5.1 卤代烃（专项训练）化学苏教版选择性必修3

第一单元　卤代烃 题型01 卤代烃的分类及物理性质 题型02 卤代烃的化学性质 题型03 卤代烃中卤素原子的检验 题型04 卤代烃在有机合成中的应用 题型05 卤代烃的合理使用 题型01 卤代烃的分类及物理性质 1．分类 2．卤代烃的物理性质 （1）状态：常温下除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体。 （2）沸点：互为同系物的卤代烃，它们的沸点随碳原子数的增多而升高。 （3）密度：除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外，液态卤代烃密度一般比水大。 （4）溶解性：水中：不溶，有机溶剂中：能溶，某些卤代烃是很好的有机溶剂，如二氯甲烷、氯仿（CHCl3）和四氯化碳等。 【典例1】下表为部分一氯代烷的结构简式和沸点数据，下列对表中物质与数据的分析归纳，错误的是(　　) 物质代号 结构简式 沸点/℃ ① CH3Cl －24 ② CH3CH2Cl 12 ③ CH3CH2CH2Cl 46 ④ CH3CHClCH3 35.7 ⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78 ⑥ CH3CH2CHClCH3 68.2 ⑦ (CH3)3CCl 52 A.物质①②③⑤互为同系物 B．一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高 C．一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而升高 D．物质⑤与⑦互为同分异构体 【变式1-1】下列物质不属于卤代烃的是( ) A．CH2ClCH2Cl B． C．氯乙烯 D．四氯化碳 【变式1-2】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．C6H6、H2O C．CCl4、CHCl3 D．CH2BrCH2Br、NaBr(H2O) 题型02 卤代烃的化学性质 1．卤代烃的性质实验(以1-溴丙烷，2-溴丙烷为例) 实验1 实验2 实验装置 实验内容 向试管A中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL饱和氢氧化钾乙醇溶液，均匀加热 向试管A中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL 20%的氢氧化钾水溶液，加热 实验现象 酸性KMnO4溶液褪色，③中有浅黄色沉淀生成 酸性KMnO4溶液不褪色，③中有浅黄色沉淀生成 结论 溴代烃与KOH乙醇溶液共热产生了不饱和烃和Br－ 溴代烃与KOH水溶液共热产生了Br－ 化学方程式 CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O或＋KOH CH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH2CH2OH＋KBr或＋KOH ＋KBr 2．卤代烃水解反应和消去反应的比较 水解反应 消去反应 卤代烃结构特点 一般是1个碳原子上只有1个—X 与卤素原子所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子 反应实质 —X被羟基取代 脱去HX 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液，加热 反应特点 碳骨架不变，官能团由变成—OH 碳骨架不变，官能团由变成或—C≡C—，生成不饱和键 主要产物 醇 烯烃或炔烃 【典例2】下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是(　　) A．CH3Cl B． C． D． 【变式2-1】在卤代烃R—CH2—CH2—X中化学键如下图所示，则下列说法正确的是(　　) A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④ C．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是① D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和② 【变式2-2】化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是(　　) A．CH3CH2CH2CH2CH2OH B． C． D． 【变式2-3】某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是（　　） A．该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类 B．该物质能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀 C．该物质可以发生消去反应 D．该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 题型03 卤代烃中卤素原子的检验 1．实验流程 2．