1、有机化学反应类型的应用卤代烃的性质和制备(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)1.(2020菏泽高二检测)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【解析】选A。1-溴丙烷和2-溴丙烷,在NaOH的乙醇溶液中均发生消去反应,反应后的产物均为CH2CHCH3。2.(2020西安高二检测)如图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应。其中,产物只含有一种官能团的反应是()A.B.C.D.【解析】选C。反应,双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,双键所连碳
2、原子被氧化为羧基,为除原官能团溴原子之外的又一种官能团;反应为卤代烃的水解反应,溴原子在题目所给条件下发生水解,溴原子被羟基取代,连同原有的碳碳双键共两种官能团;反应为卤代烃的消去反应,生成小分子HBr和双键,故产物中只有一种官能团;反应为双键的加成反应,在碳环上加一个溴原子,原有的官能团也是溴原子,故产物中只有一种官能团。3.(2020玉溪高二检测)化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是()A.CH3CH2CH2CH2CH2O
3、HB.(CH3)2C(OH)CH2CH3C.(CH3)2CHCH2CH2OHD.(CH3)3CCH2OH【解析】选B。根据能跟H2加成生成2-甲基丁烷,结合题意,说明Y和Z均为分子式为C5H10的烯烃,其碳骨架为,氯代烃发生消去反应生成烯烃和烯烃加氢生成烷烃,碳骨架不变,故所得有机产物的碳骨架有一个支链甲基。CH3CH2CH2CH2CH2OH没有支链,A项错误;对应的X为,发生消去反应生成的烯烃有2种,符合题目要求,B项正确;对应的X为,发生消去反应只能生成一种烯烃,C项错误;对应的X为,不能发生消去反应,D项错误。4.欲证明某一卤代烃为溴代烃,甲、乙两同学设计了如下方案。甲同学:取少量卤代烃
4、,加入NaOH的水溶液,加热,冷却后加入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。乙同学:取少量卤代烃,加入NaOH的乙醇溶液,加热,冷却后,用硝酸酸化,加入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是()A.甲同学的方案可行B.乙同学的方案可行C.甲、乙两位同学的方案都有局限性D.甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样【解析】选C。甲同学让卤代烃水解,在加热冷却后没有用稀硝酸酸化,由于OH-也会与Ag+作用生成棕色的Ag2O沉淀,会掩盖AgBr的淡黄色,不利于观察现象,所以甲同学的实验有局限性;乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离
5、子,但是,不是所有的卤代烃都能发生消去反应,所以此法也有局限性。5.(2020泰安高二检测)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,甲、乙、丙三位同学分别设计如下三种实验方案,其中正确的是()甲:向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后再滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成则可证明发生了消去反应。乙: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。丙: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。A.甲B.乙C.丙D.都不正确【解析】选D。一溴环己烷无论发生水解反应还是发生消去反应,都能产生Br-,甲不正确
6、;Br2不仅能与烯烃发生加成反应而使颜色褪去,也能与NaOH溶液反应而使颜色褪去,乙也不正确;一溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使酸性KMnO4溶液紫色变浅或褪去,发生水解反应生成的醇也会还原酸性KMnO4溶液而使溶液紫色变浅或褪去,丙也不正确;可行的实验方案是先向混合液中加入足量的稀硝酸中和过量的碱,再滴入溴水,如果溴水颜色很快褪去,说明有烯烃生成,即可证明发生了消去反应。6.有两种有机物Q()与P(),下列有关它们的说法中正确的是()A.将酸化的AgNO3溶液分别与二者混合均有沉淀生成B.二者与NaOH醇溶液共热时均可发生消去反应C.一定条件下,二者在NaOH溶液中均可发生取代反应D.Q的
7、一氯代物只有1种、P的一溴代物有两种【解析】选C。卤代烃中卤素原子不能发生电离,加入酸化的AgNO3溶液后二者均不能反应,A项错误;苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子,无法发生消去反应,B项错误;在适当条件下,卤素原子均可被OH取代,C项正确;Q中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代,故可得到两种一氯代物,P中有两种不同位置的氢原子,故P的一溴代物有两种,D项错误。7.(2020浏阳高二检测)有如下合成路线,甲经两步转化为丙,下列叙述不正确的是()(甲)(乙)(丙)A.丙中可能含有未反应的甲,可用溴水检验是否含甲B.反应(1)的无机试
8、剂是液溴,铁做催化剂C.甲和丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应D.反应(2)属于取代反应【解析】选B。甲中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应而使溴水褪色,可用溴水检验是否含甲,A项正确;反应(1)为碳碳双键与溴的加成反应,试剂为溴水或溴的四氯化碳溶液,不需催化剂,B项错误;甲中含有碳碳双键,丙中含有CH2OH,均可与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,C项正确;根据转化关系知反应(2)为卤代烃水解生成醇,属于取代反应,D项正确。8.(2019合肥高二检测)氯仿(CHCl3)不仅是一种重要的化工原料,也可作全身麻醉剂,但在光照下易被氧化生成光气(COCl2):2CHCl3+O22COCl2+2HCl
9、。COCl2易爆炸,为防止事故,使用前先检验是否变质,你认为检验用的最佳试剂是()A.烧碱溶液B.溴水C.AgNO3溶液D.淀粉KI试剂【解析】选C。只要CHCl3变质就有HCl生成,HCl中可以电离出Cl-,而COCl2不能电离,故用检验HCl中Cl-的方法来检验即可。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)9.(14分)(2020盘锦高二检测)根据下面的反应路线及所给信息填空:AB(1)A的结构简式是_,名称_。(2)反应的反应类型是_,反应的反应类型是_,反应的反应类型是_。(3)反应的化学方程式是_,反应的化学方程式是_。【解析】由反应中A在光照条件下与Cl2发生取代反应生成,可推知A
10、的结构简式为;反应是与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成;反应是与Br2发生加成反应生成;反应是与NaOH醇溶液共热发生消去反应,脱去2个HBr得到。答案:(1)环己烷(2)取代反应消去反应加成反应(3)+Cl2+HCl+2NaOH+2NaBr+2H2O10.(16分)(2020海口高二检测)醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4ROH+HBrRBr+H2O 可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下:乙醇溴乙烷正丁醇1-溴丁烷密度/gcm-30.78931
11、.46040.80981.2758沸点/78.538.4117.6101.6请回答下列问题:(1)在溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是_(填字母)。A.圆底烧瓶B.量筒C.锥形瓶D.漏斗(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)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的是_(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(4)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是_(填字母)。A.NaIB.NaOHC.NaHSO3D.KCl(5)在制备溴乙烷时
12、,采用边反应边蒸馏产物的方法,其有利于_;但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸馏,其原因是_。【解析】本题以卤代烃的制备为背景,并提供相关信息,再设置问题,主要考查学生基础知识和读取信息并灵活运用的能力。(1)A、C均可作为反应容器,B可用来量取反应物,实验中无需过滤,所以最不可能用到的仪器为漏斗;(2)由表格数据可知,1-溴丁烷的密度大于水,所以分液时产物在下层;(3)浓硫酸不稀释,会使醇发生分子间或分子内脱水,与HBr发生氧化还原反应,也会大大降低HBr溶解(更多HBr会逸出),所以稀释的目的是A、B、C;(4)能除去Br2且不影响溴乙烷的试剂只有C,H2O+Br2+HS2Br-+S+3H
13、+,A、B均会在除去Br2的同时与CH3CH2Br反应,D无法除去Br2;(5)边反应边蒸馏产物,有利于平衡右移,提高产率,而制1-溴丁烷时不能边反应边蒸馏,因为表格中数据表明,1-溴丁烷与正丁醇沸点相近,这样正丁醇会同时被蒸发出来。答案:(1)D(2)下层(3)ABC(4)C(5)平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应向右移动)1-溴丁烷与正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出(20分钟30分)非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(14分)(2020佛山高二检测)某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物。实验原理:CH3CH2Br+NaOHCH2CH2+NaBr+H2
14、O实验过程:组装如图所示装置,检查装置气密性,向烧瓶中注入10 mL溴乙烷和15 mL饱和氢氧化钠的乙醇溶液,微热,观察实验现象,一段时间后,观察到酸性KMnO4溶液颜色褪去。(1)甲同学认为酸性KMnO4溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应,生成了乙烯;而乙同学却认为甲同学的说法不严谨,请说明原因:_。(2)丙同学认为只要对实验装置进行适当改进,即可避免对乙烯气体检验的干扰,改进方法:_。改进实验装置后,再次进行实验,却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显。该小组再次查阅资料,对实验进行进一步的改进。资料一:溴乙烷于55 时,在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%,而消去反
15、应产物仅为1%。资料二:溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90110 ,在该范围,温度越高,产生乙烯的速率越快。资料三:溴乙烷的沸点:38.4 。(3)结合资料一、二可知,丙同学改进实验装置后,溶液颜色褪色不明显的原因可能是_,此时发生反应的化学方程式为_。(4)结合资料二、三,你认为还应该在实验装置中增加的两种仪器是_,_。【解析】(1)因为乙醇具有挥发性,所以从反应装置出来的气体除了生成的乙烯外还有挥发出来的乙醇,乙烯和乙醇都可以使酸性KMnO4溶液颜色褪去,故不能说明溴乙烷发生了消去反应生成了乙烯。(2)根据(1)中的分析,只要在通入酸性KMnO4溶液之前除去乙醇就可以证明生成了乙烯
16、,除去乙醇最简单的方法就是通入水中而且又不影响乙烯的检验。(3)根据改进实验装置后,溶液颜色褪色不明显,说明生成的乙烯量很少,结合资料一,溴乙烷于55 时,在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%,而消去反应产物仅为1%,所以应该是反应温度较低,主要发生了取代反应导致。(4)根据资料二:溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90110 ,在该范围,温度越高,产生乙烯的速率越快,说明要产生乙烯需要控制温度在90110 ,故需要一个量程为200 的温度计,再根据资料三:溴乙烷的沸点:38.4 ,所以在制得的乙烯中会含有溴乙烷气体杂质,需要冷凝回流,故需要冷凝管。答案:(1)乙醇
17、易挥发,挥发出来的乙醇也可以使酸性KMnO4溶液褪色(2)在小试管之前增加一个盛有冷水的洗气瓶(3)反应温度较低CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr(4)冷凝管量程为200 的温度计12.(16分)(2020合肥高二检测)已知:CH3CHCH2+HBr(主要产物)。1 mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O。烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化:(1)A的分子式:_;A的结构简式:_。(2)上述反应中,是_反应,是_反应。(填反应类型)(3)写出C、D、E的结构简式:C_、D_、E_。(4)写出DF反应的化学方程式:_。【解析】由1 mol A充分燃烧生成8 mol CO2、4 mol H2O可知,1 mol A中N(C)=8,N(H)=8,分子式为C8H8,由知A中必有双键,故A为。A与Br2加成得B:;A+HBrD,由信息知D为;F由D水解得到,故F为;H是F和醋酸反应生成的酯:。答案:(1)C8H8(2)加成取代(3)(4)+NaOH+NaBr