内容正文:
第一节 卤代烃
题型01 结构特点、分类及物理性质
题型02 卤代烃的取代反应(水解反应)
题型03 卤代烃的消去反应
题型04 卤代烃中卤素原子的检验
题型05 卤代烃的制备和应用
题型01 结构特点、分类及物理性质
1.卤代烃的组成与结构
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被_________取代后生成的化合物。
(2)官能团是_________。
2.卤代烃的分类
3.物理性质
状态
常温下,大多数卤代烃为液体或固体
溶解性
所有卤代烃都_________溶于水,可溶于有机溶剂
熔、沸点
比同碳原子数的烃高,随碳原子数的增加而_________
密度
比同碳原子数的烃高,一般随烃基中碳原子数目的增大而_________
【典例1】下列物质沸点的比较中,不正确的是
A.CH3CH2Cl>CH3CH3 B.CH3CH2Br<CH3CH2Cl
C.CH3(CH2)3CH3>CH3CH2CH(CH3)2 D.CH3CH2CH2Br>CH3CH2Br
【变式1-1】氟利昂-12(CCl2F2),可用作制冷剂、灭火剂、杀虫剂等,下列说法错误的是
A.结构式: B.物质类别:卤代烃
C.可燃性:易燃烧 D.分子构型:四面体
【变式1-2】全氟丙烷是重要的眼科手术材料,其产品质量与安全性是维护患者健康的重要前提。近期,一些眼科患者因使用了有问题的全氟丙烷气体而在术后导致不同程度的视网膜损害,甚至失明。下列说法中,正确的是
A.全氟丙烷的分子式为C3F6
B.全氟丙烷的沸点比丙烷低
C.全氟丙烷分子有两个同分异构体
D.使用合格的全氟丙烷气体,在手术后可能引起的并发症是高眼压
【变式1-3】下列选项中说法错误的是
A.室温下,在水中的溶解度:乙酸>苯酚>1-氯丁烷
B.甲基的电子式:
C.对羟基苯甲酸的结构简式为:
D.沸点:正戊烷>新戊烷
题型02 卤代烃的取代反应(水解反应)
1.反应条件:NaOH_________溶液,加热。
2.溴乙烷在NaOH水溶液条件下的水解反应的化学方程式为C2H5Br+NaOH_________。
3.原理:卤素原子的电负性比碳原子的_______,使C—X的电子向卤素原子偏移,形成一个极性较强的共价键:Cδ+—Xδ-。在化学反应中,C—X较易_______,使卤素原子被其他原子或原子团所取代,也称水解反应
4.合成应用:在有机分子中引进羟基。
【典例2】(24-25高二下·广东惠州·期中)下列化学反应的产物中,存在同分异构体的是
①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解
②乙烷在催化剂作用下与Cl2发生取代反应
③2-氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热反应
④2-丁烯与氯化氢发生加成反应
⑤甲苯与液溴在催化剂的作用下反应
A.①②③ B.①②⑤ C.②③④ D.②③⑤
【变式2-1】卤代烃的水解反应常伴随消去反应的发生。溴乙烷与NaOH水溶液共热一段时间后,下列实验设计能达到对应目的的是
A.观察反应后溶液的分层现象,检验溴乙烷是否完全反应
B.取反应后溶液滴加溶液,检验是否有生成
C.取反应后溶液加入一小块金属Na,检验是否有乙醇生成
D.将产生的气体通入酸性溶液,检验是否有乙烯生成
【变式2-2】在给定条件下,下列选项所示的物质转化可以实现的是
A.CuSO4(aq)Cu(OH)2(s)Cu2O(s)
B.HC≡CHCH3CHOCH3CH(OH)CN
C.
