内容正文:
第3周·周末作业 卤代烃
一、选择题
1.下列关于卤代烃的叙述错误的是 ( )
A.随着碳原子数的增多,一氯代烃的沸点逐渐升高
B.随着碳原子数的增多,一氯代烃的密度逐渐增大
C.等碳原子数的一氯代烃,支链越多,沸点越低
D.等碳原子数的一卤代烃,卤素的原子序数越大,沸点越高
2.两种有机物Q与P,下列有关它们的说法中正确的是 ( )
A.二者的核磁共振氢谱中均只出现两组峰且峰面积之比为3∶2
B.一定条件下,二者均可发生取代反应
C.二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
D.Q的一氯代物只有1种、P的一溴代物有2种
3.下列物质中,既能发生水解反应,又能发生加成反应,但不能发生消去反应的是 ( )
A.(CH3)2CHCH2Cl
B.CH2==CHC(CH3)2CH2Cl
C.CH3CHFCH==CH2
D.CH2==CHCH2CH2Br
4.如图装置可用于检验溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应生成的乙烯,下列说法不正确的是 ( )
A.该反应为消去反应
B.实验过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色
C.乙烯难溶于水,故此装置②可以省去
D.可用溴水代替酸性KMnO4溶液
5.有机物A(甲苯)可发生以下反应生成有机物C(苯乙腈),反应过程(反应条件已略去)如下:
下列说法正确的是 ( )
A.反应①发生的条件是FeCl3作催化剂并加热
B.反应②属于取代反应,可用分液的方法分离有机物B和C
C.有机物B与NaOH水溶液共热发生反应可生成苯甲醇
D.有机物B可以在NaOH醇溶液中发生消去反应
6.聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性超过其他塑料,被称为“塑料王”。其合成路线如下:
三氯甲烷二氟一氯甲烷四氟乙烯聚四氟乙烯
下列说法中不正确的是 ( )
A.“塑料王”不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.三氯甲烷(CHCl3)可以用甲烷与氯气的取代反应制得
C.四氟乙烯(CF2CF2)中所有的原子都在同一平面上
D.二氟一氯甲烷(CHClF2)中所有原子最外层电子都达到了8电子稳定结构
7.卤代烃在一定条件下可发生消去反应生成烯烃,下图为2-溴丁烷在乙醇钠存在的条件下发生消去反应的产物情况。下列说法不正确的是 ( )
A.此条件下的消去反应,生成的2-丁烯的量比1-丁烯多
B.产物A和B互为顺反异构体
C.产物A、B与Br2发生加成反应得到组成相同的产物
D.2-溴丙烷在相同条件下发生消去反应也会有不同结构的产物生成
8.卤代烃的取代反应,实质是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子,例如:CH3Br+OH-(或NaOH)CH3OH+Br-(或NaBr)(反应条件已略去),下列反应的化学方程式中,不正确的是 ( )
A.CH3CH2Br+NaHSCH3CH2SH+NaBr
B.CH3I+NaCNCH3CN+NaI
C.CH3CH2Cl+CH3ONaCH3Cl+CH3CH2ONa
D.CH3CH2Cl+NH3CH3CH2NH2+HCl
9.欲证明某一卤代烃为溴代烃,甲、乙两同学设计了如下方案,甲同学:取少量卤代烃,加入NaOH溶液,加热煮沸,冷却后,加入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则为溴代烃。乙同学:取少量卤代烃,加入NaOH的乙醇溶液,加热,冷却后,用稀硝酸酸化,加入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是 ( )
A.甲同学的方案可行
B.乙同学的方案可行
C.甲、乙两位同学的方案都有局限性
D.甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样
二、非选择题
10.(13分)下列框图给出了8种有机化合物的转化关系,请回答下列问题:
(1)根据系统命名法,化合物 A 的名称是 。
