专题14 取代反应的判断方法及计算规律-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（鲁科版2019必修第二册）

专题14 取代反应的判断方法及计算规律 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1、 实验探究：CH4和Cl2的取代反应 实验 操作   实验 现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅到褪色；试管内壁有 油状液滴 出现，试管中有 少量白雾出现 ，且试管内液面 上升，水槽中有固体析出； B装置：无明显现象 实验 结论 CH4与Cl2在 光照 件下发生化学反应，有关化学方程式为： CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl；CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl； CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl；CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl。 ②甲烷的四种氯代产物的性质。 a.水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 难溶于水 。 b.状态：常温下除CH3Cl是_气体_，其余三种均为 液体 。 ③取代反应：取代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应。 二、烷烃发生取代反应的有关规律 1. 反应条件：反应条件为光照，其光照为漫射光，强光直射易发生爆炸。 2. 反应物：反应物为卤素单质，如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。 3. 反应产物：虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应生成的产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物。反应产物中HCl的物质的量最多。 4. 反应特点 ①连锁反应：甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。即当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，并不只发生反应CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反应也在进行。 ②数量关系：CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗4 mol Cl2。1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，最多消耗y mol Cl2。 三、其它的取代反应的有关规律 1. 苯及苯的同系物卤代：苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下发生反应，生成溴苯。苯的同系物（如甲苯）在不同条件下卤代位置不同，光照时侧链烷基上的氢原子被取代，在铁作催化剂时苯环上的氢原子被取代。 2. 硝化反应：苯及苯的同系物、酚类等在浓硫酸作用下与浓硝酸发生反应。如苯与浓硝酸、浓硫酸的混合酸在 50 - 60℃水浴加热条件下生成硝基苯，是苯环上的氢原子被硝基(-NO₂)取代。 3. 酯化反应：醇与羧酸或无机含氧酸在浓硫酸催化、加热条件下反应生成酯和水。例如乙醇与乙酸在浓硫酸作用下加热生成乙酸乙酯和水，是醇羟基上的氢原子被酰基(-COCH₃)取代。 4. 卤代烃水解：卤代烃在氢氧化钠水溶液中发生反应，卤素原子被羟基（-OH）取代生成醇。例如溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热生成乙醇和溴化钠。 5. 酯水解：酯在酸性或碱性条件下与水反应，生成相应的醇和酸（酸性条件）或醇和羧酸盐（碱性条件）。例如乙酸乙酯在稀硫酸或氢氧化钠溶液中水解。 6. 计算规律 ①酯化反应中物质的量关系计算：醇和羧酸发生酯化反应时，酸脱羟基醇脱氢，根据化学计量数，1mol 一元醇与 1mol 一元羧酸反应生成 1mol 酯和 1mol 水。若为多元醇或多元羧酸，则根据具体的官能团数量来确定物质的量关系。例如 1mol 乙二醇与 2mol 乙酸反应生成 1mol 二乙酸乙二酯和 2mol 水。 ②水解反应相关计算：卤代烃水解生成醇时，根据卤代烃中卤素原子的个数确定生成醇的物质的量。如 1mol 1,2 - 二溴乙烷完全水解，生成 1mol 乙二醇和 2mol 溴化钠。酯水解时，根据酯的结构和水解程度来计算生成的醇和酸（或羧酸盐）的物质的量。 