第2课时 卤代烃的性质和制备
课标定向
1.通过溴乙烷的结构特点和主要化学性质,认识卤代烃取代反应、消去反应的特点和规律。(宏观辨识与微观探析)
2.了解卤代烃中卤素原子的检验方法。(科学探究与创新意识)
一、卤代烃
1.概念:烃分子中的一个或多个氢原子被 取代后所生成的化合物。
2.结构:卤代烃可用R—X表示(X表示卤素原子), 是卤代烃的官能团。
3.分类
分类依据 种类
取代 的不同 氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃
分子中 一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃
的不同 饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃
4.卤代烃的命名
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 ,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:
CH2CHCl:氯乙烯;: ;
: ;
: 。
5.物理性质
6.化学性质
(1)分析有机化合物的结构,预测反应类型
(2)化学性质预测(以1-溴丙烷为例)
[思考]已经被禁止使用的农药“六六六”的学名为六氯环己烷,曾经被用作广谱杀虫剂。
根据卤代烃的性质分析,“六六六”能否发生水解反应和消去反应
二、卤代烃的制备及应用
1.卤代烃的制备
(1)取代反应
烷烃取代法:
CH4+Cl2 +HCl。
(2)烯烃或炔烃的加成反应
如CH3—CH＝CH2+Br2→ ;
CH3—CH＝CH2+HBr(或CH3—CH2—CH2Br)。
(3)芳香烃取代法
+Br2 +HBr。
(4)醇与氢卤酸的取代反应
CH3CH2OH+HBr→ +H2O。
2.桥梁作用的具体体现
[思考]丙烯与HBr发生加成反应可生成几种产物 哪种产物居多
【质疑辨析】
(1)卤代烃在常温下均为液态或固态,均不溶于水。 ( )
(2)2-溴丙烷是电解质,溶于水能电离出溴离子。 ( )
(3)1-溴丁烷发生消去反应时,断裂C—Br和 C—H两种共价键。 ( )
(4)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应。 ( )
(5)通过加成反应、取代反应、消去反应等都可以引入卤素原子。 ( )
探究任务一:卤代烃的化学性质和检验
【导学探究】
1-溴丙烷是无色液体,比水重,沸点71 ℃,不溶于水,易溶于有机溶剂。
探究点一:探究1-溴丙烷在不同溶剂中与NaOH发生反应的不同
1.写出1-溴丙烷在NaOH水溶液中的化学方程式: __________________,
反应类型:____________。
2.利用如图实验装置探究1-溴丙烷与NaOH乙醇溶液发生的反应,水的作用为____________________,
实验现象是______________________。
3.写出上述实验试管a中发生反应的化学方程式: __________________。
探究点二:探究卤代烃卤素原子的检验
1.某同学采取如图所示的实验检验1-溴丙烷中的卤素原子。
观察到④中有____________生成,说明1-溴丙烷中存在溴原子。
2.若在1-溴丙烷中直接加入少量的AgNO3溶液,能否产生预期的现象 ________, 原因是______________。
3.某化学实验小组的同学取少量1-溴丙烷与NaOH溶液混合,充分反应后,向混合液中滴加AgNO3溶液,结果产生沉淀。化学实验小组的同学由此得出结论:1-溴丙烷与NaOH溶液发生取代反应,生成了溴化钠。该实验方案的错误之处是____________, 原因是___________________。
【归纳总结】
1.卤代烃的消去反应和取代反应的比较
项目 消去反应 取代反应
卤代烃 的结构 特点 与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子(含有β-H) 一般是1个碳原子上只有1个—X
反应 实质 脱去1个HX分子,形成不饱和键 —X被—OH取代
反应 条件 强碱的醇溶液、加热 强碱的水溶液、加热
化学键 变化
主要 产物 烯烃或炔烃 醇
2.卤代烃中卤族元素的检验方法
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为白色沉淀时,X为Cl;AgX为浅黄色沉淀时,X为Br;AgX为黄色沉淀时,X为I
[易错提醒]
卤代烃中卤素原子检验的误区
(1)卤代烃为非电解质,无法电离出卤素离子。
