第三章 第一节 卤代烃（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修3（人教版2019）

选修三.有机化学基础(周星星·化学） 第三章 烃的衍生物 第一节 卤代烃 一、卤代烃的概述 1．卤代烃的概念、官能团、分类及命名 概念 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃 官能团 碳卤键 表示 R－X(X＝F、Cl、Br、I)，饱和一卤代烃的通式为CnH2n＋1X (n≥1) 分类 命名 类似于烃的命名方法：将卤素原子作为取代基 2．物理性质 几种卤代烃的密度和沸点 状态 常温下，卤代烃中除个别(CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2==CH－Cl)为气体外，大多为液体或固体 溶解性 卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂，如：CCl4、氯仿(CHCl3) 沸点 卤代烃属于分子晶体，沸点取决于范德华力。卤代烃随相对分子质量增大，分子间范德华力增强，沸点则升高 ①卤代烃的沸点都高于相应的烃，如：沸点CH3CH3＜CH3CH2Br ②卤代烃的沸点一般随碳原子数目的增加而升高，如：沸点CH3Cl＜CH3CH2Cl 密度 ①卤代烃的密度高于相应的烃 ②卤代烃的密度一般随烃基中碳原子数目的增加而减小，如：ρ(CH3Cl)＞ρ(CH3CH2Cl) ③一氟代烃、一氯代烃的密度比水的小，其余的密度比水大 ④记住常见卤代烃的密度：氯仿、四氯化碳、溴乙烷、1，2－二溴乙烷、溴苯的密度均大于水的密度 3．卤代烃的用途与危害 (1)用途 ①可作灭火剂：在消防上使用的卤代烃灭火剂，可用于资料室、变电站、博物馆等场所 ②可作有机溶剂：卤代烃时良好的有机溶剂，如：CCl4、氯仿 ③可作清洗剂：在清洗行业中常用作清洗剂，应用于衣物干洗和机械零件的洗涤 ④可作制冷剂：有些卤代烃。如氟氯代烃(商品名氟利昂)是含有氟和氯的烷烃衍生物，他们的化学性质稳定，无毒，具有不燃烧、易挥发、易液化等特性，曾被广泛用作制冷剂和溶剂 (2)危害：含氯、溴的氟代烷可对臭氧层产生破坏作用，使臭氧层产生“臭氧空洞”，危及地球上的生物。氟利昂(以CCl3F为例)破坏臭氧层的反应过程可表示为： CCl3FCCl2F·＋Cl· Cl·＋O3O2＋ClO· ClO·＋O·O2＋Cl· 【对点训练1】 1．下列物质不属于卤代烃的是(　　) A．CHCl3 B．CCl4 C． D． 2．下列有关氟氯代烷的说法不正确的是(　　) A．氟氯代烷的化学性质稳定，有毒 B．氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃 C．氟氯代烷大多无色、无臭、无毒 D．在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子自由基可引发损耗臭氧的循环反应 3．下列卤代烃中，沸点最低的是(　　) A．CH3CH2CH2Br B．CH3CH2CH2CH2Br C．CH3CH2CH2Cl D．CH3CH2CH2CH2Cl 4．下列关于卤代烃的叙述错误的是(　　) A．随着碳原子数的增多，一氯代烃的沸点逐渐升高 B．随着碳原子数的增多，一氯代烃的密度逐渐增大 C．等碳原子数的一氯代烃，支链越多，沸点越低 D．等碳原子数的一卤代烃，卤素的原子序数越大，沸点越高 二、卤代烃的化学性质——以溴乙烷为例 1．溴乙烷的分子结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型 官能团 C2H5Br CH3CH2Br 或C2H5Br －Br 2．溴乙烷的物理性质 颜色 状态 沸点 密度 溶解性 无色 液体 38.4℃ 大于水 难溶于水，可溶于多种有机溶剂 3．溴乙烷的化学性质 (1)取代反应(水解反应) 实验步骤 取一支试管，滴入10~15滴溴乙烷，再加入1 mL 5% NaOH溶液，振荡后加热，静置。待溶液分层后，用胶头滴管小心吸取少量上层水溶液，移入另一支盛有1 mL稀硝酸的试管中，然后加入2滴AgNO3溶液，观察现象。 实验装置 实验现象 ①中溶液分层 ②中有机层厚度减小，直至消失 ④中有淡黄色沉淀生成 实验结论 溴乙烷与NaOH溶液共热产生了Br－ 反应方程式 CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr 反应类型 取代反应，也称水解反应 反应机理 在卤代烃分子中，由于卤素原子的电负性比碳原子的大，使C－X的电子向卤素原子偏移，进而使碳原子带部分正电荷(δ＋)，卤素原子带部分负电荷(δ－)，这样就形成一个极性较强的共价键：Cδ＋－Xδ－。因此，卤代烃在化学反应中，C－X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子而离去 条件 NaOH的水溶液、加热 规律 R－X＋NaOHR－OH＋NaX CH3CH2－Cl＋NaOHCH3CH2－OH＋NaCl （卤素原子与苯环相连(溴苯)，水解反应较难进行） (2)消去反应 ①溴乙烷的消去反应：将溴乙烷与强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液共热，溴乙烷可以从分子中脱去HBr，生成乙烯 ②反应类型：消去反应——又称为消除反应 ③消去反应的概念：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如：H2O、HX等)，而生成不饱和键化合物的反应，叫消去反应(消除反应)。一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上 ④反应机理： ⑤卤代烃消去反应的条件：强碱的乙醇溶液、加热 ⑥能发生消去反应的卤代烃，在结构上必须具备两个条件：一是分子中碳原子数大于或等于2；二是与－X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。如：CH3Cl、C(CH3)3－CH2Br等不能发生消去反应 ⑦卤代烃消去反应的规律： a．有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，发生消去反应时，可生成两种不同的产物 如：发生消去反应的产物有两种：CH3－CH==CH－CH3、CH2==CH－CH2－CH3 b．