三、取代反应和置换反应的比较 类别 取代反应 置换反应 实例 CH4+Cl2CH3Cl+HCl Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 定义 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种新化合物 另一种化合物和另一种单质 反应中电子得失 不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 【例1】（23-24高一下·辽宁沈阳·期中）实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验，光照下反应一段时间后，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型是置换反应 B．只能生成四种含氯的化合物 C．试管内黄绿色变浅，最后试管内水面上升充满试管 D．反应后试管壁出现油状液滴 【答案】D 【分析】氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应，产物为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢。 【详解】A．该反应的反应类型是取代反应，A错误； B．根据分析，能生成5种含氯的化合物，B错误； C．氯气与甲烷发生取代反应产物为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，消耗氯气，故试管内黄绿色变浅，一氯甲烷为气体，难溶于水，最后试管内水面上升但不会充满试管，C错误； D．二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳为难溶于水的油状液体，故试管壁出现油状液滴，D正确； 故选D。 【例2】（23-24高一下·天津·期中）关于CH4与Cl2的反应，说法错误的是 A．室温下，光照时反应可发生 B．产物中有易溶于水的物质生成 C．属于取代反应 D．属于置换反应 【答案】D 【分析】已知CH4和Cl2在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等四种有机产物和HCl一种无机产物，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，室温下，光照时反应可发生，A正确； B．由分析可知，产物中HCl易溶于水，B正确； C．由分析可知，该反应是CH4上的H被Cl所取代的反应，属于取代反应，C正确； D．已知置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，而CH4与Cl2的反应产物中没有单质生成，故不属于置换反应，D错误； 故答案为D。 【例3】常温下，1 mol某烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应,若在适当的条件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，则下列判断正确的是(　　)。 A.该烷烃的分子式为C5H12 B.反应所生成的有机产物能直接使AgNO3溶液褪色 C.该烷烃的四氯代物有2种 D.反应容器中,一氯代物所占的物质的量分数最大 【答案】C 【解析】 【分析】设此烷烃的分子式为CnH2n+2，由于烷烃在光照条件下和氯气发生取代反应时,取代1 mol H需消耗1 mol Cl2，因此消耗6 mol Cl2说明该烷烃分子中含6个H，即2n+2=6,故n=2，即此烷烃为乙烷C2H6。 A. 此烷烃为乙烷C2H6，A项错误； B. 氯气和乙烷发生完全取代后生成C2Cl6，是非电解质,不能电离出Cl-，故不能直接和硝酸银溶液反应，B项错误； C. 该烃共有6个H原子，故其四氯代物种数和二氯代物种数相同,由于乙烷的二氯代物有2种，故其四氯代物也有2种，C项正确； D. 反应产物中HCl的物质的量分数最大，D项错误。 故答案选C。 1．下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是 A．甲烷与氯气混合后光照反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷 C．苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成；乙烯与水生成乙醇的反应 D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应 【答案】C 【详解】A．甲烷与氯气混合后光照发生取代反应，乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色者发生氧化反应，故A不符合题意 B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应是加成反应，苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷的反应是加成反应，故B不符合题意； C．苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中生成硝基苯是取代反应，乙烯与水生成乙醇的反应是加成反应，故C符合题意； D．在苯中滴入溴水，溴水褪色是因为苯将溴水中的溴萃取，不是化学反应，乙烯自身生成聚乙烯的反应是加成聚合反应，故D不符合题意； 故选C。 2．反应中的一个H被一个Cl取代，该反应的类型是 A．聚合反应 B．加成反应 C．分解反应 D．