还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：鲁科版(2019)化学选择性必修3PPT课件全套
成套系列资料，整套一键下载
高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1节 有机化学反应类型备课课件ppt
展开
这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1节 有机化学反应类型备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·素养奠基，卤素原子，卤素原子的个数，有机溶剂，2消去反应，关键能力·素养形成，课堂回眸，课堂检测·素养达标，课时素养评价等内容，欢迎下载使用。
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
4.物理性质常温下,卤代烃中除少数为气体外,大多为_____或_____,卤代烃___溶于水,可溶于大多数_________。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。
【巧判断】(1)溴乙烷属于烷烃。( )提示:×。溴乙烷属于卤代烃,不是烷烃。(2)卤代烃属于有机化合物,都易燃烧。( )提示:×。卤代烃是有机物,但并非均易燃烧,如CCl4。
(3)一卤代烃和二卤代烃的分类方式是通过含有的卤素原子的不同进行分类的。( )提示:×。根据卤素原子的个数的不同分类的。(4)卤代烃均不溶于水,但大都易溶解在有机溶剂中。( )提示:√。卤代烃在水中均不溶,由于卤代烃是有机物故在有机溶剂中的溶解度较大。
5.化学性质(1)取代反应(水解反应)
由实验可知:1-溴丙烷与氢氧化钠的醇溶液共热反应,化学方程式为________________________________________。
CH3CH2CH2Br+NaOH CH2＝CHCH3↑+NaBr+H2O
二、卤代烃在有机合成中的桥梁作用1.卤代烃的制备方法(1)取代反应
(2)不饱和烃烯烃或炔烃的加成反应如CH3—CH＝CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;CH3—CH＝CH2+HBr 或CH3—CH2—CH2Br;CH≡CH+HCl CH2＝CHCl。
2.桥梁作用的具体体现
【情境·思考】溴乙烷是有机合成的重要原料。农业上用作仓储谷物、仓库及房舍等的熏蒸杀虫剂。溴乙烷还常用于汽油的乙基化,冷冻剂和麻醉剂。
溴乙烷可以通过两种途径制取,一种方法是可以用乙烷与溴蒸气发生取代反应制备,另一种方法是可以用乙烯与溴化氢加成制备,哪一种方法更好?为什么?提示:第二种方法更好,因第一种方法会产生多种副产物,但是第二种方法没有副产物发生。
知识点一 卤代烃的化学性质和检验【重点释疑】1.卤代烃消去反应与水解反应的比较卤代烃在官能团卤素原子的作用下化学性质较活泼,在其他试剂作用下,碳卤键很容易断裂而发生取代反应和消去反应。
2.卤代烃中卤素原子的检验(1)实验原理R—X+H2O R—OH+HXHX+NaOH====NaX+H2OHNO3+NaOH====NaNO3+H2OAgNO3+NaX====AgX↓+NaNO3根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)。
(2)实验操作①取少量卤代烃加入试管中;②加入NaOH溶液;③加热;④冷却;⑤加入稀硝酸酸化;⑥加入AgNO3溶液。
【易错提醒】卤代烃中卤素原子检验的误区(1)卤代烃分子中虽然含有卤素原子,但C—X键在加热时,一般不易断裂。在水溶液中不电离,无X-(卤素离子)存在,所以向卤代烃中直接加入AgNO3溶液,得不到卤化银(AgCl、AgBr、AgI)的沉淀。检验卤代烃的卤素原子,一般是先将其转化成卤素离子,再进行检验。(2)检验的步骤可总结为水解(或消去)——中和——检验。
【思考·讨论】卤代烃属于烃吗?卤代烃中的卤素如何存在?提示:卤代烃含有卤素原子,不是烃,卤代烃中的卤素以卤素原子的形式存在。
【案例示范】【典例】(2020·安庆高二检测)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( )
【解题指南】解答本题注意卤代烃消去反应和水解反应的规律。【解析】选B。卤代烃均能发生水解反应,选项中的四种物质均为卤代烃;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,都不能发生消去反应。
【方法规律】卤代烃消去反应的规律(1)含有β-H的卤代烃发生消去反应,无β-H不能发生消去反应。如CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl。(2)有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时,可得到两种不同产物。(3)卤代烃发生消去反应可生成炔烃。如:CH2ClCH2Cl+2NaOH CH≡CH↑+2NaCl+2H2O。
【迁移·应用】1.(2020·惠州高二检测)下列物质能发生消去反应,生成物中存在同分异构体的是( )
【解析】选B。C、D选项中与卤素原子相连的碳原子只有一个邻位碳,且都有氢原子,消去产物只有一种;A项虽然有两个邻位碳,但其为对称结构,消去产物只有一种;B项中有三个邻位碳原子,但其中两个为甲基,消去产物有两种,互为同分异构体。
2.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】选C。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游离态的Cl-,故应加入NaOH的水溶液或NaOH的醇溶液,并加热,先使卤代烃发生水解或消去反应,产生Cl-,然后加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,根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棕色沉淀干扰检验;D项,有的氯代烃不能发生消去反应,故不选。
