 (B) Mn(NO3)2之 酸 性 溶 液 (C) CuSO4和 酒 石 酸 的 鹼 性 溶 液 (D) AgNO3的 氨 水 溶 液 5. 下 列 化 合 物 中 ， 何 者 為 2-丙 醇 被 氧 化 所 生 的 ？
(A) C2H5COOH (B) C2H5CHO (C) C3H7OC3H7 (D) CH3COCH3
6. 欲 將 一 莫 耳 甲 醇，在 酸 性 溶 液 中 完 全 氧 化 成 甲 酸，問 需 要 若 干 莫 耳 過 錳 酸 鉀 ？ (A) 0.8 (B) 1.0 (C) 4.0 (D) 5.0。 7. 下 列 各 醇 類 中 ， 何 者 為 第 二 醇 ？ (A) 4-甲 基 -1-戊 醇 (B) 2-甲 基 -3-戊 醇 (C) 2-甲 基 -2-戊 醇 (D) 2-甲 基 -1-戊 醇 8. 下 列 何 項 反 應 不 能 產 生 醇 ？ (A)乙 醛 的 還 原 (B) CH3CH2Br ＋ KOH( a q ) (C)葡 萄 糖 發 酵 (D)甲 醛 的 氧 化 9. 丙 烯 與 水 在 稀 硫 酸 催 化 下 起 加 成 反 應 後 ， 所 得 產 物 被 二 鉻 酸 鉀 酸 性 溶 液 氧 化 後 ， 可 得 ： (A) 1-丙 醇 (B) 2-丙 醇 (C)丙 醛 (D)丙 酮 10. 欲 除 去 苯 中 少 量 的 苯 酚 雜 質 ， 下 列 何 種 方 法 適 用 ？ (A) 加 水 振 盪 後 ， 以 分 液 漏 斗 分 離 (B) 加 稀 鹽 酸 振 盪 後 ， 以 分 液 漏 斗 分 離 (C) 加 氫 氧 化 鈉 振 盪 後 ， 以 分 液 漏 斗 分 離 (D) 加 乙 醚 振 盪 後 ， 以 分 液 漏 斗 分 離 11. 下 列 物 質 各 1克 與 足 量 金 屬 鈉 作 用 時 ， 何 者 所 產 生 的 H2最 多 ？
(A) CH3OH (B) CH3COOH (C) C3H5(OH)3 (D) C6H5OH。
12. 下 列 何 者 不 會 被 KMnO4溶 液 氧 化 ？ (A)乙 烯 (B)環 己 烷 (C) 2-丙 醇 (D)乙 醇 13. 等 濃 度 (0.1M)等 體 積 的 下 列 各 水 溶 液 ， 以 酸 性 KMnO4 ( a q )滴 定 之 ， 何 者 所 消 耗 之 KMnO4最 多 ？ (A)甲 醇 (B)乙 醇 (C) 2-丙 醇 (D) 2-甲 基 -2-丙 醇 14. 有 關 醚 類 之 敘 述 下 列 何 者 為 錯 誤 ？ （ 多 選 ） (A) 其 沸 點 較 醇 為 低 (B) 對 水 溶 解 度 較 醇 為 低 (C) 分 子 間 有 氫 鍵 (D) 與 水 可 形 成 氫 鍵 (E) 分 子 形 狀 為 直 線 形 ， 故 為 非 極 性 分 子 15. 下 列 有 關 乙 醚 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 乙 醚 是 石 油 醚 的 主 要 成 分 (B) 乙 醚 在 水 中 的 溶 解 度 小 於 乙 醇 在 水 中 的 溶 解 度 (C) 乙 醚 的 分 子 式 為 C2H6O (D) 乙 醚 的 沸 點 低 於 乙 醇 的 沸 點 (E) 乙 醚 分 子 的 結 構 對 稱 ， 分 子 的 偶 極 矩 為 零 16. 下 列 有 關 乙 醇 和 甲 醚 的 敘 述 ， 何 者 錯 誤 ？ （ 多 選 ） (A) 乙 醇 和 甲 醚 的 分 子 式 均 為 C2H6O (B) 乙 醇 和 甲 醚 均 為 極 性 化 合 物 ， 但 乙 醇 具 有 氫 鍵 ， 甲 醚 則 無 (C) 乙 醇 和 甲 醚 均 可 與 金 屬 鈉 作 用 ， 產 生 氫 氣 (D) 乙 醇 的 沸 點 較 甲 醚 高 (E) 乙 醇 和 甲 醚 的 水 溶 液 均 易 導 電 17. 下 列 有 關 醇 、 酚 及 醚 的 敘 述 ， 哪 幾 項 是 正 確 的 ？ （ 多 選 ） (A) 2-丁 醇 的 “2”表 示−OH基 之 位 置 (B) 甲 醇 、 乙 醇 均 為 一 元 醇 (C) 煤 中 含 有 酚 ， 阿 司 匹 靈 (Aspi rin)可 由 酚 製 取 (D) 醇 類 之 OH基 被 烷 基 取 代 的 化 合 物 稱 為 醚 類 (E) 醚 類 分 子 中 因 不 具 OH基 ， 不 形 成 氫 鍵 ， 故 沸 點 較 相 當 分 子 量 之 醇 為 高 18. 下 列 化 合 物 那 些 具 有 酸 性 ？ （ 多 選 ）
(A) HOCH2CH2OH (B) CH3CHO (C) CH3COOH
(D) OH (E)
OH
COOH
Ans： 1.C 2.A 3.D 4.A 5.D 6.A 7.B 8.D 9.D 10.C
11.C 12.B 13.A 14.CE 15.BD 16.CE 17.ABC
7-7 醛 類 與 酮 類 7-7.1 醛 類 一 、 羰 基 1. 由 碳 － 氧 雙 鍵 結 合 的 官 能 基 稱 為 羰 基，中 心 碳 原 子 以 sp2混 成，為 平 面 三 角 形 。 2. 醛 與 酮 均 含 羰 基 ， 統 稱 為 羰 基 化 合 物 。 (1) 羰 基 的 碳 原 子 上 連 接 有 一 個 氫 原 子 的 化 合 物 為 醛 ， 通 式 RCHO。 (2) 羰 基 的 碳 原 子 上 同 時 連 接 兩 個 有 機 基 團 者 為 酮 ， 通 式 RCOR'。 C O sp2 R C O H R C R' O 醛 酮 二 、 醛 的 特 性 1. 鏈 狀 醛 的 通 式 為 CnH2 nO， 最 簡 單 的 分 子 為 甲 醛 (HCHO)。 (1) 甲 醛 為 平 面 分 子 ， 常 溫 下 是 氣 體 ， 可 與 水 互 溶 。 (2) 甲 醛 的 40%水 溶 液 俗 稱 福 馬 林 ， 作 為 殺 菌 及 防 腐 劑 。 2. 醛 分 子 具 有 極 性 ， 沸 點 較 同 級 的 烴 及 醚 高 ， 但 較 具 有 氫 鍵 的 酸 及 醇 為 低 。 3. 羰 基 與 水 分 子 形 成 氫 鍵 ， 故 對 水 溶 解 度 大 。 甲 醛 、 乙 醛 可 與 水 完 全 互 溶 ， 但 是 醛 的 烴 基 碳 鏈 愈 長 者 ， 溶 解 性 愈 差 。 C O H O H δ+ δ+ δ− δ− 三 、 醛 的 命 名 1. IUPAC的 系 統 命 名 ： 醛 基 的 碳 原 子 編 號 為 1， 其 餘 命 名 規 則 與 醇 相 似 。 選 取 含 有 醛 基 的 主 鏈 ， 從 醛 基 一 端 開 始 編 號 ， 把 取 代 基 的 位 置 和 名 稱 寫 在 主 名 前 。 C 4 C3 C2 CHO1 C C 4 3C C2 CHO1 C C 2-甲 基 丁 醛 3,3-二 甲 基 丁 醛 2. 醛 的 異 構 物 ， 丙 醛 僅 一 種 結 構 、 丁 醛 有 二 種 、 戊 醛 有 四 種 。 (1) 丁 醛 (C3H7C HO)的 二 種 結 構 。 C C C CHO C C CHO C 正 丁 醛 2-甲 基 丙 醛 (異 丁 醛 ) (2) 戊 醛 (C4H9C HO)的 四 種 結 構 。