取代反应 【答案】D 【详解】反应中的一个H被一个Cl取代，该反应的类型是取代反应，故选D。 3．乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于 A．氧化反应 B．取代反应 C．化合反应 D．置换反应 【答案】B 【详解】分析方程式乙烷中的一个H原子被氯气中的Cl原子代替，该反应符合取代反应的定义，属取代反应，故选B。 4．有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫做取代反应，下列反应中属于取代反应的是 A．AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3 B．CH4+2O2CO2+2H2O C．CH2Br2+Cl2CHClBr2+HCl D．CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 【答案】C 【详解】A．反应为无机反应，属于复分解反应，A错误； B．甲烷和氧气的反应属于氧化反应，B错误； C．CH2Br2中氢原子被氯原子取代，属于取代反应，C正确； D．醇中羟基反应后生成碳碳双键，属于消去反应，D错误； 故选C。 5．下列反应中，属于取代反应的是 A． B．+Br2+HBr C． D． 【答案】B 【详解】A．烯和氢气在一定条件下反应生成乙烷，为加成反应，A错误； B．苯和溴单质在的催化作用下反应生成溴苯和溴化氢，属于取代反应，B正确； C．乙醇的燃烧反应属于氧化反应，C错误； D．乙烯和水在一定条件下反应生成乙醇，为加成反应，D错误； 故选B。 6．有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的反应类型是 A．加成→消去→取代 B．消去→加成→消去 C．加成→消去→加成 D．取代→消去→加成 【答案】B 【详解】可先发生消去反应生成CH2=C(CH3)CHO，再发生加成反应生成CH3CH(CH3)CH2OH，然后发生消去反应，可生成，则反应类型分别为消去-加成-消去，答案选B。 7．下列有关甲烷及其氯代物的叙述正确的是 A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合光照时有机产物只有CH3Cl B．由CH2Cl2的结构式可知，CH2Cl2的空间结构有两种 C．CH3Cl与氯气混合光照生成CCl4发生取代反应 D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气 【答案】C 【详解】A．甲烷与氯气发生取代反应属于连锁反应，所以生成的有机产物不止是CH3Cl，还有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，A错误； B．根据甲烷是正四面体可知，甲烷的二氯代物CH2Cl2只有一种结构，B错误； C．CH3Cl与氯气混合光照生成CCl4和HCl，属于取代反应，C正确； D．甲烷和氯气发生取代时，每取代1molH原子，需要消耗1mol氯气，则1mol甲烷生成CCl4最多消耗4mol氯气，D错误； 故选C。 8．下列有机反应中，反应类型相同的是 ①CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O ②CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br ③C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O ④CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 【答案】B 【详解】①是消去反应，②是加成反应，③是取代反应，④是取代反应，所以反应类型相同的是③和④，均为取代反应，答案：B。 9．下列有机反应属于取代反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．与新制氢氧化铜反应，被氧化，属于氧化反应，A项错误； B．与银氨溶液反应，被氧化，属于氧化反应，B项错误； C．中羟基被溴原子取代，生成，C项正确； D．乙炔中的碳碳三键变成碳碳双键，属于加成反应，D项错误； 答案选C。 10．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是 A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应 B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯 C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应 D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水 【答案】B 【详解】A．通常情况下，CH4性质稳定，一般来说不与强酸、强碱、强氧化剂反应，故A正确； B．可燃性气体在加热或点燃前都要验纯，以防发生爆炸，故B错误； C．CH4与Cl2的反应是逐步进行的，每步都属于取代反应，故C正确； D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都属于卤代烃，难溶于水，故D正确； 故选B。 