内容正文:
第01讲 饱和烃和卤代烃
目录
01 2
02 体系构建·思维可视 3
03 核心突破·靶向攻坚 3
考点一 烷烃 4
知识点1 烷烃的结构特点和物理性质 4
知识点2 烷烃的化学性质 5
知识点3 烃燃烧的规律和应用 5
知识点4 烷烃的命名 5
考向1 考查烷烃的结构与性质 7
考向2 考查烷烃的燃烧规律 9
考向3 考查烷烃的命名 9
考点二 卤代烃 11
知识点1 卤代烃的结构及性质 11
知识点2 卤代烃的检验 14
考向1 考查卤代烃的结构与性质 15
【思维建模】结构决定性质
考向2 考查卤代烃的检验 18
【思维建模】卤代烃中卤素原子的检验方法
考向3 考查卤代烃在有机合成中的作用 22
【思维建模】卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用
0429
考点要求
考察形式
2025年
2024年
饱和烃(烷烃)、卤代烃
结构与分类
非选择题
T3(4)、(6)
T9(4)、(6)
饱和烃(烷烃)、卤代烃化学性质与变化
非选择题
饱和烃(烷烃)、卤代烃的转化与应用
非选择题
T3(9)
T9(8)
考情分析:
1:考查题型:
选择题:侧重基础概念,如饱和烃结构、卤代烃反应条件。
有机推断题:以卤代烃为中间体,考查合成路线设计、反应类型判断。
实验题:围绕卤代烃性质,如卤素原子检验、反应速率探究。
2.分值占比:
有机化学整体占 15%-20%,饱和烃和卤代烃占其中 3%-5%(约 4-6 分),分值随命题侧重略有波动。
3.命题趋势:
结合真实情境(药物合成、环保等),强调知识应用与综合素养,如氟氯烃环保问题、新型材料合成。
复习目标:
1.掌握烷烃(通式CnH 2n+2、取代反应)和卤代烃(碳卤键、水解 / 消去反应条件)的结构与性质。
2.了解饱和烃的能源应用及卤代烃在有机合成中的桥梁作用。
3.提升有机推断中反应分析与方程式书写能力。
4.熟练设计卤代烃实验(如卤素检验),并能分析误差。
5.增强陌生情境下知识迁移能力(如创新合成路线设计)。
6.建立 “结构 - 性质 - 用途” 逻辑,培养微观探析能力。
7.结合环保、工业案例,树立绿色化学与社会责任意识。
考点一 烷烃
知识点1 烷烃的结构特点和物理性质
1.烷烃的结构
结构特点:
①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连,对于烷烃中的任意一个碳原子来说,它周围的4个原子以它为中心构成四面体,当它连接的4个原子或原子团相同时,则为正四面体,否则就不是正四面体。
②链状烷烃为开链式结构,可以是直链,也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线形,为锯齿形。
③烷烃中C—H单键和C—C单键都可以旋转。
2.烷烃的物理性质
(1)状态:当碳原子数小于或等于4时,烷烃在常温下呈气态
(2)溶解性:不溶于水,易溶于苯、乙醚等有机溶剂
(3)熔、沸点
①碳原子数不同:碳原子数的越多,熔、沸点越高;
CH3CH2CH2CH2CH2CH3>CH3-CH2CH3
②碳原子数相同:支链越多,熔、沸点越低
CH3CH2-CH2CH3>CH3-CH3
③碳原子数和支链数都相同:结构越对称,熔、沸点越低
CH3-CH2CH3>
(4)密度:随碳原子数的增加,密度逐渐增大,但比水的小
得分速记
1.烷烃是饱和烃,所有碳原子是sp3杂化,空间构型是以碳原子为中心的四面体,不可能所有原子共平面。
2.烷烃的碳原子数目越多,熔沸点越大;碳原子数目相同,支链越多,熔沸点越大。
知识点2 烷烃的化学性质
1.稳定性:常温下烷烃很不活泼,与强酸、强碱、强氧化剂和还原剂都不发生反应。
(1)性质
(2)烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.氧化反应
(1)可燃性:CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
(2)KMnO4(H+):不褪色
3.分解反应:烷烃受热时会分解产生含碳原子数较少的烷烃和烯烃
C16H34C8H16+C8H18
4.取代反应
(1)反应举例:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl(一氯取代)
(2)反应条件:光照和纯净的气态卤素单质
①在光照条件下烷烃能够使溴蒸汽褪色
②在光照条件下烷烃不能使溴水褪色。
③在光照条件下烷烃不能使溴的四氯化碳溶液褪色。
④液态烷烃能够和溴水发生萃取,液体分层,上层颜色深,下层颜色浅。
(3)化学键变化:断裂C-H键和X-X键;形成C-X键和H-X键
(4)取代特点:分子中的氢原子被卤素原子逐步取代,往往是各步反应同时发生
(5)产物种类:多种卤代烷烃的混合物,HX的物质的量最多
(6)产物的量
①根据碳元素守恒,烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质的量之和
②根据取代反应的特点,有机物中卤素的物质的量等于HX的物质的量等于反应了的X2的物质的量,即反应了的n(X2)=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+……=n(HX)=n(C-X)
得分速记
1.反应条件:气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。
2.产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX。
3.定量关系(以Cl2为例):即取代1 mol氢原子,消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl。
知识点3 烃燃烧的规律和应用
1.烃(CxHy)完全燃烧的化学方程式CxHy+(x+)O2xCO2+H2O(g)
2.烃(CxHy)完全燃烧耗氧量规律
(1)等物质的量
①(x+)的值越大,耗氧量越多
②x值越大,产生的CO2越多
③y值越大,生成的水越多
(2)等质量
①的值越大,耗氧量越多
②的值越大,生成的水越多
③的值越大,产生的CO2越少
(3)总质量一定的有机物以任何比例混合
①特点:生成的CO2和H2O量、耗氧量都相同
②规律:各有机物的最简式相同
3.烃完全燃烧体积变化规律
(1)温度≥100℃,ΔV=-1
①当y=4时,反应后气体的体积(压强)不变
②当y<4时,反应后气体的体积(压强)减少
③当y>4时,反应后气体的体积(压强)增大
(2)温度<100℃,ΔV=-(1+)
4.烃不完全燃烧的规律
(1)氢元素全部变成H2O,可以根据如下关系式:CxHy ~H2O计算
(2)碳元素变成CO或CO2或CO和CO2的混合物,可以根据碳元素守恒:n(C)=n(CO)+n(CO2)计算
得分速记
1.烃完全燃烧耗氧量大小的比较。
①等质量的烃(CxHy)完全燃烧,耗氧量与碳元素(或氢元素)的质量分数有关,碳元素质量分数越小(或氢元素质量分数越大),耗氧量越多。
②等质量的烃,若最简式相同,则完全燃烧耗氧量相同,且燃烧产物的量均相同。推广:最简式相同的有机化合物无论以何种比例混合,只要总质量相同,完全燃烧耗氧量就不变。
③等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量取决于值的大小,其值越大,耗氧量越多。
④等物质的量的不饱和烃和该烃与水加成的产物(如乙烯和乙醇)或该烃与水加成的产物的同分异构体完全燃烧,耗氧量相同。
2.气态烃完全燃烧前后气体体积的变化。
根据烃燃烧通式CxHy+O2xCO2+H2O推断,燃烧后温度高于100 ℃即水为气态时:ΔV=V后-V前=-1。
①y>4时,ΔV>0,体积增大;
②y=4时,ΔV=0,体积不变;
③y<4时,ΔV<0,体积减小。
知识点4 烷烃的命名
1.普通命名法
(1)直链烷烃的命名:碳原子数后加“烷”字
①碳原子数的表示方法碳原子数在十以内
碳原子数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
名称
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
庚烷
辛烷
壬烷
癸烷
②碳原子数在十以上的用中文数字表示。例如,十四个碳的直链烷烃称为十四烷。
(2)支链烷烃的命名:当碳原子数相同时,在名称前面加正、异、新等。
结构
简式
CH3CH2CH2CH2CH3
名称
正戊烷
异戊烷
新戊烷
2.系统命名法
(1)命名原则
①最长:含碳原子数最多的碳链作主链。
②最近:离支链最近的一端开始编号。
③最多:若存在多条等长主链时,应选择含支链数最多的碳链为主链(选A)。
④最简:若有两个不同支链且分别处于主链两端同等距离,则从简单的一端开始编号。
⑤最小:取代基编号位次之和最小。
(2)命名步骤
(3)写名称
按主链的碳原子数称为相应的某烷,在其前写出支链的位号和名称。原则是先简后繁,相同合并,位号指明。阿拉伯数字之间用“,”相隔,汉字与阿拉伯数字之间用“-”连接。
命名为2,4,6-三甲基-3-乙基庚烷。
得分速记
烷烃系统命名正误判断的方法
1.直接排除法
(1)主链选择错误。若烷烃中出现“1-甲基”“2-乙基”(或倒数第2号碳原子上有乙基)“3-丙基”等,则为主链选择错误。
(2)名称书写是否规范。
①必须用2、3、4等表示取代基位置且位次和最小,即使同一个碳原子上连两个相同取代基也不能省略。数字之间用“,”隔开。
②必须用二、三、四等汉字表示相同取代基的数目。
③名称中凡阿拉伯数字与汉字之间必须用短线“-”隔开。
④必须把简单取代基写在前面,然后取代基依次变复杂。
2.重新命名法
将烷烃结构展开或由题给烷烃名称写出碳骨架结构,利用系统命名法进行命名,看名称是否一致。
考向1 考查烷烃的结构与性质
例1 (22-23高三上·上海松江·期中)下列四种烃的碳骨架,以下关于四种烃的说法错误的是
A.a的名称是2-甲基丙烯 B.b的同分异构体有两种
C.c的一氯代物有两种 D.d中所有碳原子共平面
【答案】D
【详解】A.根据碳骨架可知a的结构简式为(CH3)2C=CH2,主链含有碳碳双键,3个碳原子,2号碳上有一个甲基,所以名称为2-甲基丙烯,A正确;
B.根据碳骨架可知b为新戊烷,其同分异构体还有正戊烷、异戊烷两种,B正确;
C.根据碳骨架可知c有两种环境的碳原子,一氯代物有两种,C正确;
D.d为环己烷,结合甲烷的空间构型可知该物质不可能所有碳原子共平面,D错误;
综上所述答案为D。
【变式训练1·变载体】(2025·湖南·二模)资料表明,烷烃的卤代反应为自由基反应,自由基是分子在光、热等外界条件下共价键发生均裂(指共价键断裂时均等的将共用电子对分配给成键的两个原子)而形成的原子或原子团,在水中不易形成。下图是氯气与甲烷发生取代反应的能量变化图。下列说法不正确的是
