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第三节 卤代烃
[经典基础题]
1.下列物质中,不属于卤代烃的是
( )
A.CHCl3 B.CCl4
C. D.CH3COCl
解析 卤代烃是卤素原子取代了烃分子中的氢原子,卤代烃中含有碳、氢和卤素原子,也可不含氢原子,但不能含有其他元素的原子。
答案 D
2.下列关于卤代烃的叙述中正确的是
( )
A.全部卤代烃都是难溶于水,密度比水小的液体
B.全部卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C.全部卤代烃都含有卤原子
D.全部卤代烃都是通过取代反应制得的
解析 A有的是气体;B有的不能如CH3Cl;D有的可以通过加成制得。
答案 C
3.由碘乙烷制取乙二醇(HOCH2CH2OH),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
解析 碘乙烷通过消去反应生成乙烯,乙烯和溴水发生加成反应生成1,2二溴乙烷,该产物在碱性条件下水解可得乙二醇。
答案 B
4.有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是
( )
A.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,马上有淡黄色沉淀生成
B.溴乙烷不溶于水,能溶于大多数有机溶剂
C.溴乙烷与NaOH的醇溶液反应,可生成乙醇
D.溴乙烷通常用溴水与乙烷直接反应来制取
解析 CH3CH2Br中的溴不能与AgNO3发生反应,A选项错误;CH3CH2Br与NaOH醇溶液反应生成乙烯,C选项错误;溴与CH3CH3的反应产物有多种,不能用来制备CH3CH2Br,D选项错误。
答案 B
5.下列物质分别与NaOH的醇溶液共热后,能发生消去反应,且生成的有机物不存在同分异构体的是
( )
解析 能发生消去反应的卤代烃,其结构特点是:有β碳原子,而且β碳原子上连有氢原子;C中无β碳原子,A中的β碳原子上没有氢原子,所以A、C都不能发生消去反应;D发生消去反应后可得到两种烯烃:CH2===CH—CH2—CH3或CH3—CH===CH—CH3;B发生消去反应后只得到。
答案 B
6.卤代烃R—CH2—CH2—X中的化学键如图所示,则下列说法正确的是
( )
A.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是①和②
B.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和④
C.当该卤代烃发生取代反应时,被破坏的键是①
D.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和②
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,被破坏的键应当是①和③。
答案 C
7.为了检验某氯代烃中的氯元素,现进行如下操作。其中合理的是
( )
A.取氯代烃少许,加入AgNO3溶液
B.取氯代烃少许与NaOH水溶液共热,然后加入AgNO3溶液
C.取氯代烃少许与NaOH水溶液共热后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
D.取氯代烃少许与NaOH乙醇溶液共热后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
解析 检验卤代烃中是否含有氯元素时,由于卤代烃中的氯元素并非Cl-,故应加入NaOH水溶液或NaOH的醇溶液,并加热,先使卤代烃水解或发生消去反应,产生Cl-,然后加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,依据产生白色沉淀确定卤代烃中含有氯元素。先加HNO3酸化,是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH,再转化为Ag2O褐色沉淀干扰检验;D项有的氯代烃不能发生消去反应,故不选。
答案 C
8.最近美国宇航员(NASA)马里诺娃博士找到了一种比二氧化碳有效104倍的“超级温室气体”——全氟丙烷(C3F8),并提出用其“温室化火星”使其成为其次个地球的方案。有关全氟丙烷的说法正确的是
( )
A.分子中三个碳原子可能处在同始终线上
B.全氟丙烷的电子式为
C.相同压强下,沸点:C3F8<C3H8
D.全氟丙烷分子中既有极性键又有非极性键
解析 A项,三个碳原子均为饱和碳原子,所形成的四个共价单键呈四周体型结构,则三个碳原子不行能处于同始终线上;B项,电子式中未标出F的最外层电子;C项,C3F8的相对分子质量大于C3H8的,沸点C3F8>C3H8;D项,碳碳键为非极性键,碳氟键为极性键。
答案 D
[力量提升题]
9.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
( )
解析 化合物X(C5H11Cl)用NaOH的醇溶液处理发生消去反应生成Y、Z的过程中,有机物X的碳架结构不变,而Y、Z经催化加氢时,其有机物的碳架结构也未变,由2甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为:,其连接Cl原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。从而推知有机物X的结构简式为
则化合物X用NaOH的水溶液处理可得到
答案 B
10.在试验室里鉴定氯酸钾晶体和1氯丙烷中的氯元素,现设计了下列试验操作程序:①滴加AgNO3溶液;②加入NaOH溶液;③加热;④加入MnO2固体;⑤加蒸馏水过滤后取滤液;⑥过滤后取滤渣;⑦用稀HNO3酸化。
(1)鉴定氯酸钾晶体中氯元素的操作步骤是__________(填序号)。
(2)鉴定1氯丙烷中氯元素的操作步骤是________(填序号)。
解析 要鉴定样品中是否含有氯元素,通常先将样品中的氯元素转化为Cl-,再使Cl-转化为AgCl沉淀,利用沉淀的颜色和不溶于稀HNO3的性质来推断氯元素的存在。
(1)鉴定氯酸钾晶体中的氯元素,可先转化成氯化钾,再利用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-。
