秦紹軍

在中學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中，經(jīng)常會遇到學(xué)生提出一些有“挑戰(zhàn)性”的問題，需精心思考或查閱有關(guān)資料后才能給出合理的解答。以下就是筆者在教學(xué)中整理出的幾個問題，供同行參考。

1.二甲苯的三種同分異構(gòu)體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)為什么會不一致呢？

熔化，是固體變成液體，所以要看晶格能。對稱性越好，分子排列越緊密，晶格能越高，所以熔點(diǎn)對二甲苯（13.3℃）>鄰二甲苯（-25.5℃）>間二甲苯（-47.4℃）。同理，沸騰是液體變成氣體，要看液相的分子間力大小，極性大的分子間作用強(qiáng)，所以沸點(diǎn)鄰二甲苯（144.4℃）>間二甲苯（139.1℃）>對二甲苯（138.4℃）。三者極性的絕對值都很小，所以差距也小，沸點(diǎn)都差不多。而對稱性差別較大，所以熔點(diǎn)差別較大。

2.保存在煤油中的金屬鈉表面黃色物質(zhì)是什么？

煤油中含有環(huán)烷酸，化學(xué)式為CnH2n-1COOH（其相對分子質(zhì)量范圍為180～350），深棕色油狀液體，精制后為淡黃色或橙色液體，有特殊氣味。由于制取煤油的原油性質(zhì)及餾分的不同，所得環(huán)烷酸的性質(zhì)也有差異，一般而言環(huán)烷酸幾乎不溶于水，密度比水小，而溶于石油醚、乙醇、苯和烴類等。環(huán)烷酸是一種很弱的酸，對某些金屬有腐蝕作用，與金屬作用生成鹽。所以金屬鈉表面的土黃色物質(zhì)應(yīng)是CnH2n-1COONa。

3.低級醛在水中的溶解度為什么那么大？

根據(jù)相似相溶原理，只有組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)才能相互溶解，而且相似程度越大溶解度越大。醇和羧酸中都有—OH，所以易溶于水。但低級醛為什么也易溶于水呢？這是因?yàn)槿╊惖腃=O上的氧原子可以與水分子中的氫原子形成氫鍵，從而使溶解度增大。

4.氧炔焰的溫度為什么比較高？

“乙炔燃燒放出大量的熱，如在氧氣中燃燒，產(chǎn)生氧炔焰的溫度高達(dá)3000℃以上。因此，可用氧炔焰來焊接或切割金屬?！边@一說法一直使大家認(rèn)為氧炔焰溫度高的原因僅僅只是乙炔燃燒放出的熱量大，可有關(guān)的高中化學(xué)資料中卻說：“等物質(zhì)的量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃燒時放出熱量最多的是乙烯，但火焰溫度最高的卻是乙炔，氧炔焰的溫度高達(dá)3000℃以上?！逼湓虿荒軉渭儚娜叩娜紵裏釘?shù)值來分析，還應(yīng)該從這三種物質(zhì)跟氧氣反應(yīng)時的化學(xué)反應(yīng)速率來分析，乙炔與氧氣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率大，也就是說乙炔與氧氣反應(yīng)要比乙烯、乙烷與氧氣反應(yīng)劇烈的多，所以乙炔在單位時間內(nèi)放出的熱量最多，所以其火焰溫度最高。

5.NH4CNO和CO（NH2）2是否屬于同分異構(gòu)？

化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。顯然，同分異構(gòu)體是對通常以分子形式存在的化合物，具有相同的分子式，但結(jié)構(gòu)不同的分子而言的。而我們知道，NH4CNO是離子化合物，通常以離子晶體的形式存在，并非以分子的形式存在，不存在單個的分子。而化學(xué)式NH4CNO只是表示晶體中的離子個數(shù)比，而不是表示分子組成的分子式。所以NH4CNO和CO（NH2）2不屬于同分異構(gòu)體。

