内容正文:
2.3 卤代烃
题型01 卤代烃的结构和物理性质
题型02 卤代烃的制备
题型03 卤代烃的水解和消去反应
题型04 卤素原子的检验
题型05 卤代烃在有机合成中的桥梁作用
题型01 卤代烃的结构和物理性质
知识积累
1.卤代烃的概念:烃分子中一个或多个氢原子被_____________取代后所生成的化合物,通式为R—X(其中R—表示烃基)。
2.物理性质:沸点随分子中碳原子和卤素原子数目的增加(氟代烃除外)和卤素原子序数的增大而_____________;密度随碳原子数增加而_____________,随着卤素原子的增多而_____________。绝大多数卤代烃不溶于水或在水中溶解度很小,但能溶于很多有机溶剂,
【典例1】下列说法正确的是
A.密度:>>
B.等质量的物质燃烧耗O2量:乙烷>甲烷>乙烯>乙炔
C.沸点:正戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
D.等物质的量物质燃烧耗O2量:环己烷>苯>苯甲酸
【变式1-1】下列各物质的沸点按由高到低顺序排列的是
①1,2,2-三氯丙烷②乙烷③丙烷④异戊烷⑤2,2-二甲基丙烷
A.①④⑤③② B.①③④②⑤ C.⑤④①③② D.①⑤④③②
【变式1-2】下列各组物质,可用分液漏斗将它们分离的是
A.苯和乙醇 B.苯和液溴 C.己烷和水 D.苯和甲苯
【变式1-3】下列各组混合物中,用分液漏斗不能分离的是
A.乙酸乙酯和溶液 B.苯和溴苯
C.溴乙烷和水 D.正己烯和水
题型02 卤代烃的制备
知识积累
CH3CH2Br的制备原理:
① 烯烃的加成:_________________________________
② 醇的取代:_________________________________
③ 烷烃的取代:_________________________________
【典例2】1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体,常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr固体、1-丁醇混合加热回流后,再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省略),下列说法错误的是
A.加热回流装置的圆底烧瓶与球形冷凝管连接处不能用橡胶塞
B.气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体
C.蒸馏过程中的直形冷凝管可换成球形冷凝管
D.洗涤是经过水洗和碱洗,本实验洗涤可在分液漏斗中完成
【变式2-1】为探究一溴环己烷()与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙、丙三位同学分别设计了如下三种实验方案。
甲:向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后滴入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应。
乙:向反应混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。
丙:向反应混合液中滴入KMnO4酸性溶液,若溶液颜色变浅或褪去,则可证明发生了消去反应。
其中正确的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.上述实验方案都不正确_____________【变式2-2】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2-3】溴乙烷在某种条件下可生成乙烯或乙醇,下列说法正确的是( )
A.生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液
B.生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液
C.生成乙烯的条件是加热
D.生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液
题型03 卤代烃的水解和消去反应
知识积累
水解反应(取代反应)
消去反应
卤代烃的结构特点
一般是1个碳原子上只有1个—X
与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子
反应实质
—X被—OH取代
脱去1个HX分子,形成不饱和键
反应条件
强碱的水溶液、加热
强碱的醇溶液、加热
化学键变化
主要产物
醇
烯烃或炔烃
反应原理
CH3CH2Br与NaOH水溶液:
_____________
CH3CH2Br与NaOH醇溶液:
_____________
【典例3】有机物Y是X与HBr反应的主产物,反应如图。下列说法错误的是
A.X能发生聚合反应生成有机高分子
B.1 mol X最多能与发生加成反应
C.Y能发生水解反应、消去反应
D.Y分子中所有原子均在同一平面上