【补偿训练】1.(2020·宜昌高二检测)卤代烃RCH2CH2X中化学键如下,则下列说法中正确的是( )A.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是①和③B.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是①C.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和④D.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和②
【解析】选B。本题考查了卤代烃RCH2CH2X发生水解反应和消去反应时断键的位置。发生水解反应时,只断C—X键,发生消去反应时,要断C—X键和β碳原子上的C—H键(即③)。
2.(2020·西安高二检测)下列物质中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液,能得到沉淀的是( )A.C2H5Br B.氯水C.溴的CCl4溶液D.KClO3溶液【解析】选B。C2H5Br不溶于水,不能电离出Br-,不与硝酸银溶液反应,A不对;溴的CCl4溶液中也无Br-,即使加入硝酸酸化的硝酸银溶液,因溴在CCl4中的溶解度远远大于其在水中的溶解度,因此不反应,C不对;KClO3与硝酸银不反应,D不对。
【素养提升】中国古代有“女娲补天”的传说,现代人因为氟氯代烷造成的臭氧层空洞也在进行着“补天”。已知,大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人的皮肤癌就增加3%,还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。
(1)氟氯代烷是烷烃吗?为什么?提示:不是,因其中含有氟和氯两种元素。(2)C3H6FCl有一种结构是CH2Cl—CHF—CH3,试预测其发生完全水解反应的产物是什么?提示:1,2-丙二醇。
知识点二 卤代烃在有机合成中的桥梁作用【重点释疑】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 反应①的化学方程式为CH2＝CH2+HBr CH3CH2Br。
2.利用卤代烃的消去反应,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 反应③的化学方程式为
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
【易错提醒】卤代烃反应的注意点:(1)有两个相邻碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如: 发生消去反应的产物为CH2＝CH—CH2—CH3或CH3—CH＝CH—CH3。
(2)二元卤代烃发生消去反应后,可在有机物中引入三键。例如:CH3—CH2CHCl2+2NaOH CH3—C≡CH↑+2NaCl+2H2O。
【思考·讨论】(1)乙醇得到乙二醇需要经历哪些反应?提示:乙醇先发生消去反应得到乙烯,然后乙烯与溴单质加成得到1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷水解即可得到乙二醇。(2)卤代烃的水解可以实现官能团位置的改变吗?为什么?提示:不能,卤代烃的水解只能实现官能团种类的变化,不能实现官能团位置的改变。
【案例示范】【典例】(2020·济南高二检测)由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生的反应类型和反应条件都正确的是( )
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)注意卤代烃发生的两类反应的条件;(2)注意官能团增加的位置。
【解析】选B。由1-溴丙烷制取少量的1,2-丙二醇,可用逆推法判断:CH3CHOHCH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH＝CH2→CH3CH2CH2Br,则1-溴丙烷应首先发生消去反应生成CH3CH＝CH2,CH3CH＝CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,CH3CHBrCH2Br发生水解反应(或取代反应)可生成1,2-丙二醇,故选B。
【母题追问】(1)上述反应需要经过几步反应完成?提示:三步反应。(2)写出上述反应中的第一步反应的化学方程式。提示:CH3CH2CH2Br+NaOH CH3CH＝CH2+NaBr+H2O。
【迁移·应用】(2020·滨州高二检测)由1-氯环己烷( )制备1,2-环己二醇( )时,需要经过下列哪几步反应( )A.加成→消去→取代 B.消去→加成→取代C.取代→消去→加成D.取代→加成→消去【解析】选B。正确的途径是 即依次发生消去反应、加成反应、取代反应。
【补偿训练】(2020·正定高二检测)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是( )
A.丁属于芳香烃B.四种物质中加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成C.四种物质中加入NaOH的醇溶液共热,后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成D.乙发生消去反应得到两种烯烃
【解析】选B。烃只含有C、H两种元素,丁不属于芳香烃,故A错误;甲和丙中加入NaOH溶液共热,水解生成氯化钠,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;乙和丁中加入NaOH溶液共热,水解生成溴化钠,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,故B正确;甲只含有1个碳原子,加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,无沉淀生成;乙中加入NaOH的醇溶液共热,发生消去反应,生成溴化钠,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成;丙中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,
故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,无沉淀生成;丁中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,无沉淀生成,故C错误;乙中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上只有1种氢原子,故乙发生消去反应,只能生成1种烯烃,故D错误。
