《有机化学》卤代烃的性质和制法（1）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《有机化学》卤代烃的性质和制法（1）-讲义 ①掌握卤代烃的主要性质及卤代烃、醇类、酚类、醛和酮、羧酸、酯之间的相互转化。 ②掌握扎依采夫规则。能判断取代、加成、氧化、还原、聚合、消去、水解、酯化等重要的有机化学反应类型，并能进行简单的有机合成。 ③能综合运用化学知识堆常见的卤代烃进行检验。 知识点一 卤代烃的物理性质 1.物态和颜色 在室温下，只有少数低级卤代烷是气体，例如氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷等。其他常见的卤代烷大多是液体，C15以上的卤代烷是固体。纯净的卤代烷是无色的。溴代烷和碘代烷对光较敏感，光照时缓慢分解游离出卤素而带棕黄色和紫色。 2.溶解性 卤代烷不溶于水，但彼此之间可互溶，也能溶于醇、醚、烃等其他溶剂，有些卤代烷本身就是良好的溶剂。 3.沸点 卤代烷的沸点随分子量的增加而升高。当烃基相同而卤素不同时，其沸点的变化顺序是：RI>RBr>RCI>RF。直链卤代烧的沸点高于含相同碳原子数的带支链的卤代烷，且支链越多，沸点越低，这与烷烃类似。此外，氯代烷、溴代烷、碘代烷与分子量相近的烷烃的沸点相近。 4.相对密度 一氯代烷的相对密度小于1，比水轻。一溴代烷和一碘代烷的相对密度大于1，比水重。在同系列中，卤代烷的相对密度随分子量的增加而减小。这是由于卤原子在分子中的质量分数减小的缘故。 5.火焰颜色 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰，这是鉴定卤代烷的简便方法。 下列物质与水混合后，不出现分层的是（ ） A．乙醇 B．苯 C．四氯化碳 D．己烷 【答案】A 【详解】A．乙醇与H2O以任意比例互溶，因此与H2O混合后不分层，A符合题意； B．苯不溶于水，密度比H2O小，会分层且在H2O的上层，B不符合题意； C．CCl4不溶于水，密度比H2O大，会分层且在H2O的下层，C不符合题意； D．己烷不溶于水，密度比H2O小，会分层且在H2O的上层，D不符合题意；故选A。 1．下列各组混合物不能用分液漏斗分离的是（ ） A．硝基苯和水 B．苯和水 C．溴苯和NaOH溶液 D．氯仿酒精 【答案】D 【详解】A．硝基苯和水不互溶，可以用分液漏斗分离，A正确； B．苯和水不互溶，可以用分液漏斗分离，B正确； C．溴苯和NaOH溶液不互溶，可以用分液漏斗分离，C正确； D．氯仿酒精互溶，不能用分液漏斗分离，D错误；故选D。 2．常温下，下列有机物一定为非气态的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．正戊烷常温下是液态，根据相同碳原子数，支链越多，沸点越低，则新戊烷常温下是气态，故A不符合题意； B．一氯甲烷是气态，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳是液态，故B不符合题意； C．是碳原子数大于4的饱和烃，常温呈液态，故C符合题意； D．是异丁烷，常温下为气态，故D不符合题意。综上所述，答案为C。 3．下列卤代烃中熔点最高的是（ ） A． B． C． D． 【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。 1．化学与科技、生活密不可分，下列说法错误的是（ ） A．制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料 B．“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛 C．制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成 D．卡塔尔世界杯官方用球使用线形结构的新聚氨基酯（PU）材质，具有透气性、热塑性 【答案】C 【详解】A．氮化铝属于新型无机非金属材料，故A正确； B．氯乙烷易气化，气化过程中吸收大量的热，可起到冷冻镇痛的作用，故B正确； C．橡胶属于聚合物，可通过加聚反应人工合成，故C错误； D．