(2)上述框图中,①是 反应,②是 反应,③是 反应。(填反应类型)
(3)化合物E是重要的工业原料,写出由D生成E的化学方程式: 。
(4)F1的结构简式是 ,F1与F2互为 。
(5)上述八种化合物中,属于二烯烃的是 (写字母代号),二烯烃的通式是 。
(6)写出D在一定条件下发生完全水解的化学方程式 。
11.(12分)已知1,2-二氯乙烷在常温下为无色液体,沸点为83.5 ℃,密度为1.23 g·mL-1,难溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂;乙醇的沸点为78 ℃。某化学课外活动小组为探究1,2-二氯乙烷的消去反应,设计了如图所示的实验装置。
请回答下列问题:
(1)为了检查整套装置的气密性,某同学将导气管末端插入盛有水的烧杯中,用双手捂着装置A中大试管,但该方法并不能准确说明装置的气密性是否良好。则正确检查整套装置气密性的方法是 。
(2)向装置A中大试管里先加入1,2-二氯乙烷和NaOH的乙醇溶液,再加入 ,目的是 ,并向装置C中试管里加入适量稀溴水。
(3)为了使反应在75 ℃左右进行,常用的方法是 。
(4)与装置A中大试管相连接的长玻璃管的作用是 ,装置B的作用是 。
(5)能证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的实验现象是 ,装置A、C中发生反应的化学方程式分别为 、 。
12.(15分)卤代烃是重要的工业原料,但对环境会造成严重影响,如破坏臭氧层等,请回答下列问题:
Ⅰ.氟利昂-12,即二氟二氯甲烷,分子式为CF2Cl2,氟利昂-11,即一氟三氯甲烷,分子式为CFCl3。氟利昂是破坏臭氧层的元凶,也是地球变暖的罪魁祸首,它所产生的温室效应是二氧化碳的数千倍。禁止使用氟利昂对保护地球环境具有极为重要的意义。CF2Cl2破坏臭氧层的机理为CF2Cl2Cl·+CF2Cl;O3+Cl·ClO·+O2;O·+ClO·Cl·+O2。
(1)活性氯(Cl·)的作用是 。
(2)下列关于氟利昂-12(CF2Cl2)、氟利昂-11(CFCl3)的推测错误的有 (填字母)。
A.两种氟利昂在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
B.两种氟利昂均不存在同分异构体
C.直接用AgNO3溶液均可检验两种氟利昂中的氯元素
Ⅱ.已知二氯烯丹是一种除草剂,其合成路线如下:
已知:D在反应⑤中所生成的E的结构只有一种。
(1)写出下列反应类型:反应①是 ,反应③是 ,反应⑥是 。
(2)写出下列物质的结构简式:A ,E 。
(3)写出反应③的化学方程式: 。
(4)写出有机物CH2ClCHClCH2Cl所有同分异构体的结构简式: 。
第3周·周末作业
1.选B 碳原子数越多,一氯代烃的相对分子质量越大,从而分子间作用力越大,则沸点越高,故A正确;碳原子数越多,一氯代烃的相对分子质量越大,则密度越小,故B错误;等碳原子数的一氯代烃,支链越多,分子间距离越大,分子间作用力越小,沸点越低,故C正确;等碳原子数的一卤代烃,卤素的原子序数越大,分子间作用力越大,沸点越高,故D正确。
2.选B 根据等效氢原理可知,的核磁共振氢谱中只出现两组峰且峰面积之比为3∶1,的核磁共振氢谱中只出现两组峰且峰面积之比为3∶2,A错误;二者均为卤代烃在一定条件下均能发生水解反应,故二者均可发生取代反应,B正确;苯环上的卤代烃不能发生消去反应,由于与卤素原子连接的碳的相邻碳原子上没有H原子,故也不能在NaOH醇溶液中发生消去反应,C错误;根据等效氢原理可知,Q的一氯代物有2种、P的一溴代物有2种,D错误。
3.选B (CH3)2CHCH2Cl不含不饱和键,不能加成,卤代烃能水解,与—X相连碳的相邻碳上有氢原子,能消去,故A错误;CH2==CHC(CH3)2CH2Cl含有双键,能加成,卤代烃能水解,与Cl相连碳的相邻碳上没有氢原子,不能消去,故B正确;CH3CHFCH==CH2含有双键,能加成,卤代烃能水解,与F原子相连碳的相邻碳上有氢原子,能消去,故C错误;CH2==CHCH2CH2Br含有双键,能加成,卤代烃能水解,与Br相连碳的相邻碳上有氢原子,能消去,故D错误。
