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专题06 卤代烃的性质与制备
一、卤代烃
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物,官能团是碳卤键,可表示为R-X(X=F、Cl、Br、I),饱和一元卤代烃的通式为CnH2n+1X。
1.卤代烃的分类
3.卤代烃的物理性质
(1)状态:常温下,大多数卤代烃为液体或固体。
(2)溶解性:卤代烃都不溶于水,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等。
二、卤代烃的结构、性质及其制备
1.溴乙烷的结构与性质
(1)溴乙烷的物理性质:纯净的溴乙烷是无色液体,沸点是38.4 ℃,密度比水的大,难溶于水,可溶于多种有机溶剂(如乙醇、苯、汽油等)。
(2)溴乙烷的分子结构
(3)溴乙烷的化学性质
卤代烃的反应活性较强,原因是卤素原子吸引电子能力较强,使共用电子对偏移,C-X键具有较强的极性。
①取代反应(水解反应)。
ⅰ.条件:NaOH水溶液、加热。
ⅱ.化学方程式:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
②消去反应(消除反应)。
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),而生成含不饱和键的化合物的反应。
ⅰ.条件:NaOH醇溶液、加热。
ⅱ.化学方程式(以溴乙烷为例):CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O。
③加聚反应。
2.卤代烃的主要反应
卤代烃的消去反应和水解反应的比较
消去反应
水解反应
卤代烃的
结构特点
与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子
一般是1个碳原子上只有1个-X
反应实质
脱去HX分子,形成不饱和键
-X被-OH取代
反应条件
强碱的醇溶液、加热
强碱的水溶液、加热
反应特点
碳骨架不变,官能团由变为或
碳骨架不变,官能团由变为-OH
断键位置
C-X与C-H断裂
C-X断裂
主要产物
烯烃或炔烃
醇
3.卤原子的检验
(1)实验步骤和实验原理
实验步骤
实验原理
①取少量卤代烃于试管中
②加入NaOH溶液 ③加热
R-X+NaOHROH+NaX
④冷却
⑤加入稀硝酸酸化
HNO3+NaOHNaNO3+H2O
⑥加入AgNO3溶液
AgNO3+NaXAgX↓+NaNO3
(2)卤素原子种类判断:沉淀的颜色与卤代烃中卤素原子种类的关系
AgX颜色
卤代烃中卤素原子
白色
氯
淡黄色
溴
黄色
碘
(3)检验卤原子的答题模板:卤代烃中卤原子的检验模板
少量卤代烃 观察沉淀颜色。
其中,加热是为了加快水解速率;加入稀硝酸酸化,一是中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应干扰检验,二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
4.卤代烃的制备:卤代烃中卤原子的引入方法
(1)烷烃的取代:烷烃和卤素单质光照取代
CH3 CH3 + Br2 CH3CH2Br + HBr
(2)芳香烃的取代:包括苯环上的取代和侧链上的取代
①苯环上的取代:芳香烃和卤素的催化取代,苯环引入卤原子的条件是加催化剂FeBr3,产物为邻为或对位
②侧链上的取代:芳香烃和卤素的光照取代;侧链引入卤原子的条件是光照
(3)不饱和烃的加成:烯烃、炔烃等不饱和烃与HX、X2等发生加成反应制取卤代烃
①一元卤代烃:烯烃、炔烃与 HX的加成
②二元卤代烃:烯烃、炔烃与 X2的加成
5.卤代烃在有机合成中的应用
(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁
①制备醇或醛:在NaOH水溶液中水解
ⅰ.一元卤代烃制备醇:一元卤代烃在NaOH水溶液中水解生成醇
ⅱ.二元卤代烃制备二元醇或醛(酮) :二元卤代烃在NaOH水溶液中水解生成二元醇或醛(酮)
②制备烯烃或炔烃:一元消去反应生成碳碳双键,二元消去反应生成碳碳三键。
消去反应满足扎伊采夫规则
(2)改变官能团的个数:通过消去反应、加成反应来改变卤原子的个数;如CH3CH2Br制备CH2BrCH2Br
(3)改变官能团在碳链上的位置:通过消去反应和加成反应来改变卤原子的位置。如CH3CH2CH2Br制备 CH3CHBrCH3
(4)进行官能团的保护:乙烯中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步反应来保护碳碳双键。如CH2=CHCH2OH制备 CH2=CHCOOH
【例1】(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)下列关于卤代烃的叙述中正确的是
A.所有卤代烃都是无色、难溶于水,比水重的液体
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生取代反应
C.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
D.氟氯代烷(即氟利昂)是优良的制冷剂、灭火剂,需推广使用
【答案】B
【详解】A. 卤代烃不一定是液体,如一氯甲烷是气体,密度比水小,故A错误;
B. 卤代烃含有卤素原子,可发生取代反应,如在碱性条件下水解生成醇,故B正确;
C. 卤素原子所在碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子的卤代烃才可发生消去反应,故C错误;
D. 氟氯代烷可破坏臭氧层,应限制使用,故D错误;
故选B。
【例2】(23-24高二下·福建三明·阶段练习)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是
A.甲中加入AgNO3溶液,有沉淀生成
B.乙发生消去反应得到两种烯烃
C.丙中加入NaOH醇溶液共热,后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有沉淀生成
D.丁加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸调至酸性,再滴入AgNO3溶液,有沉淀生成
【答案】D
【详解】A.甲是卤代烃,卤代烃不能在水中电离出氯离子,故不能与AgNO3反应,A错误;
B.乙的Br原子在中间的C上,发生消去反应只能得到丙烯一种物质,B错误;
C.丙没有β-H,因此不能发生消去反应,C错误;
D.丁加入NaOH溶液共热,会发生水解,生成NaCl,然后加入稀硝酸调至酸性,再滴入AgNO3溶液,会有白色的AgCl沉淀生成,D正确;
故选D。
【例3】(2024-2025高二•全国•课后作业)1,4-环己二醇(),是生产某些液晶材料和药物的原料,现以环己烷()为基础原料,合成1,4-环己二醇的路线如下。下列说法不正确的是
A.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
B.反应(5)生成的产物有2种
C.反应(2)和反应(7)的反应条件可能相同
D.1,4-环己二醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【分析】环己烷发生取代反应生成一氯环己烷,一氯环己烷发生消去反应生成环己烯(M),M发生加成反应生成1,2-二氯环己烷(N),N发生消去反应生成,发生1,4加成生成;和氢气发生加成反应生成(Y),Y发生水解反应生成1,4-环己二醇。
【详解】A.反应(1) (7)是取代反应,反应是(3) (5) (6)加成反应,反应(2) (4)是消去反应,故A正确;
B.反应(5)生成的产物有或,故B正确;
C.反应(2)是卤代烃消去反应,条件是氢氧化钠的醇溶液加热,反应(7)是卤代烃水解反应,条件是氢氧化钠的水溶液加热,故C错误;
D.1,4-环己二醇中含有羟基,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
选C。
【例4】(23-24高二下·陕西延安·期中)溴乙烷是卤代烃的代表,通过对溴乙烷的探究来掌握卤代烃的性质,可以达到举一反三、触类旁通的效果。
I.已知:NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+ HBr CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