【素养提升】(1)工业上用电石-乙炔法生产氯乙烯的反应如下:CaO+3C CaC2+CO↑CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2HC≡CH+HCl CH2＝CHCl
电石-乙炔法的优点是流程简单,产品纯度高,而且不依赖于石油资源。电石-乙炔法的缺点是什么?提示:根据流程可知,反应需要高温,因此缺点之一是高能耗,需要氯化汞作催化剂,汞是重金属,因此缺点之二是会污染环境。
(2)乙烯和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢。设计一种以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯的方案(其他原料自选),用化学方程式表示(不必注明反应条件)。要求:①反应产生的氯化氢必须用于氯乙烯的制备;②不再产生其他废液。
提示:乙烯和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢,产生的氯化氢可以与乙炔反应又生成氯乙烯,因此方案为CH2＝CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl、ClCH2CH2Cl→CH2＝CHCl+HCl、HC≡CH+HCl→CH2＝CHCl。
1.(2020·银川高二检测)有机物大多易挥发,因此许多有机物保存时为避免挥发损失,可加一层水,即“水封”,下列有机物可以用“水封法”保存的是( )A.乙醇 B.氯仿 C.乙醛 D.乙酸乙酯【解析】选B。乙醇、乙醛与水混溶,则不能用“水封法”保存;而乙酸乙酯的密度比水小,与水混合后在水的上层,不能用“水封法”保存;氯仿不溶于水,且密度比水大,则可用“水封法”保存,故选B。
2.某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,结果最终未得到白色沉淀,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-【解析】选C。氯乙烷在碱性条件下加热水解,先加入过量的稀硝酸中和未反应完的NaOH,然后再加入AgNO3溶液,可以检验Cl-的存在。
3.(2020·鹰潭高二检测)化合物Z由如下反应得到:C4H9Br Y Z,Z的结构简式不可能是( )A.CH3CH2CHBrCH2BrB.CH3CH(CH2Br)2C.CH3CHBrCHBrCH3D.CH2BrCBr(CH3)2【解析】选B。根据题意,一溴丁烷先发生消去反应,然后再加成得到Z,两个溴原子在相邻的两个不同的碳原子上,故B项错误。
4.(2020·绵阳高二检测)下列有关卤代烃的叙述正确的是( )A.CH2Cl2有CHHClCl和CHClClH两种结构B.氯乙烯只有一种结构,而1,2-二氯乙烯有两种结构C.检验溴乙烷中的溴元素可将其与过量NaOH水溶液共热充分反应后,再滴入AgNO3溶液,可观察到有浅黄色沉淀生成D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时,乙醇的作用是催化剂
【解析】选B。CH2Cl2是四面体结构,所以CHHClCl和CHClClH是同种物质,故A错误;氯乙烯只有一种结构,而1,2-二氯乙烯有两种结构,一种是顺-1,2-二氯乙烯,另一种是反-1,2-二氯乙烯,故B正确;向溴乙烷中加入NaOH溶液充分反应后,再滴入AgNO3溶液,氢氧化钠和硝酸银反应,生成氢氧化银白色沉淀,该沉淀会分解生成棕色的氧化银,不可能观察到有浅黄色沉淀生成,故C错误;溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时,乙醇的作用是作溶剂,故D错误。
请回答下列问题:(1)从左向右依次填写每步所属的反应类型:________(填字母)。 a.取代反应b.加成反应c.消去反应(2)写出A→B所需的试剂和反应条件:________。 (3)写出 这两步反应的化学方程式:________________。
【解析】采用逆向推断法可知,上述合成的最终产物
八 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备【基础达标】(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CH2﹦CH—CH3。
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.①② B.②③ C.③④ D.①④
【解析】选C。反应①,双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,双键所连碳原子被氧化为羧基,为除原官能团溴原子之外的又一种官能团;反应②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③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④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.CH3CH2CH2CH2CH2OH B.(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,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;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( )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+O2 2COCl2+2HCl。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:
(1)A的结构简式是__________,名称__________。 (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________。