4.选C 溴乙烷在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,故A正确;乙烯能被高锰酸钾氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,故B正确;因乙醇、乙烯均使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙醇干扰乙烯的检验,装置②是除去挥发出来的乙醇杂质的,不能省去,故C错误;乙烯与溴水发生加成反应,使溴水褪色,可用溴水代替酸性KMnO4溶液来检验乙烯,故D正确。
5.选C 甲苯生成有机物B是烷基上的取代反应,而FeCl3作催化剂并加热条件下发生苯环上的取代反应,A错误;有机物B中的Cl原子被—CN取代,生成苯乙腈,两种有机物混溶,不能用分液法分离,B错误;有机物B与NaOH水溶液共热发生卤代烃的水解反应生成苯甲醇,C正确;B中与Cl相连的碳的邻位C上没有H,不能发生消去反应,D错误。
6.选D 聚四氟乙烯分子中不含有碳碳双键,故不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应可生成三氯甲烷,B正确;四氟乙烯中氟原子取代了乙烯分子中的四个氢原子,所有原子共面,C正确;二氟一氯甲烷分子中含有一个氢原子,其最外层电子数只有两个,D错误。
7.选D 依据题意,2-溴丁烷在乙醇钠存在的条件下发生消去反应的主要产物为A(顺-2-丁烯),次要产物为B(反-2-丁烯),而C(1-丁烯)只有少量生成,表明A(顺-2-丁烯)和B(反-2-丁烯)的总量比C(1-丁烯)的量多,A正确;有机物A和B的分子中均含有4个C、8个H,但是有机物A中的两个甲基在碳碳双键的两边,而有机物B的两个甲基在碳碳双键的同一侧,所以A和B互为顺反异构体,B正确;产物A和B与溴单质发生加成反应,得到的产物均为2,3-二溴丁烷,C正确;2-溴丙烷在相同条件下发生消去反应,只能生成丙烯一种产物,D错误。
8.选C NaHS中HS-带负电荷,取代溴代烃中的溴原子,故A正确;NaCN中CN-带负电荷,取代碘代烃中的碘原子,故B正确;CH3ONa中CH3O-带负电荷,取代氯代烃中的氯原子,故C错误;NH3中带负电荷,取代氯代烃中的氯原子,故D正确。
9.选C 甲同学利用卤代烃与氢氧化钠溶液在加热的条件下发生取代反应,生成卤化钠,反应时氢氧化钠过量,没有加入稀硝酸酸化,过量的NaOH影响后续的检验;乙同学本意是利用卤代烃的消去反应,将卤代烃中的卤原子转换为卤素离子,再加硝酸银进行检验,但卤代烃的消去反应是有前提的,如CH3Br等就不能发生消去反应,则不会出现淡黄色沉淀,所以两种方法都有局限性,故选C。
10.解析:烷烃A与氯气发生取代反应生成卤代烃B,B发生消去反应生成C1、C2,C1与溴发生加成反应生成二溴代物D,D再发生消去反应生成E,E与溴可以发生1,2-加成或1,4-加成,故C2为,C1为,则D为,E为,F1为,F2为,据此分析结合物质的性质解答。(1)A分子中,在2、3号C上含有2个甲基,主链为丁烷,化合物A的名称是2,3-二甲基丁烷。(2)反应①为烷烃在光照条件下的取代反应,反应②为B发生消去反应生成C1、C2,反应③为与溴单质发生加成反应生成。(3)由D生成E是卤代烃发生消去反应,该反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O。(4)由上述分析可知,F1与F2互为同分异构体。(5)属于二烯烃的是E(),二烯烃分子中含有两个碳碳双键,比碳原子数相同的烷烃少4个H,则二烯烃的通式为CnH2n-2(n≥4)。(6)D为,D在一定条件下发生完全水解的化学方程式为+2NaOH+2NaBr。
答案:(1)2,3-二甲基丁烷
(2)取代 消去 加成
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
(4) 同分异构体 (5)E CnH2n-2(n≥4)
(6)+2NaOH+2NaBr
