(共60张PPT)
第一节 卤代烃
课前·基础认知
课堂·重难突破
素养·目标定位
随堂训练
素养·目标定位
1.通过常见的卤代烃,了解卤代烃的结构特点、分类及物理性质。
2.以溴乙烷为例,学习掌握卤代烃的取代反应和消去反应的反应机理,会用化学方程式表示相关反应过程。
3.了解卤代烃的用途。
目 标 素 养
知 识 概 览
课前·基础认知
一、卤代烃的结构和性质
1.定义:烃分子中的氢原子被 卤素原子 取代后生成的化合物。
2.分类:
微思考1 卤代烃一定是烃分子通过发生取代反应而生成的吗
提示:不一定。卤代烃从结构上都可以看作是烃分子中的氢原子被卤素原子取代而生成的,但并不一定是发生取代反应生成的。例如CH2═CH2+HCl→CH3CH2Cl,是加成反应生成的。
3.物理性质。
微训练 下列关于卤代烃的叙述错误的是( )。
A.随着碳原子数的增多,一氯代烃的沸点逐渐升高
B.随着碳原子数的增多,一氯代烃的密度逐渐增大
C.等碳原子数的一氯代烃,支链越多,沸点越低
D.等碳原子数的一卤代烃,卤素的原子序数越大,沸点越高
答案:B
二、溴乙烷
1.分子组成及结构。
2.物理性质。
3.化学性质。
(1)实验探究。
(2)取代反应(水解反应)。
①条件: NaOH水溶液、加热 。
③结构与性质分析:
微解读 卤代烃的水解反应条件的说明。
(1)NaOH不是反应的催化剂,从平衡移动的角度看,NaOH不断中和氢卤酸,促进卤代烃的水解;(2)加热的目的是提高反应速率,且水解反应是吸热反应,升高温度也有利于平衡右移。
微思考2 1-溴丙烷和2-溴丙烷分别在氢氧化钠水溶液中共热的产物是否相同
提示:不同。在氢氧化钠水溶液中共热,前者的产物是1-丙醇,后者的产物是2-丙醇。
(3)消去反应(消除反应)。
①条件: NaOH的乙醇溶液、加热 。
②化学方程式:
③定义: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。
三、卤代烃的化学性质、用途和危害
1.化学性质。
2.卤代烃的用途与危害。
微思考3 在不粘锅的内壁有一层涂层,它使饭菜不易粘锅、烧焦,你知道它的成分吗 它属于卤代烃吗
提示:它的主要成分是聚四氟乙烯。它属于卤代烃。
课堂·重难突破
问题探究
在生产生活中,许多卤代烃可用作灭火剂、制冷剂、杀虫剂、清洗剂,以及高分子工业的原料等。
1.所有的卤代烃在NaOH水溶液中加热,都能发生水解反应吗
提示:大多数都能发生水解反应。卤代烃的水解反应是羟基取代了卤素原子,属于取代反应。
一 卤代烃的取代反应和消去反应
2.卤代烃发生消去反应时,分子结构需具备什么条件
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。
3.氯代烃 在NaOH醇溶液中加热充分反应后,可以得到几种烯烃
提示:两种。只要含卤素原子的碳原子的相邻碳原子上有氢原子即可发生消去反应。若两侧均有氢原子,则两侧均能发生消去反应。两种烯烃分别为CH3CH2CH═CHCH3和CH3CH2CH2CH═CH2。
归纳总结
1.水解反应和消去反应的比较。
2.卤代烃的消去反应规律。
(1)主链上至少有2个C。没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl。
(2)与卤代烃的卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子才能发生消去反应,若无氢原子则不能发生消去反应。
(3)当卤素原子所连接的碳原子的两侧的烃基不对称时则会
有多种产物。如 的消去产物有CH2═CHCH2CH3和CH3CH═CHCH3两种。
特别提醒 (1)水解反应和消去反应的首要区别是反应条件不同和反应产物不同,所以准确记忆是解决此类问题的关键。可以简记为“有醇(反应条件)则无醇(产物),无醇(反应条件)则有醇(产物)”。
(2)卤代烃发生消去反应时断裂的是碳卤键和碳氢键,且不在同一个碳原子上,而是位于相邻的碳原子上,这是判断卤代烃能否发生消去反应的关键。
典例剖析
A.加成——消去——取代
B.消去——加成——取代
C.消去——取代——加成
D.取代——消去——加成
答案:B