有三个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，发生消去反应时，可生成三种不同的产物 如：3－甲基－3－溴己烷()发生消去反应时，生成物有三种 c．二元卤代烃发生消去反应后可能在有机物中引入一个碳碳双键、两个碳碳双键或一个碳碳三键 ， CH3－CH2－CHCl2＋2NaOHCH3－C≡CH↑＋2NaCl＋2H2O d．苯环上的卤原子不能发生消去反应，如：溴苯就不能发生消去反应 ⑧实验探究 实验步骤 向圆底烧瓶中加入2.0 g NaOH和15 mL无水乙醇，搅拌。再向其中加入5 mL 1－溴丁烷和几片碎瓷片，微热。将产生的气体通入盛水的试管后，再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。 实验装置 实验现象 反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液褪色 微点拨 盛水的试管的作用：除去挥发出来的乙醇，因为乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，干扰丁烯的检验 除酸性高锰酸钾溶液外还可以用溴的四氯化碳溶液来检验丁烯，此时气体不用先通入水中，因为乙醇与溴不反应，不会干扰丁烯的检验 ⑨卤代烃的消去反应和取代反应的比较 取代反应 消去反应 卤代烃的结构特点 一般是1个碳原子上只有1个－X 与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子 反应实质 －X被－OH取代 脱去1个HX分子，形成不饱和键 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热 化学键变化 主要产物 醇 烯烃或炔烃 【对点训练2】 1．在卤代烃R－CH2－CH2－X 中化学键如图所示：(①为 C－X ，②③为C－H，④为C－R) 则下列说法正确的是 (　　) A．发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B．发生水解反应时，被破坏的键是① C．发生消去反应时，被破坏的键是②和③ D．发生消去反应时，被破坏的键是①和④ 2．为证明溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应，可将反应后的气体通入(　　) A．溴水 B．AgNO3溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．酸化的AgNO3溶液 3．卤代烃的取代反应，实质是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子，例如：CH3Br＋OH－(或NaOH)CH3OH＋Br－(或NaBr)(反应条件已略去)，下列反应的化学方程式中，不正确的是(　　) A．CH3CH2Br＋NaHSCH3CH2SH＋NaBr B．CH3I＋NaCNCH3CN＋NaI C．CH3CH2Cl＋CH3ONaCH3Cl＋CH3CH2ONa D．CH3CH2Cl＋NH3 CH3CH2NH2＋HCl 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(　　) ① ②　 ③CH3F　 ④　 ⑤ ⑥ A．①③⑤ B．②④⑥ C．③④⑤ D．①②⑥ 三、卤代烃中卤素原子的检验及卤代烃的制取方法 1．卤代烃中卤素原子的检验 (1)实验原理：卤代烃中的卤素原子是以共价键与碳原子相结合的，在水中不能直接电离产生卤素离子(X－)，更不可能与AgNO3溶液反应，因此不能直接用AgNO3溶液来检验卤代烃中的卤族元素。而应先通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子，再加稀硝酸酸化，最后加AgNO3溶液，根据产生沉淀的颜色检验 (2)实验步骤和相关方程式 实验步骤 相关方程式 取少量卤代烃于试管中，加入NaOH水溶液，加热，冷却后，加入稀硝酸中和溶液至酸性，再加入AgNO3溶液。若出现黄色沉淀，则卤代烃中含有I－离子；若出现浅黄色沉淀，则卤代烃中含有Br－离子；若出现白色沉淀，则卤代烃中含有Cl－离子 R－X＋NaOHROH＋NaX HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3 (3)实验流程： 注意 ①条件：NaOH水溶液，加热 ②一定要先加入稀硝酸中和溶液至酸性，再加入硝酸银溶液，否则会出现Ag2O黑色沉淀，影响卤原子的检验 2．制取卤代烃的方法 (1)烷烃和芳香烃的卤代反应 ①乙烷的光照取代 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl ②环己烷的光照取代 ③苯环的取代 ④甲苯的侧链光照取代 ⑤丙烯上的甲基在500℃～600℃取代 (2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应 ①丙烯与溴的加成 ②丙烯与溴化氢的加成 ③乙炔与溴的加成 HC≡CH＋Br2CHBr==CHBr CHBr==CHBr＋Br2CHBr2－CHBr2 ④乙炔与溴化氢的加成 HC≡CH＋HClCH2==CHCl 注意 在有机合成中引入卤素原子或引入卤素原子作中间产物，用加成反应，而不用取代反应，因为光照下卤代反应产物无法控制，得到的产品纯度低 【对点训练3】 1．为检验某卤代烃(R－X)中的X元素，有下列实验操作：①加热　②加入AgNO3溶液　③取少量卤代烃　④加入稀硝酸酸化　⑤加入NaOH溶液　⑥冷却，正确操作的先后顺序是(　　) A．③①⑤⑥②④ B．③①②⑥④⑤ C．③⑤①⑥④② D．③⑤①⑥②④ 2．要检验溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是(　　) A．加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现 B．滴入AgNO3溶液，再加入稀盐酸使溶液呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成 C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成 D．