(2)卤代烃的水解是在碱性条件下进行的,在加入硝酸银溶液之前应该先加入稀硝酸中和过量的碱。
【针对训练】
1.下列四种变化中,有一种变化与其他三种变化类型不同的是 ( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
C.CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CHCH2↑+NaBr+H2O
D.+Br2+HBr
2.要检验某溴乙烷中的溴元素,正确的实验方法是 ( )
A.加入溴水振荡,观察水层是否有棕红色出现
B.滴入AgNO3溶液,再加入稀硝酸使溶液呈酸性,观察有无浅黄色沉淀生成
C.加入NaOH溶液共热,冷却后滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸使溶液呈酸性,滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
3.(双选)(2024·济南高二检测)在卤代烃R—CH2—CH2—X中化学键如图所示:(①为C—X,②③为C—H,④为C—R),则下列说法正确的是 ( )
A.发生水解反应时,被破坏的键是①
B.发生水解反应时,被破坏的键是①和②
C.发生消去反应时,被破坏的键是①和③
D.发生消去反应时,被破坏的键是①和④
4.(2024·滨州高二检测)下列化合物中,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且消去反应生成的烯烃只有一种的是 ( )
A.CH3Br B.
C. D.
[拓展思考](1)是否所有的卤代烃都能发生水解反应
(2)四个选项中不能发生消去反应但有同分异构体,写出该卤代烃发生水解反应的化学方程式: ____________________。
探究任务二:卤代烃在有机合成中的桥梁作用
【导学探究】
聚氯乙烯简称PVC,曾是世界上产量最大的通用塑料,在建筑材料、工业制品、日用品等方面均有广泛应用。
某同学学习溴乙烷后,设计了如下合成路线制备聚氯乙烯:
C2H5BrCH2CH2CH2Cl—CH2ClCH2CHCl。
探究点一:合成过程中的反应
1.判断合成路线中各反应的反应类型,反应①为____________反应,反应③为______________反应,反应④为______________反应。
2.写出反应①和反应④的化学方程式:
反应①: _____________________________,
反应④:______________________________。
探究点二:卤代烃在合成过程中的应用
1.上述合成过程中官能团的种类和数量的变化是如何实现的
通过反应①将官能团由__________变为____________,通过反应②实现了将__________官能团变为____________官能团,通过反应③将官能团由______________变为__________。
2.某同学设计了丙烯醛(CH2＝CHCHO)转化为丙烯酸(CH2＝CHCOOH )路线如下:
CH2＝CHCHOCH3—CHClCHOCH3—CHClCOOH
CH2＝CHCOONaCH2＝CHCOOH 。
设计过程①和③的作用是______________。
【归纳总结】
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
如乙烯转化为乙酸的转化途径为
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。
反应①的化学方程式为CH2＝CH2+HBrCH3CH2Br。
2.利用卤代烃的取代反应可实现烃的衍生物中官能团的种类和数量发生变化
如乙醇转化为乙二醇的转化途径为
乙醇乙烯1,2-二溴乙烷乙二醇。
反应③的化学方程式为+2NaOH+2NaBr。
3.利用卤代烃的消去反应与水解反应还可以实现官能团位置的变化
反应③的化学方程式为+NaOH+NaBr。
4.进行官能团的保护
CH2＝CHCH2OH
CH2＝CH—COOH。
【针对训练】
1.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
2.根据下面的反应路线填空:
(1)A的结构简式是__________________,其名称是____________。
(2)填写以下反应的反应类型:
①________________;②______________;
③________________。
(3)反应④的反应条件:____________________。
(4)反应②的化学方程式为__________________________________________;
