专题04 有机化学反应类型（六大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同步讲与练（鲁科版2019选择性必修3）

专题04 有机化学反应类型 题型01 加成反应 消去反应 题型02 取代反应 还原反应 氧化反应 题型03 卤代烃的结构 题型04 卤代烃的性质 题型05 卤代烃的制备 题型06 卤代烃中卤素原子的检验 题型01 加成反应 消去反应 知识积累 1．加成反应 (1)定义 加成反应是有机化合物分子中的不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合，生成饱和的或比较饱和的有机化合物的反应。 (2)加成反应规律 1===1＋2—2 。 (3)能发生加成反应的不饱和键和对应有机物 ①常见的不饱和键：碳碳双键、碳碳三键、苯环、碳氧双键。 ②能发生加成反应的有机物类别：烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛、酮等。 (4)能发生加成反应的试剂 常见的有H2、X2、HX、HCN、H2O等。 (5)加成反应的应用 ①通过烯烃与水加成，醛(或酮)与氢气加成等反应可以在分子中引入羟基(—OH)。 如合成乙醇：CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH。 ②通过烯烃、炔烃与HCN的加成反应以及不饱和有机化合物间的加成反应，实现碳链的增长。 如制备化工原料—丙烯腈：CH≡CH＋HCNCH2==CH—CN。 ③通过不饱和烃与HX、X2加成可引入卤素原子。 如制备溴乙烷：CH2==CH2＋HBrCH3CH2Br。 【归纳总结】常见的加成反应官能团(或原子团)与对应试剂 根据有机物本身及试剂的结构特点，不同类型的不饱和键通常能与不同的试剂发生加成反应。 结构 试剂 产物 H2、X2、HX、H2O 烷、卤代烃、醇 —C≡C— H2、X2、HX、H2O、HCN 烷、烯、烯醇、卤代烃、腈、卤代烯烃 H2、HCN 醇、羟基腈 H2 环烷烃 2．消去反应 (1)定义 在一定条件下，有机化合物脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有双键或三键的化合物的反应叫做消去反应。 (2)消去反应的实质及特点 ①实质：脱去官能团和与官能团相连的碳原子的邻位碳上的氢原子，生成双键或三键。 ②特点：分子内脱去小分子；产物中含有不饱和键。 (3)常见的能发生消去反应的物质及反应条件 反应物 醇 卤代烃 反应 条件 浓H2SO4、加热 强碱(如NaOH、KOH)的醇溶液、加热 原应 原理 结构 条件 有β­H 有β­H 【典例1】下列转化中不是通过加成反应实现的是 A．+ B． C．+2CH3OH +2H2O D． 【答案】C 【详解】A．反应中碳碳双键变成单键，碳碳三键变为双键，属于加成反应，A不符合题意； B．醛基中的碳氧双键变成单键，属于加成反应，B不符合题意； C．苯环的结构没有变化，属于取代反应，不属于加成反应，C符合题意； D．苯环与氢气发生的加成反应生成环己烷，因此苯酚变成环乙醇，D不符合题意； 故选C。 【变式1-1】根据化学反应，判断下列反应不可能发生的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】 根据化学反应，可知反应发生时带相反电性的原子成键。 【详解】A．电负性：N>C>H，反应中带负电荷的C与带正电荷的H成键，带正电荷的H原子与带负电荷的N成键，A正确 B．电负性： Cl>C，O> Na，反应中带负电荷的Cl与带正电荷的Na结合，带正电荷的C原子与带负电荷的O成键，B正确； C．电负性：O>C>H，反应中带负电荷的O应该与带正电荷的H成键，带正电荷的C原子应该与带负电荷的C成键，C错误； D．电负性：Br >H，乙烯分子中两个碳原子形成非极性共价键，反应中带负电荷的Br、带正电荷的H原子均与带C成键，D正确； 故答案为：C。 【变式1-2】下列反应是合成某新型光刻胶的其中一步反应，该反应的反应类型是 A．加成反应 B．取代反应 C．氧化反应 D．消去反应 【答案】A 【详解】，如图在丙酮的C=O上发生了加成反应，故选A。 【变式1-3】合成路线中不涉及的反应类型是 A．消去反应 B．加成反应 C．氧化反应 D．取代反应 【答案】A 【详解】合成时， 先与Br2发生加成反应生成，然后在NaOH水溶液中发生水解(或取代反应)生成，最后发生氧化反应生成，综上所述，没有涉及消去反应； 答案选A。 题型02 取代反应 还原反应 氧化反应 知识积累 1．取代反应 (1)定义 有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应称取代反应。 (2)反应规律 从化学键类型上分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。 (3)α-H的取代反应 在含有官能团的有机化合物分子中，与官能团直接相连的碳原子称为α-C，其上的氢原子称为α-H；与α-C相连的碳原子称为β-C，其上的氢原子称为β-H。由于受官能团影响α-C上的碳氢键最容易断裂，发生取代反应。 如CH3—CH===CH2＋Cl2Cl— 。 (4)取代反应的应用 取代反应在有机合成中具有重要的作用，因为人们可以通过取代反应来实现官能团间的衍变等。 ①官能团的转化：通过烃的取代反应可以在分子中引入卤素原子。 ②增长碳链：通过卤代烃(R—X)与NaCN的取代反应实现碳链的增长等。 【归纳总结】 能发生取代反应的有机物及对应的试剂(X为卤素) 有机物 试剂 取代位置 饱和烃 X2 碳氢键上的氢原子 苯环 X2、HNO3、H2SO4、RX —X(卤代烃) 卤素原子 —OH(醇) 羟基上的H或—OH —COOH(羧酸) R—OH、R—COOH(形成酸酐) 羧基中的—OH (酯) H2O、ROH 烯、炔、醛、酮、羧酸 X2等 α­H 2．氧化反应、还原反应定义 (1)氧化反应：有机物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应。 (2)还原反应：有机物分子中减少氧原子或增加氢原子的反应。 3．常见的氧化剂、还原剂 (1)常用的氧化剂：O2、酸性KMnO4溶液、O3、银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液等； (2)常见还原剂：氢气、氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4)等。 4．氧化反应和还原反应的应用 (1)小分子烷烃的氧化反应有很高的应用价值(用做燃料)。 (2)利用氧化反应或还原反应可以转变有机化合物的官能团。 通过氧化或还原消除醛基(—CHO)，实现醇、醛、羧酸和酯等物质之间的相互转化。如： 5．有机化学反应中常见的氧化反应 (1)醇的氧化——去氢式。 反应机理：醇分子脱去羟基上氢原子和连着羟基的碳原子上的氢原子后，原羟基氧原子和该碳原子有多余电子而再形成新的共价键。 (2)醛的氧化——加氧式。 反应机理：醛的氧化是在醛基的C—H键的两个原子间插入氧原子。 (3)有机物的燃烧。 (4)强氧化剂氧化。烯烃、炔烃、酚、醛等有机物使酸性KMnO4溶液褪色。 (5)含醛基的有机化合物与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液的反应。 6．有机化学反应中常见的还原反应 烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、不饱和油脂等的催化加氢。 【典例2】下列反应属于取代反应的是 A．石油裂解制乙烯 B．用乙醛在一定条件下制乙酸 C．用氯乙烯制聚氯乙烯 D．1-溴丙烷在一定条件下转化为1-丙醇 【答案】D 【详解】A．石油裂解制乙烯的反应特点是一种物质反应分解得到两种或两种以上的物质，不具有取代反应的特点，因此不属于取代反应，A不符合题意； B．乙醛发生氧化反应生成乙酸，B不符合题意； C．氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯，C不符合题意； D．1-溴丙烷在碱性条件下发生水解反应生成1-丙醇，D符合题意； 故答案选D。 【变式2-1】茉莉醛（如下图）具有浓郁的茉莉花香，下列关于茉莉醛的叙述错误的是 A．能被酸性高锰酸钾溶液氧化 B．能与氢溴酸发生加成反应 C．能与乙酸发生酯化反应 D．在加热和催化剂的作用下，能被氢气还原 【答案】C 【详解】A．分子中含有碳碳双键、醛基，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故A正确； B．分子中含有碳碳双键，能与氢溴酸发生加成反应，故B正确； C．分子中没有羟基，不能与乙酸发生酯化反应，故C错误； D．分子中含有碳碳双键、醛基、苯环，在加热和催化剂的作用下，能被氢气还原，故D正确； 故选C。 【变式2-2】某有机化合物的结构简式为，下列关于该有机化合物的叙述错误的是 A．分子式为 B．能发生水解反应和消去反应 C． 1mol该有机化合物最多能和反应 D．该分子与氢气完全加成后有2个手性碳原子 【答案】A 【详解】A．由结构简式可知其分子式为：，A错误； B．该物质属于卤代烃，且和氯原子相连的碳的邻位碳上有氢原子，故该物质能发生水解反应和消去反应，B正确； C．该物质中1个苯环可以和3个氢气加成，含有1个碳碳双键可以和1个氢气加成，故1mol该有机化合物最多能和反应，C正确； D．该分子与氢气完全加成后生成，标有“*”的碳原子是手性碳原子，共有2个手性碳原子，D正确； 故选A。 【变式2-3】已知五种物质有如下转化关系： A→B、B→C、D→E的反应类型分别是 、 、 。 【答案】 取代反应 还原反应 取代反应 【分析】 A是，A与(CH3)2SO4在K2CO3存在条件下发生取代反应产生B：和H2SO4，B与H2在Ni催化下加热，发生还原反应，-NO2被还原为-NH2，得到C：，C与HCOOH发生取代反应产生D：和H2O，D与BrCH2COCH3在K2CO3存在条件下发生取代反应产生E：和HBr，据此分析解答。 【详解】根据反应流程图可知A→B时，A分子中酚羟基中的H被甲基取代，—COOH的H原子被甲基—CH3取代，因此A→B的反应类型属于取代反应； 在B→C时，B分子中—NO2变成—NH2，—NO2被还原变为—NH2，发生去氧加氢的反应，得氢被还原，因此B→C反应类型属于还原反应； 在D→E时，D分子中的中与N原子相连的H原子被BrCH2COCH3中的—CH2COCH3取代，因此D→E的反应类型属于取代反应。 题型03 卤代烃的结构 知识积累 1．概念 烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。 