课时梯级训练(12) 卤代烃（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（苏教版2019）

课时梯级训练(12)　卤代烃 1．下列物质与NaOH醇溶液共热后可得3种有机物的是(　　) A．CH3CHClCH2CH3 C．CH3CH2C(CH3)ClCH2CH3 D　解析：CH3—CHCl—CH2—CH3中的Cl所连C上只连有2个邻位C且均有H，发生消去反应的产物有两种，A错误；Cl所连C上只有2个邻位C上有H，发生消去反应的产物有两种，B错误；CH3—CH2—C(CH3)Cl—CH2—CH3有3个位置可以发生消去反应，产物有两种，分别为CH3—CH===C(CH3)—CH2—CH3、 ；CH3ClCH3发生消去反应可生成和3种产物，D正确。 2.卤代烃RCH2CH2X中化学键如图，则下列说法正确的是(　　) A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是① C．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④ D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和② 答案：B 3．用如图所示装置检验乙烯时，不需要使用除杂装置的是(　　) 乙烯的制备 试剂X 试剂Y A CH3CH2Br与NaOH 乙醇溶液共热 H2O 溴水 B CH3CH2Br与NaOH 乙醇溶液共热 H2O 酸性KMnO4 溶液 C C2H5OH与浓硫酸 加热至170 ℃ 烧碱溶液 溴水 D C2H5OH与浓硫酸 加热至170 ℃ 烧碱溶液 酸性KMnO4 溶液 A　解析：CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热，发生消去反应，生成乙烯气体，可能混有乙醇蒸气，但乙醇不能使溴水褪色，所以不需要使用除杂装置，A符合题意；CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热后生成的乙烯气体中，可能混有乙醇蒸气，乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，所以必须使用除杂装置，B不符合题意；C2H5OH与浓硫酸加热至170 ℃，生成的乙烯气体中混有SO2等，SO2既能使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色，所以必须使用除杂装置，C、D不符合题意。 4．1­氯丙烷(CH3CH2CH2Cl)在不同溶剂中与KOH发生不同类型的反应，生成不同的产物。某同学用如图实验装置(支撑、夹持、酒精灯等省略)验证取代反应和消去反应的产物，请你一起参与探究。 实验一：组装如图所示装置，在左侧试管中加入10 mL 20% KOH溶液和2 mL 1­氯丙烷，振荡，装置固定后，水浴加热。 (1)用水浴加热而不用酒精灯直接加热的原因是________________________________。 (2)①写出1­氯丙烷与KOH溶液加热反应的化学方程式： _______________________。 ②鉴定生成物中1­丙醇(CH3CH2CH2OH)的结构。1­丙醇在1H核磁共振谱图中出现________组特征峰。 (3)1­丙醇(CH3CH2CH2OH)能发生的反应有________(填标号)。 A．加成反应 B．氧化反应 C．消去反应 D．酯化反应 (4)反应结束后，要证明反应混合物中含有Cl－，实验操作和现象为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验二：组装如图所示装置，在左侧试管中加入10 mL饱和KOH乙醇溶液和5 mL 1­氯丙烷振荡，装置固定后，水浴加热。 (5)反应的化学方程式为________________________________。实验过程中可观察到试管 Ⅱ 中的现象为____________________。能否用溴水验证该反应的产物？________(填“能”或“不能”)。 答案：(1)容易控制加热温度，减少1­氯丙烷的挥发 (2)①CH3CH2CH2Cl＋KOHCH3CH2CH2OH＋KCl　②4 (3)BCD (4)取少许水层液体于试管中，加入稀硝酸酸化，加入几滴硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明反应产物中含氯离子 (5)CH3CH2CH2Cl＋KOHCH3CH===CH2↑＋KCl＋H2O　酸性高锰酸钾溶液褪色　能 解析：(1)1­氯丙烷沸点低，用水浴加热容易控制加热温度，从而可减少1­氯丙烷的挥发。 (2)①1­氯丙烷与KOH溶液加热发生水解反应生成1­丙醇，反应的化学方程式为CH3CH2CH2Cl＋KOHCH3CH2CH2OH＋KCl。 ②1­丙醇有4种不同环境的H原子，所以在1H核磁共振谱图中会出现4组特征峰。 (3)1­丙醇(CH3CH2CH2OH)中含羟基，能被催化氧化、能发生消去反应、能与羧酸在一定条件下发生酯化反应，故选BCD。 (4)反应结束后，要证明反应混合物中含有Cl－，可取少许水层液体于试管中，加入稀硝酸酸化，加入几滴硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明反应产物中含氯离子。 (5)1­氯丙烷在KOH乙醇溶液中发生消去反应生成丙烯，反应的化学方程式为CH3CH2CH2Cl＋KOHCH3CH===CH2↑＋KCl＋H2O；丙烯含碳碳双键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液褪色，同时挥发的乙醇具有还原性，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故可观察到试管 Ⅱ 中的现象为酸性高锰酸钾溶液褪色；因为挥发的乙醇不会被溴水氧化，不能使溴水褪色，丙烯能与溴水发生加成反应而使其褪色，所以能利用溴水直接证明消去产物是丙烯。 5．某化学小组对卤代烷在不同溶剂中发生反应的情况进行实验探究。 【实验1】取一支试管，滴入15滴溴乙烷，加入1 mL 5%的NaOH溶液，振荡后放入盛有热水的烧杯中水浴加热。片刻后，取分层后的上层水溶液，滴入另一支盛有稀硝酸的试管中，再加入2滴AgNO3溶液。溶液出现浑浊。 【实验2】向圆底烧瓶中加入2.0 g NaOH和15 mL无水乙醇，搅拌，再加入5 mL 1­溴丁烷和几片碎瓷片，微热(液体沸腾后，移开酒精灯)，产生的气体通过试管A后，再通入盛有酸性KMnO4溶液的试管B，紫红色逐渐褪去。 请回答下列问题： (1)实验1、2中，溴乙烷和1­溴丁烷在不同条件下分别发生不同的反应。已知：溴乙烷的沸点：38.4 ℃，1­溴丁烷的沸点：101.6 ℃。 有同学用溴乙烷代替1­溴丁烷进行实验2，发现酸性KMnO4溶液不褪色。请分析实验失败的可能原因：________________________。 (2)对比实验1和实验2所用试剂，有利于消去反应发生的外部条件，除了碱性试剂外，还要求______(填“强极性”或“弱极性”)试剂。 (3)实验2检验出反应产物有丁烯，仍不能说明该条件下没有发生取代反应。若进一步检验是否生成1­丁醇，可采用的方法是________(填标号)。 A．对产物进行红外光谱分析 B．对产物进行1H核磁共振谱分析 C．使反应混合物与金属钠反应 (4)研究表明，除了外部条件，卤代烷的自身结构特点也决定了反应的趋向。伯卤代烷(R—CH2—X)优先发生取代反应，叔卤代烷()优先发生消去反应。写出2­溴­2­甲基丙烷发生消去反应的化学方程式： _____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)1­溴乙烷沸点低，加热时没有充分反应就挥发出去 (2)弱极性 (3)AB NaBr＋H2O 解析：(1)有同学用溴乙烷代替1­溴丁烷进行实验2，发现酸性KMnO4溶液不褪色，原因在于溴乙烷沸点低，加热时没有充分反应就挥发出去。 (2)对比实验1和实验2所用试剂，有利于消去反应发生的外部条件，除了碱性试剂外，还要求有与乙醇极性相似的溶剂，故应选取弱极性试剂。 (3)实验2检验出反应产物有丁烯，仍不能说明该条件下没有发生取代反应。若进一步检验是否生成1­丁醇，可以选择红外光谱或者1H核磁共振谱分析有机化合物结构。 (4)伯卤代烷(R—CH2—X)优先发生取代反应，叔卤代烷优先发生消去反应，2­溴­2­甲基丙烷发生消去反应的化学方程式为 6．马里奥·莫利纳等科学家通过研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法错误是(　　) A．CFCl3是四面体结构 B．过程 Ⅲ 中的O可能来自大气中O2或O3的解离 C．整个过程中，CFCl3是O3分解的催化剂 D．紫外线辐射提供破坏化学键的能量 C　解析：CH4是正四面体结构，CFCl3可看成1个F原子和3个Cl原子将甲烷中所有氢原子替代，虽然键长、键角有变化，但还是四面体结构，A正确；过程 Ⅰ 为CFCl3―→Cl＋CFCl2，过程 Ⅱ 为Cl＋O3―→O2＋ClO，过程 Ⅲ 为ClO＋O―→O2＋Cl，故过程 Ⅲ 中的O可能来自大气中O2或O3的解离，B正确；由B项解析知，CFCl3作为反应物被消耗，故CFCl3不是催化剂，C错误；由图可知，紫外线辐射提供破坏C—Cl键需要吸收的能量，D正确。 7．如图为CFCl3破坏臭氧层的反应机理示意图，下列说法错误的是(　　) A．图中涉及的共价化合物有三种 B．CFCl3没有同分异构体 C．从图中可以看出CFCl3为催化剂 D．紫外线可以增大CFCl3的分解速率 C　解析：图中涉及的共价化合物有三种，分别是CFCl3、CFCl2、ClO，A正确；由于甲烷是正四面体形结构，因此CFCl3没有同分异构体，B正确；过程 Ⅱ 中氯原子反应生成氧化氯，过程 Ⅲ 中氧化氯和氧原子反应又生成了氯原子，说明氟利昂中的氯原子是破坏O3的催化剂，C错误；根据图中转化关系可判断紫外线可以增大CFCl3的分解速率，D正确。 8．(2024·浙江1月选考卷)制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下： 下列说法不正确的是(　　) A．试剂a为NaOH乙醇溶液 B．Y易溶于水 C．Z的结构简式可能为 D．M分子中有3种官能团 A　解析：X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2，可知X为乙烯；C2H4Br2发生水解反应生成HOCH2CH2OH，在浓硫酸加热条件下与Z发生反应生成单体M，结合Q可反推知单体M为CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH；则Z为根据分析可知，1，2­二溴乙烷发生水解反应，反应所需试剂为NaOH水溶液，A错误；根据分析可知，Y为HOCH2CH2OH，含羟基，可与水分子间形成氢键，易溶于水，B正确；根据分析可知Z的结构简式可能为C正确；M的结构简式为CH2===C(CH3)COOCH2CH2OH，含碳碳双键、酯基和羟基3种官能团，D正确。 9．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，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下三种实验方案。 甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后滴入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则可证明发生了消去反应。 乙：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。 丙：向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液，若溶液颜色变浅或褪去，则可证明发生了消去反应。其中正确的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．上述实验方案都不正确 D　解析：若卤代烃发生水解反应，也会产生卤离子，A错误；因为混合液中含有氢氧化钠，因此加入溴水，溴水会和氢氧化钠反应，颜色也会褪去，B错误；溴离子也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色，C错误；综上甲、乙、丙均不正确，正确的做法应是先加入适量的盐酸中和掉氢氧化钠，然后再加入溴水看是否褪色，D正确。 10．溴乙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为38.4 ℃，密度为1.44 g·cm－3。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)仪器A的名称是________。 (2)向A中加入NaBr固体和浓硫酸的目的是____________________________。 (3)反应生成的主要副产物有乙烯和乙醚，可能的原因是____________________________。 (4)将锥形瓶置于冰水浴中的作用是________________________________。 (5)提纯产物时需向锥形瓶中加入试剂________(填标号)，充分振荡，静置后分液得粗产品，再经提纯获得纯品。 A．Na2CO3溶液 B．苯 C．浓硫酸 D．NaOH溶液 (6)请设计实验证明制取的溴乙烷纯品中含溴原子(实验中可供选用的试剂有AgNO3溶液、稀硫酸、稀硝酸、酸性高锰酸钾溶液、KOH的水溶液)：_________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)蒸馏烧瓶 (2)获得氢溴酸 (3)温度控制不当 (4)减少溴乙烷的挥发 (5)A (6)取少量产物于试管中，向其中加入NaOH的水溶液，加热，充分反应后，冷却，再加入稀硝酸使溶液呈酸性，滴加AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则证明该产物为溴乙烷 解析：(1)仪器A瓶口有支管，该仪器为蒸馏烧瓶。 (2)制备原理是CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O，向A中加入NaBr固体和浓硫酸的目的是获得氢溴酸。 (3)乙醇在浓硫酸、170 ℃条件下发生消去反应生成乙烯，在浓硫酸、140 ℃条件下生成乙醚，反应生成的主要副产物有乙烯和乙醚，可能的原因是温度控制不当。 (4)锥形瓶收集的是溴乙烷，溴乙烷沸点为38.4 ℃，易挥发，将锥形瓶置于冰水浴中的作用是减少溴乙烷的挥发。 (5)苯与溴乙烷互溶，浓硫酸氧化溴化钠生成的Br2会溶于苯，不能用于提纯；NaOH溶液会使溴乙烷水解，也不能用于提纯，Na2CO3溶液能与挥发出的HBr反应，可以溶解乙醇，且与溴乙烷不互溶，加入的试剂为碳酸钠溶液，A符合题意。 (6)溴乙烷水解使溴元素以Br－形式进入溶液，用硝酸酸化，再用硝酸银溶液检验，具体实验方案：取少量产物于试管中，向其中加入NaOH的水溶液，加热，充分反应后，冷却，再加入稀硝酸使溶液呈酸性，滴加AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则证明该产物为溴乙烷。 11．下面是一个合成反应的流程图。A～G均为有机物，反应中产生的无机物均省略，每一步反应中的试剂与条件有的已注明、有的未注明。根据图填空： (1)D的名称是________，F的名称是________。 (2)A的结构简式：____________，G的结构简式：____________。 (3)请写出反应条件：①________、③________。 (4)写出下列化学方程式：反应②：________________________________；反应⑤：________________________________。 (5)属于取代反应的有________(在有编号的转化中选择，填标号)。 (6)写出一种符合括号内条件的D的同分异构体的结构简式：(苯环上有两个取代基，在对位且属于酯类)________。 答案：(1)对苯二甲酸　1，2­二溴乙烷 (2) 　HOCH2CH2OH (3)氢氧化钠(水)溶液、加热　浓硫酸、加热 BrCH2CH2Br＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaBr 解析：(1)D为名称为对苯二甲酸；F为BrCH2CH2Br，F的名称是1，2­二溴乙烷。 (2) 与氯气在光照条件下反应生成A为G为HOCH2CH2OH。 (3)A为A发生水解反应生成B为反应①条件：氢氧化钠(水)溶液、加热；乙醇发生消去反应生成E为CH2===CH2，反应③条件：浓硫酸、加热。 (4)B为，B发生氧化反应生成C为，反应②的化学方程式：＋O2＋2H2O，反应⑤的化学方程式为BrCH2CH2Br＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaBr。 (5)反应①⑤属于取代反应，反应②属于氧化反应，反应③属于消去反应，反应④属于加成反应。 (6)D为，D的同分异构体的苯环上有两个取代基，在对位且属于酯类，符合条件的两种同分异构体为 12．图中A～G均为有机化合物，根据图中的转化关系(反应条件略去)，回答下列问题： (1)环状化合物A的相对分子质量为82，其中含碳87.80%，含氢12.2%。则A的结构简式为______。 (2)M是环己烷的一种同分异构体，M能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中所有的碳原子共平面，则M的结构简式为_______________________________________________。 (3)F发生催化氧化的化学方程式： ________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)由B反应生成C的化学方程式： ______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)由A生成B的反应类型为________；由F生成A的反应类型为________。 (6)E的1H核磁共振谱图有________个吸收峰，峰面积之比为________。 ＋2H2O (5)加成反应　消去反应 (6)4　2∶4∶4∶1 解析：(1)N(C)∶N(H)＝∶＝3∶5，又A的相对分子质量为82，因而A的分子式为C6H10，A与H2加成后得环己烷，可推断A的结构简式为 (2)M能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明含有碳碳双键，类比乙烯，可将乙烯中氢原子全部用甲基取代，可得，符合6个碳原子全部共平面。 (3)F是环己醇发生催化氧化的化学方程式为 (4)B是在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应得到，化学方程式为＋2NaOH＋2NaBr ＋ 2H2O。 (5)A()和Br2加成得到B()，反应类型为加成反应，消去一个水分子得到A()，反应类型为消去反应。 (6)E的结构简式为，它有4种不同化学环境的氢原子，如图，因而1H核磁共振谱有4个吸收峰，峰面积比就是每种氢原子的个数比，即2∶4∶4∶1。 13．卤代烃在生产、生活中具有广泛的应用，回答下列问题： (1)多氯代甲烷作为溶剂，其中分子空间结构为正四面体的是________。工业上分离这些多卤代甲烷的方法是________。 (2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式：__________________________(不考虑立体异构)。 (3)聚氯乙烯是生活中常见的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下： 反应①的化学方程式是______________________________，反应类型为__________，反应②的反应类型为__________。 (4)工业上用电石­乙炔法生产氯乙烯的反应如下： CaO＋3CCaC2＋CO↑ CaC2＋2H2O―→HC≡CH↑＋Ca(OH)2 HC≡CH＋HClCH2===CHCl 电石­乙炔法的优点是流程简单，产品纯度高，而且不依赖于石油资源。电石­乙炔法的缺点是________________、__________________。 (5)乙烷和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl，ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢。 设计一种以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯的方案(其他原料自选)，用化学方程式表示(不必注明反应条件)。 要求：①反应产生的氯化氢必须用于氯乙烯的制备；②不再产生其他废液。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)四氯化碳　分馏 (2)CF2BrCHFCl、CF2ClCHFBr、CFClBrCHF2 (3)H2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl　加成反应　消去反应 (4)高能耗　会污染环境 (5)CH2===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl、CH2ClCH2Cl―→CH2===CHCl＋HCl、HC≡CH＋HCl―→CH2===CHCl 解析：(1)甲烷是正四面体结构，若分子中的四个H原子全部被Cl原子取代得到CCl4，CCl4是由极性键构成的非极性分子。由于这些多卤代甲烷都是由分子晶体构成的物质，沸点不同，因此可采取分馏的方法分离。 (2)用1个F原子分别替换H、Cl、Br原子，可得到三种同分异构体。 (3)乙烯与氯气发生加成反应得到1，2­二氯乙烷，1，2­二氯乙烷在480～530 ℃条件下发生消去反应得到氯乙烯CH2===CHCl，氯乙烯发生加聚反应得到聚氯乙烯。 (4)电石­乙炔法需要焦炭和高温条件，且有CO生成。 (5)利用信息可得乙烯与氯气加成得ClCH2CH2Cl，ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢，氯化氢再与乙炔加成得氯乙烯。 学科网（北京）股份有限公司 $$