反应④的化学方程式为____________________。
[拓展思考](1)若由苯为原料制取中间产物B,应该怎样设计合成路线
(2)在反应④中会生成一种副产物F,与E互为同分异构体,写出生成F的化学方程式。
【真题示例】
(2022·江苏选择考·9)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
+HBr+Br-
下列说法不正确的是 ( )
A. X与互为顺反异构体
B. X能使溴的CCl4溶液褪色
C. X与HBr反应有副产物生成
D. Z分子中含有2个手性碳原子
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取关键点 (1)X、Y、Z的结构 (2)顺反异构体 (3)溴的CCl4溶液 (4) (5)手性碳
转化知识点 (1)苯环侧链的变化 (2)碳碳双键中每个碳原子连接的原子或原子团 (3)碳碳双键与溴的加成 (4)不对称烯烃的加成反应 (5)饱和碳原子连接的原子或原子团
排除障碍点 不对称烯烃的加成反应,可得到同分异构体
【对点演练】
1.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
2.(2024·重庆高二检测)DDT曾经是使用广泛的杀虫剂,但因其极难降解而禁止使用。DDT的结构简式如图所示,下列关于DDT的说法正确的是 ( )
A.DDT属于芳香烃
B.DDT能发生消去、取代反应
C.DDT中两苯环不可能共平面
D.向DDT中滴加AgNO3溶液,能观察到白色沉淀产生
1.下列有关卤代烃的说法正确的是 ( )
A.所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C.检验溴乙烷中是否有溴元素,方法是先加入NaOH溶液共热,冷却后再加硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的
2.下列说法正确的是 ( )
A.卤代烃均能通过消去反应生成烯烃
B.消去反应是引入碳碳双键的唯一途径
C.溴乙烷中加入过量NaOH溶液,充分振荡,再加入几滴AgNO3溶液,出现浅黄色沉淀
D.在溴乙烷与NaOH水溶液的反应中,官能团由碳溴键变为羟基
3.有机物A(甲苯)可发生以下反应生成有机物C(苯乙腈),反应过程(反应条件已略去)如下:
下列说法正确的是 ( )
A.反应①发生的条件是FeCl3作催化剂并加热
B.反应②属于取代反应,可用分液的方法分离有机物B和C
C.有机物B与NaOH水溶液共热发生反应可生成苯甲醇
D.有机物B可以在NaOH醇溶液中发生消去反应
4.(2024·鞍山高二检测)1-甲基-2-氯环己烷()存在如图所示转化关系,下列说法错误的是 ( )
XY
A.X分子可能存在顺反异构
B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.Y的同分异构体中,含有结构的有9种(不含立体异构)
D.Y的核磁共振氢谱中有8组峰第2课时 卤代烃的性质和制备
课标定向
1.通过溴乙烷的结构特点和主要化学性质,认识卤代烃取代反应、消去反应的特点和规律。(宏观辨识与微观探析)
2.了解卤代烃中卤素原子的检验方法。(科学探究与创新意识)
一、卤代烃
1.概念:烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。
2.结构:卤代烃可用R—X表示(X表示卤素原子),—X(卤素原子或碳卤键)是卤代烃的官能团。
3.分类
分类依据 种类
取代卤素的不同 氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃
分子中卤素原子的个数 一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃
烃基的不同 饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃
4.卤代烃的命名
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:
CH2CHCl:氯乙烯;:1,2-二溴乙烷;
:2-氯丁烷 ;
:3,3-二甲基-2-氯丁烷。
5.物理性质
6.化学性质
(1)分析有机化合物的结构,预测反应类型
(2)化学性质预测(以1-溴丙烷为例)
[思考]已经被禁止使用的农药“六六六”的学名为六氯环己烷,曾经被用作广谱杀虫剂。
根据卤代烃的性质分析,“六六六”能否发生水解反应和消去反应
提示:能。六氯环己烷属于卤代烃。卤代烃都能发生水解反应,且分子中C—Cl的邻位碳原子上有氢原子,故能够发生消去反应。