溴乙烷的沸点38.4℃,实验室制备溴乙烷(CH3CH2Br)的装置和步骤如下:
①检查装置的气密性,向装置图所示的U形管和大烧杯中加入冰水;
②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL78%浓硫酸,然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片;
③小心加热,使其充分反应。
回答下列问题:
(1)为了更好的控制反应温度,除用图示的小火加热,更好的加热方式是 。
(2)浓硫酸具有强氧化性,能氧化还原性气体HBr为Br2,导致U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色。为了除去粗产品中的杂质Br2,可选择下列试剂中的: (填序号)
A.NaOH溶液 B.H2O C.Na2SO3溶液 D.CCl4
分离时所需的主要玻璃仪器是 (填仪器名称)。要进一步制得纯净的溴乙烷,可用水洗,然后加入无水CaCl2,再进行 (填操作名称)。
II.溴乙烷在不同溶剂中与NaOH可发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质,用图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
(3)在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH水溶液和5 mL溴乙烷,将试管如图固定后,加热。试管口安装一长导管的作用是 。
(4)在试管中加入5 mL NaOH乙醇溶液和5 mL溴乙烷,将试管如图固定后,加热。
①请写出该反应的化学方程式 。
②为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在设计的实验方案中,需要检验的是 ( 填物质名称),检验的装置如图所示,在气体通入酸性高锰酸钾溶液前加一个盛水的试管,其作用是 。
【答案】 水浴加热 C 分液漏斗 蒸馏 冷凝回流 CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O 乙烯 除去乙烯中混有的乙醇蒸汽
【分析】I.(1)水浴加热可控制温度;
(2)U形管得到了溴乙烷,溴乙烷中混有溴,除杂时注意溴和溴乙烷的性质角度考虑;分液用到分液漏斗;溴乙烷不溶于水,水洗后分液分离,再加入无水CaCl2,最后进行蒸馏操作;
II.(3)溴乙烷易挥发;
(4)①溴乙烷为卤代烃,同NaOH乙醇溶液在加热条件下会发生消去反应;
②无论发生取代反应还是消去反应,溶液中都会产生Br-,但生成的有机物不同,故应检验生成的有机物;乙醇易溶于水,而乙烯难溶于水。
【详解】I.(1)为了更好的控制温度,除用图示的小火加热外,最好用水浴加热的方法;
(2)在U形管内有Br2,
A.溴乙烷能够与氢氧化钠反应,A项错误;
B.溴乙烷和溴单质均不溶于水,无法进行分离,B项错误;
C. Na2SO3与溴发生氧化还原反应,Na2SO3可除去溴,C项正确;
D.溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳,不能将二者分离,D项错误;
答案选C;
加入氢氧化钠溶液洗涤后静置然后分液,萃取分液使用的主要仪器是分液漏斗;要进一步制得纯净的C2H5Br,可用水洗,分液后再加入无水CaCl2,利用沸点不同再进行蒸馏分离,故答案为C;分液漏斗;蒸馏;
II.(3)溴乙烷的沸点38.4℃,溴乙烷易挥发,用长导管进行冷凝回流减少溴乙烷的损失,故答案为冷凝回流;
(4)①溴乙烷为卤代烃,和NaOH乙醇溶液在加热条件下会发生消去反应,其反应方程式为:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O;
②无论发生取代反应还是消去反应,溶液中都会产生Br-,但生成的有机物不同,溴乙烷发生消去反应生成乙烯,所以应检验生成的有机物乙烯;检验乙烯可根据其能使酸性高锰酸钾褪色的原理进行,但同时乙醇也能使酸性高锰酸钾褪色,故需要除去乙烯中的乙醇,乙醇能溶于水,而乙烯不能溶于水,故在气体通入酸性高锰酸钾溶液前加一个盛水的试管,其作用是除去乙烯中混有的乙醇蒸汽,故答案为除去乙烯中混有的乙醇蒸汽。
1.有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是
A.溴乙烷不溶于水,能溶于大多数有机溶剂
B.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀
C.溴乙烷与NaOH的醇溶液反应生成乙醇
D.溴乙烷通常用溴与乙烷直接反应来制取
【答案】A
【详解】A.溴乙烷属于卤代烃,不含亲水基,不溶于水,能溶于大多数有机溶剂,A正确;
B.溴乙烷不能发生电离,滴入AgNO3溶液,不会产生淡黄色沉淀,B错误;
C.溴乙烷与NaOH的醇溶液反应生成乙烯,与NaOH水溶液加热反应生成乙醇,C错误;
D.制取溴乙烷不采用乙烷与Br2取代制备,因为二者发生取代反应难以得到较纯的溴乙烷,D错误;
答案选A。
2.溴乙烷是制造镇静药物巴比妥的原料,也常用作制冷剂、熏蒸剂、溶剂等,其结构如图所示,下列说法错误的是
A.该有机物的官能团为:碳溴键
B.①、②、④为极性键,③为非极性键
C.该分子中键的极性最强的是②和④
D.若该有机物在溶液中加热发生取代反应,最容易断裂的共价键可能是①
【答案】C
【详解】A. 该有机物的官能团为:碳溴键,故A正确;
B. ①、②、④成键的2个原子不同,为极性键,③由两个相同原子C形成的共价键,为非极性键,故B正确;
C. 溴的电负性较大,使①的极性增强,该分子中键的极性最强的是①,不是②④,故C错误;
D. 若该有机物在NaOH溶液中加热发生取代反应,生成乙醇和溴化钠,最容易断裂的共价键可能是①,故D正确;
故选C。
3.以溴乙烷为原料,用下述六种反应的类型:①氧化②消去③加成④酯化⑤水解⑥加聚,来合成乙二酸乙二酯的正确顺序
A.①⑤②③④ B.①②③④⑤ C.②③⑤①④ D.②③⑤①⑥
【答案】C
【分析】合成乙二酸乙二酯,应先制备HOOC-COOH和HOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH可氧化生成HOOC-COOH,可由溴乙烷发生消去反应生成乙烯,乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,再水解可生成HOCH2CH2OH,以此解答。
【详解】以溴乙烷为原料合成乙二酸乙二酯,涉及反应有乙二酸乙二酯,故选:C。
4.用下列实验装置分别验证溴乙烷(沸点)在不同条件下反应的产物和反应类型。
实验I.向圆底烧瓶中加入15mL无水乙醇和2.0gNaOH;
实验II.向圆底烧瓶中加入15mlNaOH水溶液。
下列说法中正确的是
A.实验时,应垫上石棉网用酒精灯直接进行加热
B.可用核磁共振氢谱检验实验II中分离提纯后的产物
C.实验I可省去装置②,直接通入酸性KMnO4溶液
D.分别向实验I、实验II反应后溶液中加入AgNO3溶液,都会产生淡黄色沉淀
【答案】B
【详解】A.溴乙烷沸点低,若用酒精灯直接加热,反应温度不容易控制,导致溴乙烷大量挥发而损失,应该用水浴加热,故A错误;
B.实验II溴乙烷在氢氧化钠溶液中加热生成乙醇,乙醇的结构简式为CH3CH2OH,乙醇分子中有3种等效氢,个数比为3:2:1,可用核磁共振氢谱检验实验II中分离提纯后的乙醇,故B正确;
C.乙醇易挥发,实验I中溴乙烷发生消去反应生成的乙烯气体中含有乙醇蒸气,装置②的作用是除去乙烯中的乙醇,乙醇、乙烯都能使高锰酸钾褪色,所以不能省去装置②,直接通入酸性KMnO4溶液,故C错误;
D.分别向实验I、实验II反应后溶液中先加入硝酸中和氢氧化钠,再加入AgNO3溶液才能产生淡黄色AgBr沉淀,故D错误;
选B。
5.溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质,用如图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验Ⅰ:在试管中加入5mL 1mol/LNaOH溶液和5 mL溴乙烷,振荡,将试管如图固定后,水浴加热。
(1)实验Ⅰ的反应原理是 。
(2)观察到 现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是 。