D.CH3CH=CH2
【变式2-3】下列实验操作和现象得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向含的溶液中滴入少量酸化的溶液,溶液变血红色
氧化性:
B
将气体通入滴有酚酞的溶液中,溶液红色消失
有漂白性
C
取卤代烃样品于试管中,加入水溶液混合后加热,再滴加溶液,产生白色沉淀
该卤代烃为氯代烃
D
向溶液中逐滴滴加氨水,生成蓝色沉淀后逐渐溶解,溶液最终变为深蓝色
与形成配位键的稳定性:
题型03 卤代烃的消去反应
1.定义: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_________的化合物的反应叫做消去反应。
2.反应条件:NaOH的_________溶液,加热。
3.溴乙烷在NaOH乙醇溶液条件下的消去反应的化学方程式为CH3CH2Br+NaOH_________
4.卤代烃消去反应的规律
(1)三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原子没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
卤素原子与苯环直接相连
(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:
(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
5.合成应用:在有机分子中引进碳碳双键或碳碳三键。
【典例3】(24-25高二下·广东广州·阶段练习)下图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应。其中,产物只含有一种官能团的反应是
A.①④ B.③④ C.②④ D.①②
【变式3-1】(24-25高二下·广东肇庆·期末)用下图装置研究1-溴丙烷是否发生消去反应,下列叙述正确的是
A.②中溶液褪色,是因为其中发生了取代反应
B.②中溶液褪色,可证明1-溴丙烷发生消去反应
C.将②中试剂换成酸性高锰酸钾溶液,可通过现象证明1-溴丙烷发生消去反应
D.向反应后①试管中加入少量溶液,可通过现象证明1-溴丙烷发生消去反应
【变式3-2】下列化合物在一定条件下,既能发生消去反应,又能发生水解反应的是
A.CH3Cl B.
C. D.
【变式3-3】下列物质能发生消去反应且只得到一种产物的是
A.CH3Br B.
C. D.
题型04 卤代烃中卤素原子的检验
1.检验流程
2.注意事项
(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,不能用 AgNO3 溶液直接检验卤代烃中卤素的存在。
(2)将卤代烃中的卤素原子转化为X-也可用卤代烃的消去反应。
(3)检验卤代烃中的卤素原子时,常出现的错误是忽略用稀硝酸酸化中和KOH。
【典例4】(24-25高二下·广东广州·期中)下列实验操作、现象和所得结论均正确的是
选项
实验及现象
结论
A
将无水乙醇与浓硫酸共热至170℃,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生消去反应生成乙烯
B
在卤代烃样品中加入过量NaOH溶液,加热一段时间,冷却后滴入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀析出
该卤代烃中含有氯元素
C
将苯和液溴混合,将产生的气体通入石蕊试液,溶液变红
苯与溴发生取代反应生成HBr
D
光洁的铜丝灼烧变黑后,趁热伸入无水乙醇后,铜丝变红
乙醇具有还原性
【变式4-1】(24-25高二下·广东江门·阶段练习)下列实验操作和现象及实验结论均正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
溴乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,未出现浅黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
B
向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液,用力振荡,后者褪色
苯环对甲基产生了影响
C
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
D
用裂化汽油萃取溴水中的溴,下层为无色
裂化汽油密度比水小
【变式4-2】下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
将新制饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中
当滴到一定量时,红色褪去
氯水具有酸性
B
将铜丝与浓硫酸反应产生的气体通入紫色石蕊溶液中
石蕊溶液先变红后褪色
SO2气体具有酸性和漂白性
C
将溴乙烷与NaOH溶液共热,然后再滴入AgNO3溶液
生成浅黄色沉淀
证明含有溴元素
D
在2%AgNO3溶液中,逐滴滴入2%的氨水
