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- 2021-07-08 发布
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第三节 卤代烃
记一记
卤代烃知识体系
探一探
一、卤代烃中卤原子的检验
1.向卤代烃中加入AgNO3溶液,是否有卤化银生成?
[提示] 没有,卤代烃不能电离出卤素离子,不能与Ag+反应,不能生成卤化银。
2.要使卤代烃中的卤原子电离成卤离子需要什么条件?
[提示] 氢氧化钠水溶液或氢氧化钠醇溶液。
3.在加入AgNO3溶液之前必须加入哪种溶液才能检出卤离子?
[提示] 硝酸溶液。
二、卤代烃的消去反应和水解反应
1.卤代烃发生水解和消去反应的条件有什么不同?
[提示] 卤代烃的水解反应的条件是NaOH的水溶液,卤代烃的消去反应的条件是NaOH的醇溶液。
2.所有的卤代烃在一定条件下都能发生水解和消去反应吗?
[提示] 卤代烃都能发生水解反应,不一定能发生消去反应。
3.能发生消去反应的卤代烃应具有什么样的结构?
[提示] 与卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳原子上连有氢原子。
判一判
判断正误(对的在括号内打√,错的在括号内打×)
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(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高。(√)
(2)溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙烯。(×)
解析:溴乙烷与NaOH水溶液共热得乙醇。
(3)在溴乙烷中加入AgNO3溶液,立即产生淡黄色沉淀。(×)
解析:溴乙烷中无Br-,故加入AgNO3不能产生淡黄色沉淀。
(4)所有卤代烃都能够发生水解反应和消去反应。(×)
解析:卤代烃都能发生水解反应,但不一定能发生消去反应。
(5)氟利昂(卤代烃)可用作制冷剂,释放到空气中容易导致臭氧空洞。(√)
(6)C2H5Br属于电解质,在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH。(×)
解析:C2H5Br属于非电解质。
练一练
1.溴乙烷中混有下列物质,可以用分液漏斗进行分离的是( )
A.水 B.苯 C.甲苯 D.四氯化碳
解析:溴乙烷不溶于水,可以和苯、甲苯、四氯化碳互溶。
答案:A
2.下列一卤代烷,不能发生消去反应的是( )
A.CH3CH2Cl B.(CH3)2CHCl
C.(CH3)3CCl D.(CH3)3CCH2Cl
解析:D项氯原子连接的碳的邻位碳上没有氢,故不能发生消去反应。
答案:D
3.下列反应不属于取代反应的是( )
A.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热
B.溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热
C.甲烷与氯气
D.苯和浓硝酸、浓硫酸制取硝基苯
解析:溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热发生的是消去反应。
答案:B
4.1溴丙烷和2溴丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热的反应中,两反应( )
A.产物相同,反应类型相同
B.产物不同,反应类型不同
C.碳氢键断裂的位置相同
D.碳溴键断裂的位置相同
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解析:都是消去反应,都生成1丙烯,A项正确,1溴丙烷反应断2号C的C—H键,1号C的C—Br键,2溴丙烷反应断1号C的C—H键,2号C的C—Br,因此C、D两项错误。
答案:A
知识点一 卤代烃的概述
1.下列关于卤代烃的说法不正确的是( )
A.在溴乙烷 (CH3CH2Br)分子中,溴元素的存在形式为溴离子
B.在卤代烃中,卤素原子与碳原子形成共价键
C.聚四氟乙烯(塑料王)为高分子化合物,属于卤代烃
D.卤代烃比相应的烷烃的沸点高
解析:在卤代烃分子中,卤素原子与碳原子是以共价键结合的,所以溴乙烷分子中溴元素是以溴原子的形式存在的,A项不正确;聚四氟乙烯虽然是高聚物,但是也属于卤代烃,C项正确。
答案:A
2.氟利昂是一种氟氯代烃,常用作冰箱(柜)的制冷剂,但生产使用氟利昂作制冷剂的冰箱(柜)早已被禁止,其主要原因是( )
A.氟利昂化学性质稳定、有毒
B.氟利昂会产生温室效应
C.氟利昂会破坏臭氧层
D.氟利昂会形成酸雨
解析:氟利昂在紫外线照射下产生起催化作用的氯原子,引发损耗臭氧的反应,从而破坏臭氧层。
答案:C
3.下列叙述正确的是( )
A.所有卤代烃都难溶于水,且都是密度比水大的液体
B.卤代烃不属于烃类
C.所有卤代烃都是通过取代反应制得
D.卤代烃都是良好的有机溶剂
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解析:卤代烃不溶于水,但密度不一定比水大,常温下,少数是气体,大多数为液体或固体,A项错误;卤代烃属于烃的衍生物,B项正确;卤代烃也可通过加成反应制得,C项错误;只有某些卤代烃是良好的有机溶剂,D项错误。
答案:B
知识点二 卤代烃的物理性质
4.下列卤代烃中沸点最低的是( )
A.CH3—CH2—CH2—Cl
B.