【变式3-1】下列有关卤代烃的叙述正确的是
A.有和两种结构
B.氯乙烯只有一种结构,而1,2-二氯乙烯有两种结构
C.检验溴乙烷中的溴元素可将其与过量NaOH水溶液共热充分反应后,再滴入溶液,可观察到有浅黄色沉淀生成
D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时,乙醇的作用是催化剂
【变式3-2】关于1-溴丁烷的性质实验如下图,下列说法正确的是
A.实验时需快速升温至100℃以上,以加快反应速率
B.该反应属于取代反应,断裂C-Br键和Br相邻C上的C-H键
C.若③改用溴水,则省略②也可达到验证产物的目的
D.向反应后的圆底烧瓶中滴加溶液,有沉淀生成,可证明1-溴丁烷中的溴元素
【变式3-3】下列卤代烃在KOH的乙醇溶液中加热,不发生消去反应的是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A.只有①③⑥ B.只有②③⑤ C.全部 D.只有②④
题型04 卤素原子的检验
知识积累
卤素原子的检验:
实验步骤
实验原理
①取少量卤代烃于试管中
②加入NaOH溶液
③加热
R—X+NaOH_____________
④冷却
⑤加入稀硝酸酸化
HNO3+NaOH===NaNO3+H2O
⑥加入AgNO3溶液
_____________
AgX为白色时,X为_____________;浅黄色沉淀时,X为_____________;黄色沉淀时,X为_____________。
【典例4】为了检验2-溴丁烷中含有溴元素,有以下操作,顺序合理的是
①加溶液 ②加NaOH水溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性
A.②①③⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②①⑤③
【变式4-1】室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
探究方案和现象
探究目的
A
滴有酚酞的氨水中加入固体,溶液的红色变浅
溶液一定呈酸性
B
将石油裂解产生的气体通入的溶液,观察溶液颜色褪色
验证石油裂解产物中含有乙烯
C
向溶液中通入至过量,观察是否有沉淀生成
是否具有氧化性
D
将卤代烃与NaOH水溶液混合加热,待冷却后加入硝酸银溶液,观察沉淀颜色
确定卤代烃中卤原子种类
A.A B.B C.C D.D
【变式4-2】下列实验操作或方法,不能达到实验目的的是
A.向容量瓶中转移溶液
B.检验硫酸根离子是否沉淀完全
C.检验1-氯丁烷中的氯元素
D.在铁制镀件上电镀铜
A.A B.B C.C D.D
【变式4-3】下列实验的相应操作中,正确的是
A.验证具有漂白性
B.向容量瓶中转移溶液
C.比较溶液和溶液的碱性
D.检验溴乙烷中含有溴元素
A.A B.B C.C D.D
题型05 卤代烃在有机合成中的桥梁作用
知识积累
1.卤代烃与氰化钠的取代:RCH2CH2XRCH2CH2CNRCH2CH2COOH2.利用卤代烃的取代反应可实现烷烃或烯烃向醇、醛、羧酸的转化:乙烯转化为乙酸的转化途径:
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸
相关转化的化学方程式:
途径①:_______________________________
途径②:_________________________________
【典例5】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】官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案,请判断其中无法实现的是
A.一卤代烃的水解 B.腈(RCN)在酸性条件下水解
C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
【变式5-2】由苯酚合成的路线(部分反应试剂、反应条件已略去)如图,下列说法不正确的是
A.F的分子式为
B.B生成C的反应条件为NaOH醇溶液、加热
C.B在Cu催化作用下与反应:22
D.1个D分子中存在2个手性碳原子
【变式5-3】卤代烃能够发生下列反应:2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是
A.BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B.
C. D.CH3CH2CH2CH2Br
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2.3 卤代烃
题型01 卤代烃的结构和物理性质
题型02 卤代烃的制备
题型03 卤代烃的水解和消去反应
题型04 卤素原子的检验
题型05 卤代烃在有机合成中的桥梁作用
题型01 卤代烃的结构和物理性质
知识积累
1.卤代烃的概念: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,通式为R—X(其中R—表示烃基)。