6.置換反應(yīng)與取代反應(yīng)的區(qū)別？

在有機(jī)反應(yīng)類型學(xué)習(xí)中，這個問題經(jīng)常被模糊處理。學(xué)生也會問：“乙醇和金屬鈉反應(yīng)是置換反應(yīng)還是取代反應(yīng)？”在不同的參考書中會給出不同的解答，有人認(rèn)為答取代反應(yīng)和置換反應(yīng)都對。我們可以從兩者定義上區(qū)別，取代反應(yīng)是分子反應(yīng)而置換反應(yīng)是離子間反應(yīng)，確切地講是離子和原子間的反應(yīng)；取代反應(yīng)生成產(chǎn)物都是化合物，而置換反應(yīng)則一個是單質(zhì)另一個為化合物；取代反應(yīng)是負(fù)價元素取代正價元素，置換反應(yīng)是正價元素置換正價元素，負(fù)價元素置換負(fù)價元素。

7.甲苯可以被高錳酸鉀氧化，制TNT時為什么不會被硝酸氧化？

甲苯易被高錳酸鉀氧化，硝酸在有機(jī)反應(yīng)中一般是取代反應(yīng)即硝化。事實(shí)上，查資料后發(fā)現(xiàn)甲苯在硝化反應(yīng)時因?yàn)橛袧饬蛩岬拇嬖?，使硝酸變成硝基正離子（NO+2），帶一個單位的正電荷，不會和電子云密度小的甲基反應(yīng)，只和電子云密度高的苯環(huán)發(fā)生親電取代。所以一般情況下甲基不被硝酸氧化。

8.果糖為什么可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)？如何鑒別葡萄糖和果糖？

在講糖的還原性時，認(rèn)為果糖也是還原糖，可以反生銀鏡反應(yīng)。因?yàn)闊o論是銀鏡反應(yīng)還是和新制的氫氧化銅反應(yīng)，都是在堿性環(huán)境中。果糖發(fā)生酮式-烯醇式的互變異構(gòu)，酮基不斷變成醛基。所以兩者的鑒別可以用溴水，溴水能氧化醛糖但不能氧化酮糖。有些地方也采用氫氧化鈣試劑，果糖能生成果糖化鈣沉淀，葡萄糖則不能產(chǎn)生沉淀；或者用間苯二酚-鹽酸試劑加入試樣中，沸水浴加熱1min～2min（加熱時間不能超過20min，鹽酸和試樣的濃度不超過12%）。若有鮮紅色沉淀則為酮糖，否則，就不是酮糖。

9.2，3-二氯丁烷消去是生成2-丁炔還是1，3丁二烯？

2，3-二氯丁烷在通常情況下消去是不會得到2-丁炔的，只有在極度苛刻的條件下才可以。得到2-丁炔是分兩步進(jìn)行的，第二步極為苛刻（第一步比較簡單），這是因?yàn)榈谝徊降漠a(chǎn)物是2-氯-2-丁烯，氯原子與雙鍵共軛，所以很難消去（烯丙型）。

2，3-丁二醇是不可能通過消去變成2-丁炔。理由同上，消去是分兩步進(jìn)行的，如果第一步得到2-羥基-2-丁烯，就是一個烯醇式結(jié)構(gòu)，直接重排變成丁酮。所以是不可能變成2-丁炔。

10.為什么酒越陳越香？一般普通的酒，為什么埋藏了幾年就變?yōu)槊谰颇兀?/p>

白酒的主要成分是乙醇，把酒埋在地下，保存好，放置幾年后，乙醇就和白酒中較少的成分乙酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的CH3COOC2H5（乙酸乙酯）具有果香味。上述反應(yīng)雖為可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度較慢，但時間越長，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陳越香。

11.醚和醇都是含氧化合物，為什么低級醚類比相同碳原子醇的沸點(diǎn)低得多？

這是因?yàn)槊逊肿又袥]有羥基，不存在由于氫鍵的生成而發(fā)生的締合現(xiàn)象。

（收稿日期：2013-11-20）

在中學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中，經(jīng)常會遇到學(xué)生提出一些有“挑戰(zhàn)性”的問題，需精心思考或查閱有關(guān)資料后才能給出合理的解答。以下就是筆者在教學(xué)中整理出的幾個問題，供同行參考。