11．0.5某气态烃能与加成，加成后产物中的氢原子又可被3氯原子取代，则此气态烃可能是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】0.5mol烃能与1molHCl加成，说明烃中含有1个C≡C键或2个C=C键，加成后产物分子上的氢原子又可被3molCl完全取代，说明0.5mol氯代烃中含有3molH原子，则0.5mol烃中含有2molH原子，即1mol烃含有4molH，并含有1个C≡C键或2个C=C键，符合要求的只有CH≡CCH3，故选C。 12．在有机合成中，制得的有机物较纯净并且容易分离，则在工业生产中往往有实用价值。试判断下列有机反应在工业上没有生产价值的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．该反应中生成物较纯净，且容易与NaBr分离，具有生产价值，A错误； B．该反应中氯气可能与CH3CH2Cl进一步取代生成1，2-二氯乙烷等副产物，产物不纯净，且不易与副产物分离，不具有生产价值，B正确； C．该反应生成物较为纯净，且容易与H2O分离，具有生产价值，C错误； D．该反应为加成反应，生成物较为纯净，产物单一，具有生产价值，D错误； 故答案选B。 13．下列反应属于取代反应的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．该反应属于乙烯和溴化氢的加成反应，A错误； B．该反应属于乙烷和氯气的光照取代反应，B正确； C．该反应是钠置换出了氢气，属于置换反应，C错误； D．该反应属于甲烷的燃烧，属于氧化反应，D错误； 故选B。 14．光照条件下，甲烷与Cl2会发生反应：。下列化学用语表述错误的是 A．该反应为取代反应 B．甲烷的空间填充模型为 C．Cl2的结构式为 D．CH3Cl的电子式为 【答案】D 【详解】A．该反应为CH4中的一个H原子被Cl所取代，该反应的反应类型为取代反应，A正确； B．已知甲烷是正四面体形结构，其C原子半径比H大，故甲烷的空间填充模型为，B正确； C．Cl2分子中Cl和Cl之间形成一对共用电子对，故Cl2的结构式为，C正确； D．已知Cl的最外层上有7个电子，故CH3Cl的电子式为，D错误； 故答案为：D。 15．一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，则该烃的结构简式为 A．CH2=CH2 B．CH3CH=CH2 C．CH3CH=CHCH3 D．CH2=CHCH=CH 【答案】B 【详解】一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，1mol分子中含有1mol碳碳双键，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，1mol加成产物中含有7molH原子，原物质中含有6molH原子，故选B。 16．有机化学中取代反应范畴很广。下列反应中不属于取代反应的是 A．2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O B．CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl C．CH3－CH=CH2+Cl2Cl－CH2CH=CH2+HCl D．CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 【答案】A 【详解】A．2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O属于氧化反应，故选A； B．CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，乙烷分子中的H原子被Cl原子代替，属于取代反应，故不选B； C．CH3－CH=CH2+Cl2Cl－CH2CH=CH2+HCl，丙烯分子中的H原子被Cl原子代替，属于取代反应，故不选C； D．CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，是酯化反应，属于取代反应，故不选D； 选A。 17．烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下： ①引发：等； ②链反应：，等； ③终止：，等以下说法错误的是 A．引发时可以通过热辐射、光照等条件 B．链反应可以反复进行 C．反应产物只有四种 D．产物中可能出现 【答案】C 【详解】A．烷烃发生卤代反应的条件为光照，所以引发时可以通过热辐射、光照等条件，故A正确； B．依据反应历程可知Cl•在链反应中先消耗后生成，所以链反应可以周而复始、反复进行，故B正确； C．甲烷与氯气反应可以生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、HCl，两个•CH3还可以结合生成CH3-CH3，故C错误； D．依据反应历程，两个•CH3可以结合生成CH3-CH3，所以产物中可以出现CH3CH3，故D正确； 故选C。 18．新戊烷的球棍模型为，下列说法不正确的是 A．新戊烷的分子式为 B．新戊烷沸点比正戊烷高 C．新戊烷的一氯代物只有一种 D．新戊烷能与溴在光照下发生取代反应 【答案】B 【详解】A．