2．结构 卤代烃可用R—X表示(X表示卤素原子)，卤代烃的官能团是—X。 3．物理性质 【典例3】一氟一氯丙烷是对臭氧层有严重破坏的一类氟氯代烃，其分子式为C3H6FCl，该物质的同分异构体有(不考虑立体异构) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】C 【详解】丙烷的结构简式为：CH3-CH2-CH3，先固定F在甲基上，CH2F-CH2-CH3，则Cl的位置有3种：CHClF-CH2-CH3、CH2F-CHCl-CH3、CH2F-CH2-CH2Cl；再固定F在CH2上，则Cl的位置有2种：CH2Cl-CHF-CH3、CH3-CClF-CH3，共有5种异构体，故选C。 【变式3-1】下列卤代烃属于同系物的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．和都只含有1个官能团碳氯键，两者结构相似，分子组成上相差1个CH2，是同系物，A选； B．氯苯中还含有苯环，与的结构不相似，不是同系物，B不选； C．还含有碳碳双键官能团，与的结构不相似，不是同系物，C不选； D．含有2个官能团碳氯键，与的结构不相似，不是同系物，D不选； 故选：A。 【变式3-2】下列关于卤代烃用途的说法不正确的是 A．运动员受伤时会喷氯乙烷止疼，氯乙烷属于卤代烃 B．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体属于卤代烃 C．卤代烃不可用作灭火剂 D．在清洗业中常用卤代烃做清洗剂，应用于衣物干洗和机械零件的洗涤 【答案】C 【详解】A．氯乙烷可看作是乙烷中的氢原子被氯原子所取代后形成的化合物，故氯乙烷属于卤代烃，A正确； B．聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，是含有卤素氟原子的不饱和烃，属于卤代烃，B正确； C．卤代烃可作灭火剂，又称氟溴烷烃灭火剂，是由一种或多种卤族元素取代碳氢化合物中氢元素的高效快速气化液体灭火剂。这类灭火剂主要通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，达到灭火的目的。卤代烃灭火剂中的氟离子有助于灭火剂的热稳定性和化学惰性，而溴离子则是灭火剂在灭火过程中的有效成分，能够破坏燃料在燃烧过程中产生的氢离子的连锁化学反应，从而中断燃烧，C错误； D．常见的卤代烃干洗溶剂如四氯乙烯，具有较强的脱脂去污能力，能够有效地去除衣物上的各种污渍。在机械零件清洗领域，卤代烃合成溶剂，如二氯甲烷和二氯乙烯等溶剂具有不可燃但有毒性的特点，能够有效地溶解和去除金属表面的油漆涂膜等污染物，D正确； 故选C。 【变式3-3】“二噁英” 是二苯基-1，4- 二氧六环及其衍生物的通称， 其中一种毒性最大的结构是，关于这种物质的叙述中正确的是 A．该物质是一种芳香族化合物 B．该物质是一种卤代烃 C．1mol 该物质最多可与 9molH2在一定的条件下发生反应 D．该物质分子中所有原子不可能处在同一平面上 【答案】A 【详解】A．含有苯环的化合物为芳香族化合物，故A正确； B．该物质含有氧，不属于烃类(碳氢化合物)，当然也不是卤代烃，故B错误； C．“二噁英”分子中含有两个苯环，1 mol该物质最多可与6 mol H2在一定的条件下发生反应，故C错误； D．苯为正六边形平面分子，与苯环上的碳原子直接相连的所有原子在同一平面，则二噁英所有原子有可能处在同一平面上，故D错误； 答案选A。 题型04 卤代烃的性质 知识积累 卤代烃的水解反应与消去反应的比较 水解反应 消去反应 结构特点 卤代烃碳原子上连有—X β位碳原子上必须有氢原子 反应实质 反应条件 NaOH的水溶液，常温或加热 NaOH的醇溶液，加热 反应特点 有机物碳架结构不变，—X变为—OH，无其他副反应 有机物碳架结构不变，生成或—C≡C—，可能有其他副反应 【典例4】下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应生成醇的是 ①②③④⑤⑥ A．①③⑤ B．③④⑤ C．②④⑥ D．①②⑥ 【答案】C 【分析】卤代烃中与卤素原子直接相连碳原子的邻碳上含氢原子，能发生消去反应；卤代烃在氢氧化钠溶液中水解能得到醇。 【详解】①③⑤不能发生消去反应，能水解得到醇；②④⑥既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应生成醇； 故选C。 【变式4-1】卤代烃在一定条件下可发生消去反应生成烯烃，下图为2-溴丁烷在乙醇钠存在的条件下发生消去反应的产物情况。下列说法不正确的是 A．此条件下的消去反应，生成的2-丁烯的量比1-丁烯多 B．产物A和B互为顺反异构体 C．产物A、B与发生加成反应得到结构相同的产物 D．2-溴丙烷在相同条件下发生消去反应也会有不同结构的产物生成 【答案】D 【详解】A．依据题意，2-溴丁烷在乙醇钠存在的条件下发生消去反应的主要产物为A（顺-2-丁烯），次要产物为B（反-2-丁烯），而C（1-丁烯）只有少量生成，表明A（顺-2-丁烯）和B（反-2-丁烯）的总量比C（1-丁烯）的量多，A正确； B．有机物A和B的分子中均含有4个C、8个H，但是有机物A中的两个甲基在碳碳双键的两边，而有机物B的两个甲基在碳碳双键的同一侧，所以A和B互为顺反异构体，B正确； C．产物A和B与溴单质发生加成反应，得到的产物均为2，3-二溴丁烷，C正确； D．