解析:由逆合成法可知,二卤代烃水解可制备二元醇,烯烃加成可制备二卤代烃,则以2-溴丙烷为原料制取1,2-丙二醇,步骤为①2-溴丙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯;②丙烯与溴单质发生加成反应生成1,2-二溴丙烷;③1,2-二溴丙烷在NaOH水溶液中水解(取代反应)生成1,2-丙二醇。
学以致用
1.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( )。
答案:B
解析:选项中给的四种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项中的两物质卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子,A中无邻位碳原子,不能发生消去反应。故B项正确。
问题探究
1.检验卤素离子时,在加AgNO3溶液之前为什么要先加入稀硝酸酸化
提示:加稀硝酸的目的是中和NaOH,提供酸性环境便于检验卤素离子的存在。
二 1-溴丁烷的化学性质的实验探究
2.为检验卤代烃中的卤素原子,能否先让卤代烃发生消去反应,然后再检验 此时是否还需要加入稀硝酸酸化
提示:不能。因为不是所有的卤代烃都可以发生消去反应,所以通过消去反应然后检验不适用。卤代烃如能发生消去反应,检验时也应加入稀硝酸酸化,因为需要中和过量的碱。
3.若存在有机化合物二氯甲烷,如何验证该有机化合物分子中存在两个氯原子
提示:根据卤代烃的水解反应原理:R—X+NaOH ROH+NaX,可知卤代烃中卤素原子的物质的量等于生成的卤化钠的物质的量,即:R—X~NaX~AgX,因此根据卤代烃的物质的量与生成沉淀的物质的量,就可以测定卤代烃中卤素原子的个数。
归纳总结
1.探究1-溴丁烷的消去反应
实验装置图。
装置A是反应发生装置;装置B
是除杂装置,目的是除去挥发出
的乙醇气体;C是检验装置,生成
的物质能使酸性高锰酸钾溶液
褪色。
2.验证消去反应产物(有机产物)的注意事项:
(1)烧瓶中加入的物质是1-溴丁烷和NaOH的乙醇溶液。1-溴丁烷消去反应产生的是1-丁烯气体,要验证该气体,在通入酸性高锰酸钾溶液前要加一支盛有水的试管,目的是除去挥发出来的乙醇,因为乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰1-丁烯的检验。
(2)除了酸性高锰酸钾溶液外,还可以用溴的四氯化碳溶液来检验1-丁烯,这时乙醇不会干扰1-丁烯的检验,因此不需要把气体先通入水中。
3.1-溴丁烷与NaOH水溶液共热发生取代反应的检验。
(1)实验过程。
(2)实验现象:取1-溴丁烷与NaOH水溶液共热后的上层水溶液,经稀硝酸酸化后,再滴入AgNO3溶液,有浅黄色(AgBr)沉淀生成。
4.卤代烃中卤素原子的检验步骤。
卤代烃不溶于水,也不能电离出X-,分子中卤族元素的检验步骤如下:
(1)将卤代烃与过量NaOH溶液混合,加热充分反应。
(2)向混合液中加入过量的稀硝酸以中和过量的NaOH。
(3)向混合液中加入AgNO3溶液。若有沉淀生成,则证明卤代烃中含卤素原子。
知识拓展 卤代烃中卤素原子检测过程中涉及的化学反应原理。
实验步骤 实验原理
①取少量卤代烃加入试管中 R—X+NaOH ROH+NaX
②加入NaOH溶液 ③加热 ④冷却 HNO3+NaOH══NaNO3+H2O
⑤加入稀硝酸酸化 ⑥加入AgNO3溶液 AgNO3+NaX══AgX↓+NaNO3
典例剖析
【例2】 为探究一溴环己烷( )与NaOH 的乙醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙、丙三位同学分别设计了如下三种实验方案。
甲:向少量反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH 溶液,然后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了水解反应。
乙:向少量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。
丙:向少量反应混合液中滴入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液颜色褪去,则可证明发生了消去反应。