新戊烷为含5个碳原子的烷烃，分子式为，A正确； B．碳原子数相同的烷烃，含支链越多，沸点越低，故新戊烷沸点比正戊烷低，B错误； C．由图可知，新戊烷中所有碳原子等效，新戊烷的一氯代物只有一种，C正确； D．新戊烷为烷烃，在光照条件下能与溴发生取代反应，D正确； 故选B。 19．1mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成四种不同的一氯取代物，该烃的结构简式是 A．   B． C．   D．   【答案】C 【分析】1mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L即=11mol，根据烷烃燃烧反应通式可知：CnH2n+2+O2=nCO2+(n+1)H2O，=11解得n=7，据此分析解题。 【详解】A．该烷烃只有5个碳原子，A不合题意； B．该烷烃只有5个碳原子，B不合题意； C．   该烷烃含有7个碳原子，且4种不同环境的H原子，即在光照的条件下与氯气反应能生成四种不同的一氯取代物，C符合题意； D．  该烷烃含有7个碳原子，且3种不同环境的H原子，即在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物，D不合题意； 故答案为C。 20．如图表示页岩气中某些烃类的结构模型： （1）有机物甲的名称为 ，与有机物乙的关系为 。 （2）有机物乙的一氯代物有 种，请你根据甲烷分子的结构推测，有机物乙分子中最多有 个C原子在同一平面内。 （3）写出有机物乙在光照下与氯气反应，甲基上的一个H原子被取代的反应方程式： 。 （4）若有机物甲中的氢原子全部被氯原子取代，则1mol甲消耗 molCl2。 （5）等质量的有机物甲和有机物乙完全燃烧，消耗O2的质量比为 。 【答案】 正丁烷 互为同分异构体 2 3 +HCl 10 1：1 【详解】(1)根据有机物甲的球棍模型可知，其结构简式为：，其化学名称为正丁烷；根据有机物乙的比例模型可知，其结构简式为：，有机物甲和乙的分子式相同，但结构不同，所以二者互为同分异构体，故答案为：正丁烷；互为同分异构体； (2)分子中与相连的3个中氢原子等效，其一氯代物有2种(、)；根据分子的结构可知，分子中最多有3个原子在同一平面内，相当于分子中的3个H原子被3个取代，所以最多有3个C原子在同一平面，故答案为：2；3； (3) 乙为：，光照下与氯气反应，甲基上的一个H原子被取代的反应方程式为：+HCl，故答案为：+HCl； (4)1mol正丁烷中含有10mol H原子，10mol H原子完全被Cl原子取代需消耗10mol，故答案为：10； (5)由于甲、乙互为同分异构体，等质量的二者完全燃烧消耗的质量相等，其比为1：1，故答案为：1：1。 21．一个碳原子上如果连有3个氢原子，则这样的氢原子称为伯氢，如果只连有2个氢原子，则这样的氢称为仲氢，例如：-CH3中的氢原子为伯氢，-CH2-中的氢原子为仲氢。已知在烷烃中伯氢和仲氢被取代的活性因反应的条件不同而不同。在高温下伯氢与仲氢被取代的活性相等，则可以称之活性比为1︰1。请回答下列问题： (1)已知丙烷在高温下与氯气发生取代反应，反应式如下： 则在一氯代丙烷中1-氯丙烷在产物中的占有率为 ； (2)常温下丙烷也能与氯气发生取代反应，反应式如下： 则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为 。 【答案】(1)75% (2)1︰4 【详解】（1）丙烷分子中含有6个伯氢、2个仲氢，而1-氯丙烷取代的是伯氢，2-氯丙烷取代的是仲氢，因此在一氯代丙烷中1-氯丙烷在产物中的占有率为； 故答案为：75%； （2）丙烷分子中含有6个伯氢、2个仲氢，而1-氯丙烷取代的是伯氢，2-氯丙烷取代的是仲氢，由于在常温下1-氯丙烷是43%，2-氯丙烷是57%，设在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为x：y，则，解得x：y=1：4； 故答案为：。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 取代反应的判断方法及计算规律 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1、 实验探究：CH4和Cl2的取代反应 实验 操作   实验 现象 A装置：试管内气体颜色逐渐 ；试管内壁有 出现，试管中有  ，且试管内液面 ，水槽中有固体析出； B装置： 实验 结论 CH4与Cl2在 件下发生化学反应，有关化学方程式为： ； ； ； 。 ②甲烷的四种氯代产物的性质。 a.水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均 。 b.状态：常温下除CH3Cl是 ，其余三种均为 。 ③取代反应：取代反应是有机物分子里的 被其它 所替代的反应。 二、烷烃发生取代反应的有关规律 1. 反应条件：反应条件为 ，其光照为漫射光，强光直射易发生 。 2. 反应物：反应物为 ，如甲烷与 不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。 3. 反应产物：虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不同，但甲烷与氯气反应生成的产物都是 四种有机物与 形成的混合物。