内容正文:
《有机化学》(化工版 第三版)
第五章 卤代烃
考试时间:60分钟 满分:100分
班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________
一、单选题(本题共15道小题,每题2分,共30分)
1. 简单的卤代烷可根据与卤原子相连的烃基来命名,则构造式 (CH₃)₃C—Cl 的名称为( )
A. 叔丁基氯
B. 异丁基氯
C. 仲丁基氯
D. 正丁基氯
2. 卤烷的同分异构是因碳链结构和卤原子连接的位置不同而产生的,其数目比相应的烃要多,丁烷有两种异构体,而氯丁烷有( )
A. 3种
B. 4种
C. 5种
D. 6种
3. 卤代烷的沸点随分子量的增加而升高,当烃基相同而卤素不同时,其沸点的变化顺序为( )
A. RF>RCl>RBr>RI
B. RCl>RBr>RI>RF
C. RI>RBr>RCl>RF
D. RI>RCl>RBr>RF
4. 卤代烷的相对密度随卤原子种类不同而有差异,一氯代烷的相对密度与水的比较,其结果是( )
A. 大于1,比水重
B. 等于1
C. 大于1.5
D. 小于1,比水轻
5. 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰,这是鉴定下列哪类化合物的简便方法( )
A. 卤代烃
B. 烷烃
C. 烯烃
D. 芳香烃
6. 卤代烷与稀的氢氧化钠水溶液反应,卤原子被羟基取代生成醇,这一反应称为( )
A. 消除反应
B. 水解反应
C. 聚合反应
D. 裂化反应
7. 仲卤代烷和叔卤代烷脱卤化氢时,氢原子是从含氢较少的碳原子上脱去的,生成双键碳上连接较多烃基的烯烃,这一规律称为( )
A. 马氏规则
B. 过氧化物效应
C. 查依采夫规则
D. 苯环定位规律
8. 室温下,卤代烷与金属镁在干醚中作用生成有机镁化合物,统称为格利雅试剂,简称格氏试剂,用下列哪个符号表示( )
A. RX
B. RONa
C. RNH₂
D. RMgX
9. 根据卤原子与双键的相对位置不同,不同类型的卤代烯烃与硝酸银-乙醇溶液反应的活性顺序为( )
A. 烯丙型>隔离型>乙烯型
B. 乙烯型>隔离型>烯丙型
C. 隔离型>烯丙型>乙烯型
D. 乙烯型>烯丙型>隔离型
10. 醇与卤代磷作用可制取卤代烃,3ROH+PX₃→3RX+P(OH)₃,此法适合于溴代和碘代,若用五氯化磷代替三氯化磷,则可制取( )
A. 碘代烷
B. 氯代烷
C. 氟代烷
D. 溴代烷
11. 三氯甲烷(氯仿)是一种无色具有甜味的液体,有强烈麻醉作用,不溶于水,能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,其沸点为( )
A. 76.5℃
B. -13.9℃
C. 61.2℃
D. 131.6℃
12. 四氯化碳的沸点低、易挥发,蒸气比空气重,且不导电、不能燃烧,常用作灭火剂,特别适宜于扑灭( )
A. 一般纸张火灾
B. 化学试剂火灾
C. 金属钠火灾
D. 油类着火以及电器设备的火灾
13. 目前生产氯乙烯的主要方法是氧氯化法,即乙烯、氯化氢和氧气在催化剂作用下生成1,2-二氯乙烷,再裂解得到氯乙烯,该催化剂是( )
A. 氯化铜
B. 铁粉
C. 活性镍
D. 二氧化锰
14. 四氟乙烯是无色气体,不溶于水,易溶于有机溶剂,在催化剂过硫酸铵作用下聚合成聚四氟乙烯,其沸点为( )
A. 61.2℃
B. -76.3℃
C. -13.9℃
D. 76.5℃
15. 卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热,分子中脱去一分子HX而生成烯烃,这种在一定条件下从相邻两个碳原子上脱去小分子并形成不饱和键的反应称为( )
A. 取代反应
B. 加成反应
C. 消除反应
D. 氧化反应
二、填空题(本题共5道小题,每题4分,共20分)
16. 一般卤代烃命名时以相应的烃作母体,卤原子作______,选择连有卤原子的______作主链。
17. 在室温下,只有少数低级卤代烷是气体,如氯甲烷、氯乙烷、______等;C₁₅以上的卤代烷是______。