2-溴丙烷在相同条件下发生消去反应，只能生成丙烯一种产物，D错误； 故合理选项为D。 【变式4-2】钯(Pd)类催化剂在有机合成中的应用非常广泛。LnPd催化剂可以催化卤代烃和炔烃的偶联反应，机理如图所示： 下列说法错误的是 A．若原料用苯乙炔和CH2=CHBr，则产物是 B．R1X变为时发生了还原反应 C．该反应用了两种催化剂：LnPd和CuX D．适量添加Na2CO3有利于提高产率 【答案】A 【分析】根据图示流程可知，该反应的催化剂为LnPd和CuX，则总反应式为R1—X+R2—C≡CHHX+R2—C≡C—R1。 【详解】A．根据分析的总反应可知，若原料用苯乙炔和CH2=CHBr，则R1为-CH=CH2，X为Br，R2为苯基，则产物为HBr和，A错误； B．Ln为零价配体，Pd在产物中一般显正价，则R1X变为时发生的是还原过程，B正确； C．根据上述分析可知该反应用了两种催化剂：LnPd和CuX，C正确； D．适量添加Na2CO3可消耗产物中的HX，从而有利于提高原料利用率和产率，D正确； 故选A。 【变式4-3】某烃类化合物A在一定条件下可发生如下转化。 已知：A的质谱图表明其相对分子质量为84，其核磁共振氢谱只有一种氢。、互为同分异构体。 (1)分子中所含官能团的结构简式 。 (2)①至⑥的反应中，属于加成反应的是 。 (3)C的系统命名为 。 (4)写出A在一定条件下发生加聚反应的化学方程式 。 (5)的结构简式为 。 (6)写出反应②的化学方程式 。 【答案】(1)碳碳双键和碳溴键 (2)①③④ (3)2，3-二甲基-1，3-丁二烯 (4)n (5) (6)+2NaOH+2NaCl+2H2O 【分析】A的质谱图表明其相对分子质量为84，其核磁共振氢谱只有一种氢，则A的分子式为C6H12，不饱和度为1；B属于氯代烃，B与NaOH/CH3CH2OH加热发生消去反应得到C（C6H10）；③为C与溴/CCl4发生加成反应生成D1，由D1的结构简式知，C的结构简式为；由此可逆推出A的结构简式为，B为；⑤为D1与NaOH水溶液加热发生取代反应生成E1，E1为；由于E1和E2为同分异构体，且反应③为C的1，2-加成，反应④为C与溴的CCl4溶液的1，4-加成反应，D为。E2为。 【详解】（1）从结构看D1中含有碳碳双键和碳溴键两种官能团；答案为碳碳双键和碳溴键； （2）由以上分析知，加成反应为①③④；答案为①③④； （3）C为，C的系统名称为2，3-二甲基-1，3-丁二烯；答案为2，3-二甲基-1，3-丁二烯； （4）A属于烯烃，A发生加聚反应生成高分子化合物，反应的化学方程式为n；答案为n； （5）由上分析知，E2为；答案为； （6）反应②为B的消去反应，反应的化学方程式为+2NaOH+2NaCl+2H2O； 答案为+2NaOH+2NaCl+2H2O。 题型05 卤代烃的的制备 知识积累 1．卤代烃的生成 (1)利用烷烃与卤素单质的取代反应，但得到的卤代烃不纯。 (2)利用烯烃与卤素单质或氢卤酸的加成反应，是制备卤代烃最常用的方法。 2．不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应 CH3CHCH2＋Br2CH3CHBrCH2Br； 。 3．取代反应 【典例5】为了获取纯度高的1，2-二氯乙烷，最合理的途径是 A．乙烷和氯气光照取代 B．乙烯和氯气加成 C．乙烯和氯化氢加成 D．乙烷和氯化氢混合 【答案】B 【详解】A．乙烷和氯气在光照条件下取代，会生成氯乙烷等杂质，1，2-二氯乙烷的纯度不高，A错误； B．乙烯和氯气加成，生成的产物只有1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙烷的纯度较高，B正确； C．乙烯和氯化氢加成，生成的产物为氯乙烷，C错误； D．乙烷和氯化氢混合，无法生成1，2-二氯乙烷，D错误； 故答案选B。 【变式5-1】有人认为CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br+和Br-，然后Br+首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br-与另一端碳原子结合。根据该观点如果让CH2=CH2与Br2在盛有NaCl和NaF的溶液中反应，则得到的有机物不可能是 A．BrCH2CH2Br B．ClCH2CH2Cl C．BrCH2CH2F D．BrCH2CH2Cl 【答案】B 【分析】根据题目信息：CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br+和Br-，然后Br+首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br-与另一端碳原子结合来判断产物。 【详解】按照题意，第一步肯定要上Br+，即一定会出现的结构，第二步才能上阴离子，NaCl和NaF的水溶液中含有氯离子和氟离子还有溴水中的溴离子，可以分别加在碳原子上，选项A、C、D均可以，不可能出现ClCH2CH2Cl，故答案为：B。 【变式5-2】实验室中可由叔丁醇（沸点83℃）与浓盐酸反应制备2-甲基-2-氯丙烷（沸点52℃）： 下列说法正确的是 A．浓盐酸与叔丁醇发生取代反应，使用过量浓盐酸可以提高叔丁醇的转化率 B．试剂X是NaOH溶液，在加热条件下更有利于除去酸性杂质 C．两次水洗的主要目的都是除去盐酸 D．