2.物理性质:沸点随分子中碳原子和卤素原子数目的增加(氟代烃除外)和卤素原子序数的增大而升高;密度随碳原子数增加而降低,随着卤素原子的增多而增大。绝大多数卤代烃不溶于水或在水中溶解度很小,但能溶于很多有机溶剂,
【典例1】下列说法正确的是
A.密度:>>
B.等质量的物质燃烧耗O2量:乙烷>甲烷>乙烯>乙炔
C.沸点:正戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
D.等物质的量物质燃烧耗O2量:环己烷>苯>苯甲酸
【答案】A
【详解】A.烃基中碳原子数目越多,烷烃一氯代物的密度越小,所以密度:>>,故A正确;
B.由C~CO2~2O,4H~2H2O~2O,可知12g碳消耗32g氧气、4g氢消耗32g氧气,则等质量的烃完全燃烧,分子中H元素质量分数越大,耗氧量越大,而甲烷、乙烷、乙烯、乙炔中n(C):n(H)依次为1:4、1:3、1:2、1:1,所以等质量的物质燃烧耗O2量:甲烷>乙烷>乙烯>乙炔,故B错误;
C.碳原子数目越多,烷烃的沸点越高,互为同分异构体的烷烃中,支链越多,其沸点越低,所以沸点:2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>正戊烷>丙烷,故C错误;
D.环己烷分子式为C6H12,苯的分子式为C6H6,苯甲酸分子式为C7H6O2,可改写为C6H6•CO2,所以等物质的量物质燃烧耗O2量:环己烷>苯=苯甲酸,故D错误;
故选A。
【变式1-1】下列各物质的沸点按由高到低顺序排列的是
①1,2,2-三氯丙烷②乙烷③丙烷④异戊烷⑤2,2-二甲基丙烷
A.①④⑤③② B.①③④②⑤ C.⑤④①③② D.①⑤④③②
【答案】A
【详解】②乙烷、③丙烷、④异戊烷、 ⑤2,2-二甲基丙烷中④异戊烷5个碳原子,支链最少,⑤2,2-二甲基丙烷含有5个碳原子,③丙烷含有3个碳原子,②乙烷含有2个碳原子,所以沸点由高到低的顺序为:④⑤③②,1,2,2-三氯丙烷 相对分子质量最大,分之间作用力最强,所以沸点最高,故沸点从高到低的顺序为①④⑤③②;
答案选A。
【变式1-2】下列各组物质,可用分液漏斗将它们分离的是
A.苯和乙醇 B.苯和液溴 C.己烷和水 D.苯和甲苯
【答案】C
【分析】分液漏斗可将互不相容的两种液体分离,据此分析解答。
【详解】苯和乙醇,苯和液溴,苯和甲苯,每组两种物质均互溶,不能用分液漏斗分离,A、B、D不符合题意,己烷和水不互溶,可用分液漏斗分离,符合题意,故选C。
【变式1-3】下列各组混合物中,用分液漏斗不能分离的是
A.乙酸乙酯和溶液 B.苯和溴苯
C.溴乙烷和水 D.正己烯和水
【答案】B
【详解】A.乙酸乙酯和溶液互不相溶,能用分液漏斗进行分离,A不符合题意;
B.苯和溴苯互溶,不能用分液漏斗进行分离,B符合题意;
C.溴乙烷和水互不相溶,能用分液漏斗进行分离,C不符合题意;
D.正己烯和水互不相溶,能用分液漏斗进行分离,D不符合题意;
故选B。
题型02 卤代烃的制备
知识积累
CH3CH2Br的制备原理:
① 烯烃的加成:CH2CH=CH2 + HBrCH3CH2CH2Br
② 醇的取代:CH3CH2OH + HBrCH3CH2Br + H2O
③ 烷烃的取代:CH3CH3 + Br2CH3CH2Br + HBr
【典例2】1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体,常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr固体、1-丁醇混合加热回流后,再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省略),下列说法错误的是
A.加热回流装置的圆底烧瓶与球形冷凝管连接处不能用橡胶塞
B.气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体
C.蒸馏过程中的直形冷凝管可换成球形冷凝管
D.洗涤是经过水洗和碱洗,本实验洗涤可在分液漏斗中完成
【答案】C
【详解】A.浓硫酸具有强氧化性,能将HBr氧化为Br2,Br2腐蚀橡胶,所以加热回流装置的圆底烧瓶与球形冷凝管连接处不能用橡胶塞,故A正确;
B.浓硫酸、NaBr固体反应有HBr生成,气体吸收装置的作用是吸收HBr等有毒气体,故C正确;
C.蒸馏过程中的直形冷凝管不能换成球形冷凝管,故C错误;
D.1-溴丁烷难溶于水,洗涤是经过水洗和碱洗,为便于洗涤后分液,本实验洗涤可在分液漏斗中完成,故D正确;
故选C。
【变式2-1】为探究一溴环己烷()与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙、丙三位同学分别设计了如下三种实验方案。
甲:向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后滴入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应。