线形结构的新聚氨基酯（PU）具有良好的透气性、热塑性，适于制造球类，故D正确；故选：C。 2．下列说法正确的是（ ） A．等物质的量物质燃烧耗O2量：环己烷>苯>苯甲酸 B．沸点：正戊烷>2，2-二甲基戊烷>2，3-二甲基丁烷>丙烷 C．等质量的物质燃烧耗O2量：乙烷>甲烷>乙烯>乙炔 D．密度：CH3CH2CH2Cl>CH3CH2CH2CH2Cl>CH3CH2CH2CH2CH2CH2Cl 【答案】D 【详解】A．苯甲酸改写为C6H6▪ CO2，与等物质的量的苯耗氧量相等，环己烷和苯均含有6个碳原子，物质的量相等，含有H原子数目越大，消耗氧气越多，则等物质的量物质燃烧耗O2量：环己烷>苯=苯甲酸，故A错误； B．烷烃的相对分子质量越大，熔沸点越高，同分异构体中，支链越少沸点越高，支链越多、越散，沸点越低，故沸点：2，2一二甲基戊烷＞2，3一二甲基丁烷＞正戊烷＞丙烷，故B错误； C．根据氢量越高,燃烧耗氧量越高，等质量的CH4中其含氢量最高，所以甲烷> 乙烷>乙烯>乙炔，故C错误； D．饱和一卤代烃的密度随着碳原子数的增多而减小，则有密度：CH3CH2CH2Cl>CH3CH2CH2CH2Cl>CH3CH2CH2CH2CH2CH2Cl，故D正确；故选D。 3．下列混合物中可用分液漏斗分离，且有机物应从分液漏斗上口倒出的是（ ） A．、Br2 B．CH3CH2CH2Cl、H2O C．CCl4、CHCl3 D．CH2BrCH2Br、NaBr（H2O） 【答案】B 【详解】A．溴和溴苯相互溶解，不能用分液漏斗分离，故A不符合题意； B．卤代烃与水互不相溶，且一氯丙烷的密度小于水，分液时有机层从分液漏斗上口倒出，故 B符合题意； C．四氯化碳和三氯甲烷相互溶解，不能用分液漏斗分离，故C不符合题意； D．CH2BrCH2Br与NaBr（H2O）互不相溶，且有机层密度比水大，分液时有机层从分液漏斗下口流出，故D不符合题意；答案B。 · 在室温下，只有少数低级卤代烷是气体，其他常见的卤代烷大多是液体，C15以上的卤代烷是固体。纯净的卤代烷是无色的。溴代烷和碘代烷对光较敏感，光照时缓慢分解游离出卤素而带棕黄色和紫色。 · 卤代烷不溶于水，但彼此之间可互溶，也能溶于醇、醚、烃等其他溶剂。 · 卤代烷的沸点随分子量的增加而升高。当烃基相同而卤素不同时，其沸点的变化顺序是：RI>RBr>RCI>RF。直链卤代烧的沸点高于含相同碳原子数的带支链的卤代烷，且支链越多，沸点越低。 · 一氯代烷的相对密度小于1，比水轻。一溴代烷和一碘代烷的相对密度大于1，比水重。在同系列中，卤代烷的相对密度随分子量的增加而减小。 · 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰。 知识点二 卤代烃的取代反应 卤素原子是卤代烷的官能团。卤代烷的化学性质主要表现在卤素原子上，容易发生卤原子被取代的反应：卤代烷中的烃基也一般发生烃类所固有的反应；从卤代烷分子中消去卤化氢生成碳碳双键—消除反应。 卤代烃的化学性质非常活泼，能发生多种反应而转变成其他类型的各种化合物，所以卤代烃在有机合成中起着桥梁的作用。 1.被羟基取代 卤代烷与稀的氢氧化钠水溶液反应，卤原子被羟基取代生成醇—水解，例如： 2.被氰基取代 伯卤代烷与氰化钠或氰化钾作用时，卤原子被氰基（-CN）取代生成腈—氰解。例如： 卤代烷转变成腈时，分子中增加了一个碳原子，这是有机合成上增长碳链的方法。 3.被氨基取代 伯卤代烷与氨溶液共热，卤原子被氨基（-NH）取代生成胺—氨解。例如： 此反应可用来制备伯胺。 4.被烷氧基取代 卤代烷与醇钠作用，卤原子被烷氧基（RO-）取代生成醚，这个反应称为威廉姆森（Williamson）合成反应，是制备混醚的方法之一。 式中，R和R'可以是烧基，也可以是其他烃基。 5.与硝酸银作用 卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应生成卤化银的沉淀。 卤代烷的活性顺序为：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代。 此反应在有机分析上常用来检验卤代烷。 下列有机反应方程式书写正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 A．苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢，反应方程式为：+HBr↑，A错误； B．苯酚钠溶液通入CO2后生成苯酚和碳酸氢钠，反应方程式为，B错误； C．卤代烃在NaOH溶液中加热发生水解反应生成乙醇、NaBr，反应方程式为：，C错误； D．乙醇与溴化氢浓溶液在加热条件下发生取代反应生成溴乙烷和水，方程式为，D正确；故选D。 1．实验室进行下列实验时，一定不需要使用“沸石”的是（ ） A．制取蒸馏水 B．分馏石油 C．制取乙烯 D．溴乙烷的水解 【答案】D 【详解】A．制取蒸馏水时，为了防止暴沸，需要加入沸石，故A不选； B．分馏石油时，需要通过蒸馏操作完成，需要加入沸石防止混合液体暴沸，故B不选； C．制取乙烯，需要将混合液体加热到170℃，为了防止混合液体暴沸，需要使用沸石，故C不选； D．溴乙烷的水解温度较低，所以不需要使用沸石，故D选；故选：D。 2．下列物质，在NaOH水溶液中，没有发生化学反应的是（ ） A．CH3CH2OH B．CH3CH2Br C．CH3COOH D．CH3COOCH2CH3 【答案】A 【详解】A．CH3CH2OH与氢氧化钠不反应，故A符合题意； B．CH3CH2Br与氢氧化钠水溶液生成乙醇和溴化钠，故B不符合题意； C．CH3COOH与氢氧化钠生成乙酸钠和水，故C不符合题意； D．CH3COOCH2CH3与氢氧化钠反应生成乙酸钠与乙醇，故D不符合题意。综上所述，答案为A。 3．下列说法正确的是（ ） A．淀粉和油脂都是天然高分子化合物 B．由乙醇消去制乙烯和乙烯与水反应制乙醇属于同一反应类型 C．由溴乙烷水解制乙醇、乙酸和乙醇制乙酸乙酯属于同一反应类型 D．石油分馏得到乙烯、丙烯、丁二烯等有机物 【答案】C 【详解】A. 相对分子质量在10000以上的有机化合物为高分子化合物，油脂相对分子质量较小，不属于高分子化合物，A项错误； B. 乙醇消去制乙烯属于消去反应，乙烯与水反应制乙醇属于加成反应，二者反应类型不同，B项错误； C. 溴乙烷水解制乙醇、乙酸和乙醇制乙酸乙酯都属于取代反应，C项正确； D. 石油通过裂化、裂解才能得到乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料，D项错误；答案选C。 1．下列反应中，不属于取代反应的是（ ） A．乙醇与氧气反应生成醛 B．苯与浓硝酸、浓硫酸混合共热制取硝基苯 C．乙醇与浓硫酸加热到140℃ D．乙醇与浓硫酸、溴化钠共热 【答案】A 【详解】A．乙醇与氧气反应生成醛，为乙醇的催化氧化，属于氧化反应不是取代反应，故A项错误； B．苯与浓硝酸、浓硫酸混合共热制取硝基苯，为苯的硝化反应，是用硝基取代了苯环上的一个氢，属于取代反应，故B项正确； C．乙醇与浓硫酸加热到140℃，为两分子的乙醇反应成乙醚的反应，使用乙基取代了一乙醇中羟基氢，属于取代反应，C项正确； D．乙醇与浓硫酸、溴化钠共热为乙醇的溴代反应，是用溴原子取代了乙醇的羟基，故D项正确；本题选A。 2．下列过程的化学用语表述不正确的是（ ） A．与浓盐酸在加热条件下反应： B．将灼热的铜丝插入乙醇中： C．溴乙烷在NaOH水溶液中加热： D．酚酞滴入溶液中，溶液变红： 【答案】C 【详解】A．二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水，故A正确； B．乙醇与氧气在Cu催化条件下加热生成乙醛和水，故B正确； C．溴乙烷在NaOH水溶液中加热发生取代反应生成乙醇、NaBr和水，化学方程式为，故C错误； D．碳酸钠溶液中碳酸根离子水解产生碳酸氢根离子和氢氧根离子，为碱性，酚酞变红，故D正确；故答案为C。 3．下列化学反应的离子方程式书写正确的是（ ） A．由溴乙烷得到乙醇： B．利用硫酸铜溶液除去乙炔中少量硫化氢气体： C．向苯酚钠溶液中滴加稀盐酸：++ D．乙烯使酸性重铬酸钾溶液变色： 【答案】D 【详解】A．由溴乙烷得到乙醇的反应应在NaOH水溶液中进行，，故A项错误； B．硫化氢溶于水形成氢硫酸属于弱酸，不能拆，故B项错误； C．苯酚钠是强电解质，应拆为，其离子方程式为，故C项错误； D．