(4)实验Ⅱ:为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是 ;检验的方法是 ;(需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象),溴乙烷在NaOH乙醇溶液的化学反应方程式是 。
【答案】CH3CH2Br + NaOH CH3-CH2OH + NaBr 试管内溶液静置后不分层 红外光谱、核磁共振氢谱 生成的气体 将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液) CH3CH2Br + NaOHCH2=CH2 ↑ + NaBr + H2O
【详解】实验Ⅰ:将试管如图固定后,水浴加热。
(1) 在试管中加入5mL1mol/LNaOH溶液和5 mL溴乙烷,振荡,发生卤代烃的取代反应,故实验Ⅰ的反应原理是:CH3CH2Br + NaOHCH3-CH2OH + NaBr;
(2) CH3-CH2OH、NaBr均溶于水,故当观察到试管内溶液静置后不分层时,可表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应;
(3) 红外光谱可表面物质所含的官能团及成键情况;核磁共振氢谱可判断物质的等效氢面积之比,故要鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是红外光谱、核磁共振氢谱;
(4) 溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成乙烯,反应的化学反应方程式是:CH3CH2Br + NaOHCH2=CH2 ↑ + NaBr + H2O;乙烯可发生加成反应、可使酸性高锰酸钾溶液褪色;故需要检验的是生成的气体;检验的方法是:将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液);
故答案为:生成的气体;将生成的气体先通过盛有NaOH稀溶液的试管,再通入盛有KMnO4溶液的试管,KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液);CH3CH2Br + NaOHCH2=CH2 ↑ + NaBr + H2O。
6.制取较纯的溴乙烷,下列方法中最合理的是
A.乙烯与溴化氢加成 B.乙炔和溴化氢加成
C.乙烯和溴水加成 D.乙烷和液溴取代
【答案】A
【详解】A.乙烯与溴化氢加成反应生成溴乙烷,产物只有一种,A正确;
B.乙炔和溴化氢加成反应生成溴乙烯,没有得到溴乙烷,B错误;
C.乙烯和溴水加成反应生成1,2-二溴乙烷,没有得到溴乙烷,C错误;
D.乙烷和液溴取代可以是溴取代,也可以是多溴取代,副产物较多,D错误;
答案选A。
7.实验室可用乙醇制备溴乙烷:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,但通常采用溴化钠和浓硫酸与乙醇共热的方法。下面是某同学对该实验的猜想,你认为可能错误的是( )
A.制备过程中可能看到有气泡产生
B.可以将适量的NaBr、H2SO4(浓、CH3CH2OH三种药品置入一种容器中加热制备CH3CH2Br
C.如在夏天做制备CH3CH2Br的实验,实际收集到的产物可能较少
D.为了除去CH3CH2Br中混有的HBr,可用热的NaOH溶液洗涤
【答案】D
【详解】A.制备CH3CH2Br过程中,CH3CH2OH可能发生消去反应生成CH2=CH2气体而产生气泡,A项正确;
B.为降低药品损耗和操作简单可将适量的NaBr、H2SO4 (浓)、CH3CH2OH三种药品置于一种容器中加热反应,B项正确;
C.由于生成的CH3CH2Br沸点较低,夏季天气炎热使产品挥发而导致实际收集到的产物较少,C项正确;
D.CH3CH2Br在热的NaOH溶液中会发生水解反应,D项错误。
【点睛】本题是对有机物乙醇的取代反应的原理知识的考查,是中学化学的重要知识,难度一般。关键是掌握乙醇的取代反应的原理,侧重检查知识的考查。
8.已知反应:C2H5OH+NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+C2H5Br+H2O,实验室用如图所示装置制备溴乙烷(沸点为38.4℃,密度为1.43g·ml-1)。
实验前先向仪器a中加入5g乙醇和足量浓硫酸,然后加入10.3g研细的溴化钠和几粒碎瓷片,向试管d中加入少量蒸馏水。
(1)仪器a的名称为 。为了更好控制温度,更好的加热方式是 。
(2)反应结束后,试管d中含少量杂质Br2,为了除去粗产品中的杂质Br2,可选用的试剂是 (填字母选项)。加入试剂,在分液漏斗中振荡后静置,产物在C2H5Br (“上层”或“下层”)。
A.苯 B.NaI溶液 C.水 D.Na2SO3溶液
(3)经过分离、提纯、干燥后,该实验最终得到4.35g溴乙烷,则本实验溴乙烷的产率为 (结果保留一位小数)。
(4)乙二醇可用于生产汽车防冻液。溴乙烷可以通过①消去②加成③水解三步反制取乙二醇。制取过程中步骤①的反应条件为 ;步骤③的化学方程式为 。
【答案】(1)蒸馏烧瓶 水浴加热
(2) D 下层
(3)39.9﹪
(4)NaOH醇溶液,加热
【分析】在蒸馏烧瓶中加入乙醇、浓硫酸和NaBr,生成的溴乙烷进入试管d中被冷凝,用NaOH溶液吸收尾气。b是安全瓶,可以检测装置中是否发生堵塞;
【详解】(1)仪器a为蒸馏烧瓶;为了更好控制温度,更好的加热方式是水浴加热;
(2)A.溴单质和溴乙烷都能溶于苯,故A错误;
B.溴单质能与NaI反应生成碘单质,生成的碘单质也会溶解在溴乙烷中,故B错误;
C.溴单质在溴乙烷中的溶解度比在水中大,加水不能除去溴乙烷中的Br2,故C错误;
D.溴单质和Na2SO3溶液发生氧化还原反应,可以除去溴单质,故D正确;
故答案为:D;
C2H5Br的密度大于水溶液,故在下层;
(3)10g乙醇的物质的量为,10.3g溴化钠的物质的量==0.1mol,应以溴化钠的质量为基准进行计算;由于乙醇、溴化钠、浓硫酸共热生成硫酸氢钠、溴乙烷和水可知,理论上生成溴乙烷的物质的量为0.1mol;实际上生成溴乙烷的物质的量为=0.0399mol,溴乙烷的产率==;
(4)溴乙烷发生消去反应的条件是NaOH醇溶液,加热;步骤③为1,2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,化学方程式为:。
9.为检验某溴代烃(R﹣Br)中的溴元素,进行如下操作,正确的顺序是①加热 ②加入AgNO3溶液 ③取少量该溴代烃 ④加入NaOH溶液 ⑤冷却后加入足量稀HNO3酸化( )
A.③④①⑤② B.③①④②⑤
C.③②①⑤④ D.③④①②⑤
【答案】A
【详解】检验溴乙烷中溴元素,应在碱性条件下加热水解或碱性醇溶液条件下发生消去,最后加入硝酸酸化,加入硝酸银,观察是否有浅黄色沉淀生成,所以操作顺序为③④①⑤②,故选A。
10.下列物质不属于卤代烃的是
A.CH2ClCH2Cl B. C.氯乙烯 D.四氯化碳
【答案】B
【详解】根据卤代烃的定义可知,卤代烃中含有的元素为C、H、X(F、Cl、Br、I)等,不含有氧元素,则B错误;
故答案为B。
11.下列关于卤代烃的说法错误的是
A.常温下,卤代烃中除个别是气体外,大多是液体或固体
B.某些卤代烃可用作有机溶剂
C.一氯代烃的密度一般随着烃基中碳原子数的增加而增大
D.一氯代烃的沸点一般随着烃基中碳原子数的增加而升高
【答案】C
【详解】A.常温下,卤代烃中除CH3Cl是气体外,其余的大多是液体或固体物质,A正确;
B.卤代烃中CHCl3、CCl4是常用的有机溶剂,B正确
C.一氯代烃的密度一般随着烃基中碳原子数的增加而减小,C错误;
D.一氯代烃都是分子晶体,分子间作用力随物质相对分子质量的增大而增强,分子间作用力越大,克服分子间作用力使物质熔化或气化消耗的能量就越多,物质的物质熔点、沸点就越高,所以卤代烃的熔沸点一般随着烃基中碳原子数的增加而升高,D正确;
故合理选项是C。
12.下列卤代烃中熔点最高的是
A.C2H5I B.C2H5Cl C.C2H5F D.C2H5Br
【答案】A
【详解】四种卤代烃的结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔点升高,C2H5I相对分子量最大,熔点最高;
本题选A。
13.下列关于1-溴丙烷与2-溴丙烷的说法不正确的是
A.互为同分异构体 B.均能与NaOH水溶液发生取代反应
C.与NaOH的醇溶液共热后产物相同 D.均属于多卤代烃
【答案】D