二、卤代烃的制备及应用
1.卤代烃的制备
(1)取代反应
烷烃取代法:
CH4+Cl2CH3Cl+HCl。
(2)烯烃或炔烃的加成反应
如CH3—CH＝CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;
CH3—CH＝CH2+HBr(或CH3—CH2—CH2Br)。
(3)芳香烃取代法
+Br2+HBr。
(4)醇与氢卤酸的取代反应
CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O。
2.桥梁作用的具体体现
[思考]丙烯与HBr发生加成反应可生成几种产物 哪种产物居多
提示:丙烯与HBr发生加成反应可生成1-溴丙烷和2-溴丙烷两种产物,其中2-溴丙烷居多。
【质疑辨析】
(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体。
(2)2-溴丙烷是电解质,溶于水能电离出溴离子。 (×)
提示:2-溴丙烷为非电解质,不溶于水,也不能电离出溴离子。
(3)1-溴丁烷发生消去反应时,断裂C—Br和 C—H两种共价键。 (√)
提示:卤代烃发生消去反应时,碳卤键和邻位碳原子上的 C—H键断裂。
(4)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应。 (×)
提示:卤代烃分子中碳卤键的邻位碳原子上必须有H原子,才有可能发生消去反应。
(5)通过加成反应、取代反应、消去反应等都可以引入卤素原子。 (×)
提示:卤代烃的消去反应,会失去卤素原子。
探究任务一:卤代烃的化学性质和检验
【导学探究】
1-溴丙烷是无色液体,比水重,沸点71 ℃,不溶于水,易溶于有机溶剂。
探究点一:探究1-溴丙烷在不同溶剂中与NaOH发生反应的不同
1.写出1-溴丙烷在NaOH水溶液中的化学方程式: __________________,
反应类型:____________。
提示:CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH2OH+NaBr 取代反应。
2.利用如图实验装置探究1-溴丙烷与NaOH乙醇溶液发生的反应,水的作用为____________________,
实验现象是______________________。
提示:除去丙烯中的乙醇,防止干扰丙烯的检验 酸性高锰酸钾溶液褪色。
3.写出上述实验试管a中发生反应的化学方程式: __________________。
提示:CH3CH2CH2Br+NaOHCH2＝CHCH3↑+NaBr+H2O。
探究点二:探究卤代烃卤素原子的检验
1.某同学采取如图所示的实验检验1-溴丙烷中的卤素原子。
观察到④中有____________生成,说明1-溴丙烷中存在溴原子。
提示:浅黄色沉淀。
2.若在1-溴丙烷中直接加入少量的AgNO3溶液,能否产生预期的现象 ________, 原因是______________。
提示:不能 1-溴丙烷为非电解质,其中存在的是溴原子,不能与AgNO3溶液发生反应。
3.某化学实验小组的同学取少量1-溴丙烷与NaOH溶液混合,充分反应后,向混合液中滴加AgNO3溶液,结果产生沉淀。化学实验小组的同学由此得出结论:1-溴丙烷与NaOH溶液发生取代反应,生成了溴化钠。该实验方案的错误之处是____________, 原因是___________________。
提示:滴加AgNO3溶液前没有用稀硝酸中和过量的氢氧化钠溶液 氢氧化钠溶液会和AgNO3溶液反应生成沉淀,从而干扰检验。
【归纳总结】
1.卤代烃的消去反应和取代反应的比较
项目 消去反应 取代反应
卤代烃 的结构 特点 与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子(含有β-H) 一般是1个碳原子上只有1个—X
反应 实质 脱去1个HX分子,形成不饱和键 —X被—OH取代
反应 条件 强碱的醇溶液、加热 强碱的水溶液、加热
化学键 变化
主要 产物 烯烃或炔烃 醇
2.卤代烃中卤族元素的检验方法
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为白色沉淀时,X为Cl;AgX为浅黄色沉淀时,X为Br;AgX为黄色沉淀时,X为I
[易错提醒]
卤代烃中卤素原子检验的误区
(1)卤代烃为非电解质,无法电离出卤素离子。
(2)卤代烃的水解是在碱性条件下进行的,在加入硝酸银溶液之前应该先加入稀硝酸中和过量的碱。
【针对训练】
1.下列四种变化中,有一种变化与其他三种变化类型不同的是 ( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