反应产物中 的物质的量最多。 4. 反应特点 ①连锁反应：甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可 。即当n(CH4)∶n(Cl2)＝1∶1时，并不只发生反应CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，其他反应也在进行。 ②数量关系：CH4与Cl2发生取代反应时，每有1 mol H被取代，则消耗 Cl2，同时生成 HCl，即 。1 mol CH4与Cl2发生取代反应，最多消耗 。1 mol CxHy与Cl2发生完全取代，最多消耗 。 三、其它的取代反应的有关规律 1. 苯及苯的同系物卤代：苯与液溴在 作催化剂条件下发生反应，生成溴苯。苯的同系物（如甲苯）在不同条件下卤代位置不同，光照时 上的氢原子被取代，在铁作催化剂时 上的氢原子被取代。 2. 硝化反应：苯及苯的同系物、酚类等在 作用下与 发生反应。如苯与浓硝酸、浓硫酸的混合酸在 条件下生成硝基苯，是苯环上的氢原子被硝基(-NO₂)取代。 3. 酯化反应：醇与羧酸或无机含氧酸在 、 条件下反应生成酯和水。例如乙醇与乙酸在 作用下 生成乙酸乙酯和水，是醇羟基上的氢原子被酰基(-COCH₃)取代。 4. 卤代烃水解：卤代烃在 中发生反应，卤素原子被 取代生成醇。例如溴乙烷与 共热生成乙醇和溴化钠。 5. 酯水解：酯在 条件下与水反应，生成相应的醇和酸 或醇和羧酸盐 。例如乙酸乙酯在 中水解。 6. 计算规律 ①酯化反应中物质的量关系计算：醇和羧酸发生酯化反应时，酸脱羟基醇脱氢，根据化学计量数，1mol 一元醇与 1mol 一元羧酸反应生成 1mol 酯和 1mol 水。若为多元醇或多元羧酸，则根据具体的官能团数量来确定物质的量关系。例如 1mol 乙二醇与 2mol 乙酸反应生成 1mol 二乙酸乙二酯和 2mol 水。 ②水解反应相关计算：卤代烃水解生成醇时，根据卤代烃中卤素原子的个数确定生成醇的物质的量。如 1mol 1,2 - 二溴乙烷完全水解，生成 1mol 乙二醇和 2mol 溴化钠。酯水解时，根据酯的结构和水解程度来计算生成的醇和酸（或羧酸盐）的物质的量。 三、取代反应和置换反应的比较 类别 取代反应 置换反应 实例 CH4+Cl2CH3Cl+HCl Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 定义 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应 反应物 一种化合物和另一种化合物或单质 一种单质和一种化合物 生成物 一般生成两种新化合物 另一种化合物和另一种单质 反应中电子得失 不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应 一定发生电子转移，一定是氧化还原反应 【例1】（23-24高一下·辽宁沈阳·期中）实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验，光照下反应一段时间后，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型是置换反应 B．只能生成四种含氯的化合物 C．试管内黄绿色变浅，最后试管内水面上升充满试管 D．反应后试管壁出现油状液滴 【例2】（23-24高一下·天津·期中）关于CH4与Cl2的反应，说法错误的是 A．室温下，光照时反应可发生 B．产物中有易溶于水的物质生成 C．属于取代反应 D．属于置换反应 【例3】常温下，1 mol某烷烃在光照条件下与氯气发生取代反应,若在适当的条件下，完全取代需要消耗6 mol Cl2，则下列判断正确的是(　　)。 A.该烷烃的分子式为C5H12 B.反应所生成的有机产物能直接使AgNO3溶液褪色 C.该烷烃的四氯代物有2种 D.反应容器中,一氯代物所占的物质的量分数最大 1．下列反应中前者属于取代反应，后者属于加成反应的是 A．甲烷与氯气混合后光照反应；乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应；苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷 C．苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，有油状物生成；乙烯与水生成乙醇的反应 D．在苯中滴入溴水，溴水褪色；乙烯自身生成聚乙烯的反应 2．反应中的一个H被一个Cl取代，该反应的类型是 A．聚合反应 B．加成反应 C．分解反应 D．取代反应 3．乙烷与氯气发生化学反应：CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl，该反应属于 A．氧化反应 B．取代反应 C．化合反应 D．置换反应 4．有机物分子里的原子(或原子团)被其他原子(或原子团)所替代的反应叫做取代反应，下列反应中属于取代反应的是 A．AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3 B．CH4+2O2CO2+2H2O C．CH2Br2+Cl2CHClBr2+HCl D．CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 5．