有机反应有如下特点:一般是可逆反应,反应物的转化率(或者说生成物的产率)不高;反应一般比较缓慢;副反应多,产物中成分复杂,杂质多。
针对有机反应的特点,在有机物的制备中一般会采取一些措施:
1、温度的控制:
一般需要加热,这样一方面可以加快反应速率,另一方面可以将生成物蒸馏出来,促进化学平衡正向移动,提高生成物的产率。
酒精灯的火焰温度一般在400~500 ℃,乙酸乙酯的制取、蒸馏等实验选用酒精灯加热。若温度要求更高,可选用酒精喷灯或电炉加热。有些加热温度不超过100℃,可以选择水浴加热,结合使用温度计控制加热温度。
2、冷凝回流:
有机物沸点往往不高,易挥发,实验时为了减少有机物的挥发,提高原料的利用率和产物的产率,实验中通常要采用冷凝回流装置。一般用长的玻璃导管作为简易的冷凝回流装置,为了提高冷凝回流的效果,可用球形冷凝管或蛇形冷凝管。
3、防暴沸:
有机物制备一般是液相反应,所以要加几粒沸石(或碎瓷片),防止溶液暴沸。
4、几种仪器的使用:
反应过程中可能要及时添加试剂,一般使用恒压滴液漏斗,要控制温度要用温度计,所以一般用三口烧瓶(三颈烧瓶)或双口烧瓶。有些时候要边制备边蒸馏,后面要连接蒸馏装置。


有机物制备后所得的产物中杂质较多,需要进行分离提纯。
一般的步骤是:碱洗或酸洗再水洗,分液,除去一些酸性或碱性无机物。用干燥剂干燥除去少量的水,如硫酸钠、氯化钙、硫酸镁等无水盐,然后过滤。最后蒸馏除去可溶性的有机杂质,得到较纯净的有机物。
生成物产率的计算:

练习:
[2020·全国卷Ⅱ,27]苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:


名称 | 相对分子质量 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/(g·mL-1) | 溶解性 |
甲苯 | 92 | -95 | 110.6 | 0.867 | 不溶于水,易溶于乙醇 |
苯甲酸 | 122 | 122.4(100 ℃左右开始升华) | 248 | — | 微溶于冷水,易溶于乙醇、热水 |
实验步骤:
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g
(约0.03 mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0 g。
(3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,于100 mL容量瓶中定容。每次移取
25.00 mL溶液,用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。
回答下列问题:
(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为________(填字母)。
A.100 mL B.250 mL
C.500 mL D.1 000 mL
(2)在反应装置中应选用________冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是________。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是________;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理______。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_______。
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是______。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为_______;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于______(填字母)。
A.70% B.60% C.50% D.40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中________的方法提纯。
答案:
(1)B
(2)球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化
(3)除去过量的高锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气

(4)MnO2
(5)苯甲酸升华而损失
(6)86.0% C
(7)重结晶
分析:
(1)反应需要向三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g高锰酸钾,三颈烧瓶中液体体积在烧瓶容积的1/3到2/3,所以最适宜规格为250 mL。
(2)球形冷凝管散热面积大,冷凝效果好;回流液中不再出现油珠,说明不溶于水的甲苯(油状液体)已经完全反应。
(3)亚硫酸氢钠有很强的还原性,可以除去过量的高锰酸钾,防止用盐酸酸化时,高锰酸钾会把盐酸氧化为氯气;也可用还原性强的草酸代替亚硫酸钠。
(4)用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的苯甲酸钾尽可能溶于水,故滤渣的主要成分是高锰钾的还原产物二氧化锰。
(5)苯甲酸在100 ℃左右开始升华,干燥时温度过高,苯甲酸易升华而损失。
(6)根据化学方程式中的关系可知,

制备的苯甲酸的纯度为

在理论上,1 mol甲苯反应后生成1 mol苯甲酸,则:

(7)苯甲酸微溶于水,要得到纯度更高的苯甲酸,需要用重结晶提纯。