1.二甲苯的三種同分異構(gòu)體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)為什么會不一致呢？

熔化，是固體變成液體，所以要看晶格能。對稱性越好，分子排列越緊密，晶格能越高，所以熔點(diǎn)對二甲苯（13.3℃）>鄰二甲苯（-25.5℃）>間二甲苯（-47.4℃）。同理，沸騰是液體變成氣體，要看液相的分子間力大小，極性大的分子間作用強(qiáng)，所以沸點(diǎn)鄰二甲苯（144.4℃）>間二甲苯（139.1℃）>對二甲苯（138.4℃）。三者極性的絕對值都很小，所以差距也小，沸點(diǎn)都差不多。而對稱性差別較大，所以熔點(diǎn)差別較大。

2.保存在煤油中的金屬鈉表面黃色物質(zhì)是什么？

煤油中含有環(huán)烷酸，化學(xué)式為CnH2n-1COOH（其相對分子質(zhì)量范圍為180～350），深棕色油狀液體，精制后為淡黃色或橙色液體，有特殊氣味。由于制取煤油的原油性質(zhì)及餾分的不同，所得環(huán)烷酸的性質(zhì)也有差異，一般而言環(huán)烷酸幾乎不溶于水，密度比水小，而溶于石油醚、乙醇、苯和烴類等。環(huán)烷酸是一種很弱的酸，對某些金屬有腐蝕作用，與金屬作用生成鹽。所以金屬鈉表面的土黃色物質(zhì)應(yīng)是CnH2n-1COONa。

3.低級醛在水中的溶解度為什么那么大？

根據(jù)相似相溶原理，只有組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)才能相互溶解，而且相似程度越大溶解度越大。醇和羧酸中都有—OH，所以易溶于水。但低級醛為什么也易溶于水呢？這是因?yàn)槿╊惖腃=O上的氧原子可以與水分子中的氫原子形成氫鍵，從而使溶解度增大。

4.氧炔焰的溫度為什么比較高？

“乙炔燃燒放出大量的熱，如在氧氣中燃燒，產(chǎn)生氧炔焰的溫度高達(dá)3000℃以上。因此，可用氧炔焰來焊接或切割金屬?！边@一說法一直使大家認(rèn)為氧炔焰溫度高的原因僅僅只是乙炔燃燒放出的熱量大，可有關(guān)的高中化學(xué)資料中卻說：“等物質(zhì)的量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃燒時放出熱量最多的是乙烯，但火焰溫度最高的卻是乙炔，氧炔焰的溫度高達(dá)3000℃以上?！逼湓虿荒軉渭儚娜叩娜紵裏釘?shù)值來分析，還應(yīng)該從這三種物質(zhì)跟氧氣反應(yīng)時的化學(xué)反應(yīng)速率來分析，乙炔與氧氣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率大，也就是說乙炔與氧氣反應(yīng)要比乙烯、乙烷與氧氣反應(yīng)劇烈的多，所以乙炔在單位時間內(nèi)放出的熱量最多，所以其火焰溫度最高。

5.NH4CNO和CO（NH2）2是否屬于同分異構(gòu)？

化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。顯然，同分異構(gòu)體是對通常以分子形式存在的化合物，具有相同的分子式，但結(jié)構(gòu)不同的分子而言的。而我們知道，NH4CNO是離子化合物，通常以離子晶體的形式存在，并非以分子的形式存在，不存在單個的分子。而化學(xué)式NH4CNO只是表示晶體中的離子個數(shù)比，而不是表示分子組成的分子式。所以NH4CNO和CO（NH2）2不屬于同分異構(gòu)體。