18. 伯卤代烷与氰化钠或氰化钾作用,卤原子被______取代生成腈,卤代烷转变成腈时分子中增加了一个______原子。
19. 卤代烷在强碱的______溶液中加热,分子中脱去一分子______而生成烯烃。
20. 根据卤代烯分子中卤原子与双键的相对位置不同,卤代烯烃可分为乙烯型、______型和______型三类。
三、判断题(本题共10道小题,每题2分,共20分)
21. 纯净的卤代烷是无色的,溴代烷和碘代烷对光较敏感。( )
22. 卤代烷不溶于水,但彼此之间可互溶,也能溶于醇、醚、烃等其他溶剂。( )
23. 一溴代烷和一碘代烷的相对密度小于1,比水轻。( )
24. 直链卤代烷的沸点低于含相同碳原子数的带支链的卤代烷。( )
25. 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生蓝色火焰,这是鉴定卤代烃的简便方法。( )
26. 卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应生成卤化银的沉淀,卤代烷的活性顺序为叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷。( )
27. 卤代烷与碱的水溶液作用时以消除反应为主,与碱的醇溶液作用时以取代反应为主。( )
28. 乙烯型卤代烯烃(如CH₂=CH—X)中卤原子的活性很小,不易发生取代反应,也不与硝酸银-乙醇溶液反应。( )
29. 三氯甲烷应保存在密封的棕色瓶中,通常加1%(体积分数)的乙醇作为稳定剂来破坏光气。( )
30. 二氟二氯甲烷的商品名称为氟利昂,商品代号F-12,目前该物质作为制冷剂仍在广泛使用。( )
四、问答题(本题共3道小题,每题10分,共30分)
31. 卤烷的化学性质有哪些?请分别说明取代反应、消除反应和格氏试剂反应的要点。
32. 卤代烯烃根据卤原子与双键的相对位置不同可分为哪三类?分别说明各类的结构特点和化学活性,以及它们与硝酸银-乙醇溶液反应的现象。
33. 三氯甲烷和四氯化碳各有什么物理性质?它们在保存和使用时分别应注意什么?
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《有机化学》(化工版 第三版)
第五章 卤代烃
考试时间:60分钟 满分:100分
班级________ 姓名________ 学号________ 成绩________
一、单选题(本题共15道小题,每题2分,共30分)
1. 简单的卤代烷可根据与卤原子相连的烃基来命名,则构造式 (CH₃)₃C—Cl 的名称为( )
A. 叔丁基氯
B. 异丁基氯
C. 仲丁基氯
D. 正丁基氯
【答案】A
【解析】简单的卤代烷可根据与卤原子相连的烃基来命名,如甲基氯、异丙基溴、叔丁基氯,(CH₃)₃C—Cl 即叔丁基氯。
2. 卤烷的同分异构是因碳链结构和卤原子连接的位置不同而产生的,其数目比相应的烃要多,丁烷有两种异构体,而氯丁烷有( )
A. 3种
B. 4种
C. 5种
D. 6种
【答案】B
【解析】丁烷有两种异构体,而氯丁烷有四种异构体:1-氯丁烷、2-甲基-1-氯丙烷、2-氯丁烷、2-甲基-2-氯丙烷。
3. 卤代烷的沸点随分子量的增加而升高,当烃基相同而卤素不同时,其沸点的变化顺序为( )
A. RF>RCl>RBr>RI
B. RCl>RBr>RI>RF
C. RI>RBr>RCl>RF
D. RI>RCl>RBr>RF
【答案】C
【解析】当烃基相同而卤素不同时,卤代烷沸点的变化顺序是RI>RBr>RCl>RF;直链卤代烷的沸点高于含相同碳原子数的带支链的卤代烷。
4. 卤代烷的相对密度随卤原子种类不同而有差异,一氯代烷的相对密度与水的比较,其结果是( )
A. 大于1,比水重
B. 等于1
C. 大于1.5
D. 小于1,比水轻
【答案】D
【解析】一氯代烷的相对密度小于1,比水轻;一溴代烷和一碘代烷的相对密度大于1,比水重。在同系列中卤代烷的相对密度随分子量的增加而减小。
5. 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰,这是鉴定下列哪类化合物的简便方法( )