实验要点 (1)通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子。 (2)排除其他离子对卤素离子检验的干扰，卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。 【典例3】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的水溶液，加热，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 【变式3-1】为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行如下操作。其中合理的是(　　) A．取氯代烃少许，加入AgNO3溶液 B．取氯代烃少许与NaOH的水溶液共热，然后加入AgNO3溶液 C．取氯代烃少许与NaOH的水溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液 D．取氯代烃少许与NaOH的醇溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液 【变式3-2】某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果最终未得到白色沉淀，其主要原因是（　　） A．加热时间太短 B．不应冷却后再加入AgNO3溶液 C．加AgNO3溶液前，未用稀HNO3酸化 D．反应后的溶液中不存在Cl－ 【变式3-3】溴乙烷是卤代烃的代表，通过对溴乙烷性质的探究来掌握卤代烃的性质，达到举一反三的效果。 已知：CH3CH2OH＋NaBr＋H2SO4（浓）CH3CH2Br＋NaHSO4＋H2O。 实验室制备溴乙烷（C2H5Br）的装置和步骤如下： ①按如图所示装配装置，检查装置的气密性，然后向装置中的大烧杯里加入冰水； ②在圆底烧瓶中加入10 mL 95%乙醇、28 mL浓硫酸，然后加入研细的13 g溴化钠和几粒碎瓷片； ③小火加热，使其充分反应。 （1）反应结束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色。将U形管中的混合物倒入分液漏斗中，静置，待液体分层后，取　　　　液体（填“上层”或“下层”）。为了除去其中的杂质，最好选择下列试剂中的　　　　（填字母）。 a．Na2SO3溶液 b．H2O c．NaOH浓溶液 d．CCl4 要进一步制得纯净的C2H5Br，可再用水洗，然后加入无水CaCl2干燥，再进行　　　　（填操作名称）。 （2）设计实验证明U形管收集的溴乙烷中含有溴元素，完成以下实验报告： 实验步骤 实验操作 预期现象和结论 1 　　　　　　 　　　　　　　　　　 2 　　　　　　 　　　　　　　　　　 3 　　　　　　 　　　　　　　　　　 4 　　　　　　 　　　　　　　　　　 （3）溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应，生成不同的产物。 用如图所示装置进行实验： 该实验的目的是________________________________________________________； 实验中你所观察到的现象是______________________________________ _____________________________________________________________； 盛水试管（装置）的作用是_____________________________________________ ___________________________________________________________。 题型04 卤代烃在有机合成中的应用 1．在烃分子中引入羟基 例如由乙烯制乙二醇，先用乙烯与氯气发生加成反应制取1，2－二氯乙烷，再用1，2－二氯乙烷和氢氧化钠水溶液共热发生水解反应制得乙二醇。 2．在特定碳原子上引入卤原子 例如由1－溴丁烷制取1，2－二溴丁烷，先由1－溴丁烷发生消去反应得到1－丁烯，再由1－丁烯与溴水加成得到1，2－二溴丁烷。 3．改变某些官能团的位置 例如由1－丁烯制取2－丁烯，先由1－丁烯与氯化氢加成得到2－氯丁烷，再由2－氯丁烷发生消去反应得到2－丁烯。 4．增长碳链或构成碳环 例如卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃反应，生成更长碳链的烃。 RX＋MgRMgX，CH2===CHCH2Cl＋RMgCl―→CH2===CHCH2R＋MgCl2。 【典例4】根据下图所示的反应路线及所给信息填空。 (1)A的名称是______，中官能团名称是_______________________________________。 (2)②的反应类型是________。 (3)反应④的化学方程式是________________________________________________________。 【变式4-1】卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以合成环丁烷的是（　　） A. B. C．BrCH2CH2CH2CH2Br D．