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第 节 有机化学反应类型
第 章 官能团与有机化学反应
第 课时 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备
2
2
1
1.认识卤代烃的组成和结构特点以及性质及其转化关系。2.了解卤代烃在生产生活中的重要应用。
学习目标
一、卤代烃及其性质
二、卤代烃的制备及应用
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、卤代烃及其性质
对点训练
1.概念和官能团
(1)概念
烃分子中一个或多个氢原子被 原子取代后所生成的化合物称为卤代烃。
(2)官能团
卤代烃分子中一定存在的官能团是 ,单卤代烃可简单表示为R—X(X=F、Cl、Br、I)。饱和单卤代烃的分子通式为CnH2n+1X(n≥1)。
卤素
卤素原子
2.分类
氟代烃
氯代烃
溴代烃
碘代烃
一
二
多
3.命名
卤代烃的命名一般用系统命名法,与烃类的命名相似,选择含卤素原子的最长碳链为主链,称为“卤某烃”,编号以距卤素原子最近的一端开始,书写时,应将烃基写在卤素原子前面,并指明卤素原子的位置。例如:
氯乙烯
1,2-二溴乙烷
2-氯丁烷
2-甲基-1-氯丙烷
3,3-二甲基-2-氯丁烷
4.物理性质
5.化学性质
(1)1-溴丙烷的取代反应实验探究
分层
浅黄色沉淀
Br-
取代
水解
(2)1-溴丙烷的消去反应实验探究
褪色
生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
由实验可知:
1-溴丙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热时,分子中的溴原子与β-H结合成溴化氢分子,发生消去反应,生成丙烯。反应的化学方程式为
。
1.(2023·金昌期末)2 氯 2 甲基丁烷的结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法错误的是( )
A.一定条件下能发生取代反应
B.一定条件下,能发生消去反应
C.与NaOH水溶液混合加热,可生成两种有机产物
D.与NaOH醇溶液混合加热可生成两种有机产物
C
解析 一定条件下,卤代烃可发生水解反应,属于取代反应,A项正确;与氯原子相连的碳的邻位碳原子上连有氢原子,可发生消去反应,且有两种有机产物:2 甲基 1 丁烯和2 甲基 2 丁烯,B项正确;2 氯 2 甲基丁烷水解只能生成一种有机物,C项错误;结合选项B可知,D项正确。
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( )
B
解析 选项中的四种物质均为卤代烃,均能发生水解反应;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Br原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子,而A中无邻位碳原子,都不能发生消去反应。
【题后归纳】 卤代烃取代反应与消去反应的比较
3.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水溶液共热,然后加入AgNO3溶液
C.取氯代烃少许与NaOH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乙醇溶液共热后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
解析 检验氯代烃中的氯元素时,应加入NaOH的水溶液,加热,使氯代烃发生水解反应,产生Cl-,然后加入稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,根据产生白色沉淀确定氯代烃中含有氯元素。先加稀硝酸酸化,是为了防止NaOH与AgNO3反应生成的AgOH转化为Ag2O黑色沉淀,干扰检验。D项,有的氯代烃不能发生消去反应,故不选。
C
【题后归纳】 卤代烃中卤素原子的检验
二、卤代烃的制备及应用
对点训练
1.制取卤代烃的方法
CH3Cl+HCl
CH2BrCH2Br
CH3CH2Cl
2.卤代烃在有机合成中的桥梁作用
4.由1 溴丙烷制备1,2 二溴丙烷,下列制备方案最好的是( )
D
解析 步骤多,反应温度高,产率低,A错误;不能控制产物种类,副产物多,B错误;步骤多,且最后一步取代反应难控制产物种类,C错误;步骤少,产物纯度高,D正确。
5.按下列路线合成聚氯乙烯,反应过程中没有发生的反应是( )