其中正确的是( )。
A.甲
B.乙
C.丙
D.上述实验方案都不正确
答案:D
解析:甲方案:发生水解或消去反应均生成NaBr,检验溴离子应在酸性条件下,则生成浅黄色沉淀可检验溴离子,但不能确定发生的是消去反应还是水解反应,故错误;乙方案:烯烃可与溴水发生加成反应,反应混合液中的NaOH也能与溴水反应,均使溴水褪色,不能证明发生了消去反应,故错误;丙方案:反应混合液中有乙醇,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以无法证明发生的是水解反应还是消去反应,故错误。
学以致用
2.如图装置可用于检验溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应的有机产物,下列说法不正确的是( )。
A.水浴加热可使反应物受热更均匀
B.实验过程中可观察到酸性高锰酸
钾溶液褪色
C.该有机产物难溶于水,故此装置②可以省去
D.可用溴水代替酸性高锰酸钾溶液
答案:C
解析:水浴加热更加平稳,不像直接加热那样剧烈,易控制,可使反应物受热更均匀,故A项正确;溴乙烷在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,乙烯能被高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B项正确;因乙醇、乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰乙烯的检验,装置②是除去挥发出来的乙醇杂质的,不能省去,故C项错误;乙醇与溴水不反应,乙烯与溴水发生加成反应,可用溴水代替酸性高锰酸钾溶液来检验乙烯,故D项正确。
3.某学生将1-氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,结果未见到白色沉淀生成,而出现黑褐色沉淀,其主要原因是( )。
A.加热时间太短
B.不应冷却后再加入AgNO3溶液
C.加AgNO3溶液前未用稀硝酸酸化
D.反应后的溶液中不存在Cl-
答案:C
解析:反应后溶液显碱性,不能直接加AgNO3溶液,否则Ag+与OH-反应,最后得到Ag2O黑色沉淀,影响氯的检验,所以应加入稀硝酸酸化后,再加AgNO3溶液检验。
随 堂 训 练
1.研究发现一些氯代烃也具有温室效应。下列关于卤代烃的说法错误的是( )。
A.一氯代烃属于烃的衍生物
B.卤代烃不溶于水
C.等碳原子数的一氯代烃,支链越多,沸点越高
D.溴乙烷的沸点高于氯乙烷
解析:卤代烃属于烃的衍生物,A项正确;卤代烃不溶于水,B项正确;等碳原子数的一氯代烃,支链越多,沸点越低,C项错误;溴乙烷的相对分子质量大于氯乙烷,故溴乙烷的沸点高于氯乙烷,D项正确。
C
2.下列反应所得的有机产物只有一种的是( )。
A.等体积的甲烷与氯气在光照条件下的取代反应
B.丙烯与氯化氢的加成反应
C. 在NaOH的醇溶液作用下的消去反应
D.甲苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下的取代反应
答案:C
解析:甲烷与氯气在光照条件下生成的是多种氯代产物的混合物,故A项错误;丙烯与HCl加成产物为CH3CH2CH2Cl或
3.下列一定能够鉴定卤代烃中卤元素的存在的正确操作是
( )。
A.在卤代烃中直接加入AgNO3溶液
B.加入NaOH的水溶液,加热后加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
C.加蒸馏水,充分搅拌后,加入AgNO3溶液
D.加入NaOH的乙醇溶液,加热后加入AgNO3溶液
答案:B
解析:卤代烃不能电离出卤素离子,卤代烃中直接加入AgNO3溶液不反应,故A项错误;加入NaOH的水溶液,加热后发生水解反应,再加入稀硝酸中和剩余氢氧化钠,最后加入AgNO3溶液生成卤化银,故B项正确;卤代烃不与水反应,故C项错误;加入NaOH的乙醇溶液,加热后加入AgNO3溶液,氢氧化钠与AgNO3溶液反应生成沉淀,故D项错误。
4.某有机物结构简式为 ,下列叙述不正确的是( )。
A.该有机物中加入硝酸银溶液立即产生白色沉淀