C.CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CHCH2↑+NaBr+H2O
D.+Br2+HBr
【解析】选C。甲烷中的1个H原子被Cl原子给取代,属于取代反应;羟基被溴原子取代生成卤代烃,属于取代反应;溴代烃在氢氧化钠醇溶液加热条件下发生消去反应生成烯烃,属于消去反应;苯中的1个H原子被溴原子给取代,属于取代反应。
2.要检验某溴乙烷中的溴元素,正确的实验方法是 ( )
A.加入溴水振荡,观察水层是否有棕红色出现
B.滴入AgNO3溶液,再加入稀硝酸使溶液呈酸性,观察有无浅黄色沉淀生成
C.加入NaOH溶液共热,冷却后滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸使溶液呈酸性,滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
【解析】选D。检验溴乙烷中的溴元素,可使其发生水解反应或消去反应后,在酸性条件下加硝酸银观察是否出现浅黄色沉淀。溴乙烷与溴水不反应,不能据此检验,A错误;溴乙烷与硝酸银不反应,不能据此检验,B错误;加入NaOH溶液共热,冷却后没有先加稀硝酸至溶液呈酸性,且NaOH与AgNO3溶液反应,不能据此检验,C错误;加入NaOH溶液共热,发生水解反应,然后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成,若有浅黄色沉淀生成,说明含有溴元素,可据此检验,D正确。
3.(双选)(2024·济南高二检测)在卤代烃R—CH2—CH2—X中化学键如图所示:(①为C—X,②③为C—H,④为C—R),则下列说法正确的是 ( )
A.发生水解反应时,被破坏的键是①
B.发生水解反应时,被破坏的键是①和②
C.发生消去反应时,被破坏的键是①和③
D.发生消去反应时,被破坏的键是①和④
【解析】选A、C。卤代烃水解反应是卤素原子被羟基取代生成醇,只断①键;消去反应是卤代烃中卤素原子和卤素原子相连碳原子上的氢原子共同去掉,断①③键,故选AC。
4.(2024·滨州高二检测)下列化合物中,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且消去反应生成的烯烃只有一种的是 ( )
A.CH3Br B.
C. D.
【解析】选B。该有机物只有一个碳原子,不能发生消去反应,A错误;该有机物可以发生水解反应,生成醇,也可以发生消去反应,产物只有一种如图所示:,B正确;该有机物中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,C错误;该有机物发生消去反应会有两种产物如图:和,D错误。
[拓展思考](1)是否所有的卤代烃都能发生水解反应
提示:是,卤代烃的水解反应对卤代烃的分子结构没有特殊的要求,因此所有的卤代烃理论上在一定条件下均能发生水解反应。
(2)四个选项中不能发生消去反应但有同分异构体,写出该卤代烃发生水解反应的化学方程式: ____________________。
提示:+NaOH+NaCl。
探究任务二:卤代烃在有机合成中的桥梁作用
【导学探究】
聚氯乙烯简称PVC,曾是世界上产量最大的通用塑料,在建筑材料、工业制品、日用品等方面均有广泛应用。
某同学学习溴乙烷后,设计了如下合成路线制备聚氯乙烯:
C2H5BrCH2CH2CH2Cl—CH2ClCH2CHCl。
探究点一:合成过程中的反应
1.判断合成路线中各反应的反应类型,反应①为____________反应,反应③为______________反应,反应④为______________反应。
提示:消去 消去 加聚。
2.写出反应①和反应④的化学方程式:
反应①: _____________________________,
反应④:______________________________。
提示:CH3CH2Br+NaOHCH2CH2↑+NaBr+H2O
nCH2CHCl。
探究点二:卤代烃在合成过程中的应用
1.上述合成过程中官能团的种类和数量的变化是如何实现的
通过反应①将官能团由__________变为____________,通过反应②实现了将__________官能团变为____________官能团,通过反应③将官能团由______________变为__________。
提示:溴原子 碳碳双键 碳碳双键 氯原子(碳氯键) 氯原子(碳氯键) 碳碳双键。
2.某同学设计了丙烯醛(CH2＝CHCHO)转化为丙烯酸(CH2＝CHCOOH )路线如下:
CH2＝CHCHOCH3—CHClCHOCH3—CHClCOOH