解析 ①为消去反应,②为加成反应,③为消去反应,④为加聚反应,C项正确。
C
课堂达标训练
1.下列物质不属于卤代烃的是( )
D
2.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
A
解析 A.氟氯代烷通常情况下化学性质稳定,但无毒,A错误;B.氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃,B正确;C.氟氯代烷大多无色、无臭、无毒,C正确;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,氯原子起了催化作用,D正确。
3.结构简式为R—CH2—CH2—X的卤代烃中的化学键如图所示。
则下列说法正确的是( )
A.发生水解反应时,被破坏的键是①和③
B.发生消去反应时,被破坏的键是①和④
C.发生水解反应时,被破坏的键是①
D.发生消去反应时,被破坏的键是②和③
解析 卤代烃发生水解反应可生成醇,则只断裂C—X键,即断裂①;卤代烃发生消去反应,断裂C—X键和邻位碳原子上的C—H键,则断裂①③。
C
A.该物质在一定条件下发生加聚反应
B.该物质中滴加AgNO3溶液,立即反应产生AgBr沉淀
C.该物质在NaOH/乙醇溶液中加热,不能发生消去反应
D.该物质可使溴的四氯化碳和酸性高锰酸钾溶液褪色
B
解析 该物质中含有碳碳双键,则在一定条件下发生加聚反应,A正确;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;该物质中溴原子所连碳的邻位碳上没有氢原子,则该物质在NaOH/乙醇溶液中加热,不能发生消去反应,C正确;该物质中含有碳碳双键,可以和溴发生加成,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,D正确。
5.有如图所示合成路线:
①③⑤
取代(或水解)
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.下列物质不属于卤代烃的是( )
解析 根据烃和卤代烃的定义可知,烃中只含C、H元素,卤代烃中含有的元素为C、H、X(卤素),不含有氧元素。
B
2.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
解析 溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热可生成乙烯,故A、C项错误;溴乙烷与氢氧化钾的水溶液共热可生成乙醇,故B项正确、D项错误。
B
3.室温下C2H5Cl是气体,雾状C2H5Cl喷洒在伤痛部位可起到局部麻醉作用。下列关于C2H5Cl的说法正确的是( )
A
4.(2023·开封期末)研究1 溴丙烷是否发生消去反应,用如图所示装置进行实验,观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。下列叙述中正确的是( )
A.反应后向①试管中滴加AgNO3溶液,产生
浅黄色沉淀
B.②中溶液褪色,证明①中发生了消去反应
C.将1 溴丙烷换成2 溴丙烷,生成的有机物
不相同
D.若②中试剂改为溴的CCl4溶液,观察到溶液褪色,则①中一定发生了消去反应
D
解析 ①试管中有NaOH溶液,反应后向①试管中滴加AgNO3溶液,Ag+与OH-反应生成AgOH,AgOH分解产生黑色固体Ag2O,无法观察到浅黄色沉淀,A错误;由于乙醇易挥发,②中溶液褪色也可能是①中挥发出的乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;有机反应常伴有副反应发生,将1 溴丙烷换成2 溴丙烷,生成的有机物相同,仍为丙烯,C错误;②中试剂改为溴的CCl4溶液,由于溴的CCl4溶液与乙醇不反应,若观察到溶液褪色,则①中一定发生了消去反应,D正确。
5.下列物质与NaOH醇溶液共热后,可得3种有机物的是( )
D
6.下列卤代烃中,既能发生消去反应生成2种烯烃,又能发生水解反应的是( )
A.1 溴丁烷 B.2 甲基 3 氯戊烷
C.3,3 二甲基 1 氯丁烷 D.1,3 二氯苯
解析 A项,发生消去反应只能生成1种烯烃,为1 丁烯;B项,发生消去反应生成2种烯烃,分别为2 甲基 2 戊烯、4 甲基 2 戊烯,2 甲基 3 氯戊烷能发生水解反应生成2 甲基 3 戊醇;C项,发生消去反应只能生成1种烯烃,为3,3 二甲基 1 丁烯;D项,不能发生消去反应。
B
7.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是( )