【详解】A.1-溴丙烷与2-溴丙烷,分子式相同,溴原子在碳链上的位置不同,互为同分异构体,故A正确;
B.均能与NaOH水溶液发生取代反应生成1-丙醇、2-丙醇,故B正确;
C.与NaOH的醇溶液共热后生成丙烯,故C正确;
D.均属于一卤代烃,故D错误;
选D。
14.下列有关CH3CH=CHCl的叙述错误的是
①能发生取代反应;②能发生加成反应;③能发生消去反应;④能使溴的四氯化碳溶液褪色;⑤能使酸性KMnO4溶液褪色;⑥能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀;⑦能发生加聚反应
A.全部 B.⑦ C.⑥ D.②
【答案】C
【详解】该有机物中含有-CH3,可以发生取代反应,故①正确;含有碳碳双键,可以与溴的四氯化碳发生加成反应,故②④正确;含有碳碳双键,可以被酸性KMnO4溶液氧化而使KMnO4褪色,故⑤正确;含有碳碳双键,能发生加聚反应,故⑦正确;氯原子所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,故③正确;该有机物不能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,故⑥错误。
故选C。
15.卤代烃M(R为烃基,X为卤素原子)中化学键如图所示,则下列说法正确的是
A.M与溶液混合共热发生反应,被破坏的键是①和③
B.M与乙醇溶液混合共热发生反应,被破坏的键是①和②
C.M与足量混合光照充分反应,可能被破坏的键是②和③
D.向M与溶液混合共热后的溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,证明X为
【答案】C
【详解】A.M与NaOH溶液混合共热发生取代反应时,卤原子被取代,故被破坏的键是①,故A项错误;
B.M与KOH乙醇溶液混合共热发生消去反应,消去HX(β-H)生成烯烃,故反应时,被破坏的键是①和③,故B项错误;
C.M与足量Cl2混合光照发生取代反应,氢原子被氯原子取代,可能被破坏的键是②和③,故C项正确;
D.向M与NaOH溶液混合共热发生取代反应时,卤原子被取代,向反应后溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,证明X为Cl,故D项错误;
故本题选C。
16.1-甲基-2-氯环己烷()存在如图转化关系,下列说法不正确的是
A.1-甲基-2-氯环己烷有2个手性碳原子
B.向1-甲基-2-氯环己烷中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀
C.Y在一定条件下可以转化成X
D.X和Y均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【分析】在NaOH醇溶液中加热得到X,X是或;在NaOH水溶液中加热得到Y,Y是;
【详解】A.从结构简式可知,1-甲基-2-氯环己烷中与甲基连接的碳原子、与Cl连接的碳原子均是手性碳原子,A正确;
B.1-甲基-2-氯环己烷中的Cl原子在HNO3环境并不会断裂出来,故向1-甲基-2-氯环己烷中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,不会生成白色沉淀,B错误;
C.在浓硫酸并加热的条件下发生消去反应,可得到或,即X,C正确;
D.据分析,X分子中含有碳碳双键,Y分子中含有醇羟基,二者均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故选B;
17.下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是
CH3Cl
CH3CHBrCH3
CH2Br
甲
乙
丙
丁
A.分别加入AgNO3溶液,均有沉淀生成
B.均能在一定条件下与NaOH的水溶液反应
C.均能在一定条件下与NaOH的醇溶液反应
D.乙发生消去反应可得到两种烯烃
【答案】B
【详解】A.甲、丙、丁都是卤代烃,加入 溶液不能生成沉淀,故 A 错误
B.卤代烃和 的水溶液发生取代反应生成 ,故 B 正确;
C.甲只有1个碳原子,加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应;乙中加入NaOH的醇溶液共热可发生消去反应,丙中加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,丁中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,故 C 错误;
D.乙中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上只有1种氢原子,故乙发生消去反应,只能生成1种烯烃,故D错误。
答案为B。
18.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是
①Cl ② ③(CH3)2C=CHCl
④CHCl2CHBr2 ⑤-Br ⑥CH3Cl
A.①③⑥ B.②③⑤ C.全部 D.②④
【答案】A
【详解】
①Cl分子中,苯环结构稳定,不能发生消去反应;
②分子中,与-Cl相连碳原子相邻的碳原子上连有H原子,能发生消去反应;
③(CH3)2C=CHCl分子中,与-Cl相连碳原子相邻的碳原子上不连有H原子,不能发生消去反应;
④CHCl2CHBr2分子中,与-Cl或-Br相连碳原子相邻的碳原子上连有H原子,能发生消去反应;
⑤-Br分子中,与-Br相连碳原子相邻的碳原子上连有H原子,能发生消去反应;
⑥CH3Cl分子中只有1个C原子,不能发生消去反应;
综合以上分析,①③⑥不能发生消去反应;
故选A。
19.下列卤代烃,既能发生水解,又能发生消去反应且能得到三种单烯烃的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】卤代烃都能发生水解反应,则4种有机物都能发生水解反应;发生消去反应的卤代烃的结构需满足:与卤素原子相连的C原子的相邻碳原子有H原子才能发生消去反应,据此分析。
【详解】
A.能发生消去反应,得到2,3,3-三甲基-1-丁烯,1种单烯烃,A不符合题意;
B.能发生消去反应,得到2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯,共2种单烯烃,B不符合题意;
C.能发生消去反应,得到3-甲基-2-乙基-1-丁烯、3,4-二甲基-2-戊烯、2,3-二甲基-2-戊烯,共3种单烯烃,C符合题意;
D.中与Br相连的C原子的相邻C原子上没有H原子,不能发生消去反应,D不符合题意;
故选C。
20.用1-溴丁烷制取1,2-丁二醇,依次发生的反应类型
A.取代、加成、水解 B.消去、加成、取代
C.水解、消去、加成 D.消去、水解、取代
【答案】B
【详解】利用1-溴丁烷制备1,2-丁二醇,先将1-溴丁烷在氢氧化钠醇溶液的条件下发生消去反应剩下1-丁烯,反应方程式为BrCH2CH2CH2CH3+NaOHCH2=CHCH2CH3 +NaBr+H2O;然后将1-丁烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴丁烷,反应方程式为CH2=CHCH2CH3+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3;最后将1,2-二溴丁烷在氢氧化钠水溶液的条件下发生水解反应生成1,2-丁二醇,反应方程式为:BrCH2CHBrCH2CH3+2NaOHHOCH2CHOHCH2CH3+2NaBr。故依次发生的反应类型为:消去、加成、取代(水解)。故答案选B。
21.为了检验氯乙烷中含有氯元素,有以下操作,其中顺序合理的是
①加AgNO3溶液 ②加NaOH溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性
A.①⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②③①
【答案】C
【详解】氯乙烷中含有氯元素,但不能电离出氯离子,需要在氢氧化钠水溶液中加热反应生成乙醇和氯化钠,再将溶液加入稀硝酸调节至酸性,再加入硝酸银溶液,观察实验现象,因此顺序合理的是②③⑤①,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