C C CHO C C C C C CHO C 正 戊 醛 2-甲 基 丁 醛 C C CHO C C C C CHO C C 3-甲 基 丁 醛 2,2-二 甲 基 丙 醛 =================================================================================== [範 例 25]寫 出 下 列 有 機 物 的 IUPAC 命 名 ： (1)CH3 C CH2CHO CH3 CH3 (2)CH3CH2C CH2CH3 CHO CH3 (3) CHO OH 答 案 ： (1)3,3-二 甲 基 丁 醛 、 (2)2-甲 基 -2-乙 基 丁 醛 、 (3)3-羥 基 苯 甲 醛 --- [範 例 26]有 關 醛 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 飽 和 一 元 醛 的 通 式 是 CnH2 nO (B) 丙 醛 的 示 性 式 為 C3H7CHO (C) 丙 炔 與 水 分 子 的 加 成 反 應 可 得 丙 醛 (D) 丙 醛 的 分 子 結 構 中 含 有 π 鍵 (E) 丙 醛 與 丙 酮 (C H3COCH3)是 結 構 異 構 物 註： CH3 C CH + HO H
D
CH3 C CH2 OHD
CH3 C CH3 O 答 案 ： (ADE) 解 說 ： (B) 丙 醛 的 示 性 式 應 為 C2H5CHO。 (C) 丙 炔 與 水 分 子 的 加 成 反 應 得 到 丙 酮 。 四 、 醛 的 氧 化 1. 醛 基 可 以 被 氧 化 成 羧 基 ， 此 表 示 醛 具 有 還 原 性 。 醛 氧 化 成 羧 酸 時 ， 氧 化 數 增 加 2。 2. 醛 的 檢 驗：醛 容 易 氧 化，而 酮 則 不 易 氧 化。醛 可 被 空 氣 中 的 氧 或 氧 化 劑（ 二 鉻 酸 鉀 、 過 錳 酸 鉀 ） 氧 化 成 酸 ， 用 以 性 質 來 區 別 醛 與 酮 。 (1) 多 侖 試 液 檢 驗 （ 銀 鏡 反 應 ）： a. 組 成 ： 硝 酸 銀 的 氨 水 溶 液 （ 主 要 是Ag(NH )3 2 +與 OH−）。 b. 反 應 ： 用 二 氨 銀 錯 離 子 將 醛 基 氧 化 成 羧 基 ， 被 還 原 出 的 金 屬 銀 會 在 器壁 表 面 形 成 光 亮 的 銀 鏡 。
3 (l) 3 2(aq) (aq) 3 (aq) (s) 3(aq ) 2
CH CHO +2Ag(NH )+ +3OH− →CH COO− +2Ag +4NH +2H O
c. 除 醛 以 外 ， 甲 酸 、 甲 醯 胺 、 甲 酸 某 酯 及 某 些 醣 類 (葡 萄 糖 、 果 糖 、 麥 芽 糖 等 )分 子 中 也 含 有 醛 基 ， 可 與 多 侖 試 液 反 應 。 H C OH O H C NH2 O H C OR O 甲 酸 甲 醯 胺 甲 酸 某 酯 (2) 斐 林 試 液 檢 驗 ： a. 組 成 ： 硫 酸 銅 、 氫 氧 化 鈉 與 酒 石 酸 鉀 鈉 等 物 質 之 混 合 液 。 b. 反 應 ： 醛 使Cu2+離 子 還 原 成 Cu2O(氧 化 亞 銅 )的 紅 色 沈 澱 物 。 2
3 (l) (aq) (aq) 3 (aq) 2 (s) 2 (l)
CH CHO +2Cu + +5OH− →CH COO− +Cu O +3H O