操作A为蒸馏，杂质先蒸馏出体系 【答案】A 【分析】叔丁醇与浓盐酸常温搅拌反应15min可得2-甲基-2-氯丙烷，后向有机相中加入水进行洗涤分液，继续向有机相中加入5%Na2CO3溶液洗涤，由于有机物2-甲基-2-氯丙烷不溶于水，易溶于有机物，分液后获得有机相，向有机相中加入少量无水CaCl2干燥，蒸馏即得有机物2-甲基-2-氯丙烷。 【详解】A．浓盐酸与叔丁醇发生反应，叔丁醇中羟基被氯原子代替生成2-甲基-2-氯丙烷，发生取代反应，使用过量浓盐酸可以使平衡正向移动，叔丁醇的转化率增大，故A正确。 B．2-甲基-2-氯丙烷在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应，试剂X不能是氢氧化钠溶液，故B错误。 C．第一次水洗的主要目的是除去大部分HCl，第二次水洗的主要目的是洗去过量的试剂X和盐酸盐，故C错误。 D．2-甲基-2-氯丙烷的沸点更低，先蒸出，故D错误。 故选A。 【变式5-3】溴乙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为38.4℃，密度为。实验室制备少量溴乙烷主要步骤如下： 步骤Ⅰ：连接如图所示实验装置，检验装置的气密性。 步骤Ⅱ：向仪器A中依次加入搅拌磁子、蒸馏水、浓硫酸、95%乙醇、NaBr固体，缓慢加热至无油状物馏出为止。 (1)向装置A中加入NaBr固体和浓硫酸的目的是 。 (2)将锥形瓶置于冰水浴中的作用是 。 (3)提纯产物时需向锥形瓶中加入试剂 (填字母)，作用是 。 A．溶液        B．苯        C．浓硫酸 (4)若要进一步获得纯净的溴乙烷，可继续用蒸馏水进行洗涤，分液后加入无水氯化钙，过滤，然后进行 操作。 (5)请设计实验证明制取的溴乙烷纯品中含Br原子(实验中可选用的试剂：溶液、稀硫酸、稀硝酸、NaOH的水溶液)： 。 【答案】(1)获得氢溴酸 (2)减少溴乙烷的挥发 (3)A 溶解乙醇，吸收HBr (4)蒸馏 (5)取少量产物于试管中，向其中加入NaOH水溶液，加热，充分反应后再加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则证明溴乙烷中含有溴原子 【分析】由题意可知，制备溴乙烷发生的反应为向蒸馏烧瓶A中加入的溴化钠固体和浓硫酸反应生成溴化氢，溴化氢与乙醇共热发生取代反应生成溴乙烷，冷凝收集的粗溴乙烷经碳酸钠溶液洗涤除去乙醇和溴化氢、无水氯化钙干燥除水、蒸馏得到溴乙烷。 【详解】（1）向装置A中加入NaBr固体和浓硫酸的目的是获得氢溴酸，通过难挥发性酸制备易挥发性酸； （2）将锥形瓶置于冰水浴中的作用是减少溴乙烷的挥发，溴乙烷的沸点低； （3）反应制得的溴乙烷中混用溴化氢和挥发出的乙醇，由溴乙烷的性质可知，提纯产物时需向锥形瓶中加入碳酸钠溶液溶解乙醇、吸收溴化氢，故答案为：A； （4）进一步制得纯净的溴乙烷可继续用蒸馏水洗涤除去碳酸钠溶液，分液后，再加入无水氯化钙干燥所得有机物，过滤，然后进行蒸馏得到纯净的溴乙烷； （5）溴乙烷中的溴原子不能与硝酸银溶液反应，检验溴乙烷中的溴原子，应使溴乙烷在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成溴化钠后，加入酸化的硝酸银溶液检验溴离子，则检验溴乙烷分子中溴原子的操作为：取少量产物于试管中，向其中加入NaOH水溶液，加热，充分反应后再加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则证明溴乙烷中含有溴原子。 题型06 卤代烃中卤素原子的检验 知识积累 卤代烃中卤素原子检验方法 【典例6】欲除去下列物质中混有的少量杂质(括号内物质为杂质)，能达到目的的是 A．乙醇(水)：加入生石灰，蒸馏 B．溴乙烷(乙醇)：通入溴化氢，分液 C．乙醇(醋酸)：加入NaOH溶液，过滤 D．乙烷(乙烯)：通过酸性高锰酸钾溶液，洗气 【答案】A 【详解】A．生石灰与水反应生成氢氧化钙，再经过蒸馏可得到较为纯净的乙醇，A正确； B．溴乙烷不溶于水，乙醇易溶于水，可用反萃取的方法分离，通入溴化氢，乙醇与溴化氢反应缓慢，难以完成实验，B错误； C．乙醇与NaOH互溶，醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠，加入NaOH溶液后通过蒸馏的方法进行分离，不能通过过滤分离，C错误； D．乙烯能与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳，虽然除去了乙烯但是引入了新的杂质气体二氧化碳，D错误； 故答案选A。 【变式6-1】为检验1-溴丁烷中的溴元素，下列实验操作正确的顺序是 ①加热煮沸；②加入硝酸银溶液；③取少量1-溴丁烷；④加入足量稀硝酸酸化；⑤加入氢氧化钠溶液；⑥冷却 A．③⑤①⑥②④ B．③⑤①⑥④② C．③⑤①②④⑥ D．③⑤⑥①④② 【答案】B 【分析】先取少量1-溴丁烷，加入氢氧化钠溶液进行水解，然后加热加快反应速率，溶液冷却后，加入硝酸中和过量的氢氧化钠，再加入硝酸银观察是否有沉淀，故正确顺序为：③⑤①⑥④②，据此解答。 【详解】A．根据分析，④应该在②前，故A错误； B．根据分析，操作流程正确，故B正确； C．根据分析，⑥应该在紧跟①，故C错误； D．根据分析，⑥应该在紧跟①，故D错误； 答案选B。 【变式6-2】为探究卤代烃的化学性质设计如下实验，下列有关说法正确的是 A．烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应生成一种烯烃 B．装置③中酸性KMnO4溶液紫色逐渐褪去，有机产物中含有丙酮 C．若用溴水代替酸性KMnO4溶液，装置②可以省去 D．取反应后烧瓶中的溶液，滴加几滴AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀 【答案】C 【分析】将2-溴丁烷、NaOH的乙醇溶液混合加热，2-溴丁烷发生消去反应，生成1-丁烯和2-丁烯；用水吸收1-丁烯和2-丁烯中的乙醇，再将1-丁烯和2-丁烯通入酸性KMnO4溶液中，溶液的紫色褪去。 【详解】A．烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应生成1-丁烯和2-丁烯两种烯烃，A不正确； B．丙酮不能被酸性KMnO4溶液氧化，不能使酸性KMnO4溶液褪色，烯烃在与酸性KMnO4溶液反应时：①CH2=→CO2、H2O，②RCH=→RCOOH，③→，即1-丁烯和2-丁烯与酸性KMnO4溶液反应生成CO2、H2O、CH3CH2COOH、CH3COOH，无丙酮生成，B不正确； C．2-溴丁烷发生消去反应，生成的烯烃中混有乙醇，乙醇不能使溴水褪色，则若用溴水代替酸性KMnO4溶液，装置②可以省去，C正确； D．取反应后烧瓶中的溶液，不仅NaBr能与AgNO3反应，NaOH也能与AgNO3反应，所以滴加几滴AgNO3溶液，不一定能看到淡黄色沉淀，D不正确； 故选C。 【变式6-3】化学学习小组检验1-溴丁烷中的溴元素的操作如下，下列说法不正确的是 A．加入溶液并静置后，有机层在下层 B．若试剂为溶液，可观察到淡黄色沉淀 C．“冷却”后滴加酸性可检验有机产物 D．溶液也可以换成的乙醇溶液 【答案】C 【分析】1-溴丁烷在氢氧化钠水溶液加热条件下发生水解反应生成1-丁醇和溴化钠，冷却后加入足量稀硝酸中和过量的氢氧化钠，再加入试剂Y：硝酸银溶液检验溴离子，观察到有淡黄色AgBr沉淀生成。 【详解】A．1-溴丁烷密度大于水，加入溶液并静置后，有机层在下层，A正确； B．根据分析，若试剂为溶液，可观察到淡黄色沉淀，B正确； C．“冷却”后溶液中含1-丁醇和溴化钠，酸性高锰酸钾溶液不仅能氧化1-丁醇，还能氧化溴离子，故滴加酸性不可检验有机产物，C错误； D．若将溶液换成的乙醇溶液，发生消去反应，生成1-丁烯和NaBr，加足量稀硝酸中和后，加入硝酸银溶液，也能产生淡黄色沉淀，D正确； 故选C。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 有机化学反应类型 题型01 加成反应 消去反应 题型02 取代反应 还原反应 氧化反应 题型03 卤代烃的结构 题型04 卤代烃的性质 题型05 卤代烃的制备 题型06 卤代烃中卤素原子的检验 题型01 加成反应 消去反应 知识积累 1．加成反应 (1)定义 加成反应是有机化合物分子中的不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合，生成饱和的或比较饱和的有机化合物的反应。 (2)加成反应规律 1===1＋2—2 。 (3)能发生加成反应的不饱和键和对应有机物 ①常见的不饱和键：碳碳双键、碳碳三键、苯环、碳氧双键。 ②能发生加成反应的有机物类别：烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛、酮等。 (4)能发生加成反应的试剂 常见的有H2、X2、HX、HCN、H2O等。 (5)加成反应的应用 ①通过烯烃与水加成，醛(或酮)与氢气加成等反应可以在分子中引入羟基(—OH)。 如合成乙醇：CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH。 ②通过烯烃、炔烃与HCN的加成反应以及不饱和有机化合物间的加成反应，实现碳链的增长。 如制备化工原料—丙烯腈：CH≡CH＋HCNCH2==CH—CN。 ③通过不饱和烃与HX、X2加成可引入卤素原子。 如制备溴乙烷：CH2==CH2＋HBrCH3CH2Br。 【归纳总结】常见的加成反应官能团(或原子团)与对应试剂 根据有机物本身及试剂的结构特点，不同类型的不饱和键通常能与不同的试剂发生加成反应。 结构 试剂 产物 H2、X2、HX、H2O 烷、卤代烃、醇 —C≡C— H2、X2、HX、H2O、HCN 烷、烯、烯醇、卤代烃、腈、卤代烯烃 H2、HCN 醇、羟基腈 H2 环烷烃 2．消去反应 (1)定义 在一定条件下，有机化合物脱去小分子物质(如H2O、HBr等)生成分子中有双键或三键的化合物的反应叫做消去反应。 (2)消去反应的实质及特点 ①实质：脱去官能团和与官能团相连的碳原子的邻位碳上的氢原子，生成双键或三键。 ②特点：分子内脱去小分子；产物中含有不饱和键。 (3)常见的能发生消去反应的物质及反应条件 反应物 醇 卤代烃 反应 条件 浓H2SO4、加热 强碱(如NaOH、KOH)的醇溶液、加热 原应 原理 结构 条件 有β­H 有β­H 【典例1】下列转化中不是通过加成反应实现的是 A．+ B． C．+2CH3OH +2H2O D． 【变式1-1】根据化学反应，判断下列反应不可能发生的是 A． B． C． D． 【变式1-2】下列反应是合成某新型光刻胶的其中一步反应，该反应的反应类型是 A．加成反应 B．取代反应 C．氧化反应 D．消去反应 【变式1-3】合成路线中不涉及的反应类型是 A．