22.欲证明某一卤代烃为溴代烃,甲、乙两位同学设计了如下方案。甲同学:取少量卤代烃,加入氢氧化钠水溶液,加热,冷却后加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。乙同学:取少量卤代烃,加入氢氧化钠的乙醇溶液,加热,冷却后加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验方案评价正确的是
A.只有甲同学的方案可行 B.只有乙同学的方案可行
C.甲、乙两位同学的方案都可行 D.甲、乙两位同学的方案都有不足
【答案】D
【详解】欲证明某一卤代烃为溴代烃,实验方案如下:取少量卤代烃,加入氢氧化钠水溶液,加热,卤代烃水解,生成醇和卤化钠,冷却后加入硝酸酸化,中和过量的氢氧化钠,再加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,说明溶液中存在Br-,则该卤代烃为溴代烃,甲、乙的方案都是错误的,都没有加入硝酸酸化,中和过量的氢氧化钠,这样会生成白色沉淀AgOH,AgOH不稳定,又易分解生成褐色的Ag2O,对后续实验的观察产生干扰,故D符合题意;故选:D。
23.下列有关氟氯烃的说法中不正确的是
A.氟氯烃是一类含氟和氯的卤代烃
B.氟氯烃的化学性质稳定,有毒
C.氟氯烃大多无色、无臭、无毒
D.在平流层中,氟氯烃在紫外线照射下分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应
【答案】B
【详解】A.烃分子中1个或者多个氢原子被卤原子取代得到的产物为卤代烃,故A正确;
B.氟氯烃在紫外线照射下,分解产生氯原子从而引发损耗臭氧的循环反应,造成臭氧层空洞,使大量的紫外线照向大地,伤害地球上的生物,但无毒,故B错误;
C.依据氟氯烃物理性质解答:大多数无色,无臭,无毒,故C正确;
D.在平流层,氟氯烃在紫外线照射下,分解产生氯原子可引发损耗O3的循环反应,故D正确;
故答案为B。
【点睛】氟氯烃是一类含氟和氯的卤代烃,它化学性质稳定,大多无色、无臭、无毒,所以它被广泛应用于制冷业,但是释放到空气中的氟氯烃,可以到达大气平流层,并且在紫外线作用下,分解产生氯原子,从而引发损耗臭氧的循环反应,造成臭氧层空洞,使大量的紫外线照向大地,伤害地球上的生物。
24.1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体,常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr固体、1-丁醇混合加热回流后,再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省略),下列说法错误的是
A.加热回流装置的圆底烧瓶与球形冷凝管连接处不能用橡胶塞
B.气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体
C.蒸馏过程中的直形冷凝管可换成球形冷凝管
D.洗涤是经过水洗和碱洗,本实验洗涤可在分液漏斗中完成
【答案】C
【详解】A.浓硫酸具有强氧化性,能将HBr氧化为Br2,Br2腐蚀橡胶,所以加热回流装置的圆底烧瓶与球形冷凝管连接处不能用橡胶塞,故A正确;
B.浓硫酸、NaBr固体反应有HBr生成,气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体,故C正确;
C.蒸馏过程中的直形冷凝管不能换成球形冷凝管,故C错误;
D.1-溴丁烷难溶于水,洗涤是经过水洗和碱洗,为便于洗涤后分液,本实验洗涤可在分液漏斗中完成,故D正确;
故选C。
25.现通过以下步骤由氯苯制取,其合成流程如下:
已知:A的结构简式为。下列说法错误的是
A.A到B的反应类型是消去反应
B.同一反应条件下生成C的同时,可生成环己炔
C.与分别与NaOH溶液反应,消耗的NaOH物质的量为2︰1
D.B被酸性高锰酸钾溶液氧化后的有机物中含有2种官能团
【答案】D
【分析】
A的结构简式为,发生消去反应生成B,B的结构简式应为,B与Cl2发生加成反应生成,发生消去反应生成C,C的结构简式为,最后C与Cl2发生加成反应生成。
【详解】A.据分析可知,A到B的反应类型是消去反应,A正确;
B.发生消去反应能生成两种产物,分别为、,则同一反应条件下生成C的同时,可生成环己炔,B正确;
C.与NaOH溶液发生水解反应生成酚羟基也能与NaOH溶液反应,而与NaOH溶液发生水解反应生成醇羟基不能与NaOH溶液反应,则消耗的NaOH物质的量为2︰1,C正确;
D.B被酸性高锰酸钾溶液氧化后的有机物为,含有1种官能团,D错误;
故选D。
26.实验室由叔丁醇(沸点82℃)与浓盐酸反应制备2-甲基-2-氯丙烷(沸点52℃)路线如下:
下列说法错误的是
A.室温搅拌的目的是为了加快反应速率
B.用5%Na2CO3溶液洗涤分液时,先将上层的有机相由分液漏斗上口放出
C.两次水洗主要目的是分别除去有机相中的盐酸与钠盐
D.蒸馏收集2-甲基-2-氯丙烷时,应选用直形冷凝管
【答案】B
【分析】叔丁醇与浓盐酸常温搅拌反应15min可得2-甲基-2-氯丙烷与H2O,分液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-氯丙烷的密度小于水,分液后获得上层有机相,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.室温搅拌可以加快反应速率,A项正确;
B.5%Na2CO3溶液洗涤,有机物2-甲基-2-氯丙烷的密度小于水,上层为有机相,下层为水相,先放掉下层液体,再将上层的有机相由分液漏斗上口放出,B项错误;
C.第一次水洗是为了除去有机相中的盐酸,第二次水洗是为了除去有机相中碳酸钠,C项正确;
D.蒸馏时,应选用直形冷凝管,D项正确;
答案选B。
27.溴化苄是重要的有机合成工业原料,可由苯甲醇为原料合成,实验原理及装置如图所示:
HBr + H2O +
物质
物理性质
苯甲醇
熔点:-15.3℃,沸点:205.7℃;密度:1.04gcm-3;微溶于水
溴化苄
熔点:-3.0℃,沸点:199℃;密度:1.44gcm-3;不溶于水,易溶于醇
下列有关说法不正确的是
A.先加热至反应温度,然后从冷凝管接口b处通水
B.该实验适宜用热水浴加热
C.浓硫酸作催化剂和吸水剂
D.反应液可按下列步骤分离和纯化:静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏
【答案】A
【分析】苯甲醇和溴化氢发生取代反应生成溴化苄和水,据此分析答题。
【详解】A.冷凝管的作用是冷凝回流苯甲醇、溴化氢和溴化苄,提高原料的利用率,所以应该先通冷凝水再加热,A错误;
B.反应温度为55-58℃,适宜采用水浴加热,B正确;
C.在此取代反应中,浓硫酸做催化剂,产物中含有水,浓硫酸同时做吸水剂,C正确;
D.反应液中含有水、酸、产物、剩余原料,静置分液后,除去大部分的酸,水洗纯碱洗除去剩余的酸,此时剩余苯甲酸和溴化苄,再减压蒸馏可得纯净溴化苄,D正确;
答案为:A。
28.在有机合成中,常会将官能团消除或增加,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙烯→乙炔:
【答案】B
【详解】A.乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,然后1,2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,A正确;
B.溴乙烷水解生成乙醇,不能生成乙烯,溴乙烷发生消去反应生成乙烯,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,B错误;
C.1-溴丁烷发生消去反应生成1-丁烯,1-丁烯与溴水发生加成反应生成,然后发生消去反应生成1-丁炔,C正确;
D.乙烯与双氧水发生加成反应生成HOCH2CH2OH,然后HOCH2CH2OH发生消去反应生成乙炔,D正确;
答案选B。
29.已知有机物1,4-环己二醇()的合成路线如下图所示:
根据要求回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,B中所含官能团的名称为 。
(2)上述过程中属于加成反应的有 (填序号)。 反应②的反应类型是 。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)反应④的化学方程式为 。
(5)F环状上的一氯代物共有 种, 其中核磁共振氢谱比例为4︰4︰1︰1︰1的结构简式为 。
(6)参照以上合成路线,以2-丁烯为原料合成1,3-丁二烯,其它试剂任选 。