B.该有机物能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.1 mol该有机物在加热和催化剂作用下,最多能与4 mol H2反应
D.该有机物在一定条件下,能发生消去反应或取代反应
答案:A
解析:由于 不能电离出Cl-,故该有机物遇硝酸银溶液不能产生白色沉淀,A项错误;由于该有机物中含有碳碳双键,故能使溴水褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项正确;由于该有机物中含有碳碳双键和苯环,故1 mol该有机物在加热和催化剂作用下,最多能与4 mol H2反应,C项正确;由于该有机物为卤代烃且与卤素原子相连的碳原子的邻位的碳原子上还有氢原子,故在一定条件下,能发生消去反应或取代反应,D项正确。
5.下列卤代烃在KOH的乙醇溶液中加热不反应的是( )。
B.②③⑤
C.①③⑥
D.①②③④⑤⑥
答案:C
解析:①苯环上的H无法消去,①符合;有机化合物结构中卤素原子相连的C的邻C上有H,可以发生消去反应,②④⑤不符合;③有机化合物结构中卤素原子相连的C的邻C上无H,无法发生消去反应,③符合;⑥分子中只有1个C,无法发生消去反应,⑥符合;故C项正确。
6.1,3-环己二烯是一类非常重要的有机合成中间体,广泛应用于有机合成及有机金属合成反应。合成方法通常是在碱性条件下脱氢形成环己二烯。可用于制备阻燃耐热塑胶。 根据下面的反应路线及所给信息填空。
(1)A的结构简式是 ,名称是 。
(2)反应①的反应类型是 ,反应②的反应类型是 ,反应③的反应类型是 。
(3)反应①的化学方程式是 ,反应④的化学方程式是 。 第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
课后·训练提升
基础巩固
1.运动员的腿部肌肉不小心挫伤,队医马上对准该运动员的受伤部位喷射一种名叫氯乙烷的药剂(沸点约为12 ℃)进行冷冻麻醉处理。关于氯乙烷的说法不正确的是( )。
A.在一定条件下能发生水解反应
B.一定条件下反应可以制备乙烯
C.该物质易溶于水
D.该物质官能团的名称是碳氯键
2.下表为部分一氯代烷的结构简式和一些实验数据:
序号 结构简式 沸点/℃ 相对密度
① CH3Cl -24.2 0.916
② CH3CH2Cl 12 0.898
③ CH3CH2CH2Cl 46 0.890
④ CH3CHClCH3 35 0.862
⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78 0.886
⑥ CH3CH2CHClCH3 68 0.873
⑦ (CH3)3CCl 52 0.842
以下对表中物质与数据的分析归纳,错误的是( )。
A.物质①②③⑤互为同系物
B.一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高
C.一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而趋于升高
D.一氯代烷的相对密度随着碳原子数的增多而趋于减小
3.反应条件是影响有机化学反应的重要因素。下列各组物质的反应产物与反应条件无关的是( )。
A.甲苯与Br2
B.丙烯与溴的CCl4溶液
C.溴乙烷与氢氧化钠
D.铁与浓硫酸
4.结构简式为R—CH2—CH2—X的卤代烃中的化学键如图所示。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
5.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图,则下列说法正确的是( )。
A.环戊烷属于不饱和烃
B.A的结构简式是
C.反应②④的试剂可以都是强碱的醇溶液
D.加入溴水,若溶液褪色则可证明已完全转化为
6.将1-氯丙烷与NaOH的醇溶液共热,生成的产物再与溴水反应,得到一种有机化合物,它的同分异构体有( )。
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
7.下列物质与NaOH醇溶液共热完全反应后,可得3种有机化合物的是( )。
A.CH3—CHCl—CH2—CH3
B.