CH3CH2CH2CH2Br 【变式4-2】有机物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体，其合成路线如下： 已知D在反应⑤中所生成E的结构只有一种可能，E分子中有3种不同化学环境的氯原子(不考虑立体异构)。试回答下列问题： (1)利用题干中的信息推测有机物D的名称为________________。 (2)写出下列反应的反应类型：反应①____________，反应③____________。 (3)有机物E的同类同分异构体共有______种(不包括E，不考虑立体结构)。 (4)写出反应③的化学方程式：____________________________________________________。 【变式4-3】1 mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O，F的结构简式为。烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化： （1）A的化学式：　　　　，A的结构简式：_____________________。 （2）上述反应中，①是　　　　反应，⑦是　　　　反应（填反应类型）。 （3）写出下列物质的结构简式： C　　　　，D　　　　， E　　　　，H　　　　。 （4）写出D―→F反应的化学方程式：__________________________________。 题型05 卤代烃的合理使用 1.应用 （1）用于化工生产、药物生产及日常生活中。如选取邻二氯苯为原料，经硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应，可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”。 （2）溴乙烷是合成药物、农药、染料的重要基础原料，是向有机物分子引入乙基的重要试剂。 （3）卤代烃除了用于合成药物，还是制备高聚物的原料。氯乙烯是聚氯乙烯（PVC）的单体，PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，常用于建筑材料、工业制品、地板革、地板砖、人造革、管材、包装膜等。 2．危害 （1）DDT是人类合成的第一种有机农药。DDT相当稳定，能在自然界滞留较长时间，可以在动物体内形成累积性残留，给人体健康和生态环境造成不利影响。 （2）氟氯代烃——人吸入这些气体后会引起神经中枢甚至内脏器官不同程度的中毒反应，挥发性卤代烃有可能造成大气的二次污染，造成“臭氧层破坏”的罪魁祸首。 【典例5】三氯甲烷(氯仿)是最早应用于外科手术的全身麻醉剂之一。但由于氯仿的毒性较大，人们一直在寻找它的替代物。20世纪50年代，科学家们终于发现乙烷的一种取代物氟烷()是一种理想的吸入性麻醉剂。氟烷具有良好的麻醉作用，起效快，3～5 min即可全身麻醉，而且苏醒快，不易燃烧，不易爆。目前氟烷已被广泛使用。 阅读上述文字，下列说法错误的是(　　) A．氯仿可由甲烷制取 B．氟烷属于多卤代烃 C．氟烷是易溶于水的良好麻醉剂 【变式5-1】下列有关氟氯代烷的说法中，不正确的是(　　) A．氟氯代烷化学性质稳定，有毒 B．氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃 C．氟氯代烷大多无色、无臭、无毒 D．在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应 【变式5-2】下列关于卤代烃的说法不正确的是（　　） A．在溴乙烷（CH3CH2Br）分子中，溴元素的存在形式为溴原子 B．在卤代烃中，卤素原子与碳原子形成共价键 C．聚四氟乙烯（塑料王）为高分子化合物，不属于卤代烃 D．卤代烃可以破坏大气臭氧层 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元　卤代烃 题型01 卤代烃的分类及物理性质 题型02 卤代烃的化学性质 题型03 卤代烃中卤素原子的检验 题型04 卤代烃在有机合成中的应用 题型05 卤代烃的合理使用 题型01 卤代烃的分类及物理性质 1．分类 2．卤代烃的物理性质 （1）状态：常温下除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体。 （2）沸点：互为同系物的卤代烃，它们的沸点随碳原子数的增多而升高。 （3）密度：除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外，液态卤代烃密度一般比水大。 （4）溶解性：水中：不溶，有机溶剂中：能溶，某些卤代烃是很好的有机溶剂，如二氯甲烷、氯仿（CHCl3）和四氯化碳等。 【典例1】下表为部分一氯代烷的结构简式和沸点数据，下列对表中物质与数据的分析归纳，错误的是(　　) 物质代号 结构简式 沸点/℃ ① CH3Cl －24 ② CH3CH2Cl 12 ③ CH3CH2CH2Cl 46 ④ CH3CHClCH3 35.7 ⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78 ⑥ CH3CH2CHClCH3 68.2 ⑦ (CH3)3CCl 52 A.物质①②③⑤互为同系物 B．一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高 C．