解析 氯苯不能发生消去反应,①符合;和氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,和氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,②不符合,③符合,④不符合,⑤不符合;因二氯甲烷分子中只有一个碳原子,CH2Cl2不能发生消去反应,⑥符合。
A
8.环化合物具有抗菌活性,用其制成的药物不易产生抗药性,螺[3,4]辛烷的结构如图,下列有关螺[3,4]辛烷的说法正确的是( )
A.分子式为C8H16
B.分子中所有碳原子共平面
C.与2 甲基 3 庚烯互为同分异构体
D.一氯代物有4种结构
D
解析 由结构简式可知该有机物的分子式为C8H14,故A错误;题给有机物分子中含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有的碳原子不可能共平面,故B不正确;2 甲基 3 庚烯的分子式为C8H16,分子式不同,不互为同分异构体,故C错误;该有机物分子中含有4种H,则一氯代物有4种结构,故D正确。
9.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)。下列反应的化学方程式不正确的是( )
A.CH3CH2Br+CH3COONa――→CH3COOCH2CH3+NaBr
B.CH3I+2NH3――→CH3NH2+NH4I
C.CH3CH2Cl+CH3ONa――→CH3Cl+CH3CH2ONa
D.CH3CH2Cl+CH3CH2ONa――→(CH3CH2)2O+NaCl
C
解析 根据提示可知,A、B、D正确,由于卤代烃的取代反应,实质是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子,C应该是CH3CH2Cl+CH3ONa――→NaCl+
CH3CH2OCH3。
10.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:
R—X+2Na+R'—X――→R—R'+2NaX
现有碘乙烷和1 碘丙烷混合物,使其与金属钠反应,生成的烃不可能是( )
A.戊烷 B.丁烷 C.己烷 D.2 甲基戊烷
解析 根据反应前后物质结构的变化可知,反应的实质就是卤代烃中的烃基重新相连,从而使碳链变长。由C2H5I和CH3CH2CH2I结构简式可知不可能生成2 甲基戊烷。C2H5I自身反应生成物是丁烷,CH3CH2CH2I自身反应生成物是己烷,C2H5I和CH3CH2CH2I反应生成物是戊烷。
D
11.根据下面的反应路线填空:
环己烷
取代反应
消去反应
加成反应
B级 素养培优练
12.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图所示,则下列说法正确的是( )
B
A.向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应
B.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
C.向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液,若溶液颜色变浅,则可证明发生了消去反应
D.向反应混合液中先加盐酸酸化,再加入溴水,如果溶液颜色很快褪去,则证明发生了消去反应
D
解析 水解反应或消去反应均生成溴离子,滴入稀硝酸中和NaOH溶液,然后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,不能说明发生了消去反应,故A错误;NaOH能与溴水发生反应,故B错误;醇及烯烃均使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;向反应混合液中先加盐酸酸化,再加入溴水,如果溶液颜色很快褪去,可知生成烯烃,则证明发生了消去反应,故D正确。
(1)A的分子式: ,
A的结构简式: 。
(2)上述反应中,①是 反应,
⑦是 反应。
(3)写出下列物质的结构简式:
C , D , E 。
(4)写出D→F反应的化学方程式: 。
15.根据下面的反应路线及所给信息,回答下列问题:
(1)标准状况下的气态烃A 11.2 L在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O,则A的分子式是 。
(2)B和C均为一氯代烃,它们的名称(系统命名)分别为 、
。
C4H10
2 甲基 1 氯丙烷
2 甲基 2 氯丙烷(可互换)