C.CH3—C(CH3)Cl—CH2—CH3
D.
8.卤代烃在生产生活中具有广泛的应用,请回答下列问题。
(1)多氯代甲烷常作有机溶剂,其中分子结构为正四面体的是 (填化学名称)。
(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂,写出其所有同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
(3)聚氯乙烯是生活中常用的塑料的主要成分。工业生产聚氯乙烯的一种路线如图所示。
乙烯1,2-二氯乙烷氯乙烯聚氯乙烯
反应①的化学方程式为 ,反应类型为 ;
反应②的化学方程式为 ,反应类型为 。
能力提升
1.三氯生(结构简式如图所示)是一种高效广谱抗菌剂,对人体毒性很小,在洗手液成分中非常常见。学名“二氯苯氧氯酚”,又名“三氯新”“三氯沙”等,下列有关说法正确的是( )。
A.该有机物的分子式为C12H8Cl3O2
B.碳原子的杂化方式为sp2杂化
C.分子中所有原子不可能共平面
D.二氯苯氧氯酚能发生消去反应
2.化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH醇溶液处理X,可得到分子式为C5H10的两种有机化合物Y、Z,Y和Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷,则X的结构简式可能为( )。
①CH3CH2CH2CH2CH2Cl
②
③
④
A.①② B.①③
C.②③ D.①④
3.下列关于有机化合物的说法正确的是( )。
A.CH3Cl、、中加入NaOH的醇溶液共热,然后加入适量稀硝酸,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成
B.CH3Cl中加入NaOH的水溶液共热,再滴入AgNO3溶液,可检验该物质中含有的卤素原子
C.发生消去反应得到两种烯烃
D.与NaOH的水溶液共热,能够发生取代反应生成醇
4.某有机化合物的分子式为 C7H15Cl,若它的消去产物共有 3 种单烯烃,则该有机化合物的结构简式可能是( )。
A.
B.
C.
D.
5.下列框图给出了8种有机化合物的转化关系,请回答下列问题。
(1)根据系统命名法,化合物 A 的名称是 。
(2)上述框图中,①是 反应,②是 反应,③是 反应。(填反应类型)
(3)化合物 E 是重要的工业原料,写出由 D 生成 E 的化学方程式:
。
(4)F1的结构简式是 ,F1与F2互为 。
(5)上述八种化合物中,属于二烯烃的是 (填字母),链状二烯烃的通式是 。
(6)写出D在一定条件下发生完全水解的化学方程式 。
6.实验室中探究卤代烃的反应。
Ⅰ.制备卤代烃。
实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4①;R—OH+HBrR—Br+H2O②。
可能存在的副反应:在浓硫酸的存在下醇脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据如表所示。
物质 乙醇 溴乙烷 正丁醇 1-溴丁烷
0.789 3 1.460 4 0.809 8 1.275 8
沸点/℃ 78.5 38.4 117.2 101.6
请回答下列问题。
(1)实验得到的溴乙烷粗品中含有少量乙醇,可将粗品用蒸馏水洗涤,分液后向有机相中加入无水CaCl2,经 (填字母)后再蒸馏实现精制。
A.分液 B.过滤 C.萃取
(2)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在 (填“上层”“下层”或“不分层”)。
(3)实验过程中,浓硫酸必须经适当稀释后方可使用,主要目的是 (填字母)。
A.减少副产物烯和醚的生成
B.减少Br2的生成
C.减少HBr的挥发
D.水是反应的催化剂
Ⅱ.卤代烃的性质。
(4)实验1:取一支试管,滴入15滴溴乙烷,加入1 mL 5%的NaOH溶液,振荡后放入盛有热水的烧杯中水浴加热,请设计实验证明发生了反应:
。