加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成 3．欲证明某一卤代烃为溴代烃，甲、乙两同学设计了如下方案。甲同学：取少量卤代烃，加入NaOH的水溶液，加热，冷却后加入AgNO3溶液，若有浅黄色沉淀生成，则为溴代烃；乙同学：取少量卤代烃，加入NaOH的乙醇溶液，加热，冷却后，用硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，若有浅黄色沉淀生成，则为溴代烃。下列关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是(　　) A．甲同学的方案可行 B．乙同学的方案可行 C．甲、乙两位同学的方案都有局限性 D．甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样 4．以溴乙烷为原料制取1，2－二溴乙烷，下列转化方案最好的是(　　) A．CH3CH2BrCH2BrCH2Br B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br C．CH3CH2BrCH2==CH2CH2BrCH3CH2BrCH2Br D．CH3CH2BrCH2==CH2CH2BrCH2Br 1．中国古代有“女娲补天”的传说，现代人因为氟氯代烷造成的臭氧层空洞也在进行着“补天”。下列关于氟氯代烷的说法错误的是(　　) 2．下列说法正确的是(　　) A．卤代烃都不溶于水，其密度都比水的大 B．CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH3CCl3发生水解反应的最终有机产物都是CH3CH2OH C．CH3CH2Br与NaOH的水溶液共热，可生成乙烯 D．2，3－二甲基－3－氯戊烷发生消去反应的有机产物有3种 3．研究表明，将水煮沸3分钟能将自来水中所含的挥发性卤代烃含量降至安全范围内。下列关于卤代烃的说法不正确的是(　　) A．煮沸消除卤代烃的原理可能是使卤代烃挥发 B．与烷烃、烯烃一样属于烃类 C．CH3CH2CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热，产物中的杂质可能有CH3CH2CH2OH D．挥发性卤代烃可能是氯气与水中含有的微量有机物反应而生成的 4．二氯甲烷是涂改液中的一种成分，下列叙述正确的是(　　) A．它是由碳、氢、氯三种元素组成的烃 B．它是由氯气和甲烷组成的混合物 C．它的分子中碳、氢、氯三种元素的原子个数比是1∶2∶2 D．涂改液是由多种元素原子组成的一种化合物 5．“不粘锅”的主要成分是聚四氟乙烯。下列说法正确的是(　　) A．聚四氟乙烯属于烃 B．聚四氟乙烯的单体与四氟乙烯互为同系物 C．聚四氟乙烯可使Br2的CCl4溶液褪色 D．聚四氟乙烯性质稳定，耐腐蚀耐高温 6．下表为部分一氯代烷的结构简式和沸点数据，下列对表中物质及数据的分析归纳，错误的是(　　) 物质代号 结构简式 沸点/℃ ① CH3Cl －24 ② CH3CH2Cl 12 ③ CH3CH2CH2Cl 46 ④ CH3CHClCH3 35.7 ⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78 ⑥ CH3CH2CHClCH3 68.2 ⑦ (CH3)3CCl 52 A．物质①②③⑤互为同系物 B．一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高 C．一氯代烷的沸点随着碳原子数的增加而升高 D．物质⑤与⑦互为同分异构体 7．某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时，可以得到两种烯烃，则该卤代烷烃的结构简式可能为(　　) A．CH3CH2CH2CH2CH2Cl B． C． D．(CH3)3CCH2Cl 8．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是(　　) ①　②　③(CH3)3C－CH2Cl　④CHCl2－CHBr2　⑤　⑥CH3Cl A．①③⑥ B．②③⑤ C．全部 D．②④ 9．有机物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2－甲基丁烷。若将有机物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是(　　) A．CH3CH2CH2CH2CH2OH B． C． D． 10．武兹反应是重要的有机增碳反应，可简单地表示为2R－X＋2NaR－R＋2NaX，现用CH3CH2Br、C3H7Br和Na一起反应不可能得到的产物是(　　) A．CH3CH2CH2CH3 B．(CH3)2CHCH(CH3)2 C．CH3CH2CH2CH2CH3 D．(CH3CH2)2CHCH3 11．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正确的是(　　) A．在加热和催化剂作用下，1 mol该有机化合物最多能和4 mol H2反应 B．不能使溴的CCl4溶液褪色 C．不能使酸性KMnO4溶液褪色 D．一定条件下，能和NaOH醇溶液反应 12．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．A的结构简式是 B．①②的反应类型分别为取代反应、消去反应 C．反应②③的条件分别是浓硫酸、加热，光照 D．加入酸性KMnO4溶液，若溶液褪色则可证明已完全转化为 13．如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列表述不正确的是(　　) A．过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 B．过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2 C．过程Ⅲ中O＋O===O2是吸热过程 D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂 14．某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是(　　) A．