C.CH3—CH2—CH2—Br
D.
解析:互为同系物的卤代烃,沸点随碳原子数增多而升高;碳原子数相同的卤代烃,沸点随卤素原子相对原子质量增大而升高。
答案:A
5.涂改液是一种使用率较高的文具,很多同学都喜欢使用涂改液。经实验证实涂改液中含有许多挥发性有害物质,吸入后易引起慢性中毒而头晕、头痛,严重者抽搐、呼吸困难,二氯甲烷就是其中的一种。下列有关说法中不正确的是( )
A.涂改液危害人体健康、污染环境,中小学生最好不要使用或慎用涂改液
B.二氯甲烷沸点较低
C.二氯甲烷易溶于水,涂改液沾到手上时,用水很容易洗去
D.二氯甲烷为四面体的结构,不存在同分异构体
解析:根据题给信息可知,涂改液中的很多成分对人体有害,污染环境,所以中小学生最好不要使用涂改液;因为题目中描述二氯甲烷易挥发,因此可推断其沸点较低;二氯甲烷在水中溶解性较差,因此涂改液沾到手上时,只用水很难洗去;二氯甲烷可以看作甲烷分子中两个氢原子被氯原子取代的产物,因为甲烷为四面体结构,所以二氯甲烷为四面体构型,不存在同分异构体。因此答案为C项。
答案:C
知识点三 卤代烃的化学性质
6.由溴乙烷制取乙二醇,依次发生的反应类型是( )
A.取代、加成、水解 B.消去、加成、取代
C.水解、消去、加成 D.消去、水解、取代
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解析:依次发生如下反应。消去反应:CH2Br—CH3+NaOHCH2===CH2↑+H2O+NaBr;加成反应:CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br;水解反应(取代反应):CH2BrCH2Br+2NaOH,故选B项。
答案:B
7.将1氯丙烷跟NaOH的醇溶液共热,生成的产物再跟溴水反应,得到一种有机物,则这种有机物的同分异构体有(除它之外)( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
解析:在NaOH的醇溶液中加热,1氯丙烷发生消去反应生成CH2===CHCH3,丙烯与溴发生加成反应,生成1,2二溴丙烷,即CH2Br—CHBr—CH3,它的同分异构体有3种:
,,。
答案:B
8.某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时,可以得到两种烯烃,则该卤代烷烃的结构简式可能为( )
A.CH3CH2CH2CH2CH2Cl
B.
C.
D.