(5)实验2:如图向圆底烧瓶中加入2.0 g NaOH和15 mL无水乙醇,搅拌,再加入5 mL溴乙烷和几片碎瓷片,微热,产生的气体依次通过试管A和B,B中始终没有变化。烧瓶中换成1-溴丁烷后,其他试剂与操作同上,B中溶液褪色。请结合表格中数据分析溴乙烷实验失败的原因可能是 。
第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
课后·训练提升
基础巩固
1.运动员的腿部肌肉不小心挫伤,队医马上对准该运动员的受伤部位喷射一种名叫氯乙烷的药剂(沸点约为12 ℃)进行冷冻麻醉处理。关于氯乙烷的说法不正确的是( )。
A.在一定条件下能发生水解反应
B.一定条件下反应可以制备乙烯
C.该物质易溶于水
D.该物质官能团的名称是碳氯键
答案:C
2.下表为部分一氯代烷的结构简式和一些实验数据:
序号 结构简式 沸点/℃ 相对密度
① CH3Cl -24.2 0.916
② CH3CH2Cl 12 0.898
③ CH3CH2CH2Cl 46 0.890
④ CH3CHClCH3 35 0.862
⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78 0.886
⑥ CH3CH2CHClCH3 68 0.873
⑦ (CH3)3CCl 52 0.842
以下对表中物质与数据的分析归纳,错误的是( )。
A.物质①②③⑤互为同系物
B.一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高
C.一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而趋于升高
D.一氯代烷的相对密度随着碳原子数的增多而趋于减小
答案:B
解析:由⑥和⑦的沸点比较可知,一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而降低。
3.反应条件是影响有机化学反应的重要因素。下列各组物质的反应产物与反应条件无关的是( )。
A.甲苯与Br2
B.丙烯与溴的CCl4溶液
C.溴乙烷与氢氧化钠
D.铁与浓硫酸
答案:B
解析:甲苯与Br2在光照条件下,甲基上的氢原子被溴原子取代,而在FeBr3作催化剂的条件下,苯环上的氢被溴原子取代,故A项不符合题意;丙烯与溴的CCl4溶液在任何条件下均发生加成反应,故B项符合题意;溴乙烷与氢氧化钠的水溶液发生水解反应生成乙醇,而与氢氧化钠的醇溶液混合加热,发生消去反应生成乙烯,故C项不符合题意;铁与浓硫酸常温下钝化,在加热条件下生成二氧化硫等气体,故D项不符合题意。
4.结构简式为R—CH2—CH2—X的卤代烃中的化学键如图所示。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
答案:C
解析:卤代烃发生水解反应生成醇,只断裂C—X,即断裂①;卤代烃发生消去反应生成含不饱和键的化合物,断裂C—X和与卤素原子相连C原子的邻位C原子上的C—H,则断裂①③,故C项正确。
5.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图,则下列说法正确的是( )。
A.环戊烷属于不饱和烃
B.A的结构简式是
C.反应②④的试剂可以都是强碱的醇溶液
D.加入溴水,若溶液褪色则可证明已完全转化为
答案:C
解析:合成路线为。
环戊烷全部是单键,属于饱和烃,故A项错误;A的结构简式为,故B项错误;反应②的反应试剂和反应条件为氢氧化钠醇溶液、加热,反应④是卤代烃的消去反应,反应条件为NaOH醇溶液、加热,故C项正确;B为环戊烯,也能使溴水褪色,不能证明已完全转化为,故D项错误。
6.将1-氯丙烷与NaOH的醇溶液共热,生成的产物再与溴水反应,得到一种有机化合物,它的同分异构体有( )。
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
答案:B
解析:在NaOH醇溶液中,1-氯丙烷发生消去反应:CH3CH2CH2Cl+NaOHCH2CH—CH3↑+NaCl+H2O,丙烯加溴后,生成1,2-二溴丙烷,即CH2CH—CH3+Br2,它的同分异构体有3种。
7.下列物质与NaOH醇溶液共热完全反应后,可得3种有机化合物的是( )。
A.CH3—CHCl—CH2—CH3
B.