该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类 B．该物质能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀 C．该物质可以发生消去反应 D．该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 15．有两种有机物Q()与P()，下列有关它们的说法中正确的是(　　) A．二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为3∶2 B．一定条件下，二者均可发生取代反应 C．二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应 D．Q的一氯代物只有1种、P的一溴代物有2种 16．甘油具有吸水保湿性能。工业上由丙烯制备甘油的流程之一如下，下列说法中正确的是(　　) A．①②③均为取代反应 B．CH2ClCHClCH2Cl的同分异构体有5种(不含立体异构) C．流程中4种有机物均可使溴的CCl4溶液褪色 D．CH2==CHCH2Cl、CH3CH==CH2分子均至少有6个原子共平面 17．能够鉴定氯乙烷中氯元素的存在的操作是(　　) A．在氯乙烷中直接加入AgNO3溶液 B．加蒸馏水，充分搅拌后，加入AgNO3溶液 C．加入NaOH溶液，加热后加入稀硝酸酸化，然后加入AgNO3溶液 D.加入NaOH的乙醇溶液，加热后加入AgNO3溶液 18．为探究一溴环己烷()与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应，下列四位同学分别设计如下实验方案，其中判断正确的是(　　) A．向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后滴入AgNO3溶液，若有浅黄色沉淀生成，则可证明发生了消去反应 B．向反应混合液中滴入溴水，若溶液颜色很快褪去，则可证明发生了消去反应 C．向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液，若溶液颜色变浅，则可证明发生了消去反应 D．向反应混合液中先加盐酸酸化，再加入溴水，如果溶液颜色很快褪去，则证明发生了消去反应 19．由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次(从左至右)发生的反应类型和反应条件都正确的是(　　) 选项 反应类型 反应条件 A 加成反应、取代反应、消去反应 KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温 B 消去反应、加成反应、取代反应 NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水溶液/加热 C 氧化反应、取代反应、消去反应 加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热 D 消去反应、加成反应、水解反应 NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热 20．用如图所示装置检验乙烯时不需要虚线框中除杂装置的是(　　) 选项 乙烯的制备 试剂X 试剂Y A CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热 H2O KMnO4酸性溶液 B CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热 H2O I2的CCl4溶液 C C2H5OH与浓硫酸加热至170 ℃ NaOH溶液 KMnO4酸性溶液 D C2H5OH与浓硫酸加热至170 ℃ NaOH溶液 I2的CCl4溶液 21．卤代烃是重要的工业原料，同时会对环境造成严重影响，如破坏臭氧层等，回答下列问题。 Ⅰ．氟利昂－12，即二氟二氯甲烷，分子式为CF2Cl2，氟利昂－11，即一氟三氯甲烷，分子式为CFCl3。氟利昂是破坏臭氧层的元凶，也是地球变暖的罪魁祸首，它所产生的温室效应是二氧化碳的数千倍。禁止使用氟利昂对保护地球环境具有极为重要的意义。CF2Cl2破坏臭氧层的机理为CF2Cl2Cl·＋CF2Cl·；O3＋Cl·ClO·＋O2；O·＋ClO·Cl·＋O2。 (1)活性氯(Cl·)的作用是                           ________             (2)下列关于氟利昂－12(CF2Cl2)、氟利昂－11(CFCl3)的推测错误的是   ________     (填字母)。 A．两种物质在NaOH醇溶液中均可发生消去反应 B．两种物质均不存在同分异构体 C．均可直接用AgNO3溶液检验两种氟利昂中的氯元素 Ⅱ．已知二氯烯丹是一种除草剂，其合成路线如下： 已知：D在反应⑤中所生成的E的结构只有一种。 (1)写出下列反应类型：反应①是        ________      ，反应③是        ________    ，反应⑥是                                         (2)写出下列物质的结构简式：A                                  ，E                               。 (3)写出反应③的化学方程式：                                                                                                                      22．溴乙烷是卤代烃的代表，通过对溴乙烷性质的探究来掌握卤代烃的性质，达到举一反三的效果。 已知：CH3CH2OH＋NaBr＋H2SO4(浓)CH3CH2Br＋NaHSO4＋H2O。 实验室制备溴乙烷(C2H5Br)的装置和步骤如下： ①按如图所示装配装置，检查装置的气密性，然后向装置中的大烧杯里加入冰水 ②在圆底烧瓶中加入10 mL 95%乙醇、28 mL浓硫酸，然后加入研细的13 g溴化钠和几粒碎瓷片 ③小火加热，使其充分反应 (1)反应结束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色。将U形管中的混合物倒入分液漏斗中，静置，待液体分层后，取________液体(填“上层”或“下层”)。