CH2＝CHCOONaCH2＝CHCOOH 。
设计过程①和③的作用是______________。
提示:碳碳双键易被酸性高锰酸钾溶液氧化,设计过程①和③的作用是保护碳碳双键。
【归纳总结】
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
如乙烯转化为乙酸的转化途径为
乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。
反应①的化学方程式为CH2＝CH2+HBrCH3CH2Br。
2.利用卤代烃的取代反应可实现烃的衍生物中官能团的种类和数量发生变化
如乙醇转化为乙二醇的转化途径为
乙醇乙烯1,2-二溴乙烷乙二醇。
反应③的化学方程式为+2NaOH+2NaBr。
3.利用卤代烃的消去反应与水解反应还可以实现官能团位置的变化
反应③的化学方程式为+NaOH+NaBr。
4.进行官能团的保护
CH2＝CHCH2OH
CH2＝CH—COOH。
【针对训练】
1.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
【解析】选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。
2.根据下面的反应路线填空:
(1)A的结构简式是__________________,其名称是____________。
(2)填写以下反应的反应类型:
①________________;②______________;
③________________。
(3)反应④的反应条件:____________________。
(4)反应②的化学方程式为__________________________________________;
反应④的化学方程式为____________________。
【解析】由反应①A在光照条件下与Cl2发生反应得,从而推知A的结构简式为;反应②是在NaOH的醇溶液中共热发生消去反应生成;反应③应是在Br2的CCl4溶液中发生加成反应生成;反应④是在NaOH的醇溶液中加热时发生消去反应,脱去2个HBr分子得到。
答案:(1) 环己烷 (2)取代反应 消去反应 加成反应 (3)NaOH的醇溶液、加热
(4)+NaOH+NaCl+H2O
+2NaOH+2NaBr+2H2O
[拓展思考](1)若由苯为原料制取中间产物B,应该怎样设计合成路线
提示:根据苯和物质B的结构可以得出生成B的合成路线为。
(2)在反应④中会生成一种副产物F,与E互为同分异构体,写出生成F的化学方程式。
提示:因为物质F是E的同分异构体,因此F的结构简式为,因此反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O。
【真题示例】
(2022·江苏选择考·9)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
+HBr+Br-
下列说法不正确的是 ( )
A. X与互为顺反异构体
B. X能使溴的CCl4溶液褪色
C. X与HBr反应有副产物生成
D. Z分子中含有2个手性碳原子
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取关键点 (1)X、Y、Z的结构 (2)顺反异构体 (3)溴的CCl4溶液 (4) (5)手性碳
转化知识点 (1)苯环侧链的变化 (2)碳碳双键中每个碳原子连接的原子或原子团 (3)碳碳双键与溴的加成 (4)不对称烯烃的加成反应 (5)饱和碳原子连接的原子或原子团
排除障碍点 不对称烯烃的加成反应,可得到同分异构体
【解析】选D。X与分别为反式和顺式结构,互为顺反异构体,故A正确;X中含有碳碳双键,故能使溴的CCl4溶液褪色,故B正确;X中的碳碳双键可以和HBr发生加成反应生成,故C正确;Z分子中含有的手性碳原子如图:,含有1个手性碳原子,故D错误。
【对点演练】
1.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
【解析】选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+CH3ONa→NaCl+CH3CH2OCH3。
2.(2024·重庆高二检测)DDT曾经是使用广泛的杀虫剂,但因其极难降解而禁止使用。DDT的结构简式如图所示,下列关于DDT的说法正确的是 ( )
A.DDT属于芳香烃
B.DDT能发生消去、取代反应
C.DDT中两苯环不可能共平面
D.向DDT中滴加AgNO3溶液,能观察到白色沉淀产生