C.CH3—C(CH3)Cl—CH2—CH3
D.
答案:D
解析:卤代烃与NaOH醇溶液共热发生消去反应,只有连接卤素原子的碳原子的相邻碳原子上含有氢原子时,卤代烃才能发生消去反应。
8.卤代烃在生产生活中具有广泛的应用,请回答下列问题。
(1)多氯代甲烷常作有机溶剂,其中分子结构为正四面体的是 (填化学名称)。
(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂,写出其所有同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构)。
(3)聚氯乙烯是生活中常用的塑料的主要成分。工业生产聚氯乙烯的一种路线如图所示。
乙烯1,2-二氯乙烷氯乙烯聚氯乙烯
反应①的化学方程式为 ,反应类型为 ;
反应②的化学方程式为 ,反应类型为 。
答案:(1)四氯化碳
(2)CHFClCF2Br、CHFBrCF2Cl、CFClBrCHF2
(3)CH2CH2+Cl2CH2ClCH2Cl 加成反应
CH2ClCH2ClCH2CHCl+HCl 消去反应
解析:(3)反应①是乙烯与氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷;反应②是1,2-二氯乙烷在一定条件下发生消去反应生成氯乙烯和氯化氢。
能力提升
1.三氯生(结构简式如图所示)是一种高效广谱抗菌剂,对人体毒性很小,在洗手液成分中非常常见。学名“二氯苯氧氯酚”,又名“三氯新”“三氯沙”等,下列有关说法正确的是( )。
A.该有机物的分子式为C12H8Cl3O2
B.碳原子的杂化方式为sp2杂化
C.分子中所有原子不可能共平面
D.二氯苯氧氯酚能发生消去反应
答案:B
解析:由物质的结构简式得出该有机物的分子式为C12H7Cl3O2,A项错误;苯分子中碳原子的杂化方式为sp2,B项正确;苯环结构中的原子共平面,利用单键可旋转的性质,可使两个苯环上的原子共平面,即所有原子可以共平面,C项错误;氯原子直接与苯环相连,不能发生消去反应,D项错误。
2.化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH醇溶液处理X,可得到分子式为C5H10的两种有机化合物Y、Z,Y和Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷,则X的结构简式可能为( )。
①CH3CH2CH2CH2CH2Cl
②
③
④
A.①② B.①③
C.②③ D.①④
答案:C
解析:由2-甲基丁烷的结构可推知X的碳骨架为,其连接Cl原子的碳的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子所处的化学环境不同,因此其结构可能是②或③。
3.下列关于有机化合物的说法正确的是( )。
A.CH3Cl、、中加入NaOH的醇溶液共热,然后加入适量稀硝酸,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成
B.CH3Cl中加入NaOH的水溶液共热,再滴入AgNO3溶液,可检验该物质中含有的卤素原子
C.发生消去反应得到两种烯烃
D.与NaOH的水溶液共热,能够发生取代反应生成醇
答案:D
解析:CH3Cl、、均不能发生消去反应,A项错误;CH3Cl 中加入 NaOH 的水溶液共热发生取代反应生成NaCl,检验Cl-,应在酸性条件下,否则OH-影响实验结果,B项错误;根据对称结构可知发生消去反应只得到一种烯烃,C项错误;与NaOH的水溶液共热,可生成醇(2,2-二甲基-1-丙醇),D项正确。
4.某有机化合物的分子式为 C7H15Cl,若它的消去产物共有 3 种单烯烃,则该有机化合物的结构简式可能是( )。
A.