为了除去其中的杂质，最好选择下列试剂中的________ a．Na2SO3溶液 b．H2O c．NaOH浓溶液 d．CCl4 要进一步制得纯净的C2H5Br，可再用水洗，然后加入无水CaCl2干燥，再进行________(填操作名称) (2)设计实验证明U形管收集的溴乙烷中含有溴元素，完成以下实验报告： 实验步骤 实验操作 预期现象和结论 1 2 3 4 (3)溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应，生成不同的产物。用如图所示装置进行实验，该实验的目的是___________________________________________________________________；实验中你所观察到的现象是_____________________________________；盛水试管(装置)的作用是__________________________ 23．已知1，2－二氯乙烷在常温下为无色液体，沸点为83.5 ℃，密度为1.23 g·mL－1，难溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂；乙醇的沸点为78 ℃。某化学课外活动小组为探究1，2－二氯乙烷的消去反应，设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题： (1)为了检查整套装置的气密性，某同学将导气管末端插入盛有水的烧杯中，用双手捂着装置A中的大试管，但该方法并不能准确说明装置的气密性是否良好。正确检查整套装置气密性的方法是                                                                                                                                                                          (2)向装置A中大试管里先加入1，2－二氯乙烷和NaOH的乙醇溶液，再加入                    ，目的是                           ，并向装置C中试管里加入适量稀溴水 (3)为了使反应在75 ℃左右进行，常用的加热方法是                                   (4)与装置A中大试管相连接的长玻璃导管的作用是                                ，装置B的作用是                                  (5)能证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的实验现象是                                                               ，装置A、C中发生反应的化学方程式分别为                                                        、                                                                        24．A～G都是有机化合物，它们的转化关系如图所示： (1)已知6.0 g化合物E完全燃烧生成8.8 g CO2和3.6 g H2O，E的蒸气与氢气的相对密度为30，则E的分子式为________________ (2)A为一取代芳香烃，B中含有一个甲基。由B生成C的化学方程式为__________________________________ (3)由B生成D、由C生成D的反应条件分别是___________________、________________ (4)由A生成B、由D生成G的反应类型分别是___________________、________________ (5)F的结构简式为________________ 25．根据下面的反应路线及所给信息，回答下列问题： (1)标准状况下的气态烃A 11.2 L在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O，则A的分子式是______ (2)B和C均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为_______         ________、__________         _____ (3)D的结构简式为_____         _________，D中碳原子是否都处于同一平面？__________(填“是”或“否”) (4)E的一个同分异构体的结构简式是__________________________         _____________________ (5)①②③的反应类型依次是______________________________________________________ (6)写出②③反应的化学方程式：_______________________________________________________________、 ________________________________________________________________________________ 答案及解析 【对点训练1】 1．D 2．A。解析：通常情况下氟氯代烷的化学性质稳定，无毒，A错误；在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子自由基可引发损耗臭氧的循环反应，氯原子自由基起催化作用，D正确。 3．C。解析：卤代烃的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。 4．B。解析：随着碳原子数的增多，一氯代烃的沸点逐渐升高，A项正确；随着碳原子数的增多，一氯代烃的密度逐渐减小，B项错误；等碳原子数的一氯代烃，支链越多，分子间距离越大，分子间作用力越小，沸点越低，C项正确；等碳原子数的一卤代烃，卤素的原子序数越大，分子间作用力越大，沸点越高，D项正确。 【对点训练2】 1．B。解析：发生水解反应生成醇，只断裂C－X，即断裂①；发生消去反应，断裂C－X和邻位C上的C－H，则断裂①③。 