6.置換反應(yīng)與取代反應(yīng)的區(qū)別？

在有機(jī)反應(yīng)類型學(xué)習(xí)中，這個問題經(jīng)常被模糊處理。學(xué)生也會問：“乙醇和金屬鈉反應(yīng)是置換反應(yīng)還是取代反應(yīng)？”在不同的參考書中會給出不同的解答，有人認(rèn)為答取代反應(yīng)和置換反應(yīng)都對。我們可以從兩者定義上區(qū)別，取代反應(yīng)是分子反應(yīng)而置換反應(yīng)是離子間反應(yīng)，確切地講是離子和原子間的反應(yīng)；取代反應(yīng)生成產(chǎn)物都是化合物，而置換反應(yīng)則一個是單質(zhì)另一個為化合物；取代反應(yīng)是負(fù)價元素取代正價元素，置換反應(yīng)是正價元素置換正價元素，負(fù)價元素置換負(fù)價元素。

7.甲苯可以被高錳酸鉀氧化，制TNT時為什么不會被硝酸氧化？

甲苯易被高錳酸鉀氧化，硝酸在有機(jī)反應(yīng)中一般是取代反應(yīng)即硝化。事實(shí)上，查資料后發(fā)現(xiàn)甲苯在硝化反應(yīng)時因?yàn)橛袧饬蛩岬拇嬖冢瓜跛嶙兂上趸x子（NO+2），帶一個單位的正電荷，不會和電子云密度小的甲基反應(yīng)，只和電子云密度高的苯環(huán)發(fā)生親電取代。所以一般情況下甲基不被硝酸氧化。

8.果糖為什么可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)？如何鑒別葡萄糖和果糖？

在講糖的還原性時，認(rèn)為果糖也是還原糖，可以反生銀鏡反應(yīng)。因?yàn)闊o論是銀鏡反應(yīng)還是和新制的氫氧化銅反應(yīng)，都是在堿性環(huán)境中。果糖發(fā)生酮式-烯醇式的互變異構(gòu)，酮基不斷變成醛基。所以兩者的鑒別可以用溴水，溴水能氧化醛糖但不能氧化酮糖。有些地方也采用氫氧化鈣試劑，果糖能生成果糖化鈣沉淀，葡萄糖則不能產(chǎn)生沉淀；或者用間苯二酚-鹽酸試劑加入試樣中，沸水浴加熱1min～2min（加熱時間不能超過20min，鹽酸和試樣的濃度不超過12%）。若有鮮紅色沉淀則為酮糖，否則，就不是酮糖。

9.2，3-二氯丁烷消去是生成2-丁炔還是1，3丁二烯？

2，3-二氯丁烷在通常情況下消去是不會得到2-丁炔的，只有在極度苛刻的條件下才可以。得到2-丁炔是分兩步進(jìn)行的，第二步極為苛刻（第一步比較簡單），這是因?yàn)榈谝徊降漠a(chǎn)物是2-氯-2-丁烯，氯原子與雙鍵共軛，所以很難消去（烯丙型）。

2，3-丁二醇是不可能通過消去變成2-丁炔。理由同上，消去是分兩步進(jìn)行的，如果第一步得到2-羥基-2-丁烯，就是一個烯醇式結(jié)構(gòu)，直接重排變成丁酮。所以是不可能變成2-丁炔。

10.為什么酒越陳越香？一般普通的酒，為什么埋藏了幾年就變?yōu)槊谰颇兀?/p>

白酒的主要成分是乙醇，把酒埋在地下，保存好，放置幾年后，乙醇就和白酒中較少的成分乙酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的CH3COOC2H5（乙酸乙酯）具有果香味。上述反應(yīng)雖為可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度較慢，但時間越長，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陳越香。

11.醚和醇都是含氧化合物，為什么低級醚類比相同碳原子醇的沸點(diǎn)低得多？

這是因?yàn)槊逊肿又袥]有羥基，不存在由于氫鍵的生成而發(fā)生的締合現(xiàn)象。

（收稿日期：2013-11-20）

在中學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中，經(jīng)常會遇到學(xué)生提出一些有“挑戰(zhàn)性”的問題，需精心思考或查閱有關(guān)資料后才能給出合理的解答。以下就是筆者在教學(xué)中整理出的幾個問題，供同行參考。