先产生沉淀,后沉淀溶解
结合银离子能力:氨分子氢氧根离子
【变式4-3】能够鉴定氯乙烷中氯元素的存在的最佳操作是
A.在氯乙烷中直接加入溶液
B.加蒸馏水,充分搅拌后,加入溶液
C.加入NaOH的乙醇溶液加热,冷却后加入溶液
D.加入NaOH溶液加热,冷却后加入稀硝酸酸化,然后加入溶液
题型05 卤代烃的制备和应用
1.通过取代反应制备
如乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;
苯与Br2: ;
C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
2.通过不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应制备
CH3—CH===CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br;
+HClCH2===CHCl。
【典例5】(24-25高二下·广东茂名·期中)下列相关过程中反应类型或相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:CH2=CH2
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH2=CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙炔→聚氯乙烯:CH≡CHCH2=CHCl
【变式5-1】制取较纯的一溴乙烷,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
【变式5-2】乙烯与液溴作用制取1,2﹣二溴乙烷的装置如图如下,D中试管里所装物质为液溴。
1,2﹣二溴乙烷的主要物理性质是:
熔点
沸点
密度
溶解性
9.79°C
131.4°C
2.18g/cm3
难溶于水,易溶于醇、醚等
填写下列空白:
(1)A中制备乙烯的方程式为: ,反应类型为 。
(2)该装置中的温度计的水银球应 ,其作用是 。
(3)乙烯与液溴反应的方程式为 。
(4)D烧杯中盛的是冰水,其作用是 。
(5)C和E所盛都是NaOH溶液,它们的作用分别是:C ;E 。
【变式5-3】(24-25高二下·广东珠海·阶段练习)1,2-二溴乙烷的制备原理是;。某课题小组用下图所示的装置制备1,2-二溴乙烷。
回答下列问题:
(1)组装仪器后进行该实验前必须进行的操作是 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C内发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)加热三颈烧瓶前,先将C与D连接处断开,再将三颈烧瓶在石棉网上加热,待温度升到约120℃时,连接C与D,并迅速将A反应温度升温至160~180℃,从F中慢慢滴加乙醇-浓硫酸混合液,保持乙烯气体均匀地通入装有3.20mL液溴()和3mL水的D中试管,直至反应结束。
①将C与D连接处断开的原因是 。
②判断反应结束的现象是 。
(5)将粗品移入分液漏斗,分别用a.水洗涤,b.氢氧化钠溶液洗涤,c.过滤,d.用无水氯化钙干燥,e.蒸馏收集129~133℃馏分,最后得到7.896g,1,2-二溴乙烷。则粗品提纯的顺序是 (填序号);
(6)下列操作中,不会导致产物产率降低的是 (填正确答案的标号)
a.乙烯通过溴水时速率太快
b.装置C中的NaOH溶液用水代替
c.去掉装置D烧杯中的水
d.实验时没有E装置
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第一节 卤代烃
题型01 结构特点、分类及物理性质
题型02 卤代烃的取代反应(水解反应)
题型03 卤代烃的消去反应
题型04 卤代烃中卤素原子的检验
题型05 卤代烃的制备和应用
题型01 结构特点、分类及物理性质
1.卤代烃的组成与结构
(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。
(2)官能团是碳卤键(或卤素原子)。
2.卤代烃的分类
3.物理性质
状态
常温下,大多数卤代烃为液体或固体
溶解性
所有卤代烃都不溶于水,可溶于有机溶剂
熔、沸点
比同碳原子数的烃高,随碳原子数的增加而升高
密度
比同碳原子数的烃高,一般随烃基中碳原子数目的增大而减小
【典例1】下列物质沸点的比较中,不正确的是
A.CH3CH2Cl>CH3CH3 B.CH3CH2Br<CH3CH2Cl
C.CH3(CH2)3CH3>CH3CH2CH(CH3)2 D.CH3CH2CH2Br>CH3CH2Br
【答案】B
【解析】A.相同碳原子数的卤代烃的沸点比烃的沸点高,故A正确;
B.烃基相同的卤代烃的沸点随卤素原子的相对原子质量的增大而升高,故B不正确;
C.对于相同碳原子数的烃因碳链异构而形成的同分异构体,支链越多,沸点越低,故C正确;
D.对于同系物来说,一般碳原子数越多,沸点越高,故D正确。故选B。