2．A。解析：溴乙烷发生消去反应的生成物是乙烯、水和溴化钠，乙烯能与溴水发生加成反应而使溴水褪色，可以检验，A正确；利用硝酸银溶液只能说明生成物中含有溴离子，但不一定发生的是消去反应，也可能是取代反应，不能检验，B、D错误；乙醇易挥发，生成的乙烯中含有乙醇，由于乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，则不能用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯，C错误。 3．C。解析：NaHS中HS－带负电荷，取代溴代烃中的溴原子，故A正确；NaCN中CN－带负电荷，取代碘代烃中的碘原子，故B正确；CH3ONa中CH3O－带负电荷，取代氯代烃中的氯原子，故C错误；NH3中NH带负电荷，取代氯代烃中的氯原子，故D正确。 4．B。解析：①与氯原子相连接的碳原子的邻位碳上没有氢原子，所以不能发生消去反应，故不符合题意；②含有溴原子，并且与溴原子相连接的碳原子的邻位碳原子上含有氢原子，可以发生消去反应和水解反应，故符合题意；③只有一个碳原子，不能发生消去反应，故不符合题意；④含有溴原子，并且与溴原子相连接的碳原子的邻位碳原子含有氢原子，可以发生消去反应和水解反应，故符合题意；⑤与溴原子相连接的碳原子的邻位碳原子没有氢原子，不能发生消去反应，故不符合题意；⑥含有溴原子，并且与溴原子相连接的碳原子的邻位碳原子含有氢原子，可以发生消去反应和水解反应，故符合题意；综上②④⑥符合题意。 【对点训练3】 1. C。解析：检验某卤代烃(R－X)中的X元素，应该先取少量卤代烃，卤代烃的水解应在碱性条件下，应该向卤代烃中加入氢氧化钠溶液，进行加热加快反应速率，然后冷却液体，因为银离子与氢氧根离子会反应生成沉淀，干扰卤素离子的检验，因此向溶液中加入稀硝酸使溶液酸化再加入硝酸银溶液观察是否生成沉淀和沉淀颜色，所以其操作顺序是③⑤①⑥④②，故C正确。 2．C。解析：A、B选项所加的氯水和AgNO3溶液不能与溴乙烷反应；D选项加NaOH溶液共热，发生水解反应后溶液呈碱性，直接加AgNO3溶液会生成Ag2O沉淀而干扰实验；C选项用稀硝酸中和过量的碱，再加AgNO3溶液，如有浅黄色沉淀生成，则含有溴元素。 3．C。解析：甲同学使卤代烃水解，但在加热、冷却后没有用稀硝酸酸化，由于OH－也会与Ag＋作用生成AgOH，再转化为黑色的Ag2O沉淀，会掩盖AgBr的浅黄色，不利于观察实验现象，所以甲同学的实验有局限性；乙同学是利用消去反应使卤代烃中的卤素原子变成离子，但是，不是所有的卤代烃都能发生消去反应，所以此法也有局限性。 4．D。解析：卤代烃与HBr溶液不反应，A项错误；卤代烃与Br2在光照条件下发生取代反应，生成多种溴代物，B项错误；溴乙烷与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，乙烯与HBr发生加成反应转化为溴乙烷，然后溴乙烷与Br2在光照条件下发生取代反应，生成物较复杂，C项错误；溴乙烷与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，乙烯与Br2发生加成反应生成唯一产物1,2-二溴乙烷，产率高，D项正确。 1．B。解析：氟氯代烷属于卤代烃，卤代烃属于有机物，A正确；CH2ClF为CH4的二取代物，因为CH4为空间正四面体结构，4个H完全一样，所以F和Cl取代其中任意两个H完全一样，所以CH2ClF只有1种结构，B错误；氟氯代烷大多都是无色、无臭，C正确；氟氯代烷是烷烃中氢原子被F、Cl取代的产物，属于卤代烃中的卤代烷，D正确。 2．D。解析：卤代烃不溶于水，但密度不一定都比水的大，如氯乙烷等少数物质的密度比水的小，A错误；同一个碳原子上连有2个或多个羟基的醇不稳定，能发生分子内的脱水反应：，CH3CHCl2、CHCCl3的水解产物分别是CH3CHO、CH3COOH，B错误；CH3CH2Br与NaOH的水溶液共热发生水解反应，生成的有机产物是CH3CH2OH，CH3CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应，生成乙烯，C错误；2,3-二甲基-3-氯戊烷的结构简式是，与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有3种不同化学环境的氢原子，因此发生消去反应的有机产物有3种，D正确。 3．B。解析：含4个及4个以下碳原子的卤代烃的沸点一般低于100 ℃，将水煮沸能使卤代烃挥发而除去，A项正确；卤代烃中含有卤素原子，不属于烃类，B项错误；1-溴丙烷的消去反应与水解反应是平行的竞争反应，在NaOH的乙醇溶液中主要发生消去反应生成丙烯，但也有部分发生水解反应生成1-丙醇，C项正确；自来水常用氯气进行杀菌消毒，水中的挥发性卤代烃可能是氯气与水中含有的微量有机物反应而生成的，D项正确。 4．C。解析：二氯甲烷(CH2Cl2)是由碳、氢、氯三种元素组成的卤代烃，A错误；二氯甲烷(CH2Cl2)属于纯净物，B错误；二氯甲烷(CH2Cl2)的分子中碳、氢、氯三种元素的原子个数比是1∶2∶2，C正确；涂改液是由多种物质组成的一种混合物，D错误。 5．D。解析：聚四氟乙烯中含有C和F元素，故不属于烃，A不正确；聚四氟乙烯的单体就是四氟乙烯，B错误；聚四氟乙烯的结构简式为：，分子中不含碳碳双键、碳碳三键等不饱和键，故不能使Br2的CCl4溶液褪色，C错误；不粘锅需承受高温条件，长时间在加热情况下与氧气等物质接触，需耐腐蚀，故聚四氟乙烯性质稳定，耐腐蚀耐高温，D正确。 6．B。解析：物质①②③⑤都属于饱和烷烃的一氯代物，结构相似，且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，故互为同系物，故A正确；由⑥⑦的数据可知，支链越多，一氯代烷的沸点越低，故B错误；由表中数据可知，随着碳原子数的增加，一氯代烷的沸点升高，故C正确；物质⑤与⑦的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确。 7．C。解析：A、B发生消去反应都只得到一种烯烃，D中与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应。 8．A。解析：卤代烃在KOH醇溶液中加热发生消去反应，应满足的条件是与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，据此可知①③⑥不能发生消去反应。 