一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而升高 D．物质⑤与⑦互为同分异构体 【答案】B 【解析】物质①②③⑤都属于饱和烷烃的一氯代物，结构相似，且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，故互为同系物，故A正确；由⑥⑦的数据可知，支链越多，一氯代烷的沸点越低，故B错误；由表中数据可知，随着碳原子数的增多，一氯代烷的沸点升高，故C正确；物质⑤与⑦的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确。 【变式1-1】下列物质不属于卤代烃的是( ) A．CH2ClCH2Cl B． C．氯乙烯 D．四氯化碳 【答案】B 【解析】卤代烃可以看作烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。根据卤代烃的定义可知，卤代烃中不含有氧元素，故B符合。 【变式1-2】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．C6H6、H2O C．CCl4、CHCl3 D．CH2BrCH2Br、NaBr(H2O) 【答案】B 【解析】、Br2互溶，不能用分液漏斗分离，故A不符合题意；C6H6、水不互溶，可用分液漏斗分离，C6H6的密度比水小，因此应从分液漏斗上口倒出，故B符合题意；CCl4、CHCl3互溶，不能用分液漏斗分离，故C不符合题意；CH2BrCH2Br、NaBr(H2O)不互溶，可用分液漏斗分离，但CH2BrCH2Br的密度比水大，因此应从分液漏斗下口流出，故D不符合题意。 题型02 卤代烃的化学性质 1．卤代烃的性质实验(以1-溴丙烷，2-溴丙烷为例) 实验1 实验2 实验装置 实验内容 向试管A中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL饱和氢氧化钾乙醇溶液，均匀加热 向试管A中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL 20%的氢氧化钾水溶液，加热 实验现象 酸性KMnO4溶液褪色，③中有浅黄色沉淀生成 酸性KMnO4溶液不褪色，③中有浅黄色沉淀生成 结论 溴代烃与KOH乙醇溶液共热产生了不饱和烃和Br－ 溴代烃与KOH水溶液共热产生了Br－ 化学方程式 CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O或＋KOH CH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH2CH2OH＋KBr或＋KOH ＋KBr 2．卤代烃水解反应和消去反应的比较 水解反应 消去反应 卤代烃结构特点 一般是1个碳原子上只有1个—X 与卤素原子所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子 反应实质 —X被羟基取代 脱去HX 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液，加热 反应特点 碳骨架不变，官能团由变成—OH 碳骨架不变，官能团由变成或—C≡C—，生成不饱和键 主要产物 醇 烯烃或炔烃 【典例2】下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是(　　) A．CH3Cl B． C． D． 【答案】B 【解析】卤代烃均能发生水解反应，选项中的四种物质均为卤代烃；与卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。C、D项中的两物质卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有氢原子，A中无邻位碳原子，都不能发生消去反应。 【变式2-1】在卤代烃R—CH2—CH2—X中化学键如下图所示，则下列说法正确的是(　　) A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④ C．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是① D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和② 【答案】C 【解析】发生取代反应时，卤代烃中的卤素原子被取代，被破坏的键是①；发生消去反应时，卤代烃中的卤素原子和相邻碳原子上的氢原子脱去生成HX，被破坏的键是①和③。 【变式2-2】化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是(　　) A．CH3CH2CH2CH2CH2OH B． C． D． 【答案】B 【解析】X与NaOH的醇溶液发生反应生成Y、Z的过程中有机物的碳链骨架结构未变；由2-甲基丁烷的结构可推知X的碳链骨架结构为，其连接Cl原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。从而推知有机物X的结构简式为或，则化合物X用NaOH的水溶液处理可得到或，故选B。 