(2)鉴定1氯丙烷中的氯元素,必需先将1氯丙烷中的氯原子通过水解或消去反应变为氯离子,再滴入硝酸酸化的AgNO3溶液来检验。即先取少量1氯丙烷加入NaOH的水溶液,使其水解后,再加入稀HNO3,然后加入AgNO3溶液,观看沉淀的颜色来推断是否是氯元素。其试验的关键是在加入AgNO3溶液之前,应加入稀HNO3酸化,以中和过量的NaOH溶液,防止NaOH与AgNO3溶液反应生成的沉淀对试验的观看产生干扰。
答案 (1)④③⑤⑦① (2)②③⑦①
11.某一溴代烷A与氢氧化钠溶液混合后充分振荡,生成有机物B;A在氢氧化钠和B的混合液中共热生成一种气体C;C可由B与浓H2SO4混合加热制得,C可作果实催熟剂。则:
(1)A的结构简式为___________________。
(2)写出A生成B的化学方程式:_________________。
(3)写出A生成C的化学方程式:_________________________。
(4)A生成B、A生成C的反应类型分别为_____________________。
解析 由C可作果实催熟剂可知,C为CH2===CH2,由C即可推出其他物质。
答案 (1)CH3CH2Br
(2)CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
(3)CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
(4)水解(取代)反应、消去反应
12.已知:CH3—CH===CH2+HBrCH3—CHBr—CH3(主要产物),1 mol某烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O。该烃A在不同条件下能发生如下面所示的一系列变化。
(1)A的化学式:________,A的结构简式________。
(2)上述反应中,①是________反应,⑦是________反应。(填反应类型)
(3)写出C、D、E、H物质的结构简式:
C________________,D________________,
E________________,H________________。
(4)写出DF反应的化学方程式_______________________________________
________________________________________________________________。
解析 1 mol烃A完全燃烧得8 mol CO2和4 mol H2O,则A的分子式为C8H8,①发生的是加成反应,反应②是从分子B中消去2分子HBr,③是在E中加入2分子Br2。则A为:,B为:,E为:,
C为:,D为:,
F为:,
H为:。
答案 (1)C8H8
(2)加成 酯化(取代)
(3)
(4)
13.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。试验室制备溴乙烷和1溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4===HBr+NaHSO4 ①
R—OH+HBrR—Br+H2O ②
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/(g·cm-3)
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)在溴乙烷和1溴丁烷的制备试验中,下列仪器最不行能用到的是________(填字母)。
A.圆底烧瓶 B.量筒
C.锥形瓶 D.漏斗
(2)溴代烃的水溶性________(填“大于”“等于”或“小于”)相应的醇,其缘由是__________________________________________________________。
(3)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”)。
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,其目的是________(填字母)。
A.削减副产物烯和醚的生成 B.削减Br2的生成
C.削减HBr的挥发 D.水是反应的催化剂
(5)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.NaI B.NaOH
C.NaHSO3 D.KCl
(6)在制备溴乙烷时,接受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,其缘由是______________________。
解析 本题以卤代烃的制备为背景,并供应相关信息,再设置问题,主要考查同学基础学问和读取信息并机敏运用的力量。(1)A、C均可作为反应容器,B可用来量取反应物,试验中无需过滤,所以最不行能用到的仪器为漏斗;(2)卤代烃与醇相比,水溶性后者更大,由于羟基能与水分子之间能形成氢键,增大水溶性;(3)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;(4)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;(5)能除去Br2且不影响溴乙烷的试剂只有C,H2O+Br2+HSO===2Br-+SO+3H+,A、B均会在除去Br2的同时与CH3CH2Br反应,D无法除去Br2;(6)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,由于表格中数据表明,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)小于 醇分子可与水分子形成氢键,溴代烃分子不能与水分子形成氢键 (3)下层 (4)ABC (5)C (6)平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②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
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