乙烯与酸性重铬酸钾溶液反应的离子方程式为，故D项正确；故选D。 · 卤代烷与稀的氢氧化钠水溶液反应，卤原子被羟基取代生成醇—水解。 · 伯卤代烷与氰化钠或氰化钾作用时，卤原子被氰基（-CN）取代生成腈—氰解。卤代烷转变成腈时，分子中增加了一个碳原子，这是有机合成上增长碳链的方法。 · 伯卤代烷与氨溶液共热，卤原子被氨基（-NH）取代生成胺—氨解。 · 卤代烷与醇钠作用，卤原子被烷氧基（RO-）取代生成醚，这个反应称为威廉姆森（Williamson）合成反应，是制备混醚的方法之一。 · 卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应生成卤化银的沉淀。 · 卤代烷的活性顺序为：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代。 知识点三 卤代烃的消除反应 卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热，分子中脱去一分子HX而生成烯烃。 这种在一定条件下，从分子中相邻两个碳原子上脱去一些小分子，如HX、H2O等，同时形成不饱和烯烃的反应叫消除反应。此法是制备烯烃的方法之一。 在仲卤代烷中，消除卤化氢可在碳链的两个不同方向进行，从而得到两种不同的产物。例如： 通过大量实验，查依采夫（Saytzeff）总结出以下规律：仲卤代烷和叔卤代烷脱卤化氢时，氢原子是从含氢较少的碳原子上脱去的，也就是说生成双键碳上连鹾系较多烃基的烯烃。这就是查依采夫规则。 下列有机物在一定条件下，既能发生消去反应，又能发生水解反应的是（ ） ①    ②    ③    ④ A．①②④ B．②③ C．② D．①②③④ 【答案】C 【详解】①CH3Cl只含有1个碳原子，不能发生消去反应，故①不选； ②CH3CHBrCH3中与Br原子相连碳原子的相邻碳上有氢原子，能发生消去反应，Br原子能够发生水解反应，故②选； ③中与-OH相连碳原子的相邻碳上有氢原子，能发生消去反应，但是不能够发生水解反应，故③不选； ④中与Br原子相连碳原子的相邻碳上没有氢原子，不能发生消去反应，故⑥不选；故选C。 1．下列所示装置或操作能达到实验目的的是（ ） A．图①：验证1-溴丁烷发生消去反应 B．图②：用已知浓度的酸性溶液滴定未知物质的量浓度的溶液 C．图③：比较醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱 D．图④：蒸干溶液获得晶体 【答案】B 【详解】A．乙醇易挥发，也会导致酸性高锰酸钾褪色，不能验证1-溴丁烷发生消去反应，故A错误； B．用已知浓度的酸性溶液滴定未知物质的量浓度的溶液，利用氧化还原反应的滴定原理，记录消耗高锰酸钾的体积，可以测定溶液的浓度，故B正确； C．醋酸具有挥发性，挥发出的醋酸、二氧化碳均能和苯酚钠反应，不能验证醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱，故C错误； D．蒸干溶液，会水解成，应采用降温结晶的方法获得晶体，故D错误；故选B。 2．下列物质不能发生消去反应的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】卤代烃的消去反应条件是在氢氧化钠的醇溶液作用下，与卤原子相连的碳原子必须有相邻的碳原子并且这个相邻的碳原子上必须含有氢原子；CH3Cl 只有一个碳原子，不能发生消去反应；其余三者均可发生消去反应；故选 B。 3．下列实验目的、方案设计和现象、结论都正确的是（ ） 实验目的 方案设计和现象 结论 A 探究溴乙烷消去反应的产物 取2mL溴乙烷、2mL乙醇和少量NaOH固体，在水浴中加热，并把产生的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去 生成了乙烯 B 检验乙酰水杨酸（）中的酯基 向盛有2mL乙酰水杨酸水溶液的试管中滴入2滴稀硫酸，加热。经冷却后滴入溶液，振荡，再加入几滴溶液，溶液显紫色 乙酰水杨酸中有酯基 C 检验某苯酚溶液中是否混有少量苯甲酸 将溶液加到饱和碳酸钠溶液中，无气泡产生 不含苯甲酸 D 检验中含有醛基 取少量待检液于试管中，滴加酸性溶液，紫红色褪去 该有机物中含有醛基 【答案】B 【详解】A．