【变式2-3】某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是（　　） A．该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类 B．该物质能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀 C．该物质可以发生消去反应 D．该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 【答案】D 【解析】该物质在NaOH的水溶液中发生水解反应，其中—Br被—OH取代，A错误；该物质中的溴原子必须水解成Br－，才能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀，B错误；该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H原子，不能发生消去反应，C错误；该物质的分子中含有碳碳双键，可与Br2发生加成反应，D正确。 题型03 卤代烃中卤素原子的检验 1．实验流程 2．实验要点 (1)通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子。 (2)排除其他离子对卤素离子检验的干扰，卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。 【典例3】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的水溶液，加热，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 【答案】C 【解析】甲同学让卤代烃水解，在加热冷却后没有用稀硝酸酸化，由于OH－也会与Ag＋作用生成黑色的Ag2O，会掩盖AgBr的浅黄色，不利于观察现象，所以甲同学的实验方案有局限性；乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离子，但是，不是所有的卤代烃都能发生消去反应，所以此法也有局限性。 【变式3-1】为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行如下操作。其中合理的是(　　) A．取氯代烃少许，加入AgNO3溶液 B．取氯代烃少许与NaOH的水溶液共热，然后加入AgNO3溶液 C．取氯代烃少许与NaOH的水溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液 D．取氯代烃少许与NaOH的醇溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液 【答案】C 【解析】检验卤代烃中是否含有氯元素时，由于卤代烃中的氯元素并非游离态的Cl—，故应加入NaOH的水溶液或NaOH的醇溶液，并加热，先使卤代烃水解或发生消去反应，产生Cl—，然后加入稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定卤代烃中含有氯元素。先加HNO3酸化，是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH，再转化为Ag2O褐色沉淀干扰检验；D项，有的氯代烃不能发生消去反应，故不选。 【变式3-2】某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果最终未得到白色沉淀，其主要原因是（　　） A．加热时间太短 B．不应冷却后再加入AgNO3溶液 C．加AgNO3溶液前，未用稀HNO3酸化 D．反应后的溶液中不存在Cl－ 【答案】C 【解析】氯乙烷在碱性条件下加热水解，应先加入过量的稀HNO3中和未反应完的NaOH，然后再加入AgNO3溶液检验Cl－的存在。否则Ag＋与OH反应得到Ag2O黑色沉淀，影响Cl－的检验。 【变式3-3】溴乙烷是卤代烃的代表，通过对溴乙烷性质的探究来掌握卤代烃的性质，达到举一反三的效果。 已知：CH3CH2OH＋NaBr＋H2SO4（浓）CH3CH2Br＋NaHSO4＋H2O。 实验室制备溴乙烷（C2H5Br）的装置和步骤如下： ①按如图所示装配装置，检查装置的气密性，然后向装置中的大烧杯里加入冰水； ②在圆底烧瓶中加入10 mL 95%乙醇、28 mL浓硫酸，然后加入研细的13 g溴化钠和几粒碎瓷片； ③小火加热，使其充分反应。 （1）反应结束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色。将U形管中的混合物倒入分液漏斗中，静置，待液体分层后，取　　　　液体（填“上层”或“下层”）。为了除去其中的杂质，最好选择下列试剂中的　　　　（填字母）。 a．Na2SO3溶液 b．H2O c．NaOH浓溶液 d．CCl4 要进一步制得纯净的C2H5Br，可再用水洗，然后加入无水CaCl2干燥，再进行　　　　（填操作名称）。 （2）设计实验证明U形管收集的溴乙烷中含有溴元素，完成以下实验报告： 实验步骤 实验操作 预期现象和结论 1 　　　　　　 　　　　　　　　　　 2 　　　　　　 　　　　　　　　　　 3 　　　　　　 　　　　　　　　　　 4 　　　　　　 　　　　　　　　　　 （3）溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应，生成不同的产物。 