【解析】选B。DDT含有苯环,除C、H两种元素外,还含有氯元素,DDT不属于芳香烃,属于芳香族化合物,故A错误;DDT属于氯代烃,可以发生取代反应,且氯原子连接的碳原子相邻的碳原子上含有氢原子,可以发生消去反应,故B正确;苯环是平面结构,单键可以旋转,两苯环可能共平面,故C错误;DDT不能电离出氯离子,向DDT中滴加AgNO3溶液,不能产生白色沉淀,故D错误。
1.下列有关卤代烃的说法正确的是 ( )
A.所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C.检验溴乙烷中是否有溴元素,方法是先加入NaOH溶液共热,冷却后再加硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的
【解析】选A。卤代烃在NaOH的水溶液中均可发生水解反应,即所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应,A正确;与—X相连C的邻位C上有H才可以发生消去反应,如CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl不能发生消去反应,B错误;向溴乙烷中加入NaOH溶液共热,溴乙烷发生取代反应产生Br-,由于溶液中可能含有过量的NaOH,OH-会与加入的AgNO3溶液中的Ag+反应生成AgOH沉淀,AgOH分解产生Ag2O,会影响Br元素的检验,需要加入稀硝酸溶液消耗溶液中的NaOH,使溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,C错误;卤代烃可利用烯烃加成反应制备,如乙烯与HCl可发生加成反应生成氯乙烷,D错误。
2.下列说法正确的是 ( )
A.卤代烃均能通过消去反应生成烯烃
B.消去反应是引入碳碳双键的唯一途径
C.溴乙烷中加入过量NaOH溶液,充分振荡,再加入几滴AgNO3溶液,出现浅黄色沉淀
D.在溴乙烷与NaOH水溶液的反应中,官能团由碳溴键变为羟基
【解析】选D。若卤素元素邻位碳原子不含H原子,则卤代烃不能发生消去反应,如一氯甲烷等,故A错误;消去反应是引入碳碳双键的途径,但不是唯一途径,还可以是碳碳三键加成后生成碳碳双键,故B错误;溴乙烷在过量氢氧化钠溶液中反应生成乙醇和溴化钠,由于氢氧化钠过量,加入硝酸银会有氢氧化银生成,进而生成氧化银,氧化银会影响溴化银的生成和观察,应该先加入硝酸酸化,故C错误;溴乙烷与NaOH水溶液发生水解反应,官能团由碳溴键变为羟基,故D正确。
3.有机物A(甲苯)可发生以下反应生成有机物C(苯乙腈),反应过程(反应条件已略去)如下:
下列说法正确的是 ( )
A.反应①发生的条件是FeCl3作催化剂并加热
B.反应②属于取代反应,可用分液的方法分离有机物B和C
C.有机物B与NaOH水溶液共热发生反应可生成苯甲醇
D.有机物B可以在NaOH醇溶液中发生消去反应
【解析】选C。甲苯生成有机物B是烷基上的取代反应,FeCl3作催化剂并加热,会发生苯环上的取代反应,正确的反应条件为光照,A错误;有机物B中的Cl原子被—CN取代,生成苯乙腈,两种有机物混溶,不能用分液法分离,B错误;有机物B与NaOH水溶液共热发生卤代烃的水解反应生成苯甲醇,C正确;卤代烃发生消去反应的前提条件是与卤原子相连的C的邻位C上有H,而有机物B中与Cl相连的C的邻位C上没有H,不能发生消去反应,D错误。
4.(2024·鞍山高二检测)1-甲基-2-氯环己烷()存在如图所示转化关系,下列说法错误的是 ( )
XY
A.X分子可能存在顺反异构
B.X能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.Y的同分异构体中,含有结构的有9种(不含立体异构)
D.Y的核磁共振氢谱中有8组峰
【解析】选C。由有机物的转化关系可知,在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成或,则X为或;在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,则Y为,据此分析。
由分析可知,分子中2个碳碳双键都连有不同的原子或原子团,存在顺反异构,故A正确;由结构简式可知,或分子中含有的碳碳双键能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,故B正确;Y的同分异构体含有结构,说明环上的取代基可能为乙基或2个甲基,取代基为乙基的结构有3种,取代基为2个甲基的结构有9种,共有12种,故C错误;由结构简式可知,分子中含有8类氢原子,则核磁共振氢谱中有8组峰,故D正确。
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