【变式1-1】氟利昂-12(CCl2F2),可用作制冷剂、灭火剂、杀虫剂等,下列说法错误的是
A.结构式: B.物质类别:卤代烃
C.可燃性:易燃烧 D.分子构型:四面体
【答案】C
【解析】
A.CCl2F2的结构式为:,故A正确;
B.烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的化合物称为卤代烃,CCl2F2可以由CH4发生取代反应得到,属于卤代烃,故B正确;
C.氟利昂-12(CCl2F2),可用作制冷剂、灭火剂、不易燃烧,故C错误;
D.CCl2F2可以由CH4发生取代反应得到,分子构型为四面体形,故D正确;
故选C。
【变式1-2】全氟丙烷是重要的眼科手术材料,其产品质量与安全性是维护患者健康的重要前提。近期,一些眼科患者因使用了有问题的全氟丙烷气体而在术后导致不同程度的视网膜损害,甚至失明。下列说法中,正确的是
A.全氟丙烷的分子式为C3F6
B.全氟丙烷的沸点比丙烷低
C.全氟丙烷分子有两个同分异构体
D.使用合格的全氟丙烷气体,在手术后可能引起的并发症是高眼压
【答案】D
【解析】A.丙烷的分子式为C3H8,故全氟丙烷的分子式为C3F8,A项错误;
B.全氟丙烷的相对分子质量比丙烷大,分子间作用力:全氟丙烷大于丙烷,故全氟丙烷的沸点高于丙烷,B项错误;
C.丙烷的结构只有一种,故全氟丙烷无同分异构体,只有一种结构,C项错误;
D.使用全氟丙烷手术后,气体膨胀引起高眼压,D项正确 ;
故选D。
【变式1-3】下列选项中说法错误的是
A.室温下,在水中的溶解度:乙酸>苯酚>1-氯丁烷
B.甲基的电子式:
C.对羟基苯甲酸的结构简式为:
D.沸点:正戊烷>新戊烷
【答案】C
【解析】A.乙酸易溶于水,苯酚微溶于冷水,氯丁烷几乎不溶于水,因此室温下,在水中的溶解度:乙酸>苯酚>1-氯丁烷,A正确;
B.-CH3中C和H共形成3对共用电子,其电子式为,B正确;
C.为邻羟基苯甲酸,C错误;
D.正戊烷和新戊烷均为5个C的烷烃,C原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,因此沸点:正戊烷>新戊烷,D正确。
答案选C。
题型02 卤代烃的取代反应(水解反应)
1.反应条件:NaOH水溶液,加热。
2.溴乙烷在NaOH水溶液条件下的水解反应的化学方程式为C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr。
3.原理:卤素原子的电负性比碳原子的大,使C—X的电子向卤素原子偏移,形成一个极性较强的共价键:Cδ+—Xδ-。在化学反应中,C—X较易断裂,使卤素原子被其他原子或原子团所取代,也称水解反应
4.合成应用:在有机分子中引进羟基。
【典例2】(24-25高二下·广东惠州·期中)下列化学反应的产物中,存在同分异构体的是
①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解
②乙烷在催化剂作用下与Cl2发生取代反应
③2-氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热反应
④2-丁烯与氯化氢发生加成反应
⑤甲苯与液溴在催化剂的作用下反应
A.①②③ B.①②⑤ C.②③④ D.②③⑤
【答案】D
【解析】①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解得到CH3CH2CH2OH,无同分异构体,故①不符合题意;
②乙烷在催化剂作用下与发生二元取代、三元取代、四元取代反应均存在同分异构体,故②符合题意;
③2−氯丁烷与乙醇溶液共热,发生消去反应生成1−丁烯和2−丁烯,存在同分异构体,故③符合题意;
④2−丁烯与氯化氢发生加成反应只生成2−氯丁烷,不存在同分异构体,故④不符合题意;
⑤甲苯的苯环上处于甲基邻位或对位的氢原子均可被取代,存在同分异构体,故⑤符合题意。
因此②③⑤都存在同分异构体;故D符合题意;
故选D;
【变式2-1】卤代烃的水解反应常伴随消去反应的发生。溴乙烷与NaOH水溶液共热一段时间后,下列实验设计能达到对应目的的是
A.观察反应后溶液的分层现象,检验溴乙烷是否完全反应
B.取反应后溶液滴加溶液,检验是否有生成
C.取反应后溶液加入一小块金属Na,检验是否有乙醇生成
D.将产生的气体通入酸性溶液,检验是否有乙烯生成
【答案】A
【解析】A.观察反应后溶液的分层现象,能检验溴乙烷是否完全反应,溴乙烷难溶于水,生成的乙醇易溶于水,乙烯是气体,会逸出,故A正确;
B.取反应后溶液滴加溶液,不能检验是否有生成,因为反应后溶液为碱性,与硝酸银反应,干扰溴离子检验,故B错误;
C.取反应后溶液加入一小块金属Na,不能检验是否有乙醇生成,因此溶液中有水,水也能与金属钠反应产生气体,故C错误;
D.将产生的气体通入酸性溶液,不能检验是否有乙烯生成,由于也生成了乙醇,乙醇易挥发,乙醇、乙烯均能被高锰酸钾氧化,故D错误。
综上所述,答案为A。
【变式2-2】在给定条件下,下列选项所示的物质转化可以实现的是
A.CuSO4(aq)Cu(OH)2(s)Cu2O(s)
B.HC≡CHCH3CHOCH3CH(OH)CN
C.