【答案】(1) 碳溴键
(2) ①③⑤ 消去反应
(3)十2NaOH+2NaBr + 2H2O
(4)十2NaOH+2NaBr
(5) 2种
(6)CH3CH=CHCH3CH3-CHBr-CHBr-CH3CH2=CHCH=CH2
【分析】反应①是A与Br2的四氯化碳溶液发生加成反应,得到B的结构简式为,根据反应条件,反应②发生消去反应,C的结构简式为,根据D的结构简式,反应③发生1,4加成,反应④发生水解反应,推出E的结构简式为,据此分析;
【详解】(1)根据上述分析,推出B的结构简式为,含有官能团是碳溴键;故答案为;碳溴键;
(2)反应①为加成反应,反应②为消去反应,反应③为加成反应,反应④为取代反应,反应⑤为加成反应,属于加成反应的是①③⑤;反应②的反应类型为消去反应;故答案为①③⑤;消去反应;
(3)反应②为消去反应,其反应方程式为十2NaOH+2NaBr + 2H2O;故答案为十2NaOH+2NaBr + 2H2O;
(4)反应④为取代反应,其反应方程式为十2NaOH+2NaBr;故答案为十2NaOH +2NaBr;
(5)根据F的结构简式,环上有2种不同化学环境的氢,因此F环上的一氯代物有2种;核磁共振氢谱有5种,应是对称结构,核磁共振氢谱比例为4∶4∶1∶1∶1,从而判断出结构简式为;故答案为;;
(6)按照从A→B→C路线,2-丁烯合成1,3-丁二烯的路线为CH3CH=CHCH3 CH3-CHBr-CHBr-CH3 CH2=CHCH=CH2;故答案为CH3CH=CHCH3CH3-CHBr-CHBr-CH3CH2=CHCH=CH2。
30.某化学实验兴趣小组在实验室用酒精与氢碘酸(HI)制取少量碘乙烷,装置如图所示(部分夹持装置已略去)。
已知:①碘乙烷的密度:1.95g·cm-3,沸点:72℃; ②HI+C2H5OHC2H5I+H2O。
回答下列问题:
(1)导管a的作用是导气和 ,仪器b的名称为 。
(2)仪器b中加入的反应物为NaI、酒精及浓硫酸(体积比为1︰1)。
①配制体积比为1︰1的酒精与浓硫酸时,需要用到的主要玻璃仪器有量筒、玻璃棒和 ,玻璃棒的作用是 。
②仪器b中发生的反应为H2SO4+2NaI=Na2SO4+2HI,该反应利用了浓硫酸的 (填“吸水性”、“脱水性”、“难挥发性”或“强氧化性”)。
③将生成物导入盛有大量冰块的试管c中,反应结束后,试管内物质分3层,其中有机产物在第 (填“1”、“2”或“3”)层,水层形成的溶液主要显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)试管d中酸性高锰酸钾溶液的作用是 。
(4)实验结束后,某同学发现该实验装置存在缺陷,该缺陷是 ,请写出改进措施: 。
【答案】(1)冷凝回流 圆底烧瓶
(2) 烧杯 搅拌 难挥发性 3 酸性
(3)检验产物中是否含有乙烯;除去副反应可能生成的二氧化硫,防止污染空气
(4)生成物中的HI可能会腐蚀橡胶管(或橡胶塞) [或生成物中的HI可能会腐蚀橡胶管(或橡胶塞)],将所有仪器连接部分换成标准玻璃接口(或将所有仪器连接部分换成标准玻璃接口)
【分析】在实验室用酒精与氢碘酸(HI)制取少量碘乙烷,先利用硫酸和碘化钠共热制HI,反应为H2SO4+2NaI=Na2SO4+2HI,产生的HI进入装置c与乙醇反应HI+C2H5OH C2H5I+H2O,最后利用酸性高锰酸钾溶液检验和吸收尾气,通过装置分析原理。
【详解】(1)导管a的作用是导气和冷凝回流,仪器b的名称为圆底烧瓶;
(2)①配制体积比为1:1的酒精与浓硫酸时,需要用到的主要玻璃仪器有量筒、玻璃棒和烧杯,玻璃棒的作用是搅拌,使液体混合均匀;
②该反应利用了浓硫酸的难挥发性;
③因为碘乙烷的密度大于水的密度,则有机产物在第3层,水层形成的溶液(含有硫酸)主要显酸性;
(3)试管d中酸性高锰酸钾溶液的作用是检验产物中是否含有乙烯;除去副反应可能生成的二氧化硫,防止污染空气;
(4)实验结束后,某同学发现该实验装置存在缺陷,该缺陷是HI极易溶于水,c中的液体可能倒吸入b中;[或生成物中的HI可能会腐蚀橡胶管(或橡胶塞)];改进措施:在b、c之间加一个安全瓶,防止倒吸;(或将所有仪器连接部分换成标准玻璃接口)。
试卷第26页,共29页
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专题06 卤代烃的性质与制备
一、卤代烃
烃分子中的氢原子被 取代后生成的化合物,官能团是 ,可表示为R-X(X=F、Cl、Br、I),饱和一元卤代烃的通式为 。
1.卤代烃的分类
3.卤代烃的物理性质
(1)状态:常温下,大多数卤代烃为 或 。
(2)溶解性:卤代烃都 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等。
二、卤代烃的结构、性质及其制备
1.溴乙烷的结构与性质
(1)溴乙烷的物理性质:纯净的溴乙烷是 色液体,沸点是38.4 ℃,密度比水的 , 溶于水,可溶于多种有机溶剂(如乙醇、苯、汽油等)。
(2)溴乙烷的分子结构
(3)溴乙烷的化学性质
卤代烃的反应活性较强,原因是卤素原子 能力较强,使共用电子对偏移,C-X键具有较强的 。
①取代反应(水解反应)。
ⅰ.条件: 。
ⅱ.化学方程式: 。
②消去反应(消除反应)。
有机化合物在一定条件下,从一个分子中 (如H2O、HX等),而生成含 的化合物的反应。
ⅰ.条件: 。
ⅱ.化学方程式(以溴乙烷为例): 。
③加聚反应。
2.卤代烃的主要反应
卤代烃的消去反应和水解反应的比较
消去反应
水解反应
卤代烃的
结构特点
与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子
一般是1个碳原子上只有1个-X
反应实质
脱去HX分子,形成不饱和键
-X被-OH取代
反应条件
强碱的醇溶液、加热
强碱的水溶液、加热
反应特点
碳骨架不变,官能团由变为或
碳骨架不变,官能团由变为-OH
断键位置
C-X与C-H断裂
C-X断裂
主要产物
烯烃或炔烃
醇
3.卤原子的检验
(1)实验步骤和实验原理
实验步骤
实验原理
①取少量卤代烃于试管中
②加入NaOH溶液 ③加热
R-X+NaOHROH+NaX
④冷却
⑤加入稀硝酸酸化
HNO3+NaOHNaNO3+H2O
⑥加入AgNO3溶液
AgNO3+NaXAgX↓+NaNO3
(2)卤素原子种类判断:沉淀的颜色与卤代烃中卤素原子种类的关系
AgX颜色
卤代烃中卤素原子
白色
氯
淡黄色
溴
黄色
碘
(3)检验卤原子的答题模板:卤代烃中卤原子的检验模板
少量卤代烃 观察沉淀颜色。
其中,加热是为了加快水解速率;加入稀硝酸酸化,一是中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应干扰检验,二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
4.卤代烃的制备:卤代烃中卤原子的引入方法
(1)烷烃的取代:烷烃和卤素单质光照取代
CH3 CH3 + Br2 CH3CH2Br + HBr
(2)芳香烃的取代:包括苯环上的取代和侧链上的取代
①苯环上的取代:芳香烃和卤素的催化取代,苯环引入卤原子的条件是加催化剂FeBr3,产物为邻为或对位
②侧链上的取代:芳香烃和卤素的光照取代;侧链引入卤原子的条件是光照
(3)不饱和烃的加成:烯烃、炔烃等不饱和烃与HX、X2等发生加成反应制取卤代烃
①一元卤代烃:烯烃、炔烃与 HX的加成
②二元卤代烃:烯烃、炔烃与 X2的加成
5.卤代烃在有机合成中的应用
(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁
①制备醇或醛:在NaOH水溶液中水解
ⅰ.一元卤代烃制备醇:一元卤代烃在NaOH水溶液中水解生成醇
ⅱ.二元卤代烃制备二元醇或醛(酮) :二元卤代烃在NaOH水溶液中水解生成二元醇或醛(酮)
②制备烯烃或炔烃:一元消去反应生成碳碳双键,二元消去反应生成碳碳三键。
消去反应满足扎伊采夫规则
(2)改变官能团的个数:通过消去反应、加成反应来改变卤原子的个数;如CH3CH2Br制备CH2BrCH2Br
(3)改变官能团在碳链上的位置:通过消去反应和加成反应来改变卤原子的位置。如CH3CH2CH2Br制备 CH3CHBrCH3
(4)进行官能团的保护:乙烯中的碳碳双键易被氧化,常采用以下两步反应来保护碳碳双键。如CH2=CHCH2OH制备 CH2=CHCOOH
【例1】(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)下列关于卤代烃的叙述中正确的是