挥发的乙醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色，KMnO4溶液褪色，不能证明溴乙烷消去反应的产物为乙烯，故A错误； B．酯基在酸性条件下水解生成酚羟基，羧基与碳酸氢钠反应，氯化铁遇酚显紫色，由实验操作和现象，可证明含有酯基，故B正确； C．少量苯甲酸与碳酸钠溶液反应生成苯甲酸钠和碳酸氢钠，无二氧化碳生成，则无气泡不能证明不含苯甲酸，故C错误； D．中含有碳碳双键也会使酸性高锰酸钾褪色，不能证明该有机物中含有醛基，故D错误；故选B。 1．检验溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成的气体中是否含有乙烯，装置如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．装置①的作用是除去乙醇 B．装置②中的现象是酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 C．将生成的气体直接通入溴的四氯化碳溶液也可以达到实验目的 D．此实验可以把NaOH乙醇溶液换成浓硫酸 【答案】D 【详解】A．溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，由于乙醇易挥发，生成的乙烯中会混有乙醇，所以可以用水除去混有的乙醇，故A正确； B．生成的气体中含有乙烯，乙烯可以还原酸性高锰酸钾溶液使其褪色，故B正确； C．乙烯可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应使其褪色，而挥发出的乙醇不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故C正确； D．卤代烃的消去反应条件为NaOH乙醇溶液，不能换成浓硫酸，故D错误；故选D。 2．氯乙烷在一定条件下可以发生如下转化生成乙二醇，下列说法正确的是（ ） A．①是消去反应，④是加成反应 B．⑤的反应条件是银氨溶液水浴加热 C．⑤是取代反应，⑥是加聚反应 D．D物质是乙二醛，E是乙二酸 【答案】D 【分析】氯乙烷在氢氧化钠醇溶液加热条件下发生消去反应生成M乙烯，乙烯和卤素单质加成引入2个卤素原子生成N，N在氢氧化钠水溶液加热条件下发生取代反应生成乙二醇，乙二醇氧化为D乙二醛，乙二醛氧化为E乙二酸，乙二酸和乙二醇缩聚生成最终产物； 【详解】A．由分析可知，①是消去反应，④是氧化成反应，A错误； B．⑤为醛氧化为羧酸，若反应条件是银氨溶液水浴加热则生成铵盐，B错误； C．⑤是氧化反应，⑥是缩聚反应，C错误； D．由分析可知，D物质是乙二醛，E是乙二酸，D正确；故选D。 3．下列化学教材中的实验操作，主要不是从安全因素考虑的是（ ） A．1-溴丁烷的消去反应：向烧瓶中加入几片碎瓷片 B．钠与水的反应：切取一块绿豆大的钠放入水中 C．焰色试验；将铂丝用盐酸清洗干净 D．乙酸乙酯的制备：边振荡试管边慢慢加入浓硫酸 【答案】C 【详解】A．1-溴丁烷的消去反应需要在强碱、醇溶液加热条件下进行，向烧瓶中加入几片碎瓷片，可防止液体暴沸，A不符合题意； B．钠与水剧烈反应，反应放热，若实验所用钠块太大，会有爆炸的可能，B不符合题意； C．焰色试验；将铂丝用盐酸清洗干净，是为了洗去铂丝表面的杂质，以免影响实验现象，C符合题意； D．浓硫酸稀释时放出大量的热，且密度比乙醇和乙酸的大，为防止酸液飞溅，应先在试管中加入一定量的乙醇，再缓慢加入浓硫酸，边加边振荡，待冷却后再加入醋酸，D不符合题意；故选：C。 · 卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热，分子中脱去一分子HX而生成烯烃。 · 在仲卤代烷中，消除卤化氢可在碳链的两个不同方向进行，从而得到两种不同的产物。 · 查依采夫规则：仲卤代烷和叔卤代烷脱卤化氢时，氢原子是从含氢较少的碳原子上脱去的，也就是说生成双键碳上连鹾系较多烃基的烯烃。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$