D.CH3CH=CH2
【答案】B
【解析】A.加入少量发生复分解反应可以生成悬浊液,但悬浊液与乙醛的反应需要在碱性环境下进行,加入的少量,无法提供碱性环境,A不符合题意;
B.乙炔催化水化可以得到乙醛,即可以实现,乙醛与HCN在催化剂存在下发生加成反应可以得到,B符合题意;
C.甲苯与在做催化剂条件下发生取代反应,氯原子取代甲基邻、对位苯环上的H原子,如果取代甲基的氢原子,反应条件是光照,C不符合题意;
D.的消去反应条件是醇溶液加热,而浓硫酸加热条件是醇的消去反应,D不符合题意;
故选B。
【变式2-3】下列实验操作和现象得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向含的溶液中滴入少量酸化的溶液,溶液变血红色
氧化性:
B
将气体通入滴有酚酞的溶液中,溶液红色消失
有漂白性
C
取卤代烃样品于试管中,加入水溶液混合后加热,再滴加溶液,产生白色沉淀
该卤代烃为氯代烃
D
向溶液中逐滴滴加氨水,生成蓝色沉淀后逐渐溶解,溶液最终变为深蓝色
与形成配位键的稳定性:
【答案】D
【解析】A.可能是氧化,也可能是氢离子与硝酸根氧化了,A错误;
B.与反应,使溶液碱性减弱,溶液红色消失,不能证明有漂白性,B错误;
C.白色沉淀是氢氧化银,应该先加硝酸酸化,再加硝酸银,C错误;
D.向溶液中逐滴滴加氨水,生成蓝色沉淀后逐渐溶解,溶液最终变为深蓝色,说明与形成配位键的稳定性:,D正确;
故选D。
题型03 卤代烃的消去反应
1.定义: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叫做消去反应。
2.反应条件:NaOH的乙醇溶液,加热。
3.溴乙烷在NaOH乙醇溶液条件下的消去反应的化学方程式为CH3CH2Br+NaOHCH2==CH2↑+NaBr+H2O。
4.卤代烃消去反应的规律
(1)三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原子没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
卤素原子与苯环直接相连
(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:
(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
5.合成应用:在有机分子中引进碳碳双键或碳碳三键。
【典例3】(24-25高二下·广东广州·阶段练习)下图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应。其中,产物只含有一种官能团的反应是
A.①④ B.③④ C.②④ D.①②
【答案】B
【分析】4-溴环己烯分子中含有碳碳双键和碳溴键,具有卤代烃和烯烃的性质。
【解析】①4-溴环己烯分子中的碳碳双键能被酸性KMnO4氧化,从而生成羧基,另外还含有碳溴键,①不符合题意;
②4-溴环己烯在NaOH水溶液中可发生水解反应,-Br转化为-OH,则产物分子中含有羟基和碳碳双键两种官能团,②不符合题意;
③4-溴环己烯与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应,生成二烯烃,③符合题意;
④4-溴环己烯与HBr可发生加成反应,产物只含有碳溴键一种官能团,④符合题意;
综合以上分析,③④符合题意,故选B。
【变式3-1】(24-25高二下·广东肇庆·期末)用下图装置研究1-溴丙烷是否发生消去反应,下列叙述正确的是
A.②中溶液褪色,是因为其中发生了取代反应
B.②中溶液褪色,可证明1-溴丙烷发生消去反应
C.将②中试剂换成酸性高锰酸钾溶液,可通过现象证明1-溴丙烷发生消去反应
D.向反应后①试管中加入少量溶液,可通过现象证明1-溴丙烷发生消去反应
【答案】B
【分析】①中可能发生取代反应:,或消去反应:,l-丙醇不能使溴的溶液褪色,丙烯可以使溴的溶液褪色,据此分析解答。
【解析】A.l-丙醇不能使溴的溶液褪色,丙烯可以使溴的溶液褪色,②中溶液褪色,是因为丙烯与溴发生了加成反应,故A错误;
B.①中可能发生取代反应:,或消去反应:,l-丙醇不能使溴的溶液褪色,溴的溶液褪色是因为生成的烯烃与溴发生了加成反应,证明1-溴丙烷发生了消去反应,故B正确;
C.挥发的醇及生成的烯烃均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则根据现象不能说明①中发生消去反应,故C错误;
D.①中发生取代反应或消去反应均会生成NaBr,向反应后①试管中加入少量溶液,通过现象无法证明是否发生消去反应,,故D错误;
故选B。
【变式3-2】下列化合物在一定条件下,既能发生消去反应,又能发生水解反应的是
A.CH3Cl B.