1.二甲苯的三種同分異構(gòu)體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)為什么會不一致呢？

熔化，是固體變成液體，所以要看晶格能。對稱性越好，分子排列越緊密，晶格能越高，所以熔點(diǎn)對二甲苯（13.3℃）>鄰二甲苯（-25.5℃）>間二甲苯（-47.4℃）。同理，沸騰是液體變成氣體，要看液相的分子間力大小，極性大的分子間作用強(qiáng)，所以沸點(diǎn)鄰二甲苯（144.4℃）>間二甲苯（139.1℃）>對二甲苯（138.4℃）。三者極性的絕對值都很小，所以差距也小，沸點(diǎn)都差不多。而對稱性差別較大，所以熔點(diǎn)差別較大。

2.保存在煤油中的金屬鈉表面黃色物質(zhì)是什么？

煤油中含有環(huán)烷酸，化學(xué)式為CnH2n-1COOH（其相對分子質(zhì)量范圍為180～350），深棕色油狀液體，精制后為淡黃色或橙色液體，有特殊氣味。由于制取煤油的原油性質(zhì)及餾分的不同，所得環(huán)烷酸的性質(zhì)也有差異，一般而言環(huán)烷酸幾乎不溶于水，密度比水小，而溶于石油醚、乙醇、苯和烴類等。環(huán)烷酸是一種很弱的酸，對某些金屬有腐蝕作用，與金屬作用生成鹽。所以金屬鈉表面的土黃色物質(zhì)應(yīng)是CnH2n-1COONa。

3.低級醛在水中的溶解度為什么那么大？

根據(jù)相似相溶原理，只有組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)才能相互溶解，而且相似程度越大溶解度越大。醇和羧酸中都有—OH，所以易溶于水。但低級醛為什么也易溶于水呢？這是因?yàn)槿╊惖腃=O上的氧原子可以與水分子中的氫原子形成氫鍵，從而使溶解度增大。

4.氧炔焰的溫度為什么比較高？

“乙炔燃燒放出大量的熱，如在氧氣中燃燒，產(chǎn)生氧炔焰的溫度高達(dá)3000℃以上。因此，可用氧炔焰來焊接或切割金屬。”這一說法一直使大家認(rèn)為氧炔焰溫度高的原因僅僅只是乙炔燃燒放出的熱量大，可有關(guān)的高中化學(xué)資料中卻說：“等物質(zhì)的量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃燒時放出熱量最多的是乙烯，但火焰溫度最高的卻是乙炔，氧炔焰的溫度高達(dá)3000℃以上?！逼湓虿荒軉渭儚娜叩娜紵裏釘?shù)值來分析，還應(yīng)該從這三種物質(zhì)跟氧氣反應(yīng)時的化學(xué)反應(yīng)速率來分析，乙炔與氧氣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率大，也就是說乙炔與氧氣反應(yīng)要比乙烯、乙烷與氧氣反應(yīng)劇烈的多，所以乙炔在單位時間內(nèi)放出的熱量最多，所以其火焰溫度最高。

5.NH4CNO和CO（NH2）2是否屬于同分異構(gòu)？

化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。顯然，同分異構(gòu)體是對通常以分子形式存在的化合物，具有相同的分子式，但結(jié)構(gòu)不同的分子而言的。而我們知道，NH4CNO是離子化合物，通常以離子晶體的形式存在，并非以分子的形式存在，不存在單個的分子。而化學(xué)式NH4CNO只是表示晶體中的離子個數(shù)比，而不是表示分子組成的分子式。所以NH4CNO和CO（NH2）2不屬于同分異構(gòu)體。