解析:A项中卤代烃发生消去反应只得到一种烯烃CH3CH2CH2CH===CH2;B项中卤代烃发生消去反应也只能得到一种烯烃CH3CH===CHCH2CH3;C项中卤代烃发生消去反应可得到两种烯烃CH2===CHCH2CH2CH3和CH3CH===CHCH2CH3;D项中卤代烃发生消去反应只得到一种烯烃。
答案:C
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基础达标
1.下列物质不属于卤代烃的是( )
解析:卤代烃由烃基与卤素原子连接而成,即只含C、H、X三种元素。
答案:D
2.下列物质中,密度比水小的是( )
A.溴乙烷 B.溴苯
C.硝基苯 D.甲苯
解析:溴乙烷、溴苯、硝基苯都是密度比水大,难溶于水的液体。
答案:D
3.下列混合物中可用分液漏斗分离,且有机物应从分液漏斗的上口倒出的是( )
A. Br2
B.CH3CH2CH2CH2Cl H2O
C.CCl4 CHCl3
D.CH2Br—CH2Br NaBr
解析:B、D两项中液体分层;由有机物从分液漏斗的上口倒出可知,有机物的密度应小于无机物的密度,分层后在液体的上层,故只有B项符合题意。
答案:B
4.下列反应中属于消去反应的是( )
A.溴乙烷与NaOH水溶液混合加热
B.一氯甲烷与KOH的乙醇溶液混合加热
C.氯苯与NaOH水溶液混合加热
D.2溴丙烷与KOH的乙醇溶液混合加热
解析:A、C两项为水解反应,B项只有1个碳原子,不能发生消去反应,D项可以发生消去反应生成CH3—CH===CH2。
答案:D
5.下列化合物在一定条件下,既能发生消去反应,又能发生水解反应的是( )
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A.CH3Cl B. C. D.
解析:A项中只有一个碳原子,C、D两项中与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,所以A、C、D三项均不能发生消去反应。卤代烃的水解反应只断裂C—X,对分子结构没有什么特殊要求,只要是卤代烃都可以发生水解反应,这是卤代烃的通性。
答案:B
6.能发生消去反应,生成物中存在同分异构体的是( )
A.
B.
C.
D.
解析:A项,发生消去反应只能生成CH2===CHCH3;B项,可以生成或CH3CH===C(CH3)2;C项,只生成;D项,只生成CH3CH===CHCH2CH3。
答案:B
7.当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点为12.27 ℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。下列关于氯乙烷的说法中不正确的是( )
A.氯乙烷与水互不相溶
B.氯乙烷中含有两种官能团
C.氯乙烷在一定条件下能发生消去反应
D.氯乙烷的结构只有一种
解析:CH3CH2Cl中只有一种官能团。
答案:B
8.在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示,
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,则对该卤代烃的下列说法中正确的是( )
A.不能发生水解反应和消去反应
B.能发生水解反应,条件是强碱的醇溶液且加热,被破坏的键是①和④
C.能发生消去反应,条件是强碱的水溶液且加热,被破坏的键是①和②
D.发生水解反应时,被破坏的键是①;发生消去反应时,被破坏的键是①和③
解析:卤代烃的水解反应实质上就是取代反应,反应中—X被—OH取代了,所以被破坏的只有①;卤代烃的消去反应是相邻两个碳原子上的一个—X和一个—H一同被脱去,而生成不饱和烃和卤化氢的反应,被破坏的键应该是①和③。
答案:D
9.CH3—CH===CH—Cl能发生( )
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色 ⑤使KMnO4酸性溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦聚合反应
A.以上反应均可发生 B.只有⑦不能发生
C.只有⑥不能发生 D.只有②不能发生
解析:CH3—CH===CH—Cl含有碳碳双键和卤素原子两种官能团。有碳碳双键,则②④⑤⑦能够发生;有卤素原子,且与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,则可发生取代反应和消去反应,即①③可发生。只有⑥不能发生,因为卤代烃中不含卤素离子,不能与AgNO3溶液反应生成沉淀。
答案:C
10.完成下列有机化合物之间的转换。
(1)CH3CH===CH2+( )―→CH3CHClCH2Cl
(2)CH3CH2—BrCH2===CH2
(3)( )+Br2―→CH3—CBr===CHBr
(4) ( )(一卤代物)
解析:
(1)与Cl2发生加成反应。
(2)在氢氧化钠的醇溶液条件下发生消去反应。
(3)CH≡CCH3与溴单质发生加成反应。
(4)发生甲基上的取代反应生成
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答案:(1)Cl2 (2)NaOH/醇 (3)CH3—C≡CH (4)
11.根据下面的有机物合成路线,回答下列问题:
(1)写出A、B、C的结构简式:
A________,B________,C________。
(2)写出各步反应类型:
①________,②________,③________,
④________,⑤________。
(3)A→B的反应试剂及条件:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:根据反应③的产物是1,2二氯环己烷可以推出B是环己烯,继而逆推出A是一氯环己烷,即反应①是氯苯与氢气发生加成反应。反应④是1,2二氯环己烷发生消去反应生成1,3环己二烯,反应⑤是1,3环己二烯与足量氯气发生加成反应。