C. D.
【答案】B
【分析】卤代烃的消去条件:与卤素原子直接相连的邻碳上有H。
【解析】A.只有一个碳原子,只能发生水解反应,不能发生消去反应,故A错误;
B.与溴原子相连的碳原子邻碳上有H,可以发生消去反应,也可以发生水解反应,故B正确;
C.邻碳上没有H原子,不能发生消去反应,故C错误;
D.溴苄只能发生水解反应,故D错误;
故选B。
【变式3-3】下列物质能发生消去反应且只得到一种产物的是
A.CH3Br B.
C. D.
【答案】D
【分析】与-X相连的碳原子相邻的碳原子上含有氢原子,可以发生消去反应,结合对称性判断消去产物只有一种。
【解析】A.CH3Br只有1个碳原子,不能发生消去反应,故A错误;
B.可以发生消去反应生成CH3CH(CH3)CH=CH2、(CH3)2CH=CHCH3,故B错误;
C.中-Br连接的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故C错误;
D.可以发生消去反应生成(CH3)2C=CH2,故D正确;
故选:D。
题型04 卤代烃中卤素原子的检验
1.检验流程
2.注意事项
(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,不能用 AgNO3 溶液直接检验卤代烃中卤素的存在。
(2)将卤代烃中的卤素原子转化为X-也可用卤代烃的消去反应。
(3)检验卤代烃中的卤素原子时,常出现的错误是忽略用稀硝酸酸化中和KOH。
【典例4】(24-25高二下·广东广州·期中)下列实验操作、现象和所得结论均正确的是
选项
实验及现象
结论
A
将无水乙醇与浓硫酸共热至170℃,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生消去反应生成乙烯
B
在卤代烃样品中加入过量NaOH溶液,加热一段时间,冷却后滴入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀析出
该卤代烃中含有氯元素
C
将苯和液溴混合,将产生的气体通入石蕊试液,溶液变红
苯与溴发生取代反应生成HBr
D
光洁的铜丝灼烧变黑后,趁热伸入无水乙醇后,铜丝变红
乙醇具有还原性
【答案】D
【解析】A.乙醇沸点低易挥发,产生的气体中会混有乙醇,乙醇也会使酸性高锰酸钾褪色,不能证明乙醇发生消去反应生成乙烯,A错误;
B.将卤代烃和NaOH共热,冷却后应先加入过量稀HNO3中和过量的氢氧化钠,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明卤代烃中含有氯元素,B错误;
C.苯、液溴在加入铁粉条件下发生取代反应,C错误;
D.光洁的铜丝灼烧变黑后(氧化铜),趁热伸入无水乙醇后,铜丝变红(铜),可以说明乙醇将氧化铜还原为铜,故说明乙醇具有还原性,D正确;
故选D。
【变式4-1】(24-25高二下·广东江门·阶段练习)下列实验操作和现象及实验结论均正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
溴乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,未出现浅黄色沉淀
溴乙烷未发生水解
B
向两支分别盛有2mL苯和2mL甲苯的试管中各加入几滴酸性高锰酸钾溶液,用力振荡,后者褪色
苯环对甲基产生了影响
C
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
D
用裂化汽油萃取溴水中的溴,下层为无色
裂化汽油密度比水小
【答案】B
【解析】A.溴乙烷与NaOH溶液共热后,先加入硝酸酸化,中和多余的NaOH,再滴加AgNO3溶液,A错误;
B.苯与高锰酸钾溶液不反应,甲苯与高锰酸钾溶液反应,使高锰酸钾溶液褪色,说明苯环对甲基产生了影响,B正确;
C.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体中有HCl,HCl能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,HCl的水溶液具有酸性,C错误;
D.裂化汽油中含有碳碳双键等不饱和键,能与溴单质发生加成反应,故不能用裂化汽油萃取溴水中的溴,且下层为无色也不能说明裂化汽油密度比水小,D错误;
答案选B。