用如图所示装置进行实验： 该实验的目的是________________________________________________________； 实验中你所观察到的现象是______________________________________ _____________________________________________________________； 盛水试管（装置）的作用是_____________________________________________ ___________________________________________________________。 【答案】（1）下层　a　蒸馏 （2）1.取少许U形管中收集的有机物于小试管中，加入NaOH溶液，振荡，加热，静置　液体分层，上层可能含有NaOH及NaBr　2.取上层清液于小试管中，加入过量的稀硝酸酸化　无明显现象　3.取少许酸化后的溶液用pH试纸检验　pH试纸呈红色，溶液呈酸性　4.向上述酸化的溶液中滴加AgNO3溶液　有淡黄色沉淀生成，溶液中含有Br－，即原有机物中含有Br元素 （3）验证生成的气体是乙烯（或验证溴乙烷与NaOH发生消去反应的产物）　酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去　除去气体中少量的乙醇 【解析】（1）溴乙烷不溶于水，密度比水大，分液时，在下层。溴乙烷是一种有机溶剂，副产物Br2易溶于其中，除杂主要是除去其中的Br2。由于溴乙烷在NaOH浓溶液中能水解，CCl4是有机溶剂，与溴乙烷不易分离，故最好选Na2SO3溶液，SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋，除去溴且易分离。 （2）溴乙烷中无溴离子，只有溴原子，利用水解反应或消去反应使其变为溴离子后检验，注意无论水解反应还是消去反应均在碱性环境中进行，而溴离子的检验需要酸性环境，因此应先加稀硝酸中和碱。 （3）由溴乙烷发生水解反应生成乙醇，发生消去反应生成乙烯可知，本题是检验气体产物乙烯。由于乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故水的作用是除去气体中的乙醇。 题型04 卤代烃在有机合成中的应用 1．在烃分子中引入羟基 例如由乙烯制乙二醇，先用乙烯与氯气发生加成反应制取1，2－二氯乙烷，再用1，2－二氯乙烷和氢氧化钠水溶液共热发生水解反应制得乙二醇。 2．在特定碳原子上引入卤原子 例如由1－溴丁烷制取1，2－二溴丁烷，先由1－溴丁烷发生消去反应得到1－丁烯，再由1－丁烯与溴水加成得到1，2－二溴丁烷。 3．改变某些官能团的位置 例如由1－丁烯制取2－丁烯，先由1－丁烯与氯化氢加成得到2－氯丁烷，再由2－氯丁烷发生消去反应得到2－丁烯。 4．增长碳链或构成碳环 例如卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃反应，生成更长碳链的烃。 RX＋MgRMgX，CH2===CHCH2Cl＋RMgCl―→CH2===CHCH2R＋MgCl2。 【典例4】根据下图所示的反应路线及所给信息填空。 (1)A的名称是______，中官能团名称是_______________________________________。 (2)②的反应类型是________。 (3)反应④的化学方程式是________________________________________________________。 【答案】(1)环己烷　碳氯键　(2)消去反应　(3)＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O 【解析】(1)由合成路线可知，反应①为光照条件下的取代反应，所以A为，名称是环己烷，的官能团为碳氯键。 (2)反应②为卤代烃发生的消去反应。 (3)反应④为发生消去反应生成1,3-环己二烯，化学方程式为＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O。 【变式4-1】卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以合成环丁烷的是（　　） A. B. C．BrCH2CH2CH2CH2Br D．CH3CH2CH2CH2Br 【答案】C 【解析】该物质中含有3个溴原子，和钠反应不能生成环丁烷，A项错误；该物质和钠以1∶2反应生成1，2－二乙基环丁烷或1，3－二乙基环丁烷，B项错误；CH2BrCH2CH2CH2Br与钠以1∶2发生反应生成环丁烷，C项正确；该物质和钠以1∶1反应生成辛烷，D项错误。 【变式4-2】有机物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体，其合成路线如下： 已知D在反应⑤中所生成E的结构只有一种可能，E分子中有3种不同化学环境的氯原子(不考虑立体异构)。试回答下列问题： (1)利用题干中的信息推测有机物D的名称为________________。 (2)写出下列反应的反应类型：反应①____________，反应③____________。 (3)有机物E的同类同分异构体共有______种(不包括E，不考虑立体结构)。 (4)写出反应③的化学方程式：____________________________________________________。 【答案】(1)1,2,2,3-四氯丙烷 (2)取代反应　消去反应 (3)5 (4)CH2ClCHClCH2Cl＋NaOHNaCl＋CH2==CClCH2Cl＋H2O 【解析】E是D发生消去反应后的产物，分子中含有一个碳碳双键，且有3种不同化学环境的氯原子，由此可得E为ClCH2CCl==CHCl。D发生消去反应时生成的E只有一种结构，所以D应该是一种对称结构，D应为CH2ClCCl2CH2Cl。由反应②中B通过加成反应生成了CH2ClCHClCH2Cl，可推出B为CH2ClCH==CH2，进一步可推出A为CH3CH==CH2。CH2ClCHClCH2Cl通过反应③得到C，根据D的结构简式判断，C为CH2==CClCH2Cl。 【变式4-3】1 mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O，F的结构简式为。烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化： （1）A的化学式：　　　　，A的结构简式：_____________________。 （2）上述反应中，①是　　　　反应，⑦是　　　　反应（填反应类型）。 （3）写出下列物质的结构简式： C　　　　，D　　　　， E　　　　，H　　　　。 （4）写出D―→F反应的化学方程式：__________________________________。 【答案】（1）C8H8 　 （2）加成　酯化（取代） （3） （4）＋NaOH＋NaBr 【解析】1 mol烃A完全燃烧得8 mol CO2和4 mol H2O，则A的分子式为C8H8，①发生的是加成反应，反应②是从分子B中消去2分子HBr，③是在E中加入2分子Br2，则A为，B为，E为，C为，D为，F为，H为。 题型05 卤代烃的合理使用 1.应用 （1）用于化工生产、药物生产及日常生活中。如选取邻二氯苯为原料，经硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应，可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”。 （2）溴乙烷是合成药物、农药、染料的重要基础原料，是向有机物分子引入乙基的重要试剂。 （3）卤代烃除了用于合成药物，还是制备高聚物的原料。氯乙烯是聚氯乙烯（PVC）的单体，PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，常用于建筑材料、工业制品、地板革、地板砖、人造革、管材、包装膜等。 2．危害 （1）DDT是人类合成的第一种有机农药。DDT相当稳定，能在自然界滞留较长时间，可以在动物体内形成累积性残留，给人体健康和生态环境造成不利影响。 （2）氟氯代烃——人吸入这些气体后会引起神经中枢甚至内脏器官不同程度的中毒反应，挥发性卤代烃有可能造成大气的二次污染，造成“臭氧层破坏”的罪魁祸首。 【典例5】三氯甲烷(氯仿)是最早应用于外科手术的全身麻醉剂之一。但由于氯仿的毒性较大，人们一直在寻找它的替代物。20世纪50年代，科学家们终于发现乙烷的一种取代物氟烷()是一种理想的吸入性麻醉剂。氟烷具有良好的麻醉作用，起效快，3～5 min即可全身麻醉，而且苏醒快，不易燃烧，不易爆。目前氟烷已被广泛使用。 阅读上述文字，下列说法错误的是(　　) A．氯仿可由甲烷制取 B．氟烷属于多卤代烃 C．氟烷是易溶于水的良好麻醉剂 D．氟烷的毒性比氯仿小，效果比氯仿好 【答案】C 【解析】甲烷与Cl2发生取代反应可生成CHCl3，A项正确；氟烷中含有F、Cl、Br三种卤族元素，属于多卤代烃，B项正确；卤代烃均不溶于水，C项错误；由题给信息可知氟烷的毒性较小，麻醉效果较好，D项正确。 【变式5-1】下列有关氟氯代烷的说法中，不正确的是(　　) A．氟氯代烷化学性质稳定，有毒 B．氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃 C．氟氯代烷大多无色、无臭、无毒 D．在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应 【答案】A 【解析】氟氯代烷通常情况下化学性质稳定，但无毒，A错误；氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃，B正确；氟氯代烷大多无色、无臭、无毒，C正确；在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应，氯原子起了催化作用，D正确。 【变式5-2】下列关于卤代烃的说法不正确的是（　　） A．在溴乙烷（CH3CH2Br）分子中，溴元素的存在形式为溴原子 B．在卤代烃中，卤素原子与碳原子形成共价键 C．聚四氟乙烯（塑料王）为高分子化合物，不属于卤代烃 D．卤代烃可以破坏大气臭氧层 【答案】C 【解析】聚四氟乙烯为氟代烃也为卤代烃。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $