第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
课标定向 凡事预则立
1.认识卤代烃的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。(宏观辨识与微观探析)
2.认识消去反应的特点和规律。(证据推理与模型认知)
3.结合生产、生活实际,了解卤代烃对环境和健康可能产生的影响。(科学态度与社会责任)
1.卤代烃及其分类
(1)卤代烃:烃分子里的氢原子被 取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。其官能团是,名称为 (或卤素原子)。
(2)分类
2.卤代烃的物理性质
状态 除CH3Cl、CH3CH2Cl等少数为气体外,其余为液体或固体
沸点 比同碳原子数的烃沸点要高,随烃基中碳原子数的增加而
溶解性 于水, 于有机溶剂
密度 一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余密度比水大
特别提醒(1)一般,卤代烃的同系物中,随烃基中碳原子数目的增加,密度逐渐减小。
(2)一般,卤代烃中烃基相同时,卤素原子的相对原子质量越大,卤素原子的数目越多,其密度越大。
3.卤代烃的命名
卤代烃的系统命名类似于烃的命名方法。
卤代烃 系统命名
CH2=CH—Cl
4.溴乙烷的结构及物理性质
(1)溴乙烷的分子结构
分子式 电子式 结构式
结构简式 官能团 核磁共振氢谱
(或溴原子:—Br) 个峰,峰面积之比为
(2)溴乙烷的物理性质
颜色 状态 密度 沸点 溶解性
38.4 ℃ 难溶于水,可溶于多种有机溶剂
5.溴乙烷的化学性质
(1)取代反应(水解反应)
条件 NaOH水溶液、加热
化学 方程式
解释或 结论 电负性:卤素原子大于碳原子,使C—X的电子向卤素原子偏移,形成极性较强的共价键Cδ+—Xδ-, C—X较易断裂,使卤素原子易被其他原子或原子团取代
(2)消去反应
条件 强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液、加热
化学方程式
消去反应 有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键的化合物的反应叫做消去反应(消除反应)
【质疑辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,并分析原因。
(1)卤代烃在常温下均为液态或固态,均不溶于水。()
(2)常温下碳原子数少于4的烃为气体,溴乙烷中含2个碳原子,故其也是气体。 ()
(3)CH3Br 、(CH3)3CCH2Br既能发生水解反应,又能发生消去反应。()
(4)溴乙烷发生消去反应时,断裂 C—Br键和C—H键两种共价键。()
(5)卤代烃的水解反应和消去反应都能将卤代烃中的卤素原子转化为X- 。()
探究任务一:卤代烃的取代(水解)反应和消去反应
【导学探究】
1.实验3-1——卤代烃的取代(水解)反应
实验 操作
实验 现象 ①中溶液 ,振荡后加热,静置,②中有机层液体 。向 溶 液中 滴 入 过量稀硝酸,再向其中滴加AgNO3溶液,试管中有 生成
实验 解析 溴乙烷与NaOH溶液共热产生了
化学 方程式 、 、
断键 方式 断裂C—Br键
2.卤代烃的消去反应
溴乙烷的消去反应
实验目标 生成的气体分子中含有
实验装置
实验现象 酸性KMnO4溶液
实验结论
断键方式 断裂 C—Br 键和相邻碳原子上的C—H 键
化学方程式
[思考](1)为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前先通入一个盛有水的试管 检验乙烯的产生还可以用什么试剂
(2)写出1-溴丁烷发生消去反应的化学方程式。如果将1-溴丁烷换成2-溴丁烷可以生成几种烯烃
(3)卤代烃发生消去反应需要具备什么样的结构
【归纳总结】
1.卤代烃的水解反应(取代反应)和消去反应
反应类型 水解反应(取代反应) 消去反应
反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热
断键方式
反应实质 卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代,生成醇 相邻的两个碳原子间脱去HX分子形成不饱和键
在有机合成中的应用 生成含—OH的化合物 生成含碳碳双键或碳碳三键的化合物
易错提醒(1)与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Br。
(2)与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子,但邻位碳原子上没有氢原子的卤代烃不能发生消去反应,如、。
(3)苯环上的—X不能发生消去反应,如。
2.卤代烃消去反应的规律
(1)有两种或三种邻位碳原子,且邻位碳原子上均连有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。如发生消去反应所得有机产物为CH3—CH=CH—CH3、CH2=CH—CH2—CH3。
(2)二元卤代烃发生消去反应后可能在有机化合物中引入一个碳碳三键或两个碳碳双键。
如:CH3CH2CHCl2+2NaOHCH3—C≡CH↑+2NaCl+2H2O;
CH2ClCH2CH2CH2Cl+2NaOHCH2=CH—CH=CH2↑+2NaCl+2H2O。
[知识拓展]卤代烃在有机合成中的应用
1.连接烃和烃的衍生物
烃通过与卤素单质发生取代反应或加成反应转化为卤代烃,卤代烃在碱性条件下可水解转化为醇或酚,进一步可转化为醛、酮、羧酸和酯等;醇在加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃,卤代烃通过消去反应可转化为烯烃或炔烃。
如:醛或羧酸。
2.改变官能团的个数
如:CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。
3.改变官能团的位置
如:CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3。
4.对官能团进行保护
如在氧化CH2=CHCH2OH的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:
CH2=CHCH2OH
CH2=CH—COOH。
【针对训练】
1.下列说法正确的是( )
A.卤代烃均不溶于水,且浮于水面上
B.C2H5Cl在浓硫酸的作用下发生消去反应生成乙烯
C.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃
D.在1-氯丙烷中加入氢氧化钠水溶液并加热:ClCH2CH2CH3+NaOHCH2=CHCH3↑+NaCl+H2O
2.以1-氯丙烷为原料制备1,2-丙二醇的路径如下所示:
CH3CH2CH2ClCH2=CHCH3
每一步对应的反应类型先后顺序为( )
A.消去、水解、加成 B.消去、加成、水解
C.加成、水解、消去 D.水解、加成、消去
[拓展思考]以1-氯丙烷为原料,能否制备2-氯丙烷
[方法导引]从卤代烃在有机合成中对官能团的位置和数目的引入角度进行分析。
第一步,对卤代烃进行消去反应,生成烯烃。
第二步,对烯烃进行加成反应,可以改变官能团的位置和数目。
第三步,进行水解反应,可以引入羟基,改变官能团的种类。
【补偿训练】(2024·渭南高二检测)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得:
+
下列说法正确的是( )
A.X中含有三种官能团
B.Y不能发生加成反应
C.Z在碱的水溶液中可发生消去反应
D.X、Z分别在过量NaOH水溶液中加热,均能生成丙三醇
探究任务二:卤代烃中卤素原子的检验
【导学探究】
[情境]液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可在身体局部产生快速镇痛效果。因此, 常用氯乙烷与其他药物制成“复方氯乙烷气雾剂”,用于运动中产生的急性损伤,如肌肉拉伤、关节扭伤等。
探究点一:卤代烃的制备
1.为了制备少量氯乙烷,提供了下面两种方案,应选择哪种方案
方案A: 乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应;方案B:乙烯和氯化氢在催化剂条件下发生加成反应。
探究点二:卤代烃中卤素原子的检验
2.向溴乙烷中加入硝酸银溶液和稀硝酸,能否生成淡黄色沉淀
3.怎样检验溴乙烷中含有的溴原子
4.一般检验卤代烃中卤素原子时最好用NaOH水溶液还是NaOH乙醇溶液 为什么
【归纳总结】
卤代烃中卤素原子的检验
易错提醒(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,一般情况下不能直接检验卤代烃中的卤素原子。(2)将卤代烃中的卤素原子转化为X-也可用卤代烃的消去反应(不能发生消去反应的卤代烃除外)。(3)检验卤代烃中的卤素原子时,常出现的错误是未用稀硝酸中和过量的NaOH。
【针对训练】
1.为检验某卤代烃(R—X)中的X元素,有下列实验操作:①加热;②加入AgNO3溶液;③取少量卤代烃; ④加入稀硝酸酸化;⑤加入氢氧化钠水溶液; ⑥冷却。正确的先后操作顺序是( )
A.③①⑤⑥②④ B.③②①⑥④⑤
C.③⑤①⑥④② D.③⑤①⑥②④
2.为了测定某饱和卤代烃的分子中卤素原子的种类和数目,可按如图所示步骤进行实验:
回答下列问题:
(1)加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色,则此卤代烃中的卤素原子是 。
(2)已知此卤代烃液体的密度是1.65 g·mL-1,其蒸气对甲烷的相对密度是11.75,则每个此卤代烃分子中卤素原子的数目为 ;此卤代烃的结构简式为 。
1.分子式为C7H15Cl的某有机物发生消去反应时,得到三种烯烃,则该卤代烃的结构可能是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024·武汉高二检测)下列实验能达到目的的是( )
选项 反应及实验目的 检验试剂
A 溴乙烷和NaOH的乙醇溶液共热,证明发生了消去反应 Br2的CCl4溶液
B 溴乙烷与NaOH水溶液共热,检验溴元素 AgNO3溶液
C 电石与饱和食盐水混合,检验乙炔气体 酸性KMnO4溶液
D 溴乙烷和NaOH的乙醇溶液共热,检验乙烯 酸性KMnO4溶液
【补偿训练】(2024·大连高二检测)下列每个选项的甲、乙两个反应中,属于同一种反应类型的是( )
选项 甲 乙
A 溴乙烷水解制备乙醇 乙烯水化制备乙醇
B 乙烯使溴水褪色 乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
C 甲苯与酸性KMnO4溶液反应生成 甲苯燃烧
D 苯与浓硝酸反应制备硝基苯 苯与氢气反应生成环己烷
3.已知溴乙烷(C2H5Br)是无色液体,其沸点为38.4 ℃,密度比水的大,难溶于水,可溶于多种有机溶剂。有人设计了如图所示的装置,并用酸性KMnO4溶液来检验生成的气体是否为乙烯。请回答下列问题:
(1)仪器b中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A中产生的气体通入装置C之前要先通过装置B,装置B的作用为 。
(3)检验乙烯除用酸性KMnO4溶液外,还可选用的试剂有 (填一种即可)。
(4)若有同学想要进一步检验溴乙烷中含有溴原子,可在该实验结束后取b中混合物继续进行怎样的操作 。 第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
课标定向 凡事预则立
1.认识卤代烃的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。(宏观辨识与微观探析)
2.认识消去反应的特点和规律。(证据推理与模型认知)
3.结合生产、生活实际,了解卤代烃对环境和健康可能产生的影响。(科学态度与社会责任)
1.卤代烃及其分类
(1)卤代烃:烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。其官能团是,名称为碳卤键(或卤素原子)。
(2)分类
2.卤代烃的物理性质
状态 除CH3Cl、CH3CH2Cl等少数为气体外,其余为液体或固体
沸点 比同碳原子数的烃沸点要高,随烃基中碳原子数的增加而升高
溶解性 不溶于水,可溶于有机溶剂
密度 一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余密度比水大
特别提醒(1)一般,卤代烃的同系物中,随烃基中碳原子数目的增加,密度逐渐减小。
(2)一般,卤代烃中烃基相同时,卤素原子的相对原子质量越大,卤素原子的数目越多,其密度越大。
3.卤代烃的命名
卤代烃的系统命名类似于烃的命名方法。
卤代烃 系统命名
2-氯丁烷
1,2-二溴乙烷
CH2=CH—Cl 氯乙烯
3-甲基-3-氯-1-丁烯
4.溴乙烷的结构及物理性质
(1)溴乙烷的分子结构
分子式 电子式 结构式
C2H5Br
结构简式 官能团 核磁共振氢谱
CH3CH2Br 碳溴键: (或溴原子:—Br) 2个峰,峰面积之比为3∶2
(2)溴乙烷的物理性质
颜色 状态 密度 沸点 溶解性
无色 液体 比水大 38.4 ℃ 难溶于水,可溶于多种有机溶剂
5.溴乙烷的化学性质
(1)取代反应(水解反应)
条件 NaOH水溶液、加热
化学 方程式 CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
解释或 结论 电负性:卤素原子大于碳原子,使C—X的电子向卤素原子偏移,形成极性较强的共价键Cδ+—Xδ-, C—X较易断裂,使卤素原子易被其他原子或原子团取代
(2)消去反应
条件 强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液、加热
化学方程式 CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
消去反应 有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键的化合物的反应叫做消去反应(消除反应)
【质疑辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,并分析原因。
(1)卤代烃在常温下均为液态或固态,均不溶于水。(×)
提示:一氯甲烷常温下为气态。
(2)常温下碳原子数少于4的烃为气体,溴乙烷中含2个碳原子,故其也是气体。 (×)
提示:溴乙烷常温下为液态,卤代烃属于烃的衍生物。
(3)CH3Br 、(CH3)3CCH2Br既能发生水解反应,又能发生消去反应。(×)
提示:所有的卤代烃都能发生水解反应,但不是所有的卤代烃都能发生消去反应,只有当卤代烃分子中与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子时,才能发生消去反应。
(4)溴乙烷发生消去反应时,断裂 C—Br键和C—H键两种共价键。(√)
提示:卤代烃发生消去反应时,断裂 C—Br键和相邻碳原子上的C—H键。
(5)卤代烃的水解反应和消去反应都能将卤代烃中的卤素原子转化为X- 。(√)
提示:卤代烃发生水解反应和消去反应时都有C—X键断裂。
探究任务一:卤代烃的取代(水解)反应和消去反应
【导学探究】
1.实验3-1——卤代烃的取代(水解)反应
实验 操作
实验 现象 ①中溶液分层,振荡后加热,静置,②中有机层液体分层消失。向 溶 液中 滴 入 过量稀硝酸,再向其中滴加AgNO3溶液,试管中有淡黄色沉淀生成
实验 解析 溴乙烷与NaOH溶液共热产生了Br-
化学 方程式 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr、NaOH+HNO3===NaNO3+H2O、NaBr+AgNO3===AgBr↓+NaNO3
断键 方式 断裂C—Br键
2.卤代烃的消去反应
溴乙烷的消去反应
实验目标 生成的气体分子中含有乙烯
实验装置
实验现象 酸性KMnO4溶液褪色
实验结论 发生消去反应,生成了乙烯
断键方式 断裂 C—Br 键和相邻碳原子上的C—H 键
化学方程式 C2H5Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
[思考](1)为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前先通入一个盛有水的试管 检验乙烯的产生还可以用什么试剂
提示:除去挥发的乙醇蒸气,因为乙醇也能使酸性 KMnO4溶液褪色,会干扰乙烯的检验。还可以用溴水代替酸性高锰酸钾溶液检验乙烯,并且不用先通入水中除去挥发的乙醇,因为溴单质不与乙醇反应。
(2)写出1-溴丁烷发生消去反应的化学方程式。如果将1-溴丁烷换成2-溴丁烷可以生成几种烯烃
提示:CH3CH2CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH=CH2↑+NaBr+H2O;能生成2种,CH3—CH2—CH=CH2和CH3—CH=CH—CH3。
(3)卤代烃发生消去反应需要具备什么样的结构
提示:必须具备结构。
【归纳总结】
1.卤代烃的水解反应(取代反应)和消去反应
反应类型 水解反应(取代反应) 消去反应
反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液、加热
断键方式
反应实质 卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代,生成醇 相邻的两个碳原子间脱去HX分子形成不饱和键
在有机合成中的应用 生成含—OH的化合物 生成含碳碳双键或碳碳三键的化合物
易错提醒(1)与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Br。
(2)与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子,但邻位碳原子上没有氢原子的卤代烃不能发生消去反应,如、。
(3)苯环上的—X不能发生消去反应,如。
2.卤代烃消去反应的规律
(1)有两种或三种邻位碳原子,且邻位碳原子上均连有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。如发生消去反应所得有机产物为CH3—CH=CH—CH3、CH2=CH—CH2—CH3。
(2)二元卤代烃发生消去反应后可能在有机化合物中引入一个碳碳三键或两个碳碳双键。
如:CH3CH2CHCl2+2NaOHCH3—C≡CH↑+2NaCl+2H2O;
CH2ClCH2CH2CH2Cl+2NaOHCH2=CH—CH=CH2↑+2NaCl+2H2O。
[知识拓展]卤代烃在有机合成中的应用
1.连接烃和烃的衍生物
烃通过与卤素单质发生取代反应或加成反应转化为卤代烃,卤代烃在碱性条件下可水解转化为醇或酚,进一步可转化为醛、酮、羧酸和酯等;醇在加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃,卤代烃通过消去反应可转化为烯烃或炔烃。
如:醛或羧酸。
2.改变官能团的个数
如:CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br。
3.改变官能团的位置
如:CH2BrCH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3。
4.对官能团进行保护
如在氧化CH2=CHCH2OH的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:
CH2=CHCH2OH
CH2=CH—COOH。
【针对训练】
1.下列说法正确的是( )
A.卤代烃均不溶于水,且浮于水面上
B.C2H5Cl在浓硫酸的作用下发生消去反应生成乙烯
C.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃
D.在1-氯丙烷中加入氢氧化钠水溶液并加热:ClCH2CH2CH3+NaOHCH2=CHCH3↑+NaCl+H2O
【解析】选C。A.卤代烃均不溶于水,但不是都浮于水面上,密度大于水的,在水的下层,如CCl4的密度比水大,和水混合后,在下层,A错误;B.C2H5Cl在NaOH醇溶液的作用下加热发生消去反应生成乙烯,B错误;C.聚四氟乙烯是四氟乙烯发生加聚反应的产物,四氟乙烯含有F原子,属于卤代烃,C正确;D.在氢氧化钠水溶液中,卤代烃发生水解反应而不是消去反应,D错误。
2.以1-氯丙烷为原料制备1,2-丙二醇的路径如下所示:
CH3CH2CH2ClCH2=CHCH3
每一步对应的反应类型先后顺序为( )
A.消去、水解、加成 B.消去、加成、水解
C.加成、水解、消去 D.水解、加成、消去
【解析】选B。由合成路径得知,第一步为消去反应,第二步为加成反应,第三步为取代(或水解)反应。
[拓展思考]以1-氯丙烷为原料,能否制备2-氯丙烷
提示:能。首先在氢氧化钾醇溶液中发生消去反应生成丙烯,第二步在指定的催化剂作用下,与HCl气体发生加成反应生成2-氯丙烷。
[方法导引]从卤代烃在有机合成中对官能团的位置和数目的引入角度进行分析。
第一步,对卤代烃进行消去反应,生成烯烃。
第二步,对烯烃进行加成反应,可以改变官能团的位置和数目。
第三步,进行水解反应,可以引入羟基,改变官能团的种类。
【补偿训练】(2024·渭南高二检测)化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得:
+
下列说法正确的是( )
A.X中含有三种官能团
B.Y不能发生加成反应
C.Z在碱的水溶液中可发生消去反应
D.X、Z分别在过量NaOH水溶液中加热,均能生成丙三醇
【解析】选D。A.X含有两种官能团,氯原子和羟基,A错误;B.Y中苯环可以与氢气发生加成反应,B错误;C.Z中的羟基是在浓硫酸催化作用和加热条件下发生消去反应,氯原子在NaOH的醇溶液和加热条件下发生消去反应,在碱的水溶液中不能发生消去反应,C错误;D.中含有卤素原子,在过量氢氧化钠水溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇,在氢氧化钠水溶液作用下先发生水解反应生成,然后在氢氧化钠水溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇,D正确。
探究任务二:卤代烃中卤素原子的检验
【导学探究】
[情境]液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可在身体局部产生快速镇痛效果。因此, 常用氯乙烷与其他药物制成“复方氯乙烷气雾剂”,用于运动中产生的急性损伤,如肌肉拉伤、关节扭伤等。
探究点一:卤代烃的制备
1.为了制备少量氯乙烷,提供了下面两种方案,应选择哪种方案
方案A: 乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应;方案B:乙烯和氯化氢在催化剂条件下发生加成反应。
提示:应选择方案B。取代反应过程中,多元取代同时进行,得到的产物不唯一。
探究点二:卤代烃中卤素原子的检验
2.向溴乙烷中加入硝酸银溶液和稀硝酸,能否生成淡黄色沉淀
提示:不能。溴乙烷不能电离出Br-。
3.怎样检验溴乙烷中含有的溴原子
提示:①取少量溴乙烷,加入NaOH水溶液并加热,反应后冷却,加入稀硝酸溶液酸化,再加入AgNO3溶液。②取少量溴乙烷,加入NaOH乙醇溶液并加热,反应后冷却,加入稀硝酸溶液酸化,再加入AgNO3溶液。
4.一般检验卤代烃中卤素原子时最好用NaOH水溶液还是NaOH乙醇溶液 为什么
提示:NaOH水溶液。卤代烃都可以发生水解反应,但不一定都能发生消去反应。
【归纳总结】
卤代烃中卤素原子的检验
易错提醒(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,一般情况下不能直接检验卤代烃中的卤素原子。(2)将卤代烃中的卤素原子转化为X-也可用卤代烃的消去反应(不能发生消去反应的卤代烃除外)。(3)检验卤代烃中的卤素原子时,常出现的错误是未用稀硝酸中和过量的NaOH。
【针对训练】
1.为检验某卤代烃(R—X)中的X元素,有下列实验操作:①加热;②加入AgNO3溶液;③取少量卤代烃; ④加入稀硝酸酸化;⑤加入氢氧化钠水溶液; ⑥冷却。正确的先后操作顺序是( )
A.③①⑤⑥②④ B.③②①⑥④⑤
C.③⑤①⑥④② D.③⑤①⑥②④
【解析】选C。检验某卤代烃(R—X)中的X元素,应该先取少量卤代烃,卤代烃的水解应在碱性条件下进行,所以向卤代烃中加入氢氧化钠水溶液,然后进行加热,然后冷却液体,向溶液中加入稀硝酸使其酸化,再加入硝酸银溶液观察是否生成沉淀,所以其操作顺序是③⑤①⑥④②;故选C项。
2.为了测定某饱和卤代烃的分子中卤素原子的种类和数目,可按如图所示步骤进行实验:
回答下列问题:
(1)加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色,则此卤代烃中的卤素原子是 。
(2)已知此卤代烃液体的密度是1.65 g·mL-1,其蒸气对甲烷的相对密度是11.75,则每个此卤代烃分子中卤素原子的数目为 ;此卤代烃的结构简式为 。
【解析】(1)因加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色,故卤代烃中卤素原子为溴原子;(2)溴代烃的质量为11.40 mL×1.65 g·mL-1=18.81 g,摩尔质量为16×
11.75 g·mol-1=188 g·mol-1,因此溴代烃的物质的量为≈0.1 mol, n(AgBr)==0.2 mol,故每个卤代烃分子中溴原子数目为2;根据相对分子质量判断其分子式为C2H4Br2,其结构简式可能为CH2BrCH2Br或CH3CHBr2。
答案:(1)溴原子
(2)2 CH2BrCH2Br或CH3CHBr2
1.分子式为C7H15Cl的某有机物发生消去反应时,得到三种烯烃,则该卤代烃的结构可能是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】选D。A.只存在1种消去方式,甲基上C—H键断裂,故A错误;B.存在2种消去方式,甲基上C—H键断裂或亚甲基上C—H键断裂,故B错误;C.存在2种消去方式,亚甲基上C—H键断裂或次甲基上C—H键断裂,故C错误;D.存在3种消去方式,甲基上C—H键断裂或2个亚甲基上C—H键断裂,故D正确。
2.(2024·武汉高二检测)下列实验能达到目的的是( )
选项 反应及实验目的 检验试剂
A 溴乙烷和NaOH的乙醇溶液共热,证明发生了消去反应 Br2的CCl4溶液