11.解析:(1)由于装置比较多,可选取酒精灯对装置A中大试管进行加热,并将导管末端插入水中,若导气管末端有气泡出现,且移开酒精灯一会儿后,导气管口出现一段稳定的水柱,则证明整套装置不漏气。(2)为了防止暴沸,应向装置A中加入几片碎瓷片。(3)为了便于控制温度,提供稳定热源,100 ℃及以下温度常选水浴加热的方法。(4)长玻璃导管起到冷凝、回流的作用,目的是提高原料的利用率,减少1,2-二氯乙烷、乙醇等的挥发。产生的气体与装置C中溴水反应或溶于溴水使装置内压强减小,可能会发生倒吸现象,因此装置B的作用是防止倒吸。(5)CH2ClCH2Cl发生消去反应可能生成CH2==CHCl、或二者的混合物,它们均能与溴水反应并使其褪色,因此能证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的实验现象是装置C中溴水褪色。根据以上分析可知装置A、C中发生反应的化学方程式分别为CH2ClCH2Cl+NaOHCH2==CHCl↑+NaCl+H2O(或CH2ClCH2Cl+2NaOH、CH2==CHCl+Br2→CH2BrCHClBr(或→CHBr==CHBr、→CHBr2CHBr2)。
答案:(1)将导气管末端插入盛有水的烧杯中,用酒精灯微热装置A中大试管,若导气管末端有气泡出现,且移开酒精灯一会儿后,导气管口出现一段稳定的水柱,则证明整套装置不漏气(其他合理加热方式也可) (2)碎瓷片 防止暴沸
(3)水浴加热 (4)冷凝、回流 防止倒吸
(5)装置C中溴水褪色 CH2ClCH2Cl+NaOHCH2==CHCl↑+NaCl+H2O(或CH2ClCH2Cl+2NaOH+2NaCl+2H2O) CH2==CHCl+Br2→CH2BrCHClBr(或→CHBr==CHBr、→CHBr2CHBr2)
12.解析:Ⅰ.(1)第一步反应产生的活性氯(Cl·)导致后续反应发生,且最后又产生活性氯(Cl·),可见活性氯(Cl·)在反应中起催化作用。(2)这两种氟利昂分子中均只有一个C原子,由于卤素原子连接的C原子无邻位C原子,在NaOH醇溶液中均不能发生消去反应,A错误;这两种卤代烃可看作是甲烷分子中的H原子被Cl、F原子取代产生的物质,由于分子中任何两个化学键都相邻,因此都不存在同分异构体,B正确;氟利昂分子中氯元素以原子形式存在,不能电离出Cl-,因此不能与AgNO3溶液作用而产生AgCl白色沉淀,因此不能直接用AgNO3溶液检验,C错误。故错误选项是A、C。
Ⅱ.B与氯气加成得到CH2ClCHClCH2Cl,从而逆向推出B为CH2==CH—CH2Cl;A与Cl2在高温下反应产生CH2==CH—CH2Cl,则A为CH2==CH—CH3。CH2ClCHClCH2Cl与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生C:CH2==CCl—CH2Cl。反应⑥为E与发生取代反应而得到二氯烯丹,故E为CH2Cl—CCl==CHCl,D的消去产物E只有一种结构,所以D为CH2ClCCl2CH2Cl。(1)反应①是CH2==CH—CH3与Cl2在高温下发生取代反应产生B:
CH2==CH—CH2Cl,故该反应是取代反应;反应③是CH2ClCHClCH2Cl与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生C:CH2==CCl—CH2Cl,故该反应类型是消去反应;反应⑥是CH2Cl—CCl==CHCl与发生取代反应生成和NaCl,反应类型为取代反应。
(2)A结构简式是CH2==CH—CH3;E结构简式是CH2Cl—CCl==CHCl。
(3)反应③是CH2ClCHClCH2Cl与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生C:CH2==CCl—CH2Cl、NaCl、H2O,反应方程式为CH2ClCHClCH2Cl+NaOHCH2==CCl—CH2Cl+NaCl+H2O。
(4)有机物CH2ClCHClCH2Cl所有同分异构体的结构简式为CH2ClCCl2CH3、CCl3CH2CH3、
CH2ClCH2CHCl2、CH3CHClCHCl2。
答案:Ⅰ.(1)作催化剂 (2)AC
Ⅱ.(1) 取代反应 消去反应 取代反应
(2)CH2==CH—CH3 CH2Cl—CCl==CHCl
(3)CH2ClCHClCH2Cl+NaOHCH2==CCl—CH2Cl+NaCl+H2O
(4)CH2ClCCl2CH3、CCl3CH2CH3、CH2ClCH2CHCl2、CH3CHClCHCl2
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