高中化学知识点讲解——离子型金属碳化物
离子型金属碳化物
1结构
离子型金属碳化物又称类盐碳化物，一般是由电负性较低的金属元素与碳元素形成，其中碳以阴离子形式存在，属于离子型化合物。如CaC2的电子式为：
电石，主要成分为碳化钙
主要的碳阴离子有C4－、C22－[结构式为(C≡C)22－]、C34－[结构式为(C=C=C)34－]等。含C4－的碳化物有Be2C、Al4C3等，它们在水解时生成CH4，故又称甲烷化物；含C22－的碳化物有Na2C2、Li2C2、CaC2、Ag2C、ZnC2等，它们在水解时生成乙炔，故又称乙炔化物：含C43－的碳化物有Mg2C3，它水解生成C3H4。
2存在形式
离子型金属碳化物通常只能以干态的固体形式存在。
3与水反应的实质
离子型金属碳化物中的金属阳离子结合水电离出的OH－生成金属氢氧化物，碳阴离子结合水电离出的H＋形成碳氢化合物，即：金属碳化物＋水→金属氢氧化物＋碳氢化合物。
4与水反应生成烃的分子式的确定
(1)守恒法(或叫配平法)
如Al4C3＋H2O→Al(OH)3↓＋_____，先配平“Al”得“4Al(OH)3”，再配平“O”得“12H2O”，最后根据“C”和“H”守恒得“C3H12”，根据两种原子个数比所满足的关系来确定烃的分子式为CH4，即Al4C3＋12H2O→4Al(OH)3↓＋3CH4。
(2)价态法
由于反应实质是水解，因而各元素的化合价不变。通常有三种方法：
①整体价态法：根据金属碳化物中碳负离子(多个碳原子形成的原子团)的化合价来确定烃分子中氢原子数目。
如从CaC2来看：CaC2→C2H2，
类比可知：ZnC2→C2H2，
Al4C3→C3H12→3CH4，
Mg2C3→C3H4，
Li2C2→C2H2。
②平均价态法：根据金属碳化物中碳元素的平均价态来直接确定烃的分子式。
如从CaC2→C2H2(只有C2H2中碳元素平均为－1价)，
Al4C3→3CH4(只有CH4中碳元素为－4价)。
(3)匹配法：根据碳负离子(原子团)所带电荷来确定生成的烃分子中氢原子数目。
如从Ca2+C22－→C2H2中，
Mg2+2C34－→C3H4。
方法(2)与(3)在本质上是相同的，方法(2)是从原子团的化合价来分析，而方法(3)是从原子团所带电荷来分析。原子团化合价与其所带电荷在数值上是一致的。
高中化学16种有机物的制备！最全总结！
今天咱们复习几种典型的有机物的制备，包括溴苯、硝基苯、乙酸乙酯、肥皂等。
1.甲烷
药品：
无水醋酸钠、碱石灰
原理 ：
CH₃COONa+NaOH = CH4↑+Na₂CO₃
注意点及收集方法：
要求药品无水、氧化钙起吸水作用与降低氢氧化钠的碱性。可用排水法或向下排空气法。
2.乙烯
药品：
无水乙醇、浓硫酸
【浓硫酸的作用：催化剂、脱水剂、吸水剂】
原理 ：
净化：
气体中常混有杂质CO2、SO2、乙醚及乙醇，可通过碱溶液、水除去。
【小窍门：要除去中性气体中的酸性气体，用强碱溶液或碱石灰吸收。如：C2H4中的混有的CO2、SO2用NaOH溶液吸收除去。还可用CuSO4或Pb(NO3)2等溶液除去。】
注意及收集方法：
药品混合次序：浓硫酸加入到无水乙醇中，边加边振荡，以便散热；
加碎瓷片，防止暴沸；
温度要快速升致170℃，但不能太高；
常用排水法收集。
3.乙炔
药品：
电石、水（或饱和食盐水）
【电石的主要成分是碳化钙，电子式:Ca2+[:C:::C:]2- ，遇水产生可燃气体乙炔，乙炔与氧化剂混合有爆炸危险。】
原理 ：
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
净化：
气体中常混有磷化氢、硫化氢，可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去。
H2S+ CuSO4=CuS↓+H2SO4
11PH3+24CuSO4+12H2O=8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4
H2S+NaOH=Na2S+H2O或H₂S+NaOH= NaHS+H₂O
注意及收集方法：
由于反应大量放热及生成桨状物，故不能用启普发生器；
水要慢慢滴加，可用饱和食盐水以减缓反应速率；
气体中常混有磷化氢、硫化氢，可通过硫酸铜、氢氧化钠溶液除去；
常用排水法收集。
4.溴苯
药品：
苯、液溴（纯溴）、还原铁粉
原理 ：
注意及杂质净化：
药品次序：苯、液溴、铁粉；
催化剂实为FeBr3；
四氯化碳的作用：吸收溴蒸汽；
硝酸银的作用：检验HBr、吸收HBr；
长导管起冷凝回流作用；
制得的溴苯常溶有溴而呈褐色，可用水洗（或稀NaOH）然后分液得纯溴苯。
5.硝基苯
药品：
浓硝酸、浓硫酸、苯
原理 ：
注意及杂质净化：
药品加入次序：向浓硝酸中慢慢滴加浓硫酸，边加边振荡，温度降至室温，然后滴加苯；
在试管装一玻璃导管起冷凝回流作用；
置于50~60℃的水浴中加热；
产品中常含有酸，可用稀NaOH溶液洗涤，然后分液除去。
6.苯磺酸
药品：
苯、浓硫酸
原理 ：
注意：
药品加入次序：向浓硫酸中慢慢滴加苯，边加边振荡；
苯磺酸能溶于水
7.工业制乙醇
方法1：
（乙烯水化法）
方法2：
C6H12O6 → 2CO2↑+2C2H5OH （发酵法）
方法3：
（卤代烃水解制乙醇）
8.工业制乙醛
方法1：
2C2H5OH+O2→(Cu、△)CH3CHO+2H2O（乙醇催化氧化法）
方法2：
（乙烯催化氧化法）
方法3：
（乙炔水化法）
9.工业制乙酸
2CH3CHO+O2 →(催化剂) 2CH3COOH
10.实验室制取乙酸乙酯
药品：
无水乙醇、冰醋酸、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液
原理：
CH3COOH+C2H5OH ⇌ (浓H2SO4、△) CH3COOC2H5+H2O
注意及杂质净化：
加入药品的次序：乙醇、浓硫酸、醋酸；
导管的气体出口位置在饱和碳酸钠溶液液面上；
可加碎瓷片，防止暴沸；
饱和碳酸钠溶液可除去未反应的乙醇、乙酸，并降低乙酸乙酯的溶解度。
11.溴乙烷
药品：
乙醇、溴化钠、浓硫酸
原理：
注意：
冰水内现象：底部有油状物生成；
冰水的作用：防止溴乙烷挥发。
12.工业制苯酚
13.工业制硬化油（人造脂肪）
14. 工业制肥皂
15.工业制TNT（2，4，6-三硝基甲苯）
16.酚醛树脂
药品 ：
苯酚、甲醛溶液、浓盐酸
原理 ：
注意：
本反应一定要有催化剂。
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