消去反应 B．加成反应 C．氧化反应 D．取代反应 题型02 取代反应 还原反应 氧化反应 知识积累 1．取代反应 (1)定义 有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应称取代反应。 (2)反应规律 从化学键类型上分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。 (3)α-H的取代反应 在含有官能团的有机化合物分子中，与官能团直接相连的碳原子称为α-C，其上的氢原子称为α-H；与α-C相连的碳原子称为β-C，其上的氢原子称为β-H。由于受官能团影响α-C上的碳氢键最容易断裂，发生取代反应。 如CH3—CH===CH2＋Cl2Cl— 。 (4)取代反应的应用 取代反应在有机合成中具有重要的作用，因为人们可以通过取代反应来实现官能团间的衍变等。 ①官能团的转化：通过烃的取代反应可以在分子中引入卤素原子。 ②增长碳链：通过卤代烃(R—X)与NaCN的取代反应实现碳链的增长等。 【归纳总结】 能发生取代反应的有机物及对应的试剂(X为卤素) 有机物 试剂 取代位置 饱和烃 X2 碳氢键上的氢原子 苯环 X2、HNO3、H2SO4、RX —X(卤代烃) 卤素原子 —OH(醇) 羟基上的H或—OH —COOH(羧酸) R—OH、R—COOH(形成酸酐) 羧基中的—OH (酯) H2O、ROH 烯、炔、醛、酮、羧酸 X2等 α­H 2．氧化反应、还原反应定义 (1)氧化反应：有机物分子中增加氧原子或减少氢原子的反应。 (2)还原反应：有机物分子中减少氧原子或增加氢原子的反应。 3．常见的氧化剂、还原剂 (1)常用的氧化剂：O2、酸性KMnO4溶液、O3、银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液等； (2)常见还原剂：氢气、氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4)等。 4．氧化反应和还原反应的应用 (1)小分子烷烃的氧化反应有很高的应用价值(用做燃料)。 (2)利用氧化反应或还原反应可以转变有机化合物的官能团。 通过氧化或还原消除醛基(—CHO)，实现醇、醛、羧酸和酯等物质之间的相互转化。如： 5．有机化学反应中常见的氧化反应 (1)醇的氧化——去氢式。 反应机理：醇分子脱去羟基上氢原子和连着羟基的碳原子上的氢原子后，原羟基氧原子和该碳原子有多余电子而再形成新的共价键。 (2)醛的氧化——加氧式。 反应机理：醛的氧化是在醛基的C—H键的两个原子间插入氧原子。 (3)有机物的燃烧。 (4)强氧化剂氧化。烯烃、炔烃、酚、醛等有机物使酸性KMnO4溶液褪色。 (5)含醛基的有机化合物与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液的反应。 6．有机化学反应中常见的还原反应 烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、不饱和油脂等的催化加氢。 【典例2】下列反应属于取代反应的是 A．石油裂解制乙烯 B．用乙醛在一定条件下制乙酸 C．用氯乙烯制聚氯乙烯 D．1-溴丙烷在一定条件下转化为1-丙醇 【变式2-1】茉莉醛（如下图）具有浓郁的茉莉花香，下列关于茉莉醛的叙述错误的是 A．能被酸性高锰酸钾溶液氧化 B．能与氢溴酸发生加成反应 C．能与乙酸发生酯化反应 D．在加热和催化剂的作用下，能被氢气还原 【变式2-2】某有机化合物的结构简式为，下列关于该有机化合物的叙述错误的是 A．分子式为 B．能发生水解反应和消去反应 C． 1mol该有机化合物最多能和反应 D．该分子与氢气完全加成后有2个手性碳原子 【变式2-3】已知五种物质有如下转化关系： A→B、B→C、D→E的反应类型分别是 、 、 。 题型03 卤代烃的结构 知识积累 1．概念 烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。 2．结构 卤代烃可用R—X表示(X表示卤素原子)，卤代烃的官能团是—X。 3．物理性质 【典例3】一氟一氯丙烷是对臭氧层有严重破坏的一类氟氯代烃，其分子式为C3H6FCl，该物质的同分异构体有(不考虑立体异构) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【变式3-1】下列卤代烃属于同系物的是 A． B． C． D． 【变式3-2】下列关于卤代烃用途的说法不正确的是 A．运动员受伤时会喷氯乙烷止疼，氯乙烷属于卤代烃 B．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体属于卤代烃 C．卤代烃不可用作灭火剂 D．在清洗业中常用卤代烃做清洗剂，应用于衣物干洗和机械零件的洗涤 【变式3-3】“二噁英” 是二苯基-1，4- 二氧六环及其衍生物的通称， 其中一种毒性最大的结构是，关于这种物质的叙述中正确的是 A．该物质是一种芳香族化合物 B．该物质是一种卤代烃 C．1mol 该物质最多可与 9molH2在一定的条件下发生反应 D．