9．B。解析：X与NaOH的醇溶液发生反应生成Y、Z的过程中有机物的碳架结构未变；由2-甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为，其与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。从而推知有机物X的结构简式为或，则有机物X用NaOH的水溶液处理可得到或。 10．D。解析：根据题意，用CH3CH2Br、C3H7Br和Na一起反应，相当于－CH2CH3和－CH2CH2CH3、－CH (CH3)2两两组合及自身组合，共6种： ，对照后可发现，不可能得到的产物是(CH3CH2)2CHCH3。 11．A。解析：因为有碳碳双键，所以能使溴的CCl4溶液褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色，B、C项错误；与Cl原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，D项错误。 12．B。解析：对比反应物和目标产物的结构，反应过程中不饱和程度增大，则合成路线中存在消去反应。反应①为环戊烷在光照条件下的取代反应，以与Cl2的取代反应为例，则A为，反应②为卤代烃的消去反应，反应条件是NaOH的醇溶液、加热，则B为，反应③为与卤素单质的加成反应，反应条件为常温，以与Br2的加成反应为例，则C为，A、C项错误，B项正确；只要反应体系中存在，向其中加入酸性KMnO4溶液，溶液就会褪色，所以该方法只能检验反应是否开始，不能检验反应是否完全，D项错误。 13．C。解析：根据图示，过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C－Cl键，故A正确；根据图示，过程Ⅱ可表示为：O3＋Cl===ClO＋O2，故B正确；O＋O===O2为原子结合成分子的过程，为放热过程，故C错误；根据图示，氟利昂中氯原子在反应前后不变，是破坏O3的催化剂，故D正确。 14．D。解析：该物质在NaOH的水溶液中发生水解反应，其中—Br被—OH取代，A错误；该物质中的溴原子必须水解成Br－，才能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀，B错误；该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H原子，不能发生消去反应，C错误；该物质的分子中含有碳碳双键，可与Br2发生加成反应，D正确。 15．B。解析：根据等效氢原理可知，的核磁共振氢谱中只出现两种峰且峰面积之比为3∶1，的核磁共振氢谱中只出现两种峰且峰面积之比为3∶2，A错误；二者均为卤代烃在一定条件下均能发生水解反应，故二者均可发生取代反应，B正确；苯环上的卤代烃不能发生消去反应，由于与卤素相邻的碳原子上也没有H原子，故也不能在NaOH醇溶液中发生消去反应，C错误；根据等效氢原理可知，Q的一氯代物只有2种、P的一溴代物有2种，D错误。 16．D。解析：由图示可知，反应①③为取代反应，反应②为加成反应，故A错；CH2ClCHClCH2Cl的同分异构体有：CH2ClCH2CHCl2、CH3CCl2CH2Cl、CH3CH2CCl3以及CH3CHClCHCl2共4种，故B错；在流程中4种有机物中CH3CH==CH2、CH2==CH－CHCl含有不饱和的碳碳双键能与溴发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色，其他2种无不饱和键，所以不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故C错；CH2==CHCH2Cl、CH3CH==CH2分子均含有烯烃的结构，所以与碳碳双键直接相连的原子均共面，所以CH2==CHCH2Cl、CH3CH==CH2分子均至少有6个原子共平面，故选D。 17．C。解析：氯乙烷在水溶液中不能电离出氯离子，故不能用AgNO3溶液直接检验其中的氯元素，A项错误；在氯乙烷中加蒸馏水，然后加入AgNO3溶液，不发生反应，不能鉴别，B项错误；加NaOH溶液，加热后氯乙烷发生水解反应生成C2H5OH和NaCl，加稀硝酸中和NaOH，然后再加AgNO3溶液检验溶液中的Cl－，C项正确；加热后需中和过量的NaOH，然后再加入AgNO3溶液，D项错误。 18．D。解析：水解反应或消去反应均生成溴离子，滴入稀硝酸中和NaOH溶液，然后滴入AgNO3溶液，若有浅黄色沉淀生成，不能说明发生了消去反应，故A错误；NaOH能与溴水发生反应，故B错误；醇及烯烃均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；向反应混合液中先加盐酸酸化，再加入溴水，如果溶液颜色很快褪去，可知生成烯烃，则证明发生了消去反应，故D正确。 19．B。解析：设计出由CH3CH2CH2Br到CH3CH(OH)CH2OH的流程,再看反应类型。CH3CH2CH2Br CH3CH==CH2CH3CHXCH2X(X代表卤素原子)CH3CH(OH)CH2OH,依次发生消去反应、加成反应、水解反应(取代反应),由对应的反应条件可知B正确。 20．B。解析：CH3CH2Br发生消去反应生成乙烯，酸性KMnO4溶液既能氧化乙烯，也能氧化乙醇，故需加水除去乙醇，否则干扰乙烯的检验，A不符合题意；CH3CH2Br发生消去反应生成乙烯，乙醇与I2的CCl4溶液不反应，乙烯与I2的CCl4溶液反应，故无需除去乙醇，B符合题意；C2H5OH发生消去反应生成乙烯，NaOH溶液吸收乙醇、SO2等杂质，防止乙醇、SO2使酸性KMnO4溶液褪色而干扰乙烯的检验，C不符合题意；C2H5OH发生消去反应生成乙烯，尽管乙醇与碘不反应，但副产物SO2与碘发生反应会干扰乙烯的检验，故用NaOH溶液吸收SO2，D不符合题意。 21．Ⅰ.(1)作催化剂　(2)AC Ⅱ.(1)取代反应　消去反应　取代反应 (2)CH3－CH==CH2　CH2Cl－CCl==CHCl (3)CH2Cl－CHCl－CH2Cl＋NaOHCH2Cl－CCl==CH2＋NaCl＋H2O 解析：Ⅰ.(1)第一步反应产生的活性氯(Cl·)导致后续反应发生，且最后又产生活性氯(Cl·)，可见活性氯(Cl·)在反应中起催化作用。