答案:
(1)
(2)①加成反应 ②消去反应 ③加成反应 ④消去反应 ⑤加成反应
(3)NaOH的醇溶液,加热
能力达标
12.运动场上,当运动员受伤时,队医常常在碰撞受伤处喷洒一些液体,已知该液体是一种卤代烃(R—X)。
试回答下列问题:
(1)为了证明该卤代烃(R—X)是氯代烃还是溴代烃,可设计如下实验:
a.取一支试管,滴入10~15滴R—X;
b.再加入1 mL 5%的NaOH溶液,充分振荡;
c.加热,反应一段时间后,取溶液少许,冷却;
d.再加入5 mL稀HNO3酸化;
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e.再加入AgNO3溶液,若出现________沉淀,则证明该卤代烃(R—X)是氯代烃,若出现________沉淀,则证明该卤代烃(R—X)是溴代烃。
①写出c中发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②有同学认为d步骤操作可省略。你认为该同学说法________(填“正确”或“不正确”),请简要说明理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从环境保护角度看,能否大量使用该卤代烃?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)根据出现的沉淀的颜色,可知卤素原子的种类,在加AgNO3溶液之前,必须加入稀HNO3酸化,因为过量的NaOH能与AgNO3反应生成AgOH,AgOH不稳定,立即分解为褐色的Ag2O沉淀,干扰对卤素原子的检验。
(2)有毒的卤代烃挥发到空气中,会污染环境。
答案:
(1)白色 浅黄色 ①R—X+NaOHROH+NaX ②不正确 在b步中NaOH溶液是过量的,若没有d步骤,直接加入AgNO3溶液,将会产生褐色沉淀,干扰观察沉淀颜色,无法证明卤素离子是Cl-还是Br-
(2)不能大量使用该卤代烃,因为有毒的卤代烃挥发到空气中,会污染环境
13.实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
CH2===CH2+Br2―→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应:乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚。
用少量溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示:
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有关数据列表如下:
乙醇
1,2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/(g·cm-3)
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-130
9
-116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右,其最主要目的是________(填字母)。
a.引发反应 b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入________(填字母),其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水 b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__________________________。
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在________层(填“上”或“下”)。
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________(填字母)洗涤除去。
a.水 b.氢氧化钠溶液
c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用________的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是________;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是____________________________。
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解析:(2)根据题中提示,选用碱溶液来吸收酸性气体。(3)制备反应是溴与乙烯的反应,明显的现象是溴的颜色褪去。(4)1,2二溴乙烷的密度大于水,因而在下层。(5)溴在水中溶解度小,不用水洗涤;碘化钠与溴反应生成的碘会溶解在1,2二溴乙烷中,不用碘化钠溶液除溴;乙醇与1,2二溴乙烷混溶,也不能用。(6)根据表中数据,乙醚沸点低,可通过蒸馏除去(不能用蒸发,乙醚不能散发到空气中,且蒸发会导致1,2二溴乙烷挥发到空气中)。(7)溴易挥发,冷却可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
答案:
(1)d (2)c (3)溴的颜色完全褪去 (4)下 (5)b (6)蒸馏
(7)避免溴大量挥发 1,2二溴乙烷的熔点低,过度冷却会凝固而堵塞导管
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