乙:向反应混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。
丙:向反应混合液中滴入KMnO4酸性溶液,若溶液颜色变浅或褪去,则可证明发生了消去反应。
其中正确的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.上述实验方案都不正确
【答案】D
【详解】一溴环己烷无论发生水解反应还是发生消去反应,都能产生Br-,甲不正确;溴水既能与烯烃发生加成反应使溶液颜色褪去,也能与NaOH溶液反应使溶液颜色褪去,乙不正确;一溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使KMnO4酸性溶液的紫色变浅或褪去,发生水解反应生成的醇会被KMnO4酸性溶液氧化也会使溶液紫色变浅或褪去,丙不正确。
【变式2-2】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
【详解】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2-3】溴乙烷在某种条件下可生成乙烯或乙醇,下列说法正确的是( )
A.生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液
B.生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液
C.生成乙烯的条件是加热
D.生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液
【答案】B
【详解】溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热生成乙烯,故A、C项错误;溴乙烷与氢氧化钾的水溶液共热生成乙醇,故B项正确,D项错误。
题型03 卤代烃的水解和消去反应
知识积累
水解反应(取代反应)
消去反应
卤代烃的结构特点
一般是1个碳原子上只有1个—X
与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子
反应实质
—X被—OH取代
脱去1个HX分子,形成不饱和键
反应条件
强碱的水溶液、加热
强碱的醇溶液、加热
化学键变化
主要产物
醇
烯烃或炔烃
反应原理
CH3CH2Br与NaOH水溶液:
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
CH3CH2Br与NaOH醇溶液:
CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2O
【典例3】有机物Y是X与HBr反应的主产物,反应如图。下列说法错误的是
A.X能发生聚合反应生成有机高分子
B.1 mol X最多能与发生加成反应
C.Y能发生水解反应、消去反应
D.Y分子中所有原子均在同一平面上
【答案】D
【详解】A.X分子中含有碳碳双键,可以发生加成聚合反应,生成高分子化合物,A正确;
B.苯乙烯(X)分子中含有一个苯环和一个碳碳双键,一个苯环可以与3 个H2发生加成反应,一个碳碳双键可以与1 个H2发生加成反应,1 mol X最多能与发生加成反应,B正确;
C.Y中含有溴原子,属于卤代烃,在氢氧化钠(NaOH)的水溶液中加热可以发生水解反应生成醇,与溴原子相连C原子的相邻C上有H原子,在氢氧化钠(NaOH)的醇溶液中加热可以发生消去反应,C正确;
D.苯环侧链上含有甲基,甲基碳原子是sp3杂化,所有原子不可能都在同一平面上,D错误;
故答案选D。
【变式3-1】下列有关卤代烃的叙述正确的是
A.有和两种结构
B.氯乙烯只有一种结构,而1,2-二氯乙烯有两种结构
C.检验溴乙烷中的溴元素可将其与过量NaOH水溶液共热充分反应后,再滴入溶液,可观察到有浅黄色沉淀生成
D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时,乙醇的作用是催化剂
【答案】B
【详解】
A.分子中碳原子呈四面体结构,两个氯原子等效,不存在同分异构体,因此“”和“”表示同一结构,A不符合题意;
B.氯乙烯双键同一碳上连有两个相同氢原子,无顺反异构;1,2-二氯乙烯双键每个碳上连有不同原子(H和Cl),存在顺式和反式两种立体异构,B符合题意;
C.溴乙烷与过量水溶液共热后,溶液呈碱性,直接滴入会生成,不稳定,会分解为黑色,干扰溴离子检验,正确操作需加稀硝酸酸化后再加,C不符合题意;
D.溴乙烷与乙醇溶液共热时,乙醇的作用是溶剂,并非催化剂,D不符合题意;
故选B。
【变式3-2】关于1-溴丁烷的性质实验如下图,下列说法正确的是
A.实验时需快速升温至100℃以上,以加快反应速率
B.该反应属于取代反应,断裂C-Br键和Br相邻C上的C-H键
C.若③改用溴水,则省略②也可达到验证产物的目的
D.向反应后的圆底烧瓶中滴加溶液,有沉淀生成,可证明1-溴丁烷中的溴元素
【答案】C
【分析】1-溴丁烷在NaOH乙醇溶液中发生消去反应生成1-丁烯,结合实验原理分析。