【变式4-2】下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
将新制饱和氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中
当滴到一定量时,红色褪去
氯水具有酸性
B
将铜丝与浓硫酸反应产生的气体通入紫色石蕊溶液中
石蕊溶液先变红后褪色
SO2气体具有酸性和漂白性
C
将溴乙烷与NaOH溶液共热,然后再滴入AgNO3溶液
生成浅黄色沉淀
证明含有溴元素
D
在2%AgNO3溶液中,逐滴滴入2%的氨水
先产生沉淀,后沉淀溶解
结合银离子能力:氨分子氢氧根离子
【答案】D
【解析】A.酚酞褪色的原因可能是发生中和反应,氯水表现酸性,也可能是氯水的强氧化性将酚酞氧化,表现漂白性,A错误;
B.SO2只能使石蕊变红,变现酸性,不能使其褪色,现象和结论均错误,B错误;
C.卤素离子的检验需要硝酸和AgNO3,在溴乙烷水解后应先加硝酸使溶液显酸性后再加入硝酸银,设计方案错误,C错误;
D.逐滴滴入氨水首先生成AgOH沉淀,然后沉淀转化为[Ag(NH3)2]+,说明氨分子与银离子结合能力大于OH⁻,D正确;
故选D。
【变式4-3】能够鉴定氯乙烷中氯元素的存在的最佳操作是
A.在氯乙烷中直接加入溶液
B.加蒸馏水,充分搅拌后,加入溶液
C.加入NaOH的乙醇溶液加热,冷却后加入溶液
D.加入NaOH溶液加热,冷却后加入稀硝酸酸化,然后加入溶液
【答案】D
【解析】A.氯乙烷不能电离出氯离子,因此直接加入AgNO3溶液不能生成氯化银沉淀,不能鉴定,故A不符合题意;
B.加蒸馏水,氯乙烷不溶于蒸馏水,加入AgNO3溶液,不能生成氯化银沉淀,不能鉴定,故B不符合题意;
C.加入NaOH的乙醇溶液发生消去反应后生成乙烯和NaCl,溶液显碱性,未中和多余的碱,也能与硝酸银生成白色沉淀,故C不符合题意;
D.在NaOH水溶液中加热,氯乙烷水解脱掉﹣Cl生成Cl﹣,再加HNO3酸化中和多余的氢氧化钠,然后加入硝酸银,生成AgCl沉淀,能鉴别,故D符合题意;
答案为D。
题型05 卤代烃的制备和应用
1.通过取代反应制备
如乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;
苯与Br2: ;
C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
2.通过不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应制备
CH3—CH===CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br;
+HClCH2===CHCl。
【典例5】(24-25高二下·广东茂名·期中)下列相关过程中反应类型或相关产物不合理的是
A.乙烯→乙二醇:CH2=CH2
B.溴乙烷→乙醇:CH3CH2Br CH2=CH2CH3CH2OH
C.1-溴丁烷→1-丁炔:
D.乙炔→聚氯乙烯:CH≡CHCH2=CHCl
【答案】B
【解析】
A.乙烯和水在加热、加压、催化剂条件下发生加成反应生成,和NaOH溶液在加热条件下发生取代反应生成和NaBr,A正确;
B.CH3CH2Br在NaOH溶液、加热条件下直接水解为CH3CH2OH和NaBr,B错误;
C.在强碱的醇溶液、加热条件下发生消去反应引入碳碳双键制得,和溴发生加成反应制得,在强碱的醇溶液、加热条件下发生消去反应得到,C正确;
D.CH≡CH和HCl在一定条件下发生加成反应制得CH2=CHCl,CH2=CHCl发生加聚反应制得,D正确;
答案选B。
【变式5-1】制取较纯的一溴乙烷,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
【解析】A.乙烯与溴化氢加成反应生成一溴乙烷,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,没有得到一溴乙烷,B错误;
C.乙烯和溴水加成反应生成1,2-二溴乙烷,没有得到一溴乙烷,C错误;
D.乙烷和液溴取代可以是一溴取代,也可以是多溴取代,副产物较多,D错误;
答案选A。
【变式5-2】乙烯与液溴作用制取1,2﹣二溴乙烷的装置如图如下,D中试管里所装物质为液溴。
1,2﹣二溴乙烷的主要物理性质是:
熔点
沸点
密度
溶解性
9.79°C
131.4°C