解析 (1)88 g CO2为2 mol,45 g H2O为2.5 mol,标准状况下的气态烃A 11.2 L,即为0.5 mol,所以1分子烃A中含碳原子数为4,氢原子数为10,则化学式为C4H10。(2)C4H10存在正丁烷和异丁烷两种,但从框图上看,A与Cl2在光照条件下发生取代反应时有两种产物,且在NaOH的醇溶液作用下的产物只有一种,则A只能是异丁烷,取代后的产物为2 甲基 1 氯丙烷和2 甲基 2 氯丙烷。
(3)D的结构简式为 ,D中碳原子是否都处于同一平面 (填“是”或“否”)。
(4)E的一个同分异构体的结构简式是 。
(5)①②③的反应类型依次是 。
(6)写出反应②③的化学方程式:
② 、
③ 。 第2课时 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备
学习目标 1.认识卤代烃的组成和结构特点以及性质及其转化关系。2.了解卤代烃在生产生活中的重要应用。
一、卤代烃及其性质
1.概念和官能团
(1)概念
烃分子中一个或多个氢原子被 原子取代后所生成的化合物称为卤代烃。
(2)官能团
卤代烃分子中一定存在的官能团是 ,单卤代烃可简单表示为R—X(XF、Cl、Br、I)。饱和单卤代烃的分子通式为CnH2n+1X(n≥1)。
2.分类
3.命名
卤代烃的命名一般用系统命名法,与烃类的命名相似,选择含卤素原子的最长碳链为主链,称为“卤某烃”,编号以距卤素原子最近的一端开始,书写时,应将烃基写在卤素原子前面,并指明卤素原子的位置。例如:
、、、
、。
4.物理性质
5.化学性质
(1)1-溴丙烷的取代反应实验探究
实验 装置
实验 现象 ①中溶液 ; ②中有机层厚度减小; ④中有 生成
实验 解释 1-溴丙烷与NaOH的水溶液共热生成了
化学 方程式 CH3CH2CH2Br+NaOH CH3CH2CH2OH+NaBr
反应 类型 反应,也称 反应
(2)1-溴丙烷的消去反应实验探究
实验装置
实验现象 反应产生的气体经水洗后,使酸性KMnO4溶液
实验结论
由实验可知:
1-溴丙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热时,分子中的溴原子与β-H结合成溴化氢分子,发生消去反应,生成丙烯。反应的化学方程式为
。
1.(2023·金昌期末)2-氯-2-甲基丁烷的结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法错误的是 ( )
A.一定条件下能发生取代反应
B.一定条件下,能发生消去反应
C.与NaOH水溶液混合加热,可生成两种有机产物
D.与NaOH醇溶液混合加热可生成两种有机产物
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.
【题后归纳】 卤代烃取代反应与消去反应的比较
反应 类型 反应 条件 键的变化 卤代烃的 结构特点 主要生 成物
取代 反应 NaOH的水溶液,加热 C—X与H—OH断裂,C—OH与H—X生成 含C—X即可(直接连接在苯环上的—X除外) 醇
消去 反应 NaOH的醇溶液,加热 C—X与C—H断裂,(或—C≡C—)与H—X生成 与X相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子 烯烃 或 炔烃
3.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水溶液共热,然后加入AgNO3溶液
C.取氯代烃少许与NaOH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乙醇溶液共热后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
【题后归纳】 卤代烃中卤素原子的检验
(1)实验原理:R—X+NaOHR—OH+HX,HX+NaOHNaX+H2O,HNO3+NaOHNaNO3+H2O,AgNO3+NaXAgX↓+NaNO3。
根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)。
(2)实验过程
二、卤代烃的制备及应用
1.制取卤代烃的方法
(1)烷烃取代法:
CH4+Cl2 。
(2)烯(炔)烃与卤素的加成:
CH2CH2+Br2 。
(3)烯(炔)烃与卤化氢的加成:
CH2CH2+HCl ;
(4)芳香烃取代法:
+Br2+HBr。
(5)醇与氢卤酸的取代反应:
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O。
2.卤代烃在有机合成中的桥梁作用
(1)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