【详解】A.该实验目的是得到1-丁烯,快速升温至100℃以上会让未反应的1-溴丁烷和乙醇挥发,降低产率,A错误;
B.该反应是消去反应,不是取代反应,反应断裂C-Br键和Br相邻C上的C-H键,B错误;
C.挥发出的乙醇不与溴水反应,1-丁烯可以使溴水褪色,因此若③改用溴水,省略②(水除去乙醇)也可以验证产物,C正确;
D.反应后溶液中存在过量的NaOH,会与生成AgOH沉淀(最终转化为),干扰溴离子的检验,需要先加硝酸酸化,再滴加检验,D错误;故答案选C。
【变式3-3】下列卤代烃在KOH的乙醇溶液中加热,不发生消去反应的是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A.只有①③⑥ B.只有②③⑤ C.全部 D.只有②④
【答案】A
【详解】①苯环结构稳定,氯苯不能发生消去反应,故①符合题意;
②中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故②不符合题意;③中与氯原子相连碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故不能发生消去反应,故③符合题意;
④中与氯原子或溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故④不符合题意;
⑤中与溴原子相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故⑤不符合题意;⑥只有一个碳原子,没有相邻碳原子,故不能发生消去反应,故⑥符合题意。
综上只有①③⑥符合题意;
故答案选A。
题型04 卤素原子的检验
知识积累
卤素原子的检验:
实验步骤
实验原理
①取少量卤代烃于试管中
②加入NaOH溶液
③加热
R—X+NaOHROH+NaX
④冷却
⑤加入稀硝酸酸化
HNO3+NaOH===NaNO3+H2O
⑥加入AgNO3溶液
AgNO3+NaX===AgX↓+NaNO3
AgX为白色时,X为Cl;浅黄色沉淀时,X为Br;黄色沉淀时,X为I。
【典例4】为了检验2-溴丁烷中含有溴元素,有以下操作,顺序合理的是
①加溶液 ②加NaOH水溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性
A.②①③⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②①⑤③
【答案】C
【详解】检验2-溴丁烷中含有溴元素,先加入NaOH水溶液发生水解,加热促进反应,加稀硝酸酸化除去过量的,再加溶液检测,操作顺序为②③⑤①,故选C。
【变式4-1】室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
探究方案和现象
探究目的
A
滴有酚酞的氨水中加入固体,溶液的红色变浅
溶液一定呈酸性
B
将石油裂解产生的气体通入的溶液,观察溶液颜色褪色
验证石油裂解产物中含有乙烯
C
向溶液中通入至过量,观察是否有沉淀生成
是否具有氧化性
D
将卤代烃与NaOH水溶液混合加热,待冷却后加入硝酸银溶液,观察沉淀颜色
确定卤代烃中卤原子种类
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氨水中存在如下平衡:NH3·H2ONH+OH-,向滴有酚酞的氨水中加入醋酸铵固体,溶液中的铵根离子浓度增大,平衡向左移动,使得溶液中氢氧根离子浓度减小,溶液的红色变浅,则溶液的红色变浅不能说明醋酸铵溶液一定呈酸性,A错误;
B.将石油裂解产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中,溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,但不能说明石油裂解产物中含有乙烯,B错误;
C.向硫化钠溶液中通入过量二氧化硫,溶液中有沉淀生成说明二氧化硫能与硫化钠溶液反应生成硫,反应时二氧化硫中的硫元素化合价降低被还原,是反应的氧化剂,则观察是否有沉淀生成能说明二氧化硫是否具有氧化性,C正确;
D.卤代烃在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成醇和卤化钠,过量的氢氧化钠也能与硝酸银溶液反应生成氢氧化银沉淀,干扰卤素离子的检验,所以将卤代烃与氢氧化钠水溶液混合加热,待冷却后未加入稀硝酸中和氢氧化钠溶液,直接加入硝酸银溶液,观察沉淀颜色无法准确确定卤原子种类,D错误;
故选C。
【变式4-2】下列实验操作或方法,不能达到实验目的的是
A.向容量瓶中转移溶液
B.检验硫酸根离子是否沉淀完全
C.检验1-氯丁烷中的氯元素
D.在铁制镀件上电镀铜
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.向容量瓶中转移溶液时,用玻璃棒引流,操作符合要求,能达到实验目的,A不符合题意;
B.检验硫酸根离子是否沉淀完全,操作是向上层清液中继续滴加氯化钡溶液,观察是否产生新沉淀,操作正确,能达到实验目的,B不符合题意;