A.烷烃可与卤素气态单质发生卤代反应
B.烷烃可与溴水发生取代反应
C.烷烃可在光照或高温下发生卤代反应
D.产物中可能含有乙烷
【答案】B
【详解】A.资料表明烷烃的卤代反应为自由基反应,且在水中不易形成自由基,说明烷烃可与卤素气态单质发生卤代反应,A正确;
B.因为自由基在水中不易形成,而溴水是水溶液体系,所以烷烃不能与溴水发生取代反应,B错误;
C.已知自由基是分子在光、热等外界条件下共价键发生均裂形成的,所以烷烃可在光照或高温下发生卤代反应,C正确;
D.在甲烷与氯气的卤代反应中,会产生甲基自由基,两个甲基自由基可以结合生成乙烷,所以产物中可能含有乙烷,D正确;
故选B。
【变式训练2】(23-24高三上·河北·阶段练习)已知丁烷的二氯代物有9种(以下结构均不考虑立体异构),丁烷与有机物M[(CH3CH2)2CHCH2CH3]互为同系物。下列说法错误的是
A.丁烷的八氯代物有9种
B.丙烷与互为同系物
C.有机物M的一氯代物有3种
D.有机物M的碳原子都可能处在同一平面上
【答案】D
【详解】A.丁烷的分子式为C4H10,二氯代物有9种,八氯代物也有9种,A正确;
B.丙烷与均为烷烃,结构相似、分子组成相差3个—CH2原子团,故二者互为同系物,B正确;
C.M中有三个乙基连在同一个碳上,有3种氢,故有3种一氯代物,C正确;
D.M的中间碳原子连有三个碳原子,故所有碳原子不可能处在同一平面上,D错误;
答案选C。
【科技前沿与学科知识结合】【变式训练4】(23-24高三上·上海·期中)中科院大连化学物理研究所开发出了一种高效稳定的氮掺杂碳负载的Ru单原子催化剂(Ru1/NC)用于高温丙烷脱氢制丙烯反应,下列说法中正确的是
A.丙烯可以发生加聚反应 B.丙烷可以使酸性KMnO4溶液褪色
C.丙烷分子中所有原子一定共面 D.丙烷脱氢产生丙烯的反应是加成反应
【答案】A
【详解】A.丙烯含有碳碳双键,能发生加聚反应生成聚丙烯,A项正确;
B.丙烷属于烷烃,不可以使酸性KMnO4溶液褪色,B项错误;
C.丙烷分子的碳链为锯齿状,形成四面体形状,丙烷分子中所有原子不可能在同一平面上,C项错误;
D.丙烷脱氢产生丙烯的反应是有机物去氢的反应,为氧化反应,D项错误;
答案为A。
考向2 考查烷烃的燃烧规律
例2 (24-25高三上·上海·期中)下列各组混合物,不论以何种比例混合,只要总质量一定,经充分燃烧后,生成二氧化碳为一常量的是
A.乙炔和苯 B.甲烷和乙烷 C.丙烯和丙炔 D.乙烯和甲烷
【答案】A
【分析】总质量一定,不论以何种比例混合,完全燃烧后生成的二氧化碳和水的质量也总是定值,则最简式相同,据此分析。
【详解】A.乙炔和苯的最简式均为CH,故A符合题意;
B.甲烷和乙烷最简式不同,故B不符合题意;
C.丙烯和丙炔最简式不相同,故C不符合题意;
D.乙烯和甲烷最简式不相同,故D不符合题意;
故答案选A。
【变式训练1】(2020·上海·模拟预测)常温常压下,某烃和氧气的混合气体4L,点燃后恰好完全燃烧,通过浓硫酸后恢复到原来状态,体积变为2L。则符合题意的某烃为( )
A.C4H8 B.C3H8 C.C2H2 D.CH4
【答案】B
【详解】设烃的化学式为CxHy,烃燃烧方程式为:CxHy+()O2xCO2+H2O,浓硫酸吸收水蒸气,恢复到原来条件,反应前后气体体积减少一半,相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比,即(1+-x)=(1+),y=4(x-1),常温常压下该烃是气态,则x≤4,
若x=1,则y=0,不存在这种烃;
若x=2,则y=4,为乙烯,分子式为C2H4;
若x=3,则y=8,为丙烷,分子式为C3H8;
若x=4,则y=13,不存在这种烃,
根据分析可知,符合题意的某烃为C3H8,
故选:B。
【变式训练2·变考法】(23-24高三上·山东滨州·阶段练习)标准状况下无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀的质量为;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,测得其增重。下列说法正确的是
A.该气体若是单一气体,则可能为或
B.该气体可能由等物质的量的和组成
C.能确定该气体是否含氧元素
D.该气体不可能由等物质的量的和组成
【答案】B
【分析】根据有机物燃烧时,有机物中的碳全部转化为二氧化碳,二氧化碳与足量的氢氧化钙完全反应,生成不溶于水的白色沉淀碳酸钙,利用生成碳酸钙的质量计算燃烧生成二氧化碳的质量;碱石灰既能吸收燃烧生成的水,又能吸收燃烧生成的二氧化碳,因此,增重的质量即燃烧生成二氧化碳和水的质量总和,从而求出水的质量,根据生成二氧化碳和水的质量计算出可燃物中C、H元素的物质的量,再根据条件求出分子式。
【详解】根据碳守恒n(CO2)=n(CaCO3)=,则m(CO2)=0.14mol×44g/mol=6.16g,而碱石灰既能吸收燃烧生成的水,又能吸收燃烧生成的二氧化碳,因此,增重的质量即燃烧生成二氧化碳和水的质量总和:m(CO2)+m(H2O)=8.68g,m(H2O)=8.68g-6.16g=2.52g,无色可燃气体n(气体)= ,n(C)=n(CO2)=0.14mol,n(H)=2n(H2O)=2×=0.28mol,即0.07mol气体中含有0.14molC,0.28molH,所以1mol气体中含有2molC,4molH,可能含有氧元素,若为单一气体,则该气体的分子式是C2H4,C2H4Ox(常温下不是气体),若为等物质的量的两种气体的混合物,所以在2mol混合气体中,应含有4molC原子,8molH原子,这两种气体可能是C4H6和H2(或“C3H8和CO”或“C3H6和CH2O”等),故本题应选B。
考向3 考查烷烃命名
例3 (24-25高三上·上海·期中)写出2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式: 。
【答案】
【详解】
2,6-二甲基-4-乙基辛烷,即主链有8个碳原子,且2号、6号C原子上连有甲基,4号C原子上连有乙基,故结构简式为。
【变式训练1】(2024高三·江苏·专题练习)用系统命名法命名下列烷烃:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) 。
【答案】(1)2-甲基丁烷
(2)2,4-二甲基己烷
(3)2,5-二甲基-3-乙基己烷
(4)3,5-二甲基庚烷
【分析】烷烃命名时必须按照三条原则进行:①选最长碳链为主链,当最长碳链不止一条时,应选支链多的为主链,②给主链编号时,应从距离取代基最近的一端开始编号,若两端距离取代基一样近,应从使全部取代基位号之和最小的一端来编号,③命名要规范。
【详解】(1)图示物质主链有4个碳,取代基在2号碳上,所以命名为2-甲基丁烷;
故答案为:2-甲基丁烷。
(2)主链最长的碳链含有6个C,编号从右边开始,在2,4号C各含有一个甲基,该有机物命名为:2,4-二甲基己烷;
故答案为:2,4-二甲基己烷。
(3)主链最长的碳链含有6个C,编号从右边开始,在2,5号C各含有一个甲基,在3号C含有一个乙基,故该烃的名称为:2,5-二甲基-3-乙基己烷;
故答案为:2,5-二甲基-3-乙基己烷。
(4)主链最长的碳链含有7个C,编号从右边开始,在3,5号C各含有一个甲基,故名称为3,5二甲基庚烷;
故答案为:3,5-二甲基庚烷。
【变式训练2·变考法】(24-25高三上·上海·期中)键线式表示的分子式 ;系统命名 。
【答案】 C6H14 2-甲基戊烷
【详解】
根据键线式,结构简式为,表示的分子式C6H14;主链上有5个碳原子,2号碳原子上有1个甲基,系统命名为2-甲基戊烷。
考点二 卤代烃
知识点1 卤代烃的结构及性质
1.概念
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基),饱和一元卤代烃通式:CnH2n+1X(n≥1)。
(2)官能团是卤素原子或碳卤键。
2.物理性质
(1)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高,同系物的沸点随碳原子数增加而升高;
(2)溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂;
(3)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。
(4)常温常压下,除CH3Cl、CH3CH2Cl等少数为气体外,其余为液体或固体。
3.化学性质
(1)水解反应
①反应条件:氢氧化钠的水溶液、加热。
②C2H5Br在碱性条件下水解的化学方程式为:C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr。
③用R—CH2—X表示卤代烃,碱性条件下水解的化学方程式为
R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX。
(2)消去反应
①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、HBr等),而生成含不饱和键化合物的反应。
②卤代烃消去反应条件:氢氧化钠的醇溶液、加热。
③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为:CH3CH2Br+NaOHCH2===CH2↑+NaBr+H2O。
④用R—CH2—CH2—X表示卤代烃,消去反应的化学方程式为
R—CH2—CH2—X+NaOHR—CH==CH2+NaX+H2O。
(3)卤代烃的水解反应和消去反应的比较
反应类型
水解反应
消去反应
结构特点
一般是一个碳原子上只有一个-X
与-X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子
反应实质
一个-X被-OH取代
R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX
从碳链上脱去HX分子
+NaOH+NaX+H2O
反应条件
强碱的水溶液,常温或加热
强碱的醇溶液,加热
反应特点
有机的碳架结构不变,-X变为-OH,无其它副反应
有机物碳架结构不变,产物中有碳碳双键或碳碳叁键生成,可能有其它副反应发生
产物特征
引入—OH,生成含—OH的化合物
消去HX,生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和键的化合物
结论
溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应