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸
(2)引入羟基
R—X+NaOHR—OH+NaX
(3)引入不饱和键
+NaOH+NaX+H2O
(4)改变官能团数目
①乙醇乙烯1,2-二溴乙烷乙二醇
②CH3CH2CH2Br
CH3—CHCH2
③
(5)进行官能团的保护
如在氧化CH2CHCH2OH的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:
CH2CHCH2OHCH2CH—COOH
(6)改变官能团位置
CH3CH2CH2BrCH3CHCH2
4.由1-溴丙烷制备1,2-二溴丙烷,下列制备方案最好的是 ( )
A.CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2OHCH3CHCH2CH3CHBrCH2Br
B.CH3CH2CH2BrCH3CHBrCH2Br
C.CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHBrCH3CH3CHBrCH2Br
D.CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHBrCH2Br
5.按下列路线合成聚氯乙烯,反应过程中没有发生的反应是 ( )
C2H5BrCH2CH2CH2Cl—CH2ClCH2CHCl
A.加成反应 B.消去反应
C.取代反应 D.加聚反应
1.下列物质不属于卤代烃的是 ( )
A.CHCl3
B.CCl4
C.
D.
2.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
3.结构简式为R—CH2—CH2—X的卤代烃中的化学键如图所示。
则下列说法正确的是 ( )
A.发生水解反应时,被破坏的键是①和③
B.发生消去反应时,被破坏的键是①和④
C.发生水解反应时,被破坏的键是①
D.发生消去反应时,被破坏的键是②和③
4.(2024·南京期中)某有机物的结构简式为,下列关于该物质的说法不正确的是 ( )
A.该物质在一定条件下发生加聚反应
B.该物质中滴加AgNO3溶液,立即反应产生AgBr沉淀
C.该物质在NaOH/乙醇溶液中加热,不能发生消去反应
D.该物质可使溴的四氯化碳和酸性高锰酸钾溶液褪色
5.有如图所示合成路线:
ABC
(1)上述过程中属于加成反应的有
(填数字序号)。
(2)反应②的化学方程式为
。
(3)反应④为 反应,化学方程式为
。
第2课时 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备
一、1.(1)卤素 (2)卤素原子 2.氟代烃 氯代烃 溴代烃 碘代烃 一 二 多 3.氯乙烯 1,2-二溴乙烷 2-氯丁烷 2-甲基-1-氯丙烷 3,3-二甲基-2-氯丁烷 5.(1)分层 浅黄色沉淀 Br- 取代 水解 (2)褪色 生成的气体分子中含有碳碳不饱和键 CH3CH2CH2Br+NaOHCH2CHCH3↑+NaBr+H2O
对点训练
1.C [一定条件下,卤代烃可发生水解反应,属于取代反应,A项正确;与氯原子相连的碳的邻位碳原子上连有氢原子,可发生消去反应,且有两种有机产物:2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯,B项正确;2-氯-2-甲基丁烷水解只能生成一种有机物,C项错误;结合选项B可知,D项正确。]
2.B [选项中的四种物质均为卤代烃,均能发生水解反应;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Br原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子,而A中无邻位碳原子,都不能发生消去反应。]
3.C [检验氯代烃中的氯元素时,应加入NaOH的水溶液,加热,使氯代烃发生水解反应,产生Cl-,然后加入稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,根据产生白色沉淀确定氯代烃中含有氯元素。先加稀硝酸酸化,是为了防止NaOH与AgNO3反应生成的AgOH转化为Ag2O黑色沉淀,干扰检验。D项,有的氯代烃不能发生消去反应,故不选。]
二、1.(1)CH3Cl+HCl (2)CH2BrCH2Br (3)CH3CH2Cl
对点训练
4.D [步骤多,反应温度高,产率低,A错误;不能控制产物种类,副产物多,B错误;步骤多,且最后一步取代反应难控制产物种类,C错误;步骤少,产物纯度高,D正确。]