C.1-氯丁烷中氯元素以共价态存在,不会电离出,无法直接和硝酸银反应生成沉淀,不能直接检验;正确操作是先将1-氯丁烷在溶液中加热水解,使氯元素转化为,再酸化后滴加检验,因此该操作不能达到实验目的,C符合题意;
D.电镀铜的要求是:镀层金属铜作阳极接电源正极,镀件铁作阴极接电源负极,电镀液含,该装置符合要求,能达到实验目的,D不符合题意;
故答案选择C。
【变式4-3】下列实验的相应操作中,正确的是
A.验证具有漂白性
B.向容量瓶中转移溶液
C.比较溶液和溶液的碱性
D.检验溴乙烷中含有溴元素
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.使酸性褪色,体现的是的还原性,不是漂白性,验证漂白性需要用品红溶液,A错误;
B.向容量瓶中转移溶液时,必须用玻璃棒引流,图中直接倾倒无引流操作,操作错误,B错误;
C.控制和溶液浓度相同,滴加相同量的酚酞,通过溶液红色深浅即可比较二者碱性强弱,操作正确,C正确;
D.溴乙烷水解后溶液为碱性,会和反应生成沉淀,干扰溴离子的检验,必须先加稀硝酸酸化,再滴加,操作错误,D错误;
故选C。
题型05 卤代烃在有机合成中的桥梁作用
知识积累
1.卤代烃与氰化钠的取代:RCH2CH2XRCH2CH2CNRCH2CH2COOH2.利用卤代烃的取代反应可实现烷烃或烯烃向醇、醛、羧酸的转化:乙烯转化为乙酸的转化途径:
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸
相关转化的化学方程式:
途径①:CH2=CH2+HBrCH3CH2Br水
途径②:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr△
【典例5】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
【详解】
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】官能团的引入和转化是有机合成中的关键和主要内容。下面是某同学设计的引入羧基的几种方案,请判断其中无法实现的是
A.一卤代烃的水解 B.腈(RCN)在酸性条件下水解
C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
【答案】A
【详解】A.一卤代烃的水解通常生成醇(如R-X→R-OH),无法直接引入羧基,因此无法实现,A符合题意;
B.腈(RCN)在酸性条件下水解可生成羧酸(RCOOH),因此可以实现引入羧基,B不符合题意;
C.醛的氧化可生成羧酸(如),因此可以实现引入羧基,C不符合题意;
D.烯烃的氧化可使双键断裂生成羧酸(如R-CH=CH-R'→RCOOH+R'COOH),因此可以实现引入羧基,D不符合题意;
故答案选A。
【变式5-2】由苯酚合成的路线(部分反应试剂、反应条件已略去)如图,下列说法不正确的是
A.F的分子式为
B.B生成C的反应条件为NaOH醇溶液、加热
C.B在Cu催化作用下与反应:22
D.1个D分子中存在2个手性碳原子
【答案】B
【分析】
A与氢气发生加成反应得到B,B在浓硫酸作用下发生消去反应得到C,C发生加成反应得到D();D碱性条件下发生消去反应得到E;E与Br2发生1,4-加成反应得到F(),F与氢气加成得到G,G水解得到H;据此作答。
【详解】
A.F的结构简式为,分子式为C6H8Br2,A正确;
B.B生成C为醇的消去反应,条件为浓硫酸、加热,B错误;
C.B中与羟基直接相连的碳原子上有1个氢原子,可以被氧化成羰基,方程式正确,C正确;
D.D的结构简式为,与溴原子直接相连的碳原子为手性碳原子,共2个,D正确;
故答案选B。
【变式5-3】卤代烃能够发生下列反应:2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,下列有机物可以与钠反应合成环戊烷的是
A.BrCH2CH2CH2CH2CH2Br B.
C. D.CH3CH2CH2CH2Br
【答案】A
【分析】根据题目信息:2CH3CH2Br+2Na→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,可知反应的原理为:碳溴键发生断裂,溴原子与钠形成溴化钠,与溴原子相连的碳相连形成新的碳碳键,若形成环状结构,分子中一定含有两个溴原子,据此完成解答。
【详解】A.CH2BrCH2CH2CH2CH2Br分子中含有两个溴原子,与钠发生反应可以生成环戊烷和NaBr,A符合题意;
B.和钠以1:2反应生成1,4-二乙基环丁烷,B不符合题意;
C.分子中含有3个溴原子,不能和钠反应生成环丁烷,C不符合题意;
D.CH3CH2CH2CH2Br与金属钠反应后生成的是CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3,D不符合题意;
故合理选项是A。
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