(4)消去反应的规律
①两类卤代烃不能发生消去反应
结构特点
实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
、
②有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:
+NaOHCH2==CH—CH2—CH3(或CH3—CH==CH—CH3)+NaCl+H2O
③型卤代烃,发生消去反应可以生成R—C≡C—R,如
BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O
4.获取方法
(1)取代反应,如:
①苯与Br2反应的化学方程式:
。
②C2H5OH与HBr反应的化学方程式:
C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
(2)不饱和烃的加成反应,如:
①丙烯与Br2 反应的化学方程式:
CH2===CHCH3+Br2――→CH2BrCHBrCH3
②丙烯与 HBr反应的化学方程式:
CH3—CH===CH2+HBrCH3—CHBr—CH3(或CH3—CH2—CH2Br)。
③乙炔与HCl制氯乙烯的化学方程式:
CH≡CH+HClCH2===CHCl。
5.卤代烃在有机合成中的重要作用——“桥梁”作用
(1)引入新官能团;
(2)实现官能团的移位;如:
(3)变换官能团的个数;如:
(4)增长碳链;
(5)成环等。
6.卤代烃对环境、健康产生的影响
氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的主要原因。
得分速记
1.卤代烃不属于烃类,而且有的卤代烃分子中不含氢原子,如CCl4等。
2.卤代烃是发生水解反应还是消去反应,主要看反应条件——“无醇得醇,有醇得烯或炔”。
3.卤代烃消去反应的规律
(1)反应原理:
(2)规律:
①两类卤代烃不能发生消去反应
结构特点
实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
②有两种或三种邻位碳原子,且邻位碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。
③型卤代烃,发生消去反应可以生成R—C≡C—R。
知识点2 卤代烃的检验
1.实验原理:
R—X+H2OR—OH +HX、HX+NaOH=NaX+H2O HNO3+NaOH=NaNO3+H2O、AgNO3+NaX=AgX↓+NaNO3
根据沉淀(AgX)的颜色(白色、淡黄色、黄色)可确定卤素原子种类(氯、溴、碘)。
2.实验流程
①取少量卤代烃;②加入NaOH溶液;③加热煮沸(或水浴加热);④冷却;⑤加入稀硝酸酸化;⑥加入硝酸银溶液。即
3.特别提醒
①卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,必须转化成X-,酸化后方可用AgNO3溶液来检验。
②将卤代烃中的卤素转化为X-,可用卤代烃的水解反应,也可用消去反应(与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢)。
得分速记
加入稀硝酸酸化的目的:
一是中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响;
二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。如果不加HNO3中和,则AgNO3溶液直接与NaOH溶液反应产生暗褐色Ag2O沉淀。
考向1 考查卤代烃的结构与性质
例1 (2022·上海奉贤·二模)如图为M的合成路线,下列说法错误的是
A.反应①的产物可能有三种
B.试剂Ⅰ为氢氧化钠醇溶液
C.A的分子式为C6H8
D.若用18O标记Z中的氧原子,则M中含有18O
【答案】B
【分析】根据Z中羟基的位置可知,Y为: ;故反应①为1,4加成,X为: ;
【详解】A.反应①的产物可能有三种: ,A项正确;
B.反应③为卤代烃水解,试剂Ⅰ为氢氧化钠水溶液,B项错误;
C.A的分子式为C6H8,C项正确;
D.若用18O标记Z中的氧原子,酯化反应酸脱羟基醇脱氢,M为: ,则M中含有18O,D项正确;
答案选B。
思维建模 结构决定性质
解答此类试题的关键是根据所给文本信息提取有效信息并正确解读,结构决定性质,官能团往往决定有机物的主要化学性质。解题的基本思路如下:
卤代烃水解反应:氢氧化钠的水溶液、加热
碳原子杂化方式和空间构型
根据题目所给反应条件推断卤代烃的化学性质
官能团种类:
Cl、Br、I
结构分析
卤代烃消去反应:氢氧化钠的醇溶液、加热
【变式训练1】(24-25高三上·上海·期中)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯在工业上的获得方法是石油裂解
B.X的结构简式为CH3CH=CHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
【答案】B
【分析】
CH3-CH=CH2与Br2的CCl4溶液发生加成反应,生成(Y);CH3-CH=CH2与Br2在光照条件下发生甲基上的取代反应,生成(X);CH3-CH=CH2在催化剂作用下发生加聚反应,生成(Z)。
【详解】A.石油裂解是一种将长链烃类化合物分解为较短链烃的过程,在工业上可以获得丙烯,A正确;
B.由分析可知,X的结构简式为,B错误;
C.Y()与足量KOH醇溶液共热,发生消去反应,可生成丙炔(CH3C≡CH)和KBr等,C正确;
D.由分析可知,聚合物Z为,链节为,D正确;
故选B。
【变式训练2】(2022·上海金山·一模)丹参醇具有抗心律失常作用,其合成路线中的一步反应如下。有关说法正确的是
A.Y的分子式为 B.Y不能发生消除反应
C.X所有原子位于同一平面 D.X和Y可用(H+)鉴别
【答案】A
【详解】A.由结构可知,Y的分子式为,A正确;
B.Y中羟基直接相连的碳的邻位碳上有氢原子,能发生消除反应,B错误;
C.X中含有3个直接相连的饱和碳原子,所有原子不会位于同一平面,C错误;
D.X和Y均含碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不可用(H+)鉴别,D错误;
故选A。
考向2 考查卤代烃的检验
例1(23-24高三上·上海虹口·开学考试)实验室常用如下左装置制取溴乙烷。在圆底烧瓶中加入溴化钠、浓、乙醇和适量的水,加热可收集到溴乙烷。所涉及的有关物质的物理性质见下表:
乙醇
溴乙烷
沸点(℃)
78
38.4
密度()
0.79
1.45
水溶性
互溶
不溶
(1)写出有机化合物所含官能团名称。溴乙烷: ;乙醇: 。
(2)完成用此法制备溴乙烷的反应式:
①;
② 。
其中反应②是一个可逆反应,在实验中采取的措施 (任写一种),以提高溴乙烷的产率。
(3)反应时若温度过高,可看到有红棕色气体产生,其成分为 (写分子式)。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 。
(4)反应物中加入适量水,除了溶解NaBr使反应物接触更充分外,还可以 (双选)。
a.降低硫酸浓度,减少副反应 b.减少HBr的挥发
c.使反应混合物分层 d.防止反应体系温度过高
(5)烧瓶中除了加入反应物外,还需加入几片碎瓷片,目的是 。实验进行的途中若发现未加入碎瓷片,正确的处理方法是 。
(6)下列最适宜作为溴乙烷收集装置的是 。
a
b
c
d
(7)制得的粗溴乙烷中会含有少量而呈黄色,可先用溶液洗涤,再水洗干燥后 (填操作名称)。洗涤过程用到的主要玻璃仪器是 。
(8)完成溶液洗涤时发生反应的离子方程式并标明电子转移方向和数目: 。
_______
(9)能否改用NaOH溶液洗涤粗溴乙烷?说明原因 。
(10)检验溴乙烷官能团的正确操作顺序是:取少量溴乙烷,然后 (填代号)。
①加热;②加入溶液;③加入稀酸化;④加入NaOH溶液;⑤冷却
【答案】(1) 碳溴键 羟基
(2) 将溴乙烷蒸出 浓硫酸吸水
(3) 水浴加热
(4)ab
(5) 防止暴沸 熄灭酒精灯,恢复到室温后加入碎瓷片
(6)D
(7) 蒸馏 分液漏斗
(8)
(9)否,溴乙烷在NaOH溶液中会发生水解反应
(10)④①⑤③②
【分析】本实验通过制备HBr,HBr再与乙醇发生取代反应得到溴乙烷:,最后蒸馏得到溴乙烷。
【详解】(1)溴乙烷的官能团为碳溴键,乙醇的官能团为羟基。
(2)由分析可知化学方程式为,为提高溴乙烷的产率,可通过移除产物的方式提高产率,结合各物质沸点分析可采取蒸出溴乙烷的方式提高产率。
(3)升高温度,浓硫酸将HBr氧化为红棕色的Br2,为控制温度,宜水浴加热。
(4)加入适量的水,可降低硫酸浓度,减少副反应浓硫酸的氧化作用或其他反应,也可减少HBr的挥发。
(5)碎瓷片的作用为防止暴沸,若忘记加入碎瓷片,则熄灭酒精灯,恢复到室温后加入碎瓷片。
(6)a中形成封闭体系,无法吸收溴乙烷;b、c 容器口敞开,溴乙烷易挥发,冷凝效果差;d中溴乙烷冷凝后因密度大于水在冰水下方且不易挥发,故选d。
(7)分离溴乙烷宜用蒸馏,洗涤过程用到的主要玻璃仪器是分液漏斗。
(8)
与Br2反应时根据得失电子守恒和电荷守恒可得,失去两个电子,得到两个电子,故用单线桥描述电子转移为 。
(9)改用NaOH溶液洗涤粗溴乙烷会发生水解反应,故不可以。
(10)检验溴乙烷官能团溴原子,需要溴乙烷先在氢氧化钠溶液中水解加热反应生成溴化钠,冷却后加入硝酸酸化的硝酸银,生成浅黄色沉淀证明含溴原子,正确。操作顺序是:取少量溴乙烷,然后④加入NaOH溶液,①加热,⑤冷却,③加入稀HNO:酸化,②加入AgNO3溶液,故答案为:④①⑤③②。
思维建模 卤代烃中卤素原子的检验方法
RX
【变式训练1】(2022·上海虹口·一模)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中试剂不能检测a中生成产物的是
a中反应
b中检测试剂
A
与浓生成的
紫色石蕊溶液
B
浓与碳生成的
澄清石灰水
C
与乙醇溶液生成的丙烯
溴水
D
浓与溶液生成的
酚酞试液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.与浓生成的,氯气通入紫色石蕊溶液,石蕊溶液先变红再褪色,b中试剂不能检测a中生成产物,故A不选;
B.C与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫和二氧化碳,二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,则澄清石灰水不能说明C与浓硝酸共热反应生成,故B选;
C.乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇不能与溴水反应,则2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体,则溴水褪色能说明2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,故C不选;
D.浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气,则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气,故D不选;
故选
【变式训练2】(24-25高三上·上海·期中)下列实验方案正确的是
A.区别苯和甲苯的方法是滴加酸性高锰酸钾溶液
B.实验室配制银氨溶液的方法是向2%的氨水中逐滴滴入2%的硝酸银溶液至过量
C.向某溶液中加入银氨溶液并水浴加热,有银镜生成则证明原物质结构一定是醛
D.检验卤代烃中的卤原子,先加氢氧化钠溶液加热,再加硝酸银
【答案】A
【详解】A.甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不能,故可用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和甲苯,A正确;
B.银氨溶液的配制必须是向硝酸银稀溶液中逐滴加入稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解为止,B错误;
C.可通过银镜反应证明有机物中含有醛基,该物质不一定是醛,C错误;
D.检验卤代烃中的卤原子,先加氢氧化钠溶液加热,然后再加入硝酸使溶液呈酸性,最后再加入硝酸银溶液,D错误;
故选A。
【变式训练3】(2025·海南·模拟预测)下列关于常见有机实验的说法错误的是
A.实验室制乙烯时,将温度计水银球插入反应液中,控制反应温度为170℃
B.用乙醛与银氨溶液做银镜实验后,用稀硝酸清洗试管壁上的银
C.苯的硝化反应实验中,应先加入浓硝酸,再慢慢加入浓硫酸,冷却后加入苯
D.检验1-溴丁烷中的溴元素,需先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,观察沉淀颜色
【答案】D
【详解】A.实验室制乙烯的反应为浓硫酸作用下乙醇在170℃条件下发生消去反应生成乙烯和水,所以制乙烯时,将温度计水银球插入反应液中,控制反应温度为170℃,防止发生副反应,故A正确;
B.银能与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,所以用乙醛与银氨溶液做银镜实验后,要用稀硝酸清洗试管壁上的银,故B正确;
C.苯的硝化反应实验中,应先加入浓硝酸,再慢慢加入浓硫酸混合得到混酸,冷却后再缓慢加入苯,然后在水浴加热条件反应制得硝基苯,故C正确;
D.1-溴丁烷是非电解质,不能电离出溴离子,不能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成溴化银淡黄色沉淀,故D错误;
故选D。
考向3 考查卤代烃在有机合成中的作用
例1(21-22高三上·上海杨浦·阶段练习)缓释布洛芬是常用的解热镇痛药物,其一种合成路线如图:
已知:①RCOOHRCOCl
②
③R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
(2)反应①的化学方程式是: 。
(6)以丙烯为起始原料制备丙酮酸甲酯()的合成路线如下,请补充完整 (无机试剂任选)。
【答案】(2)+2NaOHCH2=C(CH3)COONa+NaCl+2H2O
(6)CH2=CHCH3CH3CHBrCH2BrCH3CH(OH)CH2OHCH3COCHOCH3COCOOHCH3COCOOCH3
【分析】J发生加聚反应生成缓释布洛芬,由缓释布洛芬的结构简式知,J的结构简式为;A的分子式为C4H8O2,A与SOCl2发生题给已知①的反应生成E,A与PCl3加热反应生成,则A的结构简式为,E的结构简式为;E→F→G发生题给已知②的反应,G的分子式为C14H20O3,则X的结构简式为、F的结构简式为、G的结构简式为,G与浓硫酸加热反应生成H,H与H2在Ni存在加热条件下反应生成I,H的结构简式为、I的结构简式为;发生反应①生成B,B与H+反应生成C,C与C2H6O2反应生成D,D与I在催化剂存在加热条件下发生题给已知③的反应生成J,则C的结构简式为CH2=C(CH3)COOH、D的结构简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH。
【详解】(2)反应①为与NaOH醇溶液的反应,反应的化学方程式为+2NaOHCH2=C(CH3)COONa+NaCl+2H2O;答案为:+2NaOHCH2=C(CH3)COONa+NaCl+2H2O;
(6)CH3COCOOCH3可由CH3COCOOH和CH3OH发生酯化反应制得;对比CH3COCOOH和CH3CH=CH2的结构简式,碳骨架不变、引入2个官能团,故先由CH2=CHCH3和溴/CCl4发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,然后CH3CHBrCH2Br发生水解反应生成CH3CH(OH)CH2OH,CH3CH(OH)CH2OH发生催化氧化生成CH3COCHO,CH3COCHO继续催化氧化得到CH3COCOOH,合成路线为CH2=CHCH3CH3CHBrCH2BrCH3CH(OH)CH2OHCH3COCHOCH3COCOOHCH3COCOOCH3;答案为:CH2=CHCH3CH3CHBrCH2BrCH3CH(OH)CH2OHCH3COCHOCH3COCOOHCH3COCOOCH3。
思维建模 卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用
(1)引入新官能团;(2)实现官能团的移位;(3)增长碳链;(4)成环等。
【多步骤反应流程机理图】【变式训练1】(21-22高三上·上海宝山·期中)某功能高分子P的合成路线如下:
(1)反应①、③所需试剂与条件分别是 、 。反应②、③的反应类型分别是 、 。
(2)设计实验证明该物质属于溴代烃的方法是 。
(3)写出反应⑥的化学方程式 。
(4)设计实验方案证明反应⑤中B是否已完全转化为C 。
(5)任写一种同时满足下列要求的E的同分异构体的结构简式 。
Ⅰ.属于酯类化合物 Ⅱ.分子中含有一个六元环
(6)写出由1,3-丁二烯为原料制备2-溴-1,4丁二醇合成路线 。(合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)
【答案】(1) NaOH水溶液、加热 浓硫酸、加热 取代反应 消去反应
(2)将与过量NaOH溶液溶液混合加热,再向混合溶液中加入过量的稀硝酸,加入硝酸银溶液,若有浅黄色沉淀生成,则证明是溴代烃
(3)+3NaOHNaOOC-CH=CH-COONa+NaBr+3H2O
(4)取样,加入足量NaOH,再加入新制Cu(OH)2(或银氨溶液),加热(或水浴加热),无红色沉淀生成(或无银镜生成),证明B已完全转化为C
【分析】根据流程图,反应①是溴原子被羟基取代的反应,属于卤代烃的水解反应,反应②为醇分子间的脱水反应,反应③为醇的消去反应;反应④醇羟基的催化氧化生成醛基的反应,反应⑤为醛基被氧化为羧基的反应,反应⑥为溴原子的消去反应,得到的产物D经酸化得到E为HOOCCH=CHCOOH,A和E发生加聚反应制得高分子P。
【详解】(1)根据以上分析,反应①是溴原子被羟基取代的反应,属于卤代烃的水解反应,所需试剂与条件是NaOH水溶液、加热;反应③为醇的消去反应,所需试剂与条件是浓硫酸、加热。反应②为醇分子间的脱水反应,属于取代反应;反应③为醇的消去反应,故答案为:NaOH水溶液、加热;浓硫酸、加热;取代反应;消去反应。
(2)要证明属于溴代烃,应先加入过量NaOH溶液溶液加热使其充分水解,再加入稀硝酸酸化,中和过量的NaOH,加入硝酸银溶液,观察现象,若出现浅黄色沉淀,则证明是溴代烃,故答案为:将与过量NaOH溶液溶液混合加热,再向混合溶液中加入过量的稀硝酸,加入硝酸银溶液,若有浅黄色沉淀生成,则证明是溴代烃。
(3)根据P的结构可知,D为HOOCCh=CHCOOH,则反应⑥的化学方程式为+3NaOHNaOOC-CH=CH-COONa+NaBr+3H2O,故答案为:+3NaOHNaOOC-CH=CH-COONa+NaBr+3H2O。
(4)反应⑤中B氧化生成二元醛,检验醛基可以使用新制Cu(OH)2(或银氨溶液),具体操作为:取样,加入足量NaOH,再加入新制Cu(OH)2(或银氨溶液),加热(或水浴加热),无红色沉淀生成(或无银镜生成),证明B已完全转化为C,故答案为:取样,加入足量NaOH,再加入新制Cu(OH)2(或银氨溶液),加热(或水浴加热),无红色沉淀生成(或无银镜生成),证明B已完全转化为C。
【变式训练2】(2021·上海闵行·二模)物质G是升高白细胞的常见药物,合成 G的路线如下:
已知:R-CHO+R′-CH2-CHO(-R、-R′代表烃基)
完成下列填空:
(1) ①的反应条件是 ;
(5)设计以为原料合成的路线(无机试剂任选) 。(合成路线流程图示例为:XY……目标产物)
【答案】 NaOH溶液、加热
【分析】由题给已知信息得试剂X为,结合A的分子式,可知C的结构简式为,氯代烃发生取代反应生成醇,再通过醇的催化氧化生成醛,可知B的结构简式为,通过试剂浓硫酸加热生成D,结合,可推出D的结构简式为,据此分析解答。
【详解】(1)①氯代烃发生取代反应生成醇的反应,可知反应条件是NaOH溶液、加热;
(5) 以为原料合成,观察可知,要合成生成单体环己二稀的加聚反应,可通过溴水的四氯化碳溶液生成,通过氢氧化钠的醇溶液发生消去反应引入两个碳碳双键生成,通过一定条件加聚可得目标产物。完整合成路线图示:;故答案为:。
【变式训练3·变考法】(2025·山东泰安·模拟预测)氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。某研究小组提出了三种可能的机理:
机理1:
机理2:
机理3:
以下事实能同时排除“机理1”和“机理2”的是
A.增加浓度,反应速率明显变快
B.存在带负电荷的中间体
C.可以发生反应:
D.的反应活性:
【答案】C
【详解】A.若反应为“机理1”,则第一步为决速步,增加浓度,反应速率变快,符合事实,不能排除该机理;若反应为“机理2”,则第一步为决速步,增加浓度,反应速率几乎不变,不符合事实,能排除该机理,A不符合题意;
B.若反应为“机理1”,则中间体1带负电荷,符合事实,不能排除该机理;若反应为“机理2”,则中间体2带正电荷,不符合事实,能排除该机理,B不符合题意;
C.若反应为“机理1”,则可以发生,能排除该机理;若反应为“机理2”,则可以发生,能排除该机理,C符合题意;
D.三个机理都有C-X断裂,机理1是快反应,机理2和机理3是慢反应,化学反应速率受慢反应影响明显,因此与卤原子活性有关,所以无法排除机理2,D不符合题意;
答案选C。
1.(2017·上海·高考真题)下列有机物命名正确的是
A.3,3—二甲基丁烷 B.3—乙基丁烷
C.2,2—二甲基丁烷 D.2,3,3—三甲基丁烷
【答案】C
【详解】A.丁烷的命名中出现了3-甲基,说明编号方向错误,正确的命名应该为:2,2-二甲基丁烷,故A错误;
B.选取的主链不是最长的,最长主链为戊烷,正确命名应该为:3-甲基戊烷,故B错误;
C.2,2-二甲基丁烷,主链为丁烷,在2号C含有2个甲基,该有机物命名满足烷烃命名原则,故C正确;
D.2,3,3-三甲丁烷,该命名中取代基编号不是最小的,说明编号方向错误,正确命名应该为:2,2,3-三甲基丁烷,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查了有机物的系统命名法,注意掌握有机物的命名原则。有机物系统命名中常见的错误归纳如下:①主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多);②编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小);③支链主次不分(不是先简后繁);④“-”、“,”忘记或用错。
2.(2024·湖南·高考真题)下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A.分子是正四面体结构,则没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中键的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由与组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
【答案】B
【详解】A.为四面体结构,其中任何两个顶点都是相邻关系,因此没有同分异构体,故A项说法正确;
B.环己烷中碳原子采用sp3杂化,苯分子中碳原子采用sp2杂化,由于同能层中s轨道更接近原子核,因此杂化轨道的s成分越多,其杂化轨道更接近原子核,由此可知sp2杂化轨道参与组成的C-H共价键的电子云更偏向碳原子核,即苯分子中的C-H键长小于环己烷,键能更高,故B项说法错误;
C.带1个单位电荷,其相对分子质量为92,因此其质荷比为92,故C项说法正确;
D.当阴阳离子体积较大时,其电荷较为分散,导致它们之间的作用力较低,以至于熔点接近室温,故D项说法正确;
综上所述,错误的是B项。
3.(2022·浙江·高考真题)下列物质对应的化学式不正确的是
A.氯仿:CHCl3 B.黄铜矿的主要成分:Cu2S
C.芒硝:Na2SO4·10H2O D.铝土矿的主要成分:Al2O3
【答案】B
【详解】A.氯仿是三氯甲烷的俗称,其化学式为CHCl3,故A正确;
B.黄铜矿的主要成分:CuFeS2,故B错误;
C.芒硝:Na2SO4·10H2O,故C正确;
D.铝土矿的主要成分:Al2O3,故D正确;
故选B。
4.(2023·湖北·高考真题)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)
分子间作用力
B
熔点:(1040℃)远高于(178℃升华)
晶体类型
C
酸性:()远强于()
羟基极性
D
溶解度(20℃):(29g)大于(8g)
阴离子电荷
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体,由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力小,所以沸点较低,故A正确;
B.AlF3为离子化合物,形成的晶体为离子晶体,熔点较高,AlCl3为共价化合物,形成的晶体为分子晶体,熔点较低,则熔点远高于,故B正确;
C.由于电负性F>H,C-F键极性大于C-H键,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,故C正确;
D.碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO间存在氢键,与晶格能大小无关,即与阴离子电荷无关,故D错误;
答案选D。
5.(2022·天津·高考真题)下列物质沸点的比较,正确的是
A. B.HF>HCl
C. D.
【答案】B
【详解】A.甲烷和乙烷组成结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,因此沸点,故A错误;
B.HF存在分子间氢键,因此沸点HF>HCl,故B正确;
C.组成结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,因此沸点,故C错误;
D.相同碳原子的烷烃,支链越多,沸点越低,因此,故D错误。
综上所述,答案为B。
6.(2022·浙江·高考真题)下列方案设计、现象和结论有不正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
检验硫酸厂周边空气中是否含有二氧化硫
用注射器多次抽取空气,慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一试管中,观察溶液颜色变化
溶液不变色,说明空气中不含二氧化硫
B
鉴定某涂改液中是否存在含氯化合物
取涂改液与KOH溶液混合加热充分反应,取上层清液,硝酸酸化,加入硝酸银溶液,观察现象
出现白色沉淀,说明涂改液中存在含氯化合物
C
检验牙膏中是否含有甘油
将适量牙膏样品与蒸馏水混合,搅拌,静置一段时间,取上层清液,加入新制的Cu(OH)2,振荡,观察现象
溶液出现绛蓝色,说明牙膏中含有甘油
D
鉴别食盐与亚硝酸钠
各取少量固体加水溶解,分别滴加含淀粉的KI溶液,振荡,观察溶液颜色变化
溶液变蓝色的为亚硝酸钠;溶液不变蓝的为食盐
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.二氧化硫具有还原性,酸性KMnO4稀溶液具有氧化性,两者发生氧化还原反应生成无色的Mn2+,若溶液不变色,说明空气中不含二氧化硫,A正确;
B.涂改液与KOH溶液混合加热可得KCl于溶液中,取上层清液,硝酸酸化,加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,证明有氯元素存在,B正确;
C.甘油能够与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成绛蓝色溶液,所以可用新制的Cu(OH)2悬浊液检验甘油,C正确;
D.亚硝酸钠在酸性条件下具有氧化性,滴加含淀粉的酸性KI溶液,生成了碘单质,反应的离子方程式为:2NO+2I-+4H+═2NO+I2+2H2O,该实验没有酸化,D错误;
故选:D。
7.(2023·辽宁·高考真题)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别,其合成方法如下。下列说法错误的是
A.该反应为取代反应 B.a、b均可与溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰 D.c可增加在苯中的溶解度
【答案】C
【详解】A.根据a和c的结构简式可知,a与b发生取代反应生成c和HCl,A正确;
B.a中含有酚羟基,酚羟基呈弱酸性能与NaOH反应,b可在NaOH溶液中发生水解反应,生成醇类,B正确;
C.根据C的结构简式可知,冠醚中有四种不同化学环境的氢原子,如图所示: , 核磁共振氢谱有4组峰,C错误;
D.c可与K+形成螯合离子 ,该物质在苯中溶解度较大,因此c可增加KI在苯中的溶解度,D正确;
故答案选C。
8.(2020·江苏·高考真题)羟基乙酸钠易溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为
实验步骤如下:
步骤1:如图所示装置的反应瓶中,加入40g氯乙酸、50mL水,搅拌。逐步加入40%NaOH溶液,在95℃继续搅拌反应2小时,反应过程中控制pH约为9。
步骤2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量热水,趁热过滤。滤液冷却至15℃,过滤得粗产品。
步骤3:粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,分离掉活性炭。
步骤4:将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中,冷却至15℃以下,结晶、过滤、干燥,得羟基乙酸钠。
(1)步骤1中,如图所示的装置中仪器A的名称是 ;逐步加入NaOH溶液的目的是 。
(2)步骤2中,蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是 。
(3)步骤3中,粗产品溶解于过量水会导致产率 (填“增大”或“减小”);去除活性炭的操作名称是 。
(4)步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是 。
【答案】 (回流)冷凝管 防止升温太快、控制反应体系pH 防止暴沸 减小 趁热过滤 提高羟基乙酸钠的析出量(产率)
【分析】制备少量羟基乙酸钠的反应为,根据羟基乙酸钠易溶于热水,粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,分离掉活性炭,趁热过滤,根据羟基乙酸钠不溶于醇,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中,冷却至15℃以下,结晶、过滤、干燥,得羟基乙酸钠。
【详解】(1)根据图中仪器得出仪器A的名称为冷凝管,根据题中信息可知制备羟基乙酸钠的反应为放热反应,逐步加入NaOH溶液的目的是防止升温太快,同时控制反应体系的pH;故答案为:(回流)冷凝管;防止升温太快,控制反应体系的pH。
(2步骤2中烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴沸;故答案为:防止暴沸。
(3)粗产品溶于过量水,导致在水中溶解过多,得到的产物减少,因此导致产率减小;由于产品易溶于热水,微溶于冷水,因此去除活性炭的操作名称是趁热过滤;故答案为:减少;趁热过滤。
(4)根据信息,产品不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中,因此步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是降低产品的溶解度,提高羟基乙酸钠的析出量(产量);故答案为:提高羟基乙酸钠的析出量(产量)。
9.(2021·浙江·高考真题)某课题组合成了一种非天然氨基酸X,合成路线如下(Ph—表示苯基):
已知:R1—CH=CH—R2
R3BrR3MgBr
请回答:
(1)下列说法正确的是 。
A.化合物B的分子结构中含有亚甲基和次甲基
B.1H-NMR谱显示化合物F中有2种不同化学环境的氢原子
C.G→H的反应类型是取代反应
D.化合物X的分子式是C13H15NO2
(2)化合物A的结构简式是 ;化合物E的结构简式是 。
(3)C→D的化学方程式是 。
(4)写出3种同时符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体) 。
①包含 ;
②包含 (双键两端的C不再连接H)片段;
③除②中片段外只含有1个-CH2-
(5)以化合物F、溴苯和甲醛为原料,设计下图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选) 。
(也可表示为)
【答案】 CD +NaOH+NaCl+H2O
【分析】A发生取代反应生成B,B发生氧化反应并脱去CO2后生成C,C发生消去反应生成D,D发生第一个已知信息的反应生成E,E再转化为F,F发生取代反应生成G,G发生取代反应生成H,H经过一系列转化最终生成X。据此解答。
【详解】(1)A.化合物B的结构简式为,因此分子结构中含有亚甲基-CH2-,不含次甲基,A错误;
B.化合物F的结构简式为 ,分子结构对称,1H-NMR谱显示化合物F中有1种不同化学环境的氢原子,B错误;
C.G→H是G中的-MgBr被-COOCH3取代,反应类型是取代反应,C正确;
D.化合物X的结构简式为 ,分子式是C13H15NO2,D正确;
答案选CD;
(2)A生成B是A中的羟基被氯原子取代,根据B的结构简式可知化合物A的结构简式是 ;C发生消去反应生成D,则D的结构简式为。D发生已知信息中的第一个反应生成E,所以化合物E的结构简式是;
(3)C发生消去反应生成D,则C→D的化学方程式是+NaOH+NaCl+H2O;
(4)化合物H的结构简式为 ,分子式为C13H14O2,符合条件的同分异构体①含有苯基 ,属于芳香族化合物;②含有 ,且双键两端的C不再连接H;③分子中除②中片段外中含有1个-CH2-,因此符合条件的同分异构体为 ;
(5)根据已知第二个信息以及F转化为G反应结合逆推法可知以化合物、溴苯和甲醛为原料制备的合成路线为。
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第01讲 饱和烃和卤代烃
目录
01 2
02 体系构建·思维可视 3
03 核心突破·靶向攻坚 3
考点一 烷烃 4
知识点1 烷烃的结构特点和物理性质 4
知识点2 烷烃的化学性质 5
知识点3 烃燃烧的规律和应用 5
知识点4 烷烃的命名 5
考向1 考查烷烃的结构与性质 8
考向2 考查烷烃的燃烧规律 10
考向3 考查烷烃的命名 10
考点二 卤代烃 10
知识点1 卤代烃的结构及性质 11
知识点2 卤代烃的检验 14
考向1 考查卤代烃的结构与性质 14
【思维建模】结构决定性质
考向2 考查卤代烃的检验 16
【思维建模】卤代烃中卤素原子的检验方法
考向3 考查卤代烃在有机合成中的作用 18
【思维建模】卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用
0429
考点要求
考察形式
2025年
2024年
饱和烃(烷烃)、卤代烃
结构与分类
非选择题
T3(4)、(6)
T9(4)、(6)
饱和烃(烷烃)、卤代烃化学性质与变化
非选择题
饱和烃(烷烃)、卤代烃的转化与应用
非选择题
T3(9)
T9(8)
考情分析:
1:考查题型:
选择题:侧重基础概念,如饱和烃结构、卤代烃反应条件。
有机推断题:以卤代烃为中间体,考查合成路线设计、反应类型判断。
实验题:围绕卤代烃性质,如卤素原子检验、反应速率探究。
2.分值占比:
有机化学整体占 15%-20%,饱和烃和卤代烃占其中 3%-5%(约 4-6 分),分值随命题侧重略有波动。
3.命题趋势:
结合真实情境(药物合成、环保等),强调知识应用与综合素养,如氟氯烃环保问题、新型材料合成。
复习目标:
1.掌握烷烃(通式CnH 2n+2、取代反应)和卤代烃(碳卤键、水解 / 消去反应条件)的结构与性质。
2.了解饱和烃的能源应用及卤代烃在有机合成中的桥梁作用。
3.提升有机推断中反应分析与方程式书写能力。
4.熟练设计卤代烃实验(如卤素检验),并能分析误差。
5.增强陌生情境下知识迁移能力(如创新合成路线设计)。
6.建立 “结构 - 性质 - 用途” 逻辑,培养微观探析能力。
7.结合环保、工业案例,树立绿色化学与社会责任意识。
考点一 烷烃
知识点1 烷烃的结构特点和物理性质
1.烷烃的结构
结构特点:
①烷烃分子中每个碳原子与4个原子相连,对于烷烃中的任意一个碳原子来说,它周围的4个原子以它为中心构成四面体,当它连接的4个原子或原子团相同时,则为正四面体,否则就不是正四面体。
②链状烷烃为开链式结构,可以是直链,也可带支链。碳原子数≥3的链状烷烃分子中的碳链均非直线形,为锯齿形。
③烷烃中C—H单键和C—C单键都可以旋转。
2.烷烃的物理性质
(1)状态:当碳原子数小于或等于 时,烷烃在常温下呈气态
(2)溶解性:不溶于 ,易溶于 、 等有机溶剂
(3)熔、沸点
①碳原子数不同:碳原子数的越多,熔、沸点 ;
CH3CH2CH2CH2CH2CH3>CH3-CH2CH3
②碳原子数相同: 越多,熔、沸点越低
CH3CH2-CH2CH3>CH3-CH3
③碳原子数和支链数都相同: ,熔、沸点越低
CH3-CH2CH3>
(4)密度:随碳原子数的增加,密度逐渐 ,但比水的
得分速记
1.烷烃是饱和烃,所有碳原子是sp3杂化,空间构型是以碳原子为中心的四面体,不可能所有原子共平面。
2.烷烃的碳原子数目越多,熔沸点越大;碳原子数目相同,支链越多,熔沸点越大。
知识点2 烷烃的化学性质
1.稳定性:常温下烷烃很不活泼,与 、 、 和 都不发生反应。
(1)性质
(2)烷烃 使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.氧化反应
(1)可燃性:
(2)KMnO4(H+): 褪色
3.分解反应:烷烃受热时会分解产生含碳原子数较少的烷烃和烯烃
C16H34 +C8H18
4.取代反应
(1)反应举例:CH3CH3+Cl2 (一氯取代)
(2)反应条件: 和 的气态卤素单质
①在光照条件下烷烃 使溴蒸汽褪色
②在光照条件下烷烃 使溴水褪色。
③在光照条件下烷烃 使溴的四氯化碳溶液褪色。
④液态烷烃能够和溴水发生 ,液体分层, 颜色深, 层颜色浅。
(3)化学键变化:断裂C-H键和X-X键;形成C-X键和H-X键
(4)取代特点:分子中的氢原子被卤素原子逐步取代,往往是各步反应同时发生
(5)产物种类:多种卤代烷烃的混合物, 的物质的量最多
(6)产物的量
①根据碳元素守恒,烷烃的物质的量等于所有卤代烷烃的物质的量之和
②根据取代反应的特点,有机物中卤素的物质的量等于HX的物质的量等于反应了的X2的物质的量,即反应了的n(X2)=n(一卤代物)+2n(二卤代物)+3n(三卤代物)+……=n(HX)=n(C-X)
得分速记
1.反应条件:气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。
2.产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX。
3.定量关系(以Cl2为例):即取代1 mol氢原子,消耗1 mol Cl2生成1 mol HCl。
知识点3 烃燃烧的规律和应用
1.烃(CxHy)完全燃烧的化学方程式
2.烃(CxHy)完全燃烧耗氧量规律
(1)等物质的量
①(x+)的值越大,耗氧量越多
②x值越大,产生的CO2越多
③y值越大,生成的水越多
(2)等质量
①的值越大,耗氧量越多
②的值越大,生成的水越多
③的值越大,产生的CO2越少
(3)总质量一定的有机物以任何比例混合
①特点:生成的CO2和H2O量、耗氧量都相同
②规律:各有机物的最简式相同
3.烃完全燃烧体积变化规律
(1)温度≥100℃,ΔV=-1
①当 时,反应后气体的体积(压强)不变
②当 时,反应后气体的体积(压强)减少
③当 时,反应后气体的体积(压强)增大
(2)温度<100℃,ΔV=-(1+)
4.烃不完全燃烧的规律
(1)氢元素全部变成H2O,可以根据如下关系式:CxHy ~H2O计算
(2)碳元素变成CO或CO2或CO和CO2的混合物,可以根据碳元素守恒:n(C)=n(CO)+n(CO2)计算
得分速记
1.烃完全燃烧耗氧量大小的比较。
①等质量的烃(CxHy)完全燃烧,耗氧量与碳元素(或氢元素)的质量分数有关,碳元素质量分数越小(或氢元素质量分数越大),耗氧量越多。
②等质量的烃,若最简式相同,则完全燃烧耗氧量相同,且燃烧产物的量均相同。推广:最简式相同的有机化合物无论以何种比例混合,只要总质量相同,完全燃烧耗氧量就不变。
③等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,耗氧量取决于值的大小,其值越大,耗氧量越多。
④等物质的量的不饱和烃和该烃与水加成的产物(如乙烯和乙醇)或该烃与水加成的产物的同分异构体完全燃烧,耗氧量相同。
2.气态烃完全燃烧前后气体体积的变化。
根据烃燃烧通式CxHy+O2xCO2+H2O推断,燃烧后温度高于100 ℃即水为气态时:ΔV=V后-V前=-1。
①y>4时,ΔV>0,体积增大;
②y=4时,ΔV=0,体积不变;
③y<4时,ΔV<0,体积减小。
知识点4 烷烃的命名
1.普通命名法
(1)直链烷烃的命名:碳原子数后加“烷”字
①碳原子数的表示方法碳原子数在十以内
碳原子数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
名称
烷
烷
烷
烷
烷
烷
烷
烷
烷
烷
②碳原子数在十以上的用中文数字表示。例如,十四个碳的直链烷烃称为十四烷。
(2)支链烷烃的命名:当碳原子数相同时,在名称前面加正、异、新等。
结构
简式
CH3CH2CH2CH2CH3
名称
2.系统命名法
(1)命名原则
①最长:含碳原子数最多的碳链作主链。
②最近:离支链最近的一端开始编号。
③最多:若存在多条等长主链时,应选择含支链数最多的碳链为主链(选A)。
④最简:若有两个不同支链且分别处于主链两端同等距离,则从简单的一端开始编号。
⑤最小:取代基编号位次之和最小。
(2)命名步骤
(3)写名称
按主链的碳原子数称为相应的某烷,在其前写出支链的位号和名称。原则是先简后繁,相同合并,位号指明。阿拉伯数字之间用“,”相隔,汉字与阿拉伯数字之间用“-”连接。
命名为 。
得分速记
烷烃系统命名正误判断的方法
1.直接排除法
(1)主链选择错误。若烷烃中出现“1-甲基”“2-乙基”(或倒数第2号碳原子上有乙基)“3-丙基”等,则为主链选择错误。
(2)名称书写是否规范。
①必须用2、3、4等表示取代基位置且位次和最小,即使同一个碳原子上连两个相同取代基也不能省略。数字之间用“,”隔开。
②必须用二、三、四等汉字表示相同取代基的数目。
③名称中凡阿拉伯数字与汉字之间必须用短线“-”隔开。
④必须把简单取代基写在前面,然后取代基依次变复杂。
2.重新命名法
将烷烃结构展开或由题给烷烃名称写出碳骨架结构,利用系统命名法进行命名,看名称是否一致。
考向1 考查烷烃的结构与性质
例1 (22-23高三上·上海松江·期中)下列四种烃的碳骨架,以下关于四种烃的说法错误的是
A.a的名称是2-甲基丙烯 B.b的同分异构体有两种
C.c的一氯代物有两种 D.d中所有碳原子共平面
【变式训练1·变载体】(2025·湖南·二模)资料表明,烷烃的卤代反应为自由基反应,自由基是分子在光、热等外界条件下共价键发生均裂(指共价键断裂时均等的将共用电子对分配给成键的两个原子)而形成的原子或原子团,在水中不易形成。下图是氯气与甲烷发生取代反应的能量变化图。下列说法不正确的是
A.烷烃可与卤素气态单质发生卤代反应
B.烷烃可与溴水发生取代反应
C.烷烃可在光照或高温下发生卤代反应
D.产物中可能含有乙烷
【变式训练2】(23-24高三上·河北·阶段练习)已知丁烷的二氯代物有9种(以下结构均不考虑立体异构),丁烷与有机物M[(CH3CH2)2CHCH2CH3]互为同系物。下列说法错误的是
A.丁烷的八氯代物有9种
B.丙烷与互为同系物
C.有机物M的一氯代物有3种
D.有机物M的碳原子都可能处在同一平面上
【科技前沿与学科知识结合】【变式训练4】(23-24高三上·上海·期中)中科院大连化学物理研究所开发出了一种高效稳定的氮掺杂碳负载的Ru单原子催化剂(Ru1/NC)用于高温丙烷脱氢制丙烯反应,下列说法中正确的是
A.丙烯可以发生加聚反应 B.丙烷可以使酸性KMnO4溶液褪色
C.丙烷分子中所有原子一定共面 D.丙烷脱氢产生丙烯的反应是加成反应
考向2 考查烷烃的燃烧规律
例2 (24-25高三上·上海·期中)下列各组混合物,不论以何种比例混合,只要总质量一定,经充分燃烧后,生成二氧化碳为一常量的是
A.乙炔和苯 B.甲烷和乙烷 C.丙烯和丙炔 D.乙烯和甲烷
【变式训练1】(2020·上海·模拟预测)常温常压下,某烃和氧气的混合气体4L,点燃后恰好完全燃烧,通过浓硫酸后恢复到原来状态,体积变为2L。则符合题意的某烃为( )
A.C4H8 B.C3H8 C.C2H2 D.CH4
【变式训练2·变考法】(23-24高三上·山东滨州·阶段练习)标准状况下无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀的质量为;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,测得其增重。下列说法正确的是
A.该气体若是单一气体,则可能为或
B.该气体可能由等物质的量的和组成
C.能确定该气体是否含氧元素
D.该气体不可能由等物质的量的和组成
考向3 考查烷烃命名
例3 (24-25高三上·上海·期中)写出2,6-二甲基-4-乙基辛烷的结构简式: 。
【变式训练1】(2024高三·江苏·专题练习)用系统命名法命名下列烷烃:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) 。
【变式训练2·变考法】(24-25高三上·上海·期中)键线式表示的分子式 ;系统命名 。
考点二 卤代烃
知识点1 卤代烃的结构及性质
1.概念
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被 取代后生成的化合物。通式可表示为 (其中R—表示烃基),饱和一元卤代烃通式: 。
(2)官能团是 或 。
2.物理性质
(1)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高,同系物的沸点随碳原子数增加而升高;
(2)溶解性: 于水,易溶于 ;
(3)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。
(4)常温常压下,除CH3Cl、CH3CH2Cl等少数为气体外,其余为 或 。
3.化学性质
(1)水解反应
①反应条件: 、 。
②C2H5Br在碱性条件下水解的化学方程式为: 。
③用R—CH2—X表示卤代烃,碱性条件下水解的化学方程式为
。
(2)消去反应
①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、HBr等),而生成含
化合物的反应。
②卤代烃消去反应条件: 、 。
③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为: 。
④用R—CH2—CH2—X表示卤代烃,消去反应的化学方程式为
。
(3)卤代烃的水解反应和消去反应的比较
反应类型
水解反应
消去反应
结构特点
一般是一个碳原子上只有一个-X
与-X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子
反应实质
一个-X被-OH取代
R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX
从碳链上脱去HX分子
+NaOH+NaX+H2O
反应条件
,常温或加热
,加热
反应特点
有机的碳架结构不变,-X变为-OH,无其它副反应
有机物碳架结构不变,产物中有碳碳双键或碳碳叁键生成,可能有其它副反应发生
产物特征
引入 ,生成含—OH的化合物
消去HX,生成含 或 的不饱和键的化合物
结论
溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应
(4)消去反应的规律
①两类卤代烃不能发生消去反应
结构特点
实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳有 碳原子,但邻位碳原子上 氢原子
、
②有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:
+NaOHCH2==CH—CH2—CH3(或CH3—CH==CH—CH3)+NaCl+H2O
③型卤代烃,发生消去反应可以生成R—C≡C—R,如
BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O
4.获取方法
(1)取代反应,如:
①苯与Br2反应的化学方程式:
②C2H5OH与HBr反应的化学方程式:
(2)不饱和烃的加成反应,如:
①丙烯与Br2 反应的化学方程式:
②丙烯与 HBr反应的化学方程式:
③乙炔与HCl制氯乙烯的化学方程式:
5.卤代烃在有机合成中的重要作用——“桥梁”作用
(1)引入 ;
(2)实现官能团的移位;如:
(3)变换官能团的个数;如:
(4)增长碳链;
(5)成环等。
6.卤代烃对环境、健康产生的影响
氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的主要原因。
得分速记
1.卤代烃不属于烃类,而且有的卤代烃分子中不含氢原子,如CCl4等。
2.卤代烃是发生水解反应还是消去反应,主要看反应条件——“无醇得醇,有醇得烯或炔”。
3.卤代烃消去反应的规律
(1)反应原理:
(2)规律:
①两类卤代烃不能发生消去反应
结构特点
实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
②有两种或三种邻位碳原子,且邻位碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。
③型卤代烃,发生消去反应可以生成R—C≡C—R。
知识点2 卤代烃的检验
1.实验原理:
R—X+H2OR—OH +HX、HX+NaOH=NaX+H2O HNO3+NaOH=NaNO3+H2O、AgNO3+NaX=AgX↓+NaNO3
根据沉淀(AgX)的颜色(白色、淡黄色、黄色)可确定卤素原子种类(氯、溴、碘)。
2.实验流程
①取少量卤代烃;②加入 ;③ (或水浴加热);④冷却;⑤加入 酸化;⑥加入 。即
3.特别提醒
①卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,必须转化成X-,酸化后方可用AgNO3溶液来检验。
②将卤代烃中的卤素转化为X-,可用卤代烃的水解反应,也可用消去反应(与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢)。
得分速记
加入稀硝酸酸化的目的:
一是中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响;
二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。如果不加HNO3中和,则AgNO3溶液直接与NaOH溶液反应产生暗褐色Ag2O沉淀。
考向1 考查卤代烃的结构与性质
例1 (2022·上海奉贤·二模)如图为M的合成路线,下列说法错误的是
A.反应①的产物可能有三种
B.试剂Ⅰ为氢氧化钠醇溶液
C.A的分子式为C6H8
D.若用18O标记Z中的氧原子,则M中含有18O
思维建模 结构决定性质
解答此类试题的关键是根据所给文本信息提取有效信息并正确解读,结构决定性质,官能团往往决定有机物的主要化学性质。解题的基本思路如下:
卤代烃水解反应:氢氧化钠的水溶液、加热
碳原子杂化方式和空间构型
根据题目所给反应条件推断卤代烃的化学性质
官能团种类:
Cl、Br、I
结构分析
卤代烃消去反应:氢氧化钠的醇溶液、加热
【变式训练1】(24-25高三上·上海·期中)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯在工业上的获得方法是石油裂解
B.X的结构简式为CH3CH=CHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
【变式训练2】(2022·上海金山·一模)丹参醇具有抗心律失常作用,其合成路线中的一步反应如下。有关说法正确的是