5.C [①为消去反应,②为加成反应,③为消去反应,④为加聚反应,C项正确。]
课堂达标训练
1.D
2.A [A.氟氯代烷通常情况下化学性质稳定,但无毒,A错误;B.氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃,B正确;C.氟氯代烷大多无色、无臭、无毒,C正确;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,氯原子起了催化作用,D正确。]
3.C [卤代烃发生水解反应可生成醇,则只断裂C—X键,即断裂①;卤代烃发生消去反应,断裂C—X键和邻位碳原子上的C—H键,则断裂①③。]
4.B [该物质中含有碳碳双键,则在一定条件下发生加聚反应,A正确;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;该物质中溴原子所连碳的邻位碳上没有氢原子,则该物质在NaOH/乙醇溶液中加热,不能发生消去反应,C正确;该物质中含有碳碳双键,可以和溴发生加成,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,D正确。]
5.(1)①③⑤
(2)+2NaOH2NaBr+2H2O+
(3)取代(或水解) +2NaOH2NaBr+
解析 环己烯与溴发生加成反应,生成1,2-二溴环己烷;1,2-二溴环己烷在氢氧化钠醇溶液中加热,发生消去反应,生成1,3-环己二烯();1,3-环己二烯再与溴发生共轭二烯烃的1,4-加成反应,得生成物;根据卤代烃在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成醇的性质,由可得到,再通过加氢得最终产物。作业9 有机化学反应类型的应用—卤代烃的性质和制备
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(1~10题,每小题4分)
1.下列物质不属于卤代烃的是 ( )
CH2ClCH2Cl
氯乙烯 四氯化碳
2.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 ( )
生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液
生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液
生成乙烯的条件是加热
生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液
3.室温下C2H5Cl是气体,雾状C2H5Cl喷洒在伤痛部位可起到局部麻醉作用。下列关于C2H5Cl的说法正确的是 ( )
易液化
所有原子共平面
易溶于水
C2H5ClC2H4
4.(2023·开封期末)研究1 溴丙烷是否发生消去反应,用如图所示装置进行实验,观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。下列叙述中正确的是 ( )
反应后向①试管中滴加AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀
②中溶液褪色,证明①中发生了消去反应
将1 溴丙烷换成2 溴丙烷,生成的有机物不相同
若②中试剂改为溴的CCl4溶液,观察到溶液褪色,则①中一定发生了消去反应
5.下列物质与NaOH醇溶液共热后,可得3种有机物的是 ( )
CH3CHClCH2CH3
CH3CH2C(CH3)ClCH2CH3
6.下列卤代烃中,既能发生消去反应生成2种烯烃,又能发生水解反应的是 ( )
1 溴丁烷
2 甲基 3 氯戊烷
3,3 二甲基 1 氯丁烷
1,3 二氯苯
7.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是 ( )
① ②(CH3)2CHCH2Cl
③(CH3)3CCH2Cl ④CHCl2—CHBr2
⑤ ⑥CH2Cl2
①③⑥ ②③⑤
全部 ②④
8.环化合物具有抗菌活性,用其制成的药物不易产生抗药性,螺[3,4]辛烷的结构如图,下列有关螺[3,4]辛烷的说法正确的是 ( )
分子式为C8H16
分子中所有碳原子共平面
与2 甲基 3 庚烯互为同分异构体
一氯代物有4种结构
9.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)。下列反应的化学方程式不正确的是 ( )
CH3CH2Br+CH3COONaCH3COOCH2CH3+NaBr
CH3I+2NH3CH3NH2+NH4I
CH3CH2Cl+CH3ONaCH3Cl+CH3CH2ONa