3. 醛 的 還 原 ： 醛 在 適 當 催 化 劑 (Ni 或 Pt)作 用 下 可 被 還 原 為 第 一 醇 。 2 2 R－CHO H+ →R－CH OH =================================================================================== [ 範 例 27] 有 關 醇 類 反 應 實 驗 裝 置 如 右 圖 ： 加 二 鉻 酸 鉀 晶 體 0.5克 於 3mL的 1-丙 醇 中 ， 搖 盪 試 管 ， 使 其 盡 量 溶 解 。 在 此 溶 液 中 加 入 1M H2SO4 3mL後，加 熱 至 85～ 90℃，並 將 所 產 生 的 蒸 氣 溶 入 3mL的 冷 水（ 以 冰 水 冷 卻 ）1-中。熱 水 浴 溫 度 只 要 能 使 試 管 內 的 溶 液 繼 續 沸 騰 即 可 ，避 免 過 高 且 要 注 意 防 止 逆 流 。 下 列 有 關 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 二 鉻 酸 鉀 晶 體 為 無 色 透 明 狀 (B) 收 集 的 冷 水 中 含 有 丙 醛 (C) 所 得 的 溶 液 以 多 侖 試 液 檢 驗 ， 呈 銀 鏡 反 應 (D) 配 製 多 侖 試 液 時 不 小 心 皮 膚 沾 到 液 體 後 ， 發 現 該 處 變 黑 ， 主 要 是 沾 到 氨 水 後 照 光 之 故 (E)若 將 1-丙 醇 改 為 2-丙 醇 ， 產 物 化 學 式 為 CH3CH2CHO 答 案 ： (BC) 答 案 ： (A) 二 鉻 酸 鉀 為 橘 紅 色 晶 體 。 (B) 1-丙 醇 ¡¡¡!¡¡¡![ O ][ O ] 丙 醛 ¡¡¡!¡¡¡![ O ][ O ] 丙 酸 ， 丙 醛 沸 點 最 低 ， 會 先 行 蒸 餾 出 來 。 (D) 硝 酸 銀 具 有 腐 蝕 性 ， 沾 上 皮 膚 之 後 ， 只 要 照 到 光 ， 皮 膚 上 的 銀 離 子 就 會 被 還 原 回 銀 金 屬 ， 在 皮 膚 上 呈 現 出 黑 色 的 色 澤 （ 因 為 是 皮 膚 內 的 銀 ， 不 會 反 射 光 芒 ， 所 以 是 黑 色 ）。
[範 例 28]報 載 ：「 不 肖 商 人 於 魚 貨 中 添 加 致 癌 物 甲 醛 」。 下 列 關 於 甲 醛 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 93指 考 ）（ 多 選 ） (A) 甲 醛 分 子 形 狀 是 平 面 形 (B) 甲 醛 分 子 量 為 30.0， 常 溫 為 氣 態 分 子 (C) 甲 醛 可 用 斐 林 試 劑 檢 驗 ， 生 成 物 為 紅 色 (D) 甲 醛 無 法 用 多 侖 試 劑 檢 驗 ， 不 會 有 化 學 反 應 (E) 37%甲 醛 的 水 溶 液 俗 稱 福 馬 林 ， 可 以 用 來 防 腐 答 案 ： (ABCE) 解 說 ： (A) 甲 醛 (HCHO)中 心 的 C原 子 為spsp22混 成 ， 為 平 面 形 分 子 。 (D) 甲 醛 與 多 倫 試 液 會 起 銀 鏡 反 應 。 7-7.2 酮 類 一 、 酮 的 特 性 1. 羰 基 上 連 接 二 個 烴 基 (－R)者 為 酮 ， 鏈 狀 酮 的 通 式 為 CnH2 nO， 最 小 的 分 子 為 丙 酮 ， 示 性 式 CH3COCH3。 2. 酮 如 醛 一 般，分 子 中 有 羰 基，故 具 有 極 性， 沸 點 較 同 級 的 烴 、醚 高， 但 比 醇 、 酸 （ 有 氫 鍵 ） 低 。 