A. 卤代烃
B. 烷烃
C. 烯烃
D. 芳香烃
【答案】A
【解析】卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰,这是鉴定卤代烃的简便方法。
6. 卤代烷与稀的氢氧化钠水溶液反应,卤原子被羟基取代生成醇,这一反应称为( )
A. 消除反应
B. 水解反应
C. 聚合反应
D. 裂化反应
【答案】B
【解析】卤代烷与稀的氢氧化钠水溶液反应,卤原子被羟基取代生成醇,称为水解反应,例如1-溴丁烷水解生成正丁醇。
7. 仲卤代烷和叔卤代烷脱卤化氢时,氢原子是从含氢较少的碳原子上脱去的,生成双键碳上连接较多烃基的烯烃,这一规律称为( )
A. 马氏规则
B. 过氧化物效应
C. 查依采夫规则
D. 苯环定位规律
【答案】C
【解析】通过大量实验,查依采夫总结出:仲卤代烷和叔卤代烷脱卤化氢时,氢原子是从含氢较少的碳原子上脱去的,即生成双键碳上连接较多烃基的烯烃,称为查依采夫规则。
8. 室温下,卤代烷与金属镁在干醚中作用生成有机镁化合物,统称为格利雅试剂,简称格氏试剂,用下列哪个符号表示( )
A. RX
B. RONa
C. RNH₂
D. RMgX
【答案】D
【解析】室温下卤代烷与金属镁在干醚(无水、无醇的乙醚)中作用生成烷基卤化镁,统称为格利雅试剂,用RMgX表示。
9. 根据卤原子与双键的相对位置不同,不同类型的卤代烯烃与硝酸银-乙醇溶液反应的活性顺序为( )
A. 烯丙型>隔离型>乙烯型
B. 乙烯型>隔离型>烯丙型
C. 隔离型>烯丙型>乙烯型
D. 乙烯型>烯丙型>隔离型
【答案】A
【解析】卤代烯烃与硝酸银-乙醇溶液反应的活性顺序为烯丙型>隔离型>乙烯型,由此可鉴别不同类型的卤代烯烃。
10. 醇与卤代磷作用可制取卤代烃,3ROH+PX₃→3RX+P(OH)₃,此法适合于溴代和碘代,若用五氯化磷代替三氯化磷,则可制取( )
A. 碘代烷
B. 氯代烷
C. 氟代烷
D. 溴代烷
【答案】B
【解析】醇与卤代磷作用此法适合于溴代和碘代,用五氯化磷代替三氯化磷可制氯代烷;醇与亚硫酰氯作用也用于制备氯代烷,产率高。
11. 三氯甲烷(氯仿)是一种无色具有甜味的液体,有强烈麻醉作用,不溶于水,能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,其沸点为( )
A. 76.5℃
B. -13.9℃
C. 61.2℃
D. 131.6℃
【答案】C
【解析】三氯甲烷俗称氯仿,沸点61.2℃,相对密度1.483,是一种良好的不燃性溶剂,能溶解油脂、蜡、有机玻璃和橡胶等。
12. 四氯化碳的沸点低、易挥发,蒸气比空气重,且不导电、不能燃烧,常用作灭火剂,特别适宜于扑灭( )
A. 一般纸张火灾
B. 化学试剂火灾
C. 金属钠火灾
D. 油类着火以及电器设备的火灾
【答案】D
【解析】四氯化碳常用作灭火剂,特别适宜于扑灭油类着火以及电器设备的火灾;但它在500℃以上高温时能水解生成剧毒光气,灭火时应注意空气流通。
13. 目前生产氯乙烯的主要方法是氧氯化法,即乙烯、氯化氢和氧气在催化剂作用下生成1,2-二氯乙烷,再裂解得到氯乙烯,该催化剂是( )
A. 氯化铜
B. 铁粉
C. 活性镍
D. 二氧化锰
【答案】A
【解析】氯乙烯的生产主要采用氧氯化法,乙烯、氯化氢和氧气在氯化铜的催化作用下生成1,2-二氯乙烷,再裂解得到氯乙烯。
14. 四氟乙烯是无色气体,不溶于水,易溶于有机溶剂,在催化剂过硫酸铵作用下聚合成聚四氟乙烯,其沸点为( )
A. 61.2℃
B. -76.3℃
C. -13.9℃
D. 76.5℃
【答案】B
【解析】四氟乙烯是无色气体,沸点-76.3℃,在催化剂过硫酸铵作用下聚合成聚四氟乙烯,后者有塑料王之称。
15. 卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热,分子中脱去一分子HX而生成烯烃,这种在一定条件下从相邻两个碳原子上脱去小分子并形成不饱和键的反应称为( )
A. 取代反应
B. 加成反应
C. 消除反应
D. 氧化反应
【答案】C