CH3CH2Cl+CH3CH2ONa(CH3CH2)2O+NaCl
10.已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:
R—X+2Na+R'—XR—R'+2NaX
现有碘乙烷和1 碘丙烷混合物,使其与金属钠反应,生成的烃不可能是 ( )
戊烷 丁烷
己烷 2 甲基戊烷
11.(9分)根据下面的反应路线填空:
A
D
(1)(2分)A的结构简式是 ,
名称是 。
(2)(3分)填写以下反应的反应类型:
① ;② ;③ 。
(3)(4分)反应④的化学方程式为
。
B水解的化学方程式为 。
B级 素养培优练
(12~13题,每小题4分)
12.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A的结构简式是
反应①②的反应类型分别是取代反应、消去反应
反应②③的条件分别是浓硫酸并加热、光照
加入酸性KMnO4溶液,若溶液褪色,则可证明已完全转化为
13.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,下列四位同学分别设计如下实验方案,其中判断正确的是 ( )
向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应
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
向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液,若溶液颜色变浅,则可证明发生了消去反应
向反应混合液中先加盐酸酸化,再加入溴水,如果溶液颜色很快褪去,则证明发生了消去反应
14.(9分)已知:CH3CHCH2+HBr(主要产物)。1mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH2O,F的结构简式为。该烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化:
(1)(2分)A的分子式: ,A的结构简式:
。
(2)(2分)上述反应中,①是 反应,
⑦是 反应。
(3)(3分)写出下列物质的结构简式:
C ,
D ,
E 。
(4)(2分)写出D→F反应的化学方程式:
。
15.(14分)根据下面的反应路线及所给信息,回答下列问题:
(1)(2分)标准状况下的气态烃A11.2L在氧气中充分燃烧可以产生88gCO2和45gH2O,则A的分子式是 。
(2)(2分)B和C均为一氯代烃,它们的名称(系统命名)分别为 、 。
(3)(2分)D的结构简式为 ,D中碳原子是否都处于同一平面 (填“是”或“否”)。
(4)(2分)E的一个同分异构体的结构简式是 。
(5)(2分)①②③的反应类型依次是 。
(6)(4分)写出反应②③的化学方程式:
② 、
③ 。
作业9 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备
1.B [根据烃和卤代烃的定义可知,烃中只含C、H元素,卤代烃中含有的元素为C、H、X(卤素),不含有氧元素。]
2.B [溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热可生成乙烯,故A、C项错误;溴乙烷与氢氧化钾的水溶液共热可生成乙醇,故B项正确、D项错误。]
3.A [氯乙烷的沸点为12 ℃,易液化,故A正确;氯乙烷中存在—CH3,所有原子不可能共平面,故B错误;氯乙烷为卤代烃,为有机物,难溶于水,故C错误;氯代烃发生消去反应的条件为氢氧化钠的乙醇溶液,所以C2H5ClC2H4不能发生,故D错误。]
4.D [①试管中有NaOH溶液,反应后向①试管中滴加AgNO3溶液,Ag+与OH-反应生成AgOH,AgOH分解产生黑色固体Ag2O,无法观察到浅黄色沉淀,A错误;由于乙醇易挥发,②中溶液褪色也可能是①中挥发出的乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;有机反应常伴有副反应发生,将1-溴丙烷换成2-溴丙烷,生成的有机物相同,仍为丙烯,C错误;②中试剂改为溴的CCl4溶液,由于溴的CCl4溶液与乙醇不反应,若观察到溶液褪色,则①中一定发生了消去反应,D正确。]
5.D [CH3—CHCl—CH2—CH3中的-Cl原子所在C原子只有2个邻位C原子上有H原子,发生消去反应的产物有两种,A错误;中,—Cl原子所在C原子只有2个邻位C原子上有H原子,发生消去反应的产物有两种,B错误;