3. 丙 酮 的 性 質 與 應 用 ： (1) 是 無 色 、 有 氣 味 、 易 揮 發 的 液 體 ， 正 常 沸 點 56.3 ℃ 。 可 與 水 完 全 互 溶 ， 亦 可 溶 於 有 機 溶 劑 。 實 驗 室 常 以 丙 酮 作 洗 劑 。 (2) 乾 冰 與 丙 酮 的 混 合 物 溫 度 低 達−78℃ ， 可 作 冷 劑 。 (3) 工 業 上 由 異 丙 醇 （ 2-丙 醇 ） 的 氧 化 製 得 。 C H3 C CH3 OH H Cu Δ
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C H3 C CH3 O ＋ H2 二 、 酮 的 命 名 1. IUPAC系 統 命 名 法，選 取 含 有 羰 基 的 最 長 鏈 為 主 鏈，從 最 接 近 羰 基 的 一 端 編 號 ， 把 取 代 基 的 位 置 和 名 稱 寫 在 主 名 前 。 2. 俗 名 命 名 法 ， 仿 造 醚 的 命 名 ， 寫 出 羰 基 上 連 接 的 二 個 烴 基 。 CH3 4 CH3 2 C2 CH1 3 O CH3 4 CH3 C2 CH1 3 O CH3 2-丁 酮 （ 俗 名 ： 甲 乙 酮 ） 3-甲 基 -2-丁 酮 （ 俗 名 ： 甲 異 丙 酮 ） 三 、 酮 的 異 構 物分 子 式 C2H4O C3H6O C4H8O C5H1 0O 醛 的 異 構 物 1 1 2 4 酮 的 異 構 物 0 1 1 3 四 、 酮 的 還 原 酮 在 適 當 催 化 劑 如 Ni或 Pt作 用 下 可 還 原 為 第 二 醇 。 CH3 C CH3 O ＋ H2 Ni Pt
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或 CH3 C CH3 OH H =================================================================================== [範 例 29]關 於 含 羰 基 之 C5H1 0O異 構 物 ， 下 列 敘 述 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 共 有 七 種 異 構 物 (B) 可 被 酸 性 二 鉻 酸 鉀 溶 液 氧 化 者 有 四 種 (C) 可 使 酸 性 過 錳 酸 鉀 溶 液 變 色 者 有 三 種 (D) 與 斐 林 試 劑 共 熱 生 成 紅 色 沉 澱 者 有 四 種 (E) 可 能 有 三 種 異 構 物 水 溶 液 與 鋅 反 應 放 出 氫 氣 答 案 ： (ABD) 解 說 ： 含 羰 基 之 C5H1 0O 異 構 物 有 4 種 醛 、 3 種 酮 。 其 中 醛 具 有 可 被 氧 化 的 特 性 ， 故 可 以 使 過 錳 酸 鉀 溶 液 、 二 鉻 酸 鉀 溶 液 褪 色 ， 並 有 多 倫 試 劑 、 斐 林 試 劑 反 應 。 但 溶 於 水 均 無HH++產 生 ， 故 與 鋅 無 反 應 發 生 。 --- [範 例 30]下 列 有 機 反 應 與 其 產 物 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) C2H2與 足 量 HCl的 加 成 反 應 ， 主 要 產 物 是 1,2-二 氯 乙 烷 (B) CH3CH2CH(OH)CH3在 酸 性 二 鉻 酸 鉀 溶 液 氧 化 下 ， 主 要 產 物 為 2-丁 酮 (C) C3H4（ 丙 炔 ） 與 足 量 H2O的 加 成 反 應 ， 主 要 產 物 為 丙 酮 (D) C2H5OH經 CuO的 氧 化 作 用 ， 產 物 為 乙 酮 (E) CH3CH2CHO與 斐 林 試 液 反 應 ， 產 物 為 丙 酮 及 氧 化 亞 銅 答 案 ： (BC) 解 答 ： (A) C2H2與 足 量 HCl的 加 成 反 應 ， 主 要 產 物 是 2,2-二 氯 乙 烷 (D) C2H5OH（ 一 級 醇 ） 經 CuO的 氧 化 作 用 ， 產 物 為 乙 醛 (E) CH3CH2CHO與 斐 林 試 液 反 應 ， 產 物 為 丙 酸 及 氧 化 亞 銅[範 例 31]下 列 有 關 丙 酮 的 性 質 ， 何 者 正 確 ？ （ 多 選 ） (A) 正 丙 醇 經 二 鉻 酸 鉀 氧 化 產 生 丙 酮 (B) 可 以 用 丙 酮 從 茶 水 中 萃 取 咖 啡 因 (C) 丙 酮 與 含 硝 酸 銀 的 氨 水 溶 液 共 熱 ， 呈 銀 鏡 反 應 (D) 丙 酮 是 易 燃 的 液 體 (E) 丙 酮 可 以 溶 解 保 麗 龍 答 案 ： (DE) 解 說 ： (A) 正 丙 醇 經 二 鉻 酸 鉀 氧 化 可 產 生 丙 醛 、 繼 續 反 應 可 生 成 丙 酸 。 (C) 丙 酮 無 法 被 氧 化 ， 與 多 倫 試 劑 、 斐 林 試 劑 無 反 應 發 生 。 (C) 丙 酮 可 溶 於 水 ， 故 不 適 宜 用 於 茶 水 中 萃 取 咖 啡 因 的 萃 取 溶 劑 。 練 習 題 ： 1. 欲 將 0.100mol 之 2- 丙 醇 完 全 氧 化 為 丙 酮 ， 需 用 0.500M 之 KMnO4酸 性 水 溶 液 若 干 mL？ (A) 20mL (B) 80mL (C) 120m L (D) 160mL。 2. 乙 炔 與 水 在 硫 酸 汞 的 硫 酸 溶 液 催 化 下 ， 可 得 ： (A)乙 醇 (B)乙 醛 (C)乙 酸 (D)乙 醚 。 3. 下 列 關 於 斐 林 試 液 及 多 侖 試 液 的 敘 述 ， 何 者 錯 誤 ？ (A) 斐 林 試 液 含 硫 酸 銅 、 氫 氧 化 鈉 及 酒 石 酸 鉀 鈉 。 (B) 多 侖 試 液 為 硝 酸 銀 溶 於 足 量 的 氨 水 。 (C) 斐 林 試 液 及 多 侖 試 液 皆 可 鑑 別 醛 及 酮 。 (D) 斐 林 試 液 及 多 侖 試 液 與 醛 反 應 ， 其 金 屬 離 子 將 還 原 成 Cu與 Ag。 4. 在 下 列 反 應 的 產 物 中 加 入 斐 林 試 液 時 ， 下 列 何 者 會 產 生 紅 色 沉 澱 ？ (A) 2-丁 醇 和 二 鉻 酸 鉀 的 酸 性 溶 液 作 用 所 得 產 物 。 (B) 乙 炔 在 硫 酸 汞 存 在 下 與 稀 硫 酸 作 用 所 得 產 物 。 (C) 乙 酸 乙 酯 和 氫 氧 化 鈉 作 用 所 得 產 物 。 (D) 乙 醛 和 二 鉻 酸 鉀 的 酸 性 溶 液 作 用 所 得 產 物 。 5. 有 兩 種 有 機 液 體 試 料 和 欲 簡 單 區 別 兩 者 時 ， 宜 用 下 列 何 項 試 藥 ？ (A) 氨 之 硝 酸 銀 溶 液 (B) 含 稀 硫 酸 之 硫 酸 銅 水 溶 液 (C) 鋅 和 鹽 酸 (D) 溴 -CCl4溶 液 。 6. 下 列 何 者 與 斐 林 試 液 反 應 ， 不 會 生 成 紅 色 Cu2O沉 澱 ？ (A)乙 醛 (B)甲 酸 (C)甲 酸 乙 酯 (D)丙 醇 。