【解析】卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热脱去一分子HX生成烯烃,这种从分子中相邻两个碳原子上脱去小分子(如HX、H₂O等)同时形成不饱和键的反应叫消除反应,是制备烯烃的方法之一。
二、填空题(本题共5道小题,每题4分,共20分)
16. 一般卤代烃命名时以相应的烃作母体,卤原子作______,选择连有卤原子的______作主链。
【答案】取代基;最长碳链
【解析】一般卤代烃命名时以相应的烃作母体,卤原子作取代基;选择连有卤原子的最长碳链作主链,从靠近卤原子的一端将主链上的碳原子依次编号。
17. 在室温下,只有少数低级卤代烷是气体,如氯甲烷、氯乙烷、______等;C₁₅以上的卤代烷是______。
【答案】溴甲烷;固体
【解析】在室温下,只有少数低级卤代烷是气体,如氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷等,其他常见的卤代烷大多是液体,C₁₅以上的卤代烷是固体。
18. 伯卤代烷与氰化钠或氰化钾作用,卤原子被______取代生成腈,卤代烷转变成腈时分子中增加了一个______原子。
【答案】氰基(—CN);碳
【解析】伯卤代烷与氰化钠或氰化钾作用,卤原子被氰基(—CN)取代生成腈,卤代烷转变成腈时分子中增加了一个碳原子,这是有机合成上增长碳链的方法。
19. 卤代烷在强碱的______溶液中加热,分子中脱去一分子______而生成烯烃。
【答案】浓醇;HX(卤化氢)
【解析】卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热,分子中脱去一分子HX而生成烯烃,例如2-溴丙烷脱去溴化氢生成丙烯,这是制备烯烃的方法之一。
20. 根据卤代烯分子中卤原子与双键的相对位置不同,卤代烯烃可分为乙烯型、______型和______型三类。
【答案】烯丙;隔离(孤立)
【解析】卤代烯烃分为三类:乙烯型(卤原子直接与双键碳相连)、烯丙型(卤原子与双键相隔一个饱和碳原子)、隔离型(卤原子与双键相隔两个或两个以上碳原子)。
三、判断题(本题共10道小题,每题2分,共20分)
21. 纯净的卤代烷是无色的,溴代烷和碘代烷对光较敏感。( )
【答案】√
【解析】纯净的卤代烷是无色的,溴代烷和碘代烷对光较敏感;在室温下只有少数低级卤代烷是气体。
22. 卤代烷不溶于水,但彼此之间可互溶,也能溶于醇、醚、烃等其他溶剂。( )
【答案】√
【解析】卤代烷不溶于水,但彼此之间可互溶,也能溶于醇、醚、烃等其他溶剂,有些卤代烷本身就是良好的溶剂。
23. 一溴代烷和一碘代烷的相对密度小于1,比水轻。( )
【答案】×
【解析】一氯代烷的相对密度小于1比水轻,而一溴代烷和一碘代烷的相对密度大于1,比水重。
24. 直链卤代烷的沸点低于含相同碳原子数的带支链的卤代烷。( )
【答案】×
【解析】直链卤代烷的沸点高于含相同碳原子数的带支链的卤代烷,且支链越多沸点越低。
25. 卤代烷在铜丝上燃烧时能产生蓝色火焰,这是鉴定卤代烃的简便方法。( )
【答案】×
【解析】卤代烷在铜丝上燃烧时能产生绿色火焰,而不是蓝色火焰,这是鉴定卤代烃的简便方法。
26. 卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应生成卤化银的沉淀,卤代烷的活性顺序为叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷。( )
【答案】√
【解析】卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应生成卤化银的沉淀,卤代烷的活性顺序为叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷,此反应常用于检验卤代烷。
27. 卤代烷与碱的水溶液作用时以消除反应为主,与碱的醇溶液作用时以取代反应为主。( )
【答案】×
【解析】卤代烷与碱作用时取代反应和消除反应同时进行,与碱的水溶液作用时以取代反应为主,与碱的醇溶液作用时以消除反应为主。
28. 乙烯型卤代烯烃(如CH₂=CH—X)中卤原子的活性很小,不易发生取代反应,也不与硝酸银-乙醇溶液反应。( )