CH3—CH2—C(CH3)Cl—CH2—CH3发生消去反应有3个位置,产物有两种,分别为CH3—CHC(CH3)—CH2—CH3、
,C错误;发生消去反应可生成、和
,D正确。]
6.B [A项,发生消去反应只能生成1种烯烃,为1-丁烯;B项,发生消去反应生成2种烯烃,分别为2-甲基-2-戊烯、4-甲基-2-戊烯,2-甲基-3-氯戊烷能发生水解反应生成2-甲基-3-戊醇;C项,发生消去反应只能生成1种烯烃,为3,3-二甲基-1-丁烯;D项,不能发生消去反应。]
7.A [氯苯不能发生消去反应,①符合;和氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,和氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,②不符合,③符合,④不符合,⑤不符合;因二氯甲烷分子中只有一个碳原子,CH2Cl2不能发生消去反应,⑥符合。]
8.D [由结构简式可知该有机物的分子式为C8H14,故A错误;题给有机物分子中含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有的碳原子不可能共平面,故B不正确;2-甲基-3-庚烯的分子式为C8H16,分子式不同,不互为同分异构体,故C错误;该有机物分子中含有4种H,则一氯代物有4种结构,故D正确。]
9.C [根据提示可知,A、B、D正确,由于卤代烃的取代反应,实质是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子,C应该是CH3CH2Cl+CH3ONaNaCl+CH3CH2OCH3。]
10.D [根据反应前后物质结构的变化可知,反应的实质就是卤代烃中的烃基重新相连,从而使碳链变长。由C2H5I和CH3CH2CH2I结构简式可知不可能生成2-甲基戊烷。C2H5I自身反应生成物是丁烷,CH3CH2CH2I自身反应生成物是己烷,C2H5I和CH3CH2CH2I反应生成物是戊烷。]
11.(1) 环己烷
(2)取代反应 消去反应 加成反应
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
+NaOH+NaCl
解析 由反应①A在光照条件下与Cl2发生取代反应可得,从而推知A为;反应②是在NaOH的乙醇溶液中共热发生消去反应生成;反应③是在Br2的CCl4溶液中发生加成反应生成D();反应④是1个分子发生消去反应,脱去2个HBr分子得到。
12.B [反应①为光照条件下环戊烷与卤素单质的取代反应,则A为卤代烃;反应②为卤代烃的消去反应,反应条件是NaOH的乙醇溶液并加热,则B为;反应③为与卤素单质的加成反应,反应条件为常温,A、C项错误,B项正确;只要反应体系中存在或,在其中加入酸性KMnO4溶液,溶液就会褪色,所以该方法只能检验反应是否开始,不能检验反应是否完全,D项错误。]
13.D [水解反应或消去反应均生成溴离子,滴入稀硝酸中和NaOH溶液,然后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,不能说明发生了消去反应,故A错误;NaOH能与溴水发生反应,故B错误;醇及烯烃均使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;向反应混合液中先加盐酸酸化,再加入溴水,如果溶液颜色很快褪去,可知生成烯烃,则证明发生了消去反应,故D正确。]
14.(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。则A为,B为,E为,C为,D为,H为。
15.(1)C4H10
(2)2-甲基-1-氯丙烷 2-甲基-2-氯丙烷(可互换)
(3) 是
(4)(答案合理即可)
(5)消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)
(6)+Br2
+2NaOH+2NaBr
解析 (1)88 g CO2为2 mol,45 g H2O为2.5 mol,标准状况下的气态烃A 11.2 L,即为0.5 mol,所以1分子烃A中含碳原子数为4,氢原子数为10,则化学式为C4H10。(2)C4H10存在正丁烷和异丁烷两种,但从框图上看,A与Cl2在光照条件下发生取代反应时有两种产物,且在NaOH的醇溶液作用下的产物只有一种,则A只能是异丁烷,取代后的产物为2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。(3)B、C发生消去反应后生成2-甲基丙烯,在Br2的CCl4溶液中发生加成反应,生成E:,再在NaOH的水溶液中发生水解反应生成F:,从而顺利解答第(4)~(6)小题。