B 溴乙烷与NaOH水溶液共热,检验溴元素 AgNO3溶液
C 电石与饱和食盐水混合,检验乙炔气体 酸性KMnO4溶液
D 溴乙烷和NaOH的乙醇溶液共热,检验乙烯 酸性KMnO4溶液
【解析】选A。A.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热,两者反应生成乙烯,将乙烯通入Br2的四氯化碳溶液,乙烯与Br2发生加成反应从而使溴的四氯化碳溶液褪色,能证明发生了消去反应,A正确;B.溴乙烷与NaOH水溶液共热,发生卤代烃的水解反应生成NaBr,检验溴离子应在酸性条件下,选择的试剂为硝酸、硝酸银溶液,B错误;C.电石与饱和食盐水反应生成乙炔的同时混有硫化氢等,硫化氢也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;D.挥发出来的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,应先用水洗涤气体,除去挥发的乙醇,再用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯,D错误。
【补偿训练】(2024·大连高二检测)下列每个选项的甲、乙两个反应中,属于同一种反应类型的是( )
选项 甲 乙
A 溴乙烷水解制备乙醇 乙烯水化制备乙醇
B 乙烯使溴水褪色 乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
C 甲苯与酸性KMnO4溶液反应生成 甲苯燃烧
D 苯与浓硝酸反应制备硝基苯 苯与氢气反应生成环己烷
【解析】选C。A.溴乙烷发生水解反应或取代反应生成乙醇,乙烯和水发生加成反应生成乙醇,前者为取代反应,后者为加成反应,反应类型不同,A错误;B.乙烯和溴发生加成反应而使溴水褪色,乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,前者为加成反应,后者为氧化反应,反应类型不同,B错误;C.甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸,甲苯燃烧的反应为氧化反应,二者都是氧化反应,反应类型相同,C正确;D.苯和浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,苯和氢气发生加成反应生成环己烷,前者为取代反应,后者为加成反应,反应类型不同,D错误。
3.已知溴乙烷(C2H5Br)是无色液体,其沸点为38.4 ℃,密度比水的大,难溶于水,可溶于多种有机溶剂。有人设计了如图所示的装置,并用酸性KMnO4溶液来检验生成的气体是否为乙烯。请回答下列问题:
(1)仪器b中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A中产生的气体通入装置C之前要先通过装置B,装置B的作用为 。
(3)检验乙烯除用酸性KMnO4溶液外,还可选用的试剂有 (填一种即可)。
(4)若有同学想要进一步检验溴乙烷中含有溴原子,可在该实验结束后取b中混合物继续进行怎样的操作 。
【解析】(1)仪器b中溴乙烷在NaOH乙醇溶液中加热发生消去反应,则发生反应的化学方程式为CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O;
(2)乙醇会挥发,且乙醇也能与酸性高锰酸钾溶液反应,会干扰产物乙烯的检验,则装置A中产生的气体通入装置C之前要先通过装置B,装置B的作用为除去挥发的乙醇等;
(3)溴水(或溴的四氯化碳溶液)也能与乙烯发生反应,也会褪色,则检验乙烯除用酸性KMnO4溶液外,还可选用的试剂有溴水(或溴的四氯化碳溶液);
(4)进一步检验溴乙烷中含有溴原子,可在该实验结束后取b中混合物,加入过量硝酸调节pH为酸性,再加入硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,则溴乙烷中含溴原子。
答案:(1)CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O (2)除去挥发的乙醇(合理却可)
(3)溴水(或溴的四氯化碳溶液)
(4)加入过量硝酸调节溶液为酸性,再加入硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,则溴乙烷中含溴原子
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