该物质分子中所有原子不可能处在同一平面上 题型04 卤代烃的性质 知识积累 卤代烃的水解反应与消去反应的比较 水解反应 消去反应 结构特点 卤代烃碳原子上连有—X β位碳原子上必须有氢原子 反应实质 反应条件 NaOH的水溶液，常温或加热 NaOH的醇溶液，加热 反应特点 有机物碳架结构不变，—X变为—OH，无其他副反应 有机物碳架结构不变，生成或—C≡C—，可能有其他副反应 【典例4】下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应生成醇的是 ①②③④⑤⑥ A．①③⑤ B．③④⑤ C．②④⑥ D．①②⑥ 【变式4-1】卤代烃在一定条件下可发生消去反应生成烯烃，下图为2-溴丁烷在乙醇钠存在的条件下发生消去反应的产物情况。下列说法不正确的是 A．此条件下的消去反应，生成的2-丁烯的量比1-丁烯多 B．产物A和B互为顺反异构体 C．产物A、B与发生加成反应得到结构相同的产物 D．2-溴丙烷在相同条件下发生消去反应也会有不同结构的产物生成 【变式4-2】钯(Pd)类催化剂在有机合成中的应用非常广泛。LnPd催化剂可以催化卤代烃和炔烃的偶联反应，机理如图所示： 下列说法错误的是 A．若原料用苯乙炔和CH2=CHBr，则产物是 B．R1X变为时发生了还原反应 C．该反应用了两种催化剂：LnPd和CuX D．适量添加Na2CO3有利于提高产率 【变式4-3】某烃类化合物A在一定条件下可发生如下转化。 已知：A的质谱图表明其相对分子质量为84，其核磁共振氢谱只有一种氢。、互为同分异构体。 (1)分子中所含官能团的结构简式 。 (2)①至⑥的反应中，属于加成反应的是 。 (3)C的系统命名为 。 (4)写出A在一定条件下发生加聚反应的化学方程式 。 (5)的结构简式为 。 (6)写出反应②的化学方程式 。 题型05 卤代烃的的制备 知识积累 1．卤代烃的生成 (1)利用烷烃与卤素单质的取代反应，但得到的卤代烃不纯。 (2)利用烯烃与卤素单质或氢卤酸的加成反应，是制备卤代烃最常用的方法。 2．不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应 CH3CHCH2＋Br2CH3CHBrCH2Br； 。 3．取代反应 【典例5】为了获取纯度高的1，2-二氯乙烷，最合理的途径是 A．乙烷和氯气光照取代 B．乙烯和氯气加成 C．乙烯和氯化氢加成 D．乙烷和氯化氢混合 【变式5-1】有人认为CH2=CH2与Br2的加成反应，实质是Br2先断裂为Br+和Br-，然后Br+首先与CH2=CH2一端碳原子结合，第二步才是Br-与另一端碳原子结合。根据该观点如果让CH2=CH2与Br2在盛有NaCl和NaF的溶液中反应，则得到的有机物不可能是 A．BrCH2CH2Br B．ClCH2CH2Cl C．BrCH2CH2F D．BrCH2CH2Cl 【变式5-2】实验室中可由叔丁醇（沸点83℃）与浓盐酸反应制备2-甲基-2-氯丙烷（沸点52℃）： 下列说法正确的是 A．浓盐酸与叔丁醇发生取代反应，使用过量浓盐酸可以提高叔丁醇的转化率 B．试剂X是NaOH溶液，在加热条件下更有利于除去酸性杂质 C．两次水洗的主要目的都是除去盐酸 D．操作A为蒸馏，杂质先蒸馏出体系 【变式5-3】溴乙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为38.4℃，密度为。实验室制备少量溴乙烷主要步骤如下： 步骤Ⅰ：连接如图所示实验装置，检验装置的气密性。 步骤Ⅱ：向仪器A中依次加入搅拌磁子、蒸馏水、浓硫酸、95%乙醇、NaBr固体，缓慢加热至无油状物馏出为止。 (1)向装置A中加入NaBr固体和浓硫酸的目的是 。 (2)将锥形瓶置于冰水浴中的作用是 。 (3)提纯产物时需向锥形瓶中加入试剂 (填字母)，作用是 。 A．溶液        B．苯        C．浓硫酸 (4)若要进一步获得纯净的溴乙烷，可继续用蒸馏水进行洗涤，分液后加入无水氯化钙，过滤，然后进行 操作。 (5)请设计实验证明制取的溴乙烷纯品中含Br原子(实验中可选用的试剂：溶液、稀硫酸、稀硝酸、NaOH的水溶液)： 。 题型06 卤代烃中卤素原子的检验 知识积累 卤代烃中卤素原子检验方法 【典例6】欲除去下列物质中混有的少量杂质(括号内物质为杂质)，能达到目的的是 A．乙醇(水)：加入生石灰，蒸馏 B．溴乙烷(乙醇)：通入溴化氢，分液 C．乙醇(醋酸)：加入NaOH溶液，过滤 D．乙烷(乙烯)：通过酸性高锰酸钾溶液，洗气 【变式6-1】为检验1-溴丁烷中的溴元素，下列实验操作正确的顺序是 ①加热煮沸；②加入硝酸银溶液；③取少量1-溴丁烷；④加入足量稀硝酸酸化；⑤加入氢氧化钠溶液；⑥冷却 A．③⑤①⑥②④ B．③⑤①⑥④② C．③⑤①②④⑥ D．③⑤⑥①④② 【变式6-2】为探究卤代烃的化学性质设计如下实验，下列有关说法正确的是 A．烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应生成一种烯烃 B．装置③中酸性KMnO4溶液紫色逐渐褪去，有机产物中含有丙酮 C．若用溴水代替酸性KMnO4溶液，装置②可以省去 D．取反应后烧瓶中的溶液，滴加几滴AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀 【变式6-3】化学学习小组检验1-溴丁烷中的溴元素的操作如下，下列说法不正确的是 A．加入溶液并静置后，有机层在下层 B．若试剂为溶液，可观察到淡黄色沉淀 C．“冷却”后滴加酸性可检验有机产物 D．溶液也可以换成的乙醇溶液 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$