B.
C.
D.
答案:B
5.下列框图给出了8种有机化合物的转化关系,请回答下列问题。
(1)根据系统命名法,化合物 A 的名称是 。
(2)上述框图中,①是 反应,②是 反应,③是 反应。(填反应类型)
(3)化合物 E 是重要的工业原料,写出由 D 生成 E 的化学方程式:
。
(4)F1的结构简式是 ,F1与F2互为 。
(5)上述八种化合物中,属于二烯烃的是 (填字母),链状二烯烃的通式是 。
(6)写出D在一定条件下发生完全水解的化学方程式 。
答案:(1)2,3-二甲基丁烷
(2)取代 消去 加成
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
(4) 同分异构体
(5)E CnH2n-2(n≥4)
(6)+2NaOH+2NaBr
解析:烷烃A与氯气发生取代反应生成卤代烃B,B发生消去反应生成C1、C2,C1与溴发生加成反应生成二溴代物D,D再发生消去反应生成E,E与溴可以发生1,2-加成或1,4-加成,故C1为,C2为,则D为,E为,F1为,F2为。
6.实验室中探究卤代烃的反应。
Ⅰ.制备卤代烃。
实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4①;R—OH+HBrR—Br+H2O②。
可能存在的副反应:在浓硫酸的存在下醇脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据如表所示。
物质 乙醇 溴乙烷 正丁醇 1-溴丁烷
0.789 3 1.460 4 0.809 8 1.275 8
沸点/℃ 78.5 38.4 117.2 101.6
请回答下列问题。
(1)实验得到的溴乙烷粗品中含有少量乙醇,可将粗品用蒸馏水洗涤,分液后向有机相中加入无水CaCl2,经 (填字母)后再蒸馏实现精制。
A.分液 B.过滤 C.萃取
(2)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在 (填“上层”“下层”或“不分层”)。
(3)实验过程中,浓硫酸必须经适当稀释后方可使用,主要目的是 (填字母)。
A.减少副产物烯和醚的生成
B.减少Br2的生成
C.减少HBr的挥发
D.水是反应的催化剂
Ⅱ.卤代烃的性质。
(4)实验1:取一支试管,滴入15滴溴乙烷,加入1 mL 5%的NaOH溶液,振荡后放入盛有热水的烧杯中水浴加热,请设计实验证明发生了反应:
。
(5)实验2:如图向圆底烧瓶中加入2.0 g NaOH和15 mL无水乙醇,搅拌,再加入5 mL溴乙烷和几片碎瓷片,微热,产生的气体依次通过试管A和B,B中始终没有变化。烧瓶中换成1-溴丁烷后,其他试剂与操作同上,B中溶液褪色。请结合表格中数据分析溴乙烷实验失败的原因可能是 。
答案:(1)B
(2)下层
(3)AB
(4)取反应后的上层清液,加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银,若生成淡黄色沉淀,则溴乙烷发生了反应
(5)溴乙烷沸点低,加热时没有充分反应就挥发出去
解析:(1)CaCl2会吸收分液后残留的水分,在蒸馏前,需要过滤除去;否则加热后,被CaCl2吸收的水分会变成水蒸气,再次混入溴乙烷中。(2)根据表中数据可知,1-溴丁烷的密度大于水的,且卤代烃不溶于水,因此会分层,分层后1-溴丁烷在下层。(3)根据题给信息可知,在浓硫酸的存在下醇脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2,因此浓硫酸经适当稀释后,可以减少副产物烯和醚、Br2的产生,A、B两项正确。(4)卤代烃在碱性水溶液中发生水解,溴乙烷与NaOH反应生成乙醇和NaBr,可以通过检验Br-来证明溴乙烷在碱性环境下发生了反应。(5)根据表中数据可知,溴乙烷的沸点为38.4℃,而反应过程中需要加热,由于溴乙烷沸点低,导致加热时没有充分反应就挥发出去,使得实验失败。