【答案】√
【解析】乙烯型卤代烯烃的卤原子直接与双键碳相连,卤原子活性很小,不易发生取代反应,也不与硝酸银-乙醇溶液反应。
29. 三氯甲烷应保存在密封的棕色瓶中,通常加1%(体积分数)的乙醇作为稳定剂来破坏光气。( )
【答案】√
【解析】光照下氯仿能被空气氧化为毒性很强的光气,因此氯仿应保存在密封的棕色瓶中,通常加1%(体积分数)的乙醇作为稳定剂来破坏光气。
30. 二氟二氯甲烷的商品名称为氟利昂,商品代号F-12,目前该物质作为制冷剂仍在广泛使用。( )
【答案】×
【解析】二氟二氯甲烷的商品名称为氟利昂,商品代号F-12,是良好的制冷剂和气雾剂,但因其破坏臭氧层,目前该物质作为制冷剂已禁止使用。
四、问答题(本题共3道小题,每题10分,共30分)
31. 卤烷的化学性质有哪些?请分别说明取代反应、消除反应和格氏试剂反应的要点。
【答案】卤素原子是卤代烷的官能团,卤代烷的化学性质非常活泼,主要表现:①取代反应:a.水解——卤代烷与稀的氢氧化钠水溶液反应,卤原子被羟基取代生成醇;b.氰解——伯卤代烷与氰化钠或氰化钾作用,卤原子被氰基取代生成腈,分子中增加一个碳原子,是增长碳链的方法;c.氨解——伯卤代烷与氨溶液共热生成胺;d.与醇钠作用——卤原子被烷氧基取代生成醚(威廉姆森合成反应);e.与硝酸银-乙醇溶液反应生成卤化银沉淀,活性顺序为叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷,用于检验卤代烷。②消除反应:卤代烷在强碱的浓醇溶液中加热,分子中脱去一分子HX而生成烯烃,仲卤代烷和叔卤代烷脱卤化氢遵循查依采夫规则(氢从含氢较少的碳原子上脱去)。③格氏试剂反应:室温下卤代烷与金属镁在干醚中作用生成格氏试剂RMgX,一般用溴代烷制备,格氏试剂与含活泼氢的化合物作用生成相应的烃,可用来制备烷烃。
【解析】本题依据卤烷的取代反应五类、消除反应(查依采夫规则)和格氏试剂制备及用途作答。
32. 卤代烯烃根据卤原子与双键的相对位置不同可分为哪三类?分别说明各类的结构特点和化学活性,以及它们与硝酸银-乙醇溶液反应的现象。
【答案】①乙烯型卤代烯烃:卤原子直接与双键碳相连,如CH₂=CH—X,特点是卤原子的活性很小,不易发生取代反应,也不与硝酸银-乙醇溶液反应;②烯丙型卤代烯烃:卤原子与双键相隔一个饱和碳原子,如CH₂=CH—CH₂—X,特点是卤原子活性较大,可发生取代反应,与硝酸银-乙醇溶液反应较快(能产生沉淀);③隔离型(孤立型)卤代烯烃:卤原子与双键相隔两个或两个以上碳原子,如CH₂=CHCH₂CH₂—Cl,卤原子离双键较远,与卤代烃相似,活性介于烯丙型和乙烯型之间,与硝酸银-乙醇溶液反应较慢。不同类型的卤代烯烃与硝酸银-乙醇溶液反应的活性顺序为:烯丙型>隔离型>乙烯型,由此可鉴别不同类型的卤代烯烃。
【解析】本题依据卤代烯烃的三种分类、结构特点和活性顺序作答,突出烯丙型活性最大、乙烯型活性最小的鉴别要点。
33. 三氯甲烷和四氯化碳各有什么物理性质?它们在保存和使用时分别应注意什么?
【答案】①三氯甲烷(氯仿):无色具有甜味的液体,有强烈麻醉作用(现已不再使用),沸点61.2℃,相对密度1.483,不溶于水,能溶于乙醇、乙醚、苯、石油醚等有机溶剂,是一种良好的不燃性溶剂,能溶解油脂、蜡、有机玻璃和橡胶等。保存时应注意:光照下氯仿能被空气氧化为毒性很强的光气,光气吸入肺中会引起肺水肿,因此氯仿应保存在密封的棕色瓶中,通常加1%(体积分数)的乙醇作为稳定剂来破坏光气;②四氯化碳:无色液体,沸点76.5℃,相对密度1.5940,微溶于水,可与乙醇、乙醚混溶,能灼伤皮肤、损伤肝脏;四氯化碳蒸气比空气重、不导电、不能燃烧,常用作灭火剂,特别适宜于扑灭油类着火以及电器设备的火灾。使用时应注意:四氯化碳在500℃以上高温时能水解生成剧毒光气,灭火时应注意空气流通,以防止中毒;四氯化碳主要用作溶剂、萃取剂和灭火剂,也用于干洗剂。
【解析】本题依据三氯甲烷(氯仿)和四氯化碳的物理性质及光气生成条件作答,突出棕色瓶保存和防火防毒的安全要点。
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