2.18g/cm3
难溶于水,易溶于醇、醚等
填写下列空白:
(1)A中制备乙烯的方程式为: ,反应类型为 。
(2)该装置中的温度计的水银球应 ,其作用是 。
(3)乙烯与液溴反应的方程式为 。
(4)D烧杯中盛的是冰水,其作用是 。
(5)C和E所盛都是NaOH溶液,它们的作用分别是:C ;E 。
【答案】 C2H5OHCH2=CH2↑+H2O 消去反应 没入反应物的液面下 控制反应的温度在170℃ CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br 冷却液溴 C吸收乙烯中混有的二氧化硫、二氧化碳 E吸收逸出的溴蒸汽,防止污染空气
【解析】(1)A中乙醇和浓硫酸加热到170℃制备乙烯,反应的方程式为C2H5OHCH2=CH2↑+H2O,反应类型为消去反应;
(2)该装置中温度计的作用是控制反应的温度在170℃,水银球应没入反应物的液面下;
(3)乙烯与液溴发生加成反应生成1,2﹣二溴乙烷,反应的方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br;
(4)溴易挥发,D烧杯中盛的是冰水,其作用是冷却液溴;
(5)A中生成的乙烯气体中可能含有二氧化硫、二氧化碳,C中盛有NaOH溶液的作用是吸收乙烯中混有的二氧化硫、二氧化碳;溴易挥发,溴蒸气有毒,D中NaOH溶液的作用是吸收逸出的溴蒸汽,防止污染空气。
【变式5-3】(24-25高二下·广东珠海·阶段练习)1,2-二溴乙烷的制备原理是;。某课题小组用下图所示的装置制备1,2-二溴乙烷。
回答下列问题:
(1)组装仪器后进行该实验前必须进行的操作是 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C内发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)加热三颈烧瓶前,先将C与D连接处断开,再将三颈烧瓶在石棉网上加热,待温度升到约120℃时,连接C与D,并迅速将A反应温度升温至160~180℃,从F中慢慢滴加乙醇-浓硫酸混合液,保持乙烯气体均匀地通入装有3.20mL液溴()和3mL水的D中试管,直至反应结束。
①将C与D连接处断开的原因是 。
②判断反应结束的现象是 。
(5)将粗品移入分液漏斗,分别用a.水洗涤,b.氢氧化钠溶液洗涤,c.过滤,d.用无水氯化钙干燥,e.蒸馏收集129~133℃馏分,最后得到7.896g,1,2-二溴乙烷。则粗品提纯的顺序是 (填序号);
(6)下列操作中,不会导致产物产率降低的是 (填正确答案的标号)
a.乙烯通过溴水时速率太快
b.装置C中的NaOH溶液用水代替
c.去掉装置D烧杯中的水
d.实验时没有E装置
【答案】(1)气密性检查
(2)平衡装置内外的压强,起到安全瓶的作用
(3)
(4)减少D中溴蒸气挥发 D中试管内溴水完全褪色
(5)abadce
(6)d
【分析】根据题意A装置用于乙醇的消去反应,装置B中的玻璃管与空气连通,可以平衡装置内外的压强,该反应生成乙烯的同时因副反应生成二氧化硫杂质气体需要利用C装置除杂,D装置发生乙烯与溴的加成反应生成1,2-二溴乙烷,E用于尾气吸收。
【解析】(1)本实验是制备乙烯气体,并用乙烯与溴水反应制取1,2-二溴乙烷,所以组装仪器后必须进行气密性检查;
(2)装置B中的玻璃管与空气连通,可以平衡装置内外的压强,起到安全瓶的作用;
(3)浓硫酸具有脱水性、强氧化性,A装置中可能含有杂质气体SO2、CO2,SO2与溴水能反应干扰实验,实验装置C吸收A中生成的SO2、CO2气体,主要反应离子方程式是;
(4)①溴易挥发,将C与D连接处断开可以减少D中溴蒸气挥发;
②若D中的溴水褪色,表明溴完全反应,所以反应结束的现象是D中试管内溴水完全褪色;
(5)粗品1,2-二溴乙烷的提纯过程是:水洗→氢氧化钠溶液洗涤→水洗→用无水氯化钙干燥→过滤→蒸馏,粗品提纯的步骤是abadce;
(6)a.乙烯通过溴水时速率太快,溴挥发加快,会导致产物产率降低;
b.装置C中的NaOH溶液用水代替,造成二氧化硫与溴反应,会导致产物产率降低;
c.去掉装置D烧杯中的水,溴挥发加快,会导致产物产率降低;
d.E装置的作用是尾气处理,实验时没有E装置,对产率无影响;
故选d。
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