A.Y的分子式为 B.Y不能发生消除反应
C.X所有原子位于同一平面 D.X和Y可用(H+)鉴别
考向2 考查卤代烃的检验
例1(23-24高三上·上海虹口·开学考试)实验室常用如下左装置制取溴乙烷。在圆底烧瓶中加入溴化钠、浓、乙醇和适量的水,加热可收集到溴乙烷。所涉及的有关物质的物理性质见下表:
乙醇
溴乙烷
沸点(℃)
78
38.4
密度()
0.79
1.45
水溶性
互溶
不溶
(1)写出有机化合物所含官能团名称。溴乙烷: ;乙醇: 。
(2)完成用此法制备溴乙烷的反应式:
①;
② 。
其中反应②是一个可逆反应,在实验中采取的措施 (任写一种),以提高溴乙烷的产率。
(3)反应时若温度过高,可看到有红棕色气体产生,其成分为 (写分子式)。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 。
(4)反应物中加入适量水,除了溶解NaBr使反应物接触更充分外,还可以 (双选)。
a.降低硫酸浓度,减少副反应 b.减少HBr的挥发
c.使反应混合物分层 d.防止反应体系温度过高
(5)烧瓶中除了加入反应物外,还需加入几片碎瓷片,目的是 。实验进行的途中若发现未加入碎瓷片,正确的处理方法是 。
(6)下列最适宜作为溴乙烷收集装置的是 。
a
b
c
d
(7)制得的粗溴乙烷中会含有少量而呈黄色,可先用溶液洗涤,再水洗干燥后 (填操作名称)。洗涤过程用到的主要玻璃仪器是 。
(8)完成溶液洗涤时发生反应的离子方程式并标明电子转移方向和数目: 。
_______
(9)能否改用NaOH溶液洗涤粗溴乙烷?说明原因 。
(10)检验溴乙烷官能团的正确操作顺序是:取少量溴乙烷,然后 (填代号)。
①加热;②加入溶液;③加入稀酸化;④加入NaOH溶液;⑤冷却
思维建模 卤代烃中卤素原子的检验方法
RX
【变式训练1】(2022·上海虹口·一模)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中试剂不能检测a中生成产物的是
a中反应
b中检测试剂
A
与浓生成的
紫色石蕊溶液
B
浓与碳生成的
澄清石灰水
C
与乙醇溶液生成的丙烯
溴水
D
浓与溶液生成的
酚酞试液
A.A B.B C.C D.D
【变式训练2】(24-25高三上·上海·期中)下列实验方案正确的是
A.区别苯和甲苯的方法是滴加酸性高锰酸钾溶液
B.实验室配制银氨溶液的方法是向2%的氨水中逐滴滴入2%的硝酸银溶液至过量
C.向某溶液中加入银氨溶液并水浴加热,有银镜生成则证明原物质结构一定是醛
D.检验卤代烃中的卤原子,先加氢氧化钠溶液加热,再加硝酸银
【变式训练3】(2025·海南·模拟预测)下列关于常见有机实验的说法错误的是
A.实验室制乙烯时,将温度计水银球插入反应液中,控制反应温度为170℃
B.用乙醛与银氨溶液做银镜实验后,用稀硝酸清洗试管壁上的银
C.苯的硝化反应实验中,应先加入浓硝酸,再慢慢加入浓硫酸,冷却后加入苯
D.检验1-溴丁烷中的溴元素,需先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,观察沉淀颜色
考向3 考查卤代烃在有机合成中的作用
例1(21-22高三上·上海杨浦·阶段练习)缓释布洛芬是常用的解热镇痛药物,其一种合成路线如图:
已知:①RCOOHRCOCl
②
③R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
(2)反应①的化学方程式是: 。
(6)以丙烯为起始原料制备丙酮酸甲酯()的合成路线如下,请补充完整 (无机试剂任选)。
思维建模 卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用
(1)引入新官能团;(2)实现官能团的移位;(3)增长碳链;(4)成环等。
【多步骤反应流程机理图】【变式训练1】(21-22高三上·上海宝山·期中)某功能高分子P的合成路线如下:
(1)反应①、③所需试剂与条件分别是 、 。反应②、③的反应类型分别是 、 。
(2)设计实验证明该物质属于溴代烃的方法是 。
(3)写出反应⑥的化学方程式 。
(4)设计实验方案证明反应⑤中B是否已完全转化为C 。
(5)任写一种同时满足下列要求的E的同分异构体的结构简式 。
Ⅰ.属于酯类化合物 Ⅱ.分子中含有一个六元环
(6)写出由1,3-丁二烯为原料制备2-溴-1,4丁二醇合成路线 。(合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)
【变式训练2】(2021·上海闵行·二模)物质G是升高白细胞的常见药物,合成 G的路线如下:
已知:R-CHO+R′-CH2-CHO(-R、-R′代表烃基)
完成下列填空:
(1) ①的反应条件是 ;
(5)设计以为原料合成的路线(无机试剂任选) 。(合成路线流程图示例为:XY……目标产物)
【变式训练3·变考法】(2025·山东泰安·模拟预测)氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。某研究小组提出了三种可能的机理:
机理1:
机理2:
机理3:
以下事实能同时排除“机理1”和“机理2”的是
A.增加浓度,反应速率明显变快
B.存在带负电荷的中间体
C.可以发生反应:
D.的反应活性:
1.(2017·上海·高考真题)下列有机物命名正确的是
A.3,3—二甲基丁烷 B.3—乙基丁烷
C.2,2—二甲基丁烷 D.2,3,3—三甲基丁烷
2.(2024·湖南·高考真题)下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A.分子是正四面体结构,则没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中键的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由与组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
3.(2022·浙江·高考真题)下列物质对应的化学式不正确的是
A.氯仿:CHCl3 B.黄铜矿的主要成分:Cu2S
C.芒硝:Na2SO4·10H2O D.铝土矿的主要成分:Al2O3
4.(2023·湖北·高考真题)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)
分子间作用力
B
熔点:(1040℃)远高于(178℃升华)
晶体类型
C
酸性:()远强于()
羟基极性
D
溶解度(20℃):(29g)大于(8g)
阴离子电荷
A.A B.B C.C D.D
5.(2022·天津·高考真题)下列物质沸点的比较,正确的是
A. B.HF>HCl
C. D.
6.(2022·浙江·高考真题)下列方案设计、现象和结论有不正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
检验硫酸厂周边空气中是否含有二氧化硫
用注射器多次抽取空气,慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一试管中,观察溶液颜色变化
溶液不变色,说明空气中不含二氧化硫
B
鉴定某涂改液中是否存在含氯化合物
取涂改液与KOH溶液混合加热充分反应,取上层清液,硝酸酸化,加入硝酸银溶液,观察现象
出现白色沉淀,说明涂改液中存在含氯化合物
C
检验牙膏中是否含有甘油
将适量牙膏样品与蒸馏水混合,搅拌,静置一段时间,取上层清液,加入新制的Cu(OH)2,振荡,观察现象
溶液出现绛蓝色,说明牙膏中含有甘油
D
鉴别食盐与亚硝酸钠
各取少量固体加水溶解,分别滴加含淀粉的KI溶液,振荡,观察溶液颜色变化
溶液变蓝色的为亚硝酸钠;溶液不变蓝的为食盐
A.A B.B C.C D.D
7.(2023·辽宁·高考真题)冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子c可识别,其合成方法如下。下列说法错误的是
A.该反应为取代反应 B.a、b均可与溶液反应
C.c核磁共振氢谱有3组峰 D.c可增加在苯中的溶解度
8.(2020·江苏·高考真题)羟基乙酸钠易溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为
实验步骤如下:
步骤1:如图所示装置的反应瓶中,加入40g氯乙酸、50mL水,搅拌。逐步加入40%NaOH溶液,在95℃继续搅拌反应2小时,反应过程中控制pH约为9。
步骤2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量热水,趁热过滤。滤液冷却至15℃,过滤得粗产品。
步骤3:粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,分离掉活性炭。
步骤4:将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中,冷却至15℃以下,结晶、过滤、干燥,得羟基乙酸钠。
(1)步骤1中,如图所示的装置中仪器A的名称是 ;逐步加入NaOH溶液的目的是 。
(2)步骤2中,蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是 。
(3)步骤3中,粗产品溶解于过量水会导致产率 (填“增大”或“减小”);去除活性炭的操作名称是 。
(4)步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是 。
9.(2021·浙江·高考真题)某课题组合成了一种非天然氨基酸X,合成路线如下(Ph—表示苯基):
已知:R1—CH=CH—R2
R3BrR3MgBr
请回答:
(1)下列说法正确的是 。
A.化合物B的分子结构中含有亚甲基和次甲基
B.1H-NMR谱显示化合物F中有2种不同化学环境的氢原子
C.G→H的反应类型是取代反应
D.化合物X的分子式是C13H15NO2
(2)化合物A的结构简式是 ;化合物E的结构简式是 。
(3)C→D的化学方程式是 。
(4)写出3种同时符合下列条件的化合物H的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体) 。
①包含 ;
②包含 (双键两端的C不再连接H)片段;
③除②中片段外只含有1个-CH2-
(5)以化合物F、溴苯和甲醛为原料,设计下图所示化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选) 。
(也可表示为)
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