6.置換反應(yīng)與取代反應(yīng)的區(qū)別？

在有機(jī)反應(yīng)類型學(xué)習(xí)中，這個問題經(jīng)常被模糊處理。學(xué)生也會問：“乙醇和金屬鈉反應(yīng)是置換反應(yīng)還是取代反應(yīng)？”在不同的參考書中會給出不同的解答，有人認(rèn)為答取代反應(yīng)和置換反應(yīng)都對。我們可以從兩者定義上區(qū)別，取代反應(yīng)是分子反應(yīng)而置換反應(yīng)是離子間反應(yīng)，確切地講是離子和原子間的反應(yīng)；取代反應(yīng)生成產(chǎn)物都是化合物，而置換反應(yīng)則一個是單質(zhì)另一個為化合物；取代反應(yīng)是負(fù)價元素取代正價元素，置換反應(yīng)是正價元素置換正價元素，負(fù)價元素置換負(fù)價元素。

7.甲苯可以被高錳酸鉀氧化，制TNT時為什么不會被硝酸氧化？

甲苯易被高錳酸鉀氧化，硝酸在有機(jī)反應(yīng)中一般是取代反應(yīng)即硝化。事實(shí)上，查資料后發(fā)現(xiàn)甲苯在硝化反應(yīng)時因?yàn)橛袧饬蛩岬拇嬖冢瓜跛嶙兂上趸x子（NO+2），帶一個單位的正電荷，不會和電子云密度小的甲基反應(yīng)，只和電子云密度高的苯環(huán)發(fā)生親電取代。所以一般情況下甲基不被硝酸氧化。

8.果糖為什么可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)？如何鑒別葡萄糖和果糖？

在講糖的還原性時，認(rèn)為果糖也是還原糖，可以反生銀鏡反應(yīng)。因?yàn)闊o論是銀鏡反應(yīng)還是和新制的氫氧化銅反應(yīng)，都是在堿性環(huán)境中。果糖發(fā)生酮式-烯醇式的互變異構(gòu)，酮基不斷變成醛基。所以兩者的鑒別可以用溴水，溴水能氧化醛糖但不能氧化酮糖。有些地方也采用氫氧化鈣試劑，果糖能生成果糖化鈣沉淀，葡萄糖則不能產(chǎn)生沉淀；或者用間苯二酚-鹽酸試劑加入試樣中，沸水浴加熱1min～2min（加熱時間不能超過20min，鹽酸和試樣的濃度不超過12%）。若有鮮紅色沉淀則為酮糖，否則，就不是酮糖。

9.2，3-二氯丁烷消去是生成2-丁炔還是1，3丁二烯？

2，3-二氯丁烷在通常情況下消去是不會得到2-丁炔的，只有在極度苛刻的條件下才可以。得到2-丁炔是分兩步進(jìn)行的，第二步極為苛刻（第一步比較簡單），這是因?yàn)榈谝徊降漠a(chǎn)物是2-氯-2-丁烯，氯原子與雙鍵共軛，所以很難消去（烯丙型）。

2，3-丁二醇是不可能通過消去變成2-丁炔。理由同上，消去是分兩步進(jìn)行的，如果第一步得到2-羥基-2-丁烯，就是一個烯醇式結(jié)構(gòu)，直接重排變成丁酮。所以是不可能變成2-丁炔。

10.為什么酒越陳越香？一般普通的酒，為什么埋藏了幾年就變?yōu)槊谰颇兀?/p>

白酒的主要成分是乙醇，把酒埋在地下，保存好，放置幾年后，乙醇就和白酒中較少的成分乙酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的CH3COOC2H5（乙酸乙酯）具有果香味。上述反應(yīng)雖為可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度較慢，但時間越長，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陳越香。

11.醚和醇都是含氧化合物，為什么低級醚類比相同碳原子醇的沸點(diǎn)低得多？

這是因?yàn)槊逊肿又袥]有羥基，不存在由于氫鍵的生成而發(fā)生的締合現(xiàn)象。

（收稿日期：2013-11-20）