A.所有卤代烃都是无色、难溶于水,比水重的液体
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生取代反应
C.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
D.氟氯代烷(即氟利昂)是优良的制冷剂、灭火剂,需推广使用
【例2】(23-24高二下·福建三明·阶段练习)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是
A.甲中加入AgNO3溶液,有沉淀生成
B.乙发生消去反应得到两种烯烃
C.丙中加入NaOH醇溶液共热,后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有沉淀生成
D.丁加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸调至酸性,再滴入AgNO3溶液,有沉淀生成
【例3】(2024-2025高二•全国•课后作业)1,4-环己二醇(),是生产某些液晶材料和药物的原料,现以环己烷()为基础原料,合成1,4-环己二醇的路线如下。下列说法不正确的是
A.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
B.反应(5)生成的产物有2种
C.反应(2)和反应(7)的反应条件可能相同
D.1,4-环己二醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【例4】(23-24高二下·陕西延安·期中)溴乙烷是卤代烃的代表,通过对溴乙烷的探究来掌握卤代烃的性质,可以达到举一反三、触类旁通的效果。
I.已知:NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+ HBr CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
溴乙烷的沸点38.4℃,实验室制备溴乙烷(CH3CH2Br)的装置和步骤如下:
①检查装置的气密性,向装置图所示的U形管和大烧杯中加入冰水;
②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL78%浓硫酸,然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片;
③小心加热,使其充分反应。
回答下列问题:
(1)为了更好的控制反应温度,除用图示的小火加热,更好的加热方式是 。
(2)浓硫酸具有强氧化性,能氧化还原性气体HBr为Br2,导致U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色。为了除去粗产品中的杂质Br2,可选择下列试剂中的: (填序号)
A.NaOH溶液 B.H2O C.Na2SO3溶液 D.CCl4
分离时所需的主要玻璃仪器是 (填仪器名称)。要进一步制得纯净的溴乙烷,可用水洗,然后加入无水CaCl2,再进行 (填操作名称)。
II.溴乙烷在不同溶剂中与NaOH可发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质,用图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
(3)在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH水溶液和5 mL溴乙烷,将试管如图固定后,加热。试管口安装一长导管的作用是 。
(4)在试管中加入5 mL NaOH乙醇溶液和5 mL溴乙烷,将试管如图固定后,加热。
①请写出该反应的化学方程式 。
②为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在设计的实验方案中,需要检验的是 ( 填物质名称),检验的装置如图所示,在气体通入酸性高锰酸钾溶液前加一个盛水的试管,其作用是 。
1.有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是
A.溴乙烷不溶于水,能溶于大多数有机溶剂
B.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀
C.溴乙烷与NaOH的醇溶液反应生成乙醇
D.溴乙烷通常用溴与乙烷直接反应来制取
2.溴乙烷是制造镇静药物巴比妥的原料,也常用作制冷剂、熏蒸剂、溶剂等,其结构如图所示,下列说法错误的是
A.该有机物的官能团为:碳溴键
B.①、②、④为极性键,③为非极性键
C.该分子中键的极性最强的是②和④
D.若该有机物在溶液中加热发生取代反应,最容易断裂的共价键可能是①
3.以溴乙烷为原料,用下述六种反应的类型:①氧化②消去③加成④酯化⑤水解⑥加聚,来合成乙二酸乙二酯的正确顺序
A.①⑤②③④ B.①②③④⑤ C.②③⑤①④ D.②③⑤①⑥
4.用下列实验装置分别验证溴乙烷(沸点)在不同条件下反应的产物和反应类型。
实验I.向圆底烧瓶中加入15mL无水乙醇和2.0gNaOH;
实验II.向圆底烧瓶中加入15mlNaOH水溶液。
下列说法中正确的是
A.实验时,应垫上石棉网用酒精灯直接进行加热
B.可用核磁共振氢谱检验实验II中分离提纯后的产物
C.实验I可省去装置②,直接通入酸性KMnO4溶液
D.分别向实验I、实验II反应后溶液中加入AgNO3溶液,都会产生淡黄色沉淀
5.溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质,用如图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验Ⅰ:在试管中加入5mL 1mol/LNaOH溶液和5 mL溴乙烷,振荡,将试管如图固定后,水浴加热。
(1)实验Ⅰ的反应原理是 。
(2)观察到 现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是 。
(4)实验Ⅱ:为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是 ;检验的方法是 ;(需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象),溴乙烷在NaOH乙醇溶液的化学反应方程式是 。
6.制取较纯的溴乙烷,下列方法中最合理的是
A.乙烯与溴化氢加成 B.乙炔和溴化氢加成
C.乙烯和溴水加成 D.乙烷和液溴取代
7.实验室可用乙醇制备溴乙烷:CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,但通常采用溴化钠和浓硫酸与乙醇共热的方法。下面是某同学对该实验的猜想,你认为可能错误的是( )
A.制备过程中可能看到有气泡产生
B.可以将适量的NaBr、H2SO4(浓、CH3CH2OH三种药品置入一种容器中加热制备CH3CH2Br
C.如在夏天做制备CH3CH2Br的实验,实际收集到的产物可能较少
D.为了除去CH3CH2Br中混有的HBr,可用热的NaOH溶液洗涤
8.已知反应:C2H5OH+NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+C2H5Br+H2O,实验室用如图所示装置制备溴乙烷(沸点为38.4℃,密度为1.43g·ml-1)。
实验前先向仪器a中加入5g乙醇和足量浓硫酸,然后加入10.3g研细的溴化钠和几粒碎瓷片,向试管d中加入少量蒸馏水。
(1)仪器a的名称为 。为了更好控制温度,更好的加热方式是 。
(2)反应结束后,试管d中含少量杂质Br2,为了除去粗产品中的杂质Br2,可选用的试剂是 (填字母选项)。加入试剂,在分液漏斗中振荡后静置,产物在C2H5Br (“上层”或“下层”)。
A.苯 B.NaI溶液 C.水 D.Na2SO3溶液
(3)经过分离、提纯、干燥后,该实验最终得到4.35g溴乙烷,则本实验溴乙烷的产率为 (结果保留一位小数)。
(4)乙二醇可用于生产汽车防冻液。溴乙烷可以通过①消去②加成③水解三步反制取乙二醇。制取过程中步骤①的反应条件为 ;步骤③的化学方程式为 。
9.为检验某溴代烃(R﹣Br)中的溴元素,进行如下操作,正确的顺序是①加热 ②加入AgNO3溶液 ③取少量该溴代烃 ④加入NaOH溶液 ⑤冷却后加入足量稀HNO3酸化( )
A.③④①⑤② B.③①④②⑤ C.③②①⑤④ D.③④①②⑤
10.下列物质不属于卤代烃的是
A.CH2ClCH2Cl B. C.氯乙烯 D.四氯化碳
11.下列关于卤代烃的说法错误的是
A.常温下,卤代烃中除个别是气体外,大多是液体或固体
B.某些卤代烃可用作有机溶剂
C.一氯代烃的密度一般随着烃基中碳原子数的增加而增大
D.一氯代烃的沸点一般随着烃基中碳原子数的增加而升高
12.下列卤代烃中熔点最高的是
A.C2H5I B.C2H5Cl C.C2H5F D.C2H5Br
13.下列关于1-溴丙烷与2-溴丙烷的说法不正确的是
A.互为同分异构体 B.均能与NaOH水溶液发生取代反应
C.与NaOH的醇溶液共热后产物相同 D.均属于多卤代烃
14.下列有关CH3CH=CHCl的叙述错误的是
①能发生取代反应;②能发生加成反应;③能发生消去反应;④能使溴的四氯化碳溶液褪色;⑤能使酸性KMnO4溶液褪色;⑥能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀;⑦能发生加聚反应
A.全部 B.⑦ C.⑥ D.②
15.卤代烃M(R为烃基,X为卤素原子)中化学键如图所示,则下列说法正确的是
A.M与溶液混合共热发生反应,被破坏的键是①和③
B.M与乙醇溶液混合共热发生反应,被破坏的键是①和②
C.M与足量混合光照充分反应,可能被破坏的键是②和③
D.向M与溶液混合共热后的溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,证明X为
16.1-甲基-2-氯环己烷()存在如图转化关系,下列说法不正确的是
A.1-甲基-2-氯环己烷有2个手性碳原子
B.向1-甲基-2-氯环己烷中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀
C.Y在一定条件下可以转化成X
D.X和Y均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
17.下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是
CH3Cl
CH3CHBrCH3
CH2Br
甲
乙
丙
丁
A.分别加入AgNO3溶液,均有沉淀生成
B.均能在一定条件下与NaOH的水溶液反应
C.均能在一定条件下与NaOH的醇溶液反应
D.乙发生消去反应可得到两种烯烃
18.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是
①Cl ② ③(CH3)2C=CHCl
④CHCl2CHBr2 ⑤-Br ⑥CH3Cl
A.①③⑥ B.②③⑤ C.全部 D.②④
19.下列卤代烃,既能发生水解,又能发生消去反应且能得到三种单烯烃的是
A. B.
C. D.
20.用1-溴丁烷制取1,2-丁二醇,依次发生的反应类型
A.取代、加成、水解 B.消去、加成、取代
C.水解、消去、加成 D.消去、水解、取代
21.为了检验氯乙烷中含有氯元素,有以下操作,其中顺序合理的是
①加AgNO3溶液 ②加NaOH溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性
A.①⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②③①
22.欲证明某一卤代烃为溴代烃,甲、乙两位同学设计了如下方案。甲同学:取少量卤代烃,加入氢氧化钠水溶液,加热,冷却后加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。乙同学:取少量卤代烃,加入氢氧化钠的乙醇溶液,加热,冷却后加入硝酸银溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验方案评价正确的是
A.只有甲同学的方案可行 B.只有乙同学的方案可行
C.甲、乙两位同学的方案都可行 D.甲、乙两位同学的方案都有不足
23.下列有关氟氯烃的说法中不正确的是
A.氟氯烃是一类含氟和氯的卤代烃
B.氟氯烃的化学性质稳定,有毒
C.氟氯烃大多无色、无臭、无毒
D.在平流层中,氟氯烃在紫外线照射下分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应
24.1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体,常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr固体、1-丁醇混合加热回流后,再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省略),下列说法错误的是
A.加热回流装置的圆底烧瓶与球形冷凝管连接处不能用橡胶塞
B.气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体
C.蒸馏过程中的直形冷凝管可换成球形冷凝管
D.洗涤是经过水洗和碱洗,本实验洗涤可在分液漏斗中完成
25.现通过以下步骤由氯苯制取,其合成流程如下:
已知:A的结构简式为。下列说法错误的是
A.A到B的反应类型是消去反应
B.同一反应条件下生成C的同时,可生成环己炔
C.与分别与NaOH溶液反应,消耗的NaOH物质的量为2︰1
D.B被酸性高锰酸钾溶液氧化后的有机物中含有2种官能团
26.实验室由叔丁醇(沸点82℃)与浓盐酸反应制备2-甲基-2-氯丙烷(沸点52℃)路线如下:
下列说法错误的是
A.室温搅拌的目的是为了加快反应速率
B.用5%Na2CO3溶液洗涤分液时,先将上层的有机相由分液漏斗上口放出
C.两次水洗主要目的是分别除去有机相中的盐酸与钠盐
D.蒸馏收集2-甲基-2-氯丙烷时,应选用直形冷凝管
27.溴化苄是重要的有机合成工业原料,可由苯甲醇为原料合成,实验原理及装置如图所示:
HBr + H2O +
物质
物理性质
苯甲醇
熔点:-15.3℃,沸点:205.7℃;密度:1.04gcm-3;微溶于水
溴化苄
熔点:-3.0℃,沸点:199℃;密度:1.44gcm-3;不溶于水,易溶于醇
下列有关说法不正确的是
A.先加热至反应温度,然后从冷凝管接口b处通水
B.该实验适宜用热水浴加热
C.浓硫酸作催化剂和吸水剂
D.反应液可按下列步骤分离和纯化:静置→分液→水洗→纯碱洗→水洗→干燥→减压蒸馏
28.在有机合成中,常会将官能团消除或增加,下列相关过程中反应类型及相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:
B.溴乙烷→乙醇:
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙烯→乙炔:
29.已知有机物1,4-环己二醇()的合成路线如下图所示:
根据要求回答下列问题:
(1)B的结构简式为 ,B中所含官能团的名称为 。
(2)上述过程中属于加成反应的有 (填序号)。 反应②的反应类型是 。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)反应④的化学方程式为 。
(5)F环状上的一氯代物共有 种, 其中核磁共振氢谱比例为4︰4︰1︰1︰1的结构简式为 。
(6)参照以上合成路线,以2-丁烯为原料合成1,3-丁二烯,其它试剂任选 。
30.某化学实验兴趣小组在实验室用酒精与氢碘酸(HI)制取少量碘乙烷,装置如图所示(部分夹持装置已略去)。
已知:①碘乙烷的密度:1.95g·cm-3,沸点:72℃; ②HI+C2H5OHC2H5I+H2O。
回答下列问题:
(1)导管a的作用是导气和 ,仪器b的名称为 。
(2)仪器b中加入的反应物为NaI、酒精及浓硫酸(体积比为1︰1)。
①配制体积比为1︰1的酒精与浓硫酸时,需要用到的主要玻璃仪器有量筒、玻璃棒和 ,玻璃棒的作用是 。
②仪器b中发生的反应为H2SO4+2NaI=Na2SO4+2HI,该反应利用了浓硫酸的 (填“吸水性”、“脱水性”、“难挥发性”或“强氧化性”)。
③将生成物导入盛有大量冰块的试管c中,反应结束后,试管内物质分3层,其中有机产物在第 (填“1”、“2”或“3”)层,水层形成的溶液主要显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)试管d中酸性高锰酸钾溶液的作用是 。
(4)实验结束后,某同学发现该实验装置存在缺陷,该缺陷是 ,请写出改进措施: 。
试卷第14页,共15页
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