下列反应中，属于取代反应的是 A． B．+Br2+HBr C． D． 6．有机物可经过多步反应转变为，其各步反应的反应类型是 A．加成→消去→取代 B．消去→加成→消去 C．加成→消去→加成 D．取代→消去→加成 7．下列有关甲烷及其氯代物的叙述正确的是 A．甲烷与氯气以物质的量之比1：1混合光照时有机产物只有CH3Cl B．由CH2Cl2的结构式可知，CH2Cl2的空间结构有两种 C．CH3Cl与氯气混合光照生成CCl4发生取代反应 D．1mol甲烷生成CCl4最多消耗2mol氯气 8．下列有机反应中，反应类型相同的是 ①CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O ②CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br ③C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2O ④CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 9．下列有机反应属于取代反应的是 A． B． C． D． 10．天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中错误的是 A．通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应 B．甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必验纯 C．甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应 D．甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水 11．0.5某气态烃能与加成，加成后产物中的氢原子又可被3氯原子取代，则此气态烃可能是 A． B． C． D． 12．在有机合成中，制得的有机物较纯净并且容易分离，则在工业生产中往往有实用价值。试判断下列有机反应在工业上没有生产价值的是 A． B． C． D． 13．下列反应属于取代反应的是 A． B． C． D． 14．光照条件下，甲烷与Cl2会发生反应：。下列化学用语表述错误的是 A．该反应为取代反应 B．甲烷的空间填充模型为 C．Cl2的结构式为 D．CH3Cl的电子式为 15．一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，则该烃的结构简式为 A．CH2=CH2 B．CH3CH=CH2 C．CH3CH=CHCH3 D．CH2=CHCH=CH 16．有机化学中取代反应范畴很广。下列反应中不属于取代反应的是 A．2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O B．CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl C．CH3－CH=CH2+Cl2Cl－CH2CH=CH2+HCl D．CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 17．烷烃与氯气的取代反应属于常见的自由基反应，其中甲烷与氯气反应的部分历程如下： ①引发：等； ②链反应：，等； ③终止：，等以下说法错误的是 A．引发时可以通过热辐射、光照等条件 B．链反应可以反复进行 C．反应产物只有四种 D．产物中可能出现 18．新戊烷的球棍模型为，下列说法不正确的是 A．新戊烷的分子式为 B．新戊烷沸点比正戊烷高 C．新戊烷的一氯代物只有一种 D．新戊烷能与溴在光照下发生取代反应 19．1mol某链状烷烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气246.4L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成四种不同的一氯取代物，该烃的结构简式是 A．   B． C．   D．   20．如图表示页岩气中某些烃类的结构模型： （1）有机物甲的名称为 ，与有机物乙的关系为 。 （2）有机物乙的一氯代物有 种，请你根据甲烷分子的结构推测，有机物乙分子中最多有 个C原子在同一平面内。 （3）写出有机物乙在光照下与氯气反应，甲基上的一个H原子被取代的反应方程式： 。 （4）若有机物甲中的氢原子全部被氯原子取代，则1mol甲消耗 molCl2。 （5）等质量的有机物甲和有机物乙完全燃烧，消耗O2的质量比为 。 21．一个碳原子上如果连有3个氢原子，则这样的氢原子称为伯氢，如果只连有2个氢原子，则这样的氢称为仲氢，例如：-CH3中的氢原子为伯氢，-CH2-中的氢原子为仲氢。已知在烷烃中伯氢和仲氢被取代的活性因反应的条件不同而不同。在高温下伯氢与仲氢被取代的活性相等，则可以称之活性比为1︰1。请回答下列问题： (1)已知丙烷在高温下与氯气发生取代反应，反应式如下： 则在一氯代丙烷中1-氯丙烷在产物中的占有率为 ； (2)常温下丙烷也能与氯气发生取代反应，反应式如下： 则在常温下伯氢和仲氢的相对活性比为 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$