(2)A项，这两种分子中均只有一个C，在NaOH醇溶液中均不能发生消去反应，错误；C项，这两种分子均不能电离出Cl－，不能直接用AgNO3溶液检验氯元素，错误。 Ⅱ.此题突破口在B与氯气加成得到CH2Cl—CHCl—CH2Cl，从而逆向推出B为CH2Cl—CH==CH2、A为CH3—CH==CH2。CH2Cl—CHCl—CH2Cl通过反应③得到C。反应⑥为E与发生取代反应得到二氯烯丹，故E为CH2Cl—CCl==CHCl，D的消去产物E只有一种结构，所以D为CH2Cl—CCl2—CH2Cl，再进一步联系反应③，可推知C为CH2Cl—CCl==CH2。 22．(1)下层　a　蒸馏 (2)1.取少许U形管中收集的有机物于小试管中，加入NaOH溶液，振荡，加热，静置　液体分层，上层可能含有NaOH及NaBr　 2.取上层清液于小试管中，加入过量的稀硝酸酸化　无明显现象　 3.取少许酸化后的溶液用pH试纸检验　pH试纸呈红色，溶液呈酸性　 4.向上述酸化的溶液中滴加AgNO3溶液　有淡黄色沉淀生成，溶液中含有Br－，即原有机物中含有Br元素 (3)验证生成的气体是乙烯(或验证溴乙烷与NaOH发生消去反应的产物)　酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去　 除去气体中少量的乙醇 解析：(1)溴乙烷不溶于水，密度比水大，分液时，在下层。溴乙烷是一种有机溶剂，副产物Br2易溶于其中，除杂主要是除去其中的Br2。由于溴乙烷在NaOH浓溶液中能水解，CCl4是有机溶剂，与溴乙烷不易分离，故最好选Na2SO3溶液，SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋，除去溴且易分离。(2)溴乙烷中无溴离子，只有溴原子，利用水解反应或消去反应使其变为溴离子后检验，注意无论水解还是消去均在碱性环境中进行，而溴离子的检验需要酸性环境，因此应先加稀硝酸中和碱。(3)由溴乙烷发生水解反应生成乙醇，发生消去反应生成乙烯可知，本题是检验气体产物乙烯。由于乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故水的作用是除去气体中的乙醇。 23．(1)将导气管末端插入盛有水的烧杯中，用酒精灯微热装置A中的大试管，若导气管末端有气泡出现，且移开酒精灯一会儿后，导气管中出现一段稳定的水柱，则证明整套装置不漏气(其他合理加热方式也可) (2)碎瓷片(或沸石)　防止暴沸 (3)水浴加热 (4)冷凝回流　防止倒吸 (5)装置C中溴水褪色　CH2ClCH2Cl＋NaOHCH2==CHCl↑＋NaCl＋H2O (或CH2ClCH2Cl＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaCl＋2H2O)　 CH2==CHCl＋Br2CH2BrCHClBr (或CH≡CH＋Br2CHBr==CHBr、CH≡CH＋2Br2CHBr2CHBr2) 解析：(1)由于装置比较多，可选取酒精灯对装置A中的大试管进行加热，并将导气管末端插入水中，若导气管末端有气泡出现，且移开酒精灯一会儿后，导气管中出现一段稳定的水柱，则证明整套装置不漏气。 (2)为了防止暴沸，应向装置A中加入几片碎瓷片或沸石。 (3)为了便于控制温度，提供稳定热源，100 ℃及以下温度常选水浴加热的方法。 (4)长玻璃导管起到冷凝回流的作用，目的是提高原料的利用率，减少1,2-二氯乙烷、乙醇等的挥发。产生的气体与装置C中溴水反应或溶于溴水使装置内压强减小，可能会发生倒吸现象，因此装置B的作用是防止倒吸。 (5)CH2ClCH2Cl发生消去反应可能生成CH2==CHCl、CH≡CH或二者的混合物，它们均能与溴水反应并使其褪色，因此能证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的实验现象是装置C中溴水褪色。根据以上分析可知装置A、C中发生反应的化学方程式分别为CH2ClCH2Cl＋NaOHCH2==CHCl↑＋NaCl＋H2O(或CH2ClCH2Cl＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaCl＋2H2O)、CH2==CHCl＋Br2CH2BrCHClBr(或CH≡CH＋Br2CHBr==CHBr、CH≡CH＋2Br2CHBr2CHBr2)。 24．(1)C2H4O2　 (2) ＋NaOH＋NaCl (3)NaOH醇溶液、加热　浓硫酸、加热 (4)取代反应　加成反应 (5) 解析：根据(1)中信息可确定E的相对分子质量为60，0.1 mol E完全燃烧生成0.2 mol CO2和0.2 mol H2O，n(C)＝0.2 mol，n(H)＝0.4 mol，n(O)＝＝0.2 mol，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.2 mol∶0.4 mol∶0.2 mol＝2∶4∶2，即E的分子式为C2H4O2。从题图转化关系可确定C为醇且其分子式为C8H10O，则E为酸，其结构简式为CH3COOH。A的分子式为C8H10且为芳香烃的一取代物，则取代基是乙基，故A为乙苯，A的结构简式为，B为，C为，D为，G为，根据C和E的结构简式可以确定F是。 25．(1)C4H10 (2)2-甲基－1－氯丙烷　2－甲基－2－氯丙烷(可互换) (3)　是 (4)(答案合理即可) (5)消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应) (6)②＋Br2 ③＋2NaOH＋2NaBr 解析：(1)88 g CO2为2 mol,45 g H2O为2.5 mol，标准状况下的气态烃A 11.2 L，即为0.5 mol，所以1分子烃A中含碳原子数为4，氢原子数为10，则化学式为C4H10。 (2)C4H10存在正丁烷和异丁烷两种，但从框图上看，A与Cl2在光照条件下发生取代反应时有两种产物，且在NaOH醇溶液作用下的产物只有一种，则A只能是异丁烷，取代后的产物为2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。(3)B、C发生消去反应后生成2-甲基丙烯，在Br2的CCl4溶液中发生加成反应，生成E：，再在NaOH的水溶液中发生水解反应生成F：，从而顺利解答第(4)～(6)小题。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$