【解析】由反应①中A在光照条件下与Cl2发生取代反应生成 ,可推知A的结构简式为 ;反应②是 与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成 ;反应③是 与Br2发生加成反应生成 ;反应④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
10.(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+H2SO4====HBr+NaHSO4①R—OH+HBr→R—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:
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.NaI B.NaOH C.NaHSO3 D.KCl(5)在制备溴乙烷时,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+HS ==== 2Br-+S +3H+,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
【能力提升】(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+NaOH CH2﹦CH2↑+NaBr+H2O
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90～110 ℃,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①________________,②__________________。
【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,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90～110 ℃,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90～110 ℃,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+NaOH CH3CH2OH+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:CH3CH﹦CH2+HBr→ (主要产物)。1 ml某芳香烃A充分燃烧后可以得到8 ml CO2和4 ml 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,①是________反应,⑥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D→F反应的化学方程式: __ 。
【解析】由1 ml A充分燃烧生成8 ml CO2、4 ml H2O可知,1 ml A中N(C)=8,N(H)=8,分子式为C8H8,由①④知A中必有双键,故A为
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
4.物理性质常温下,卤代烃中除少数为气体外,大多为_____或_____,卤代烃___溶于水,可溶于大多数_________。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。
【巧判断】(1)溴乙烷属于烷烃。( )提示:×。溴乙烷属于卤代烃,不是烷烃。(2)卤代烃属于有机化合物,都易燃烧。( )提示:×。卤代烃是有机物,但并非均易燃烧,如CCl4。
(3)一卤代烃和二卤代烃的分类方式是通过含有的卤素原子的不同进行分类的。( )提示:×。根据卤素原子的个数的不同分类的。(4)卤代烃均不溶于水,但大都易溶解在有机溶剂中。( )提示:√。卤代烃在水中均不溶,由于卤代烃是有机物故在有机溶剂中的溶解度较大。
5.化学性质(1)取代反应(水解反应)
由实验可知:1-溴丙烷与氢氧化钠的醇溶液共热反应,化学方程式为________________________________________。
CH3CH2CH2Br+NaOH CH2＝CHCH3↑+NaBr+H2O
二、卤代烃在有机合成中的桥梁作用1.卤代烃的制备方法(1)取代反应
(2)不饱和烃烯烃或炔烃的加成反应如CH3—CH＝CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br;CH3—CH＝CH2+HBr 或CH3—CH2—CH2Br;CH≡CH+HCl CH2＝CHCl。
2.桥梁作用的具体体现
【情境·思考】溴乙烷是有机合成的重要原料。农业上用作仓储谷物、仓库及房舍等的熏蒸杀虫剂。溴乙烷还常用于汽油的乙基化,冷冻剂和麻醉剂。
溴乙烷可以通过两种途径制取,一种方法是可以用乙烷与溴蒸气发生取代反应制备,另一种方法是可以用乙烯与溴化氢加成制备,哪一种方法更好?为什么?提示:第二种方法更好,因第一种方法会产生多种副产物,但是第二种方法没有副产物发生。
知识点一 卤代烃的化学性质和检验【重点释疑】1.卤代烃消去反应与水解反应的比较卤代烃在官能团卤素原子的作用下化学性质较活泼,在其他试剂作用下,碳卤键很容易断裂而发生取代反应和消去反应。
2.卤代烃中卤素原子的检验(1)实验原理R—X+H2O R—OH+HXHX+NaOH====NaX+H2OHNO3+NaOH====NaNO3+H2OAgNO3+NaX====AgX↓+NaNO3根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)。
(2)实验操作①取少量卤代烃加入试管中;②加入NaOH溶液;③加热;④冷却;⑤加入稀硝酸酸化;⑥加入AgNO3溶液。
【易错提醒】卤代烃中卤素原子检验的误区(1)卤代烃分子中虽然含有卤素原子,但C—X键在加热时,一般不易断裂。在水溶液中不电离,无X-(卤素离子)存在,所以向卤代烃中直接加入AgNO3溶液,得不到卤化银(AgCl、AgBr、AgI)的沉淀。检验卤代烃的卤素原子,一般是先将其转化成卤素离子,再进行检验。(2)检验的步骤可总结为水解(或消去)——中和——检验。
【思考·讨论】卤代烃属于烃吗?卤代烃中的卤素如何存在?提示:卤代烃含有卤素原子,不是烃,卤代烃中的卤素以卤素原子的形式存在。
【案例示范】【典例】(2020·安庆高二检测)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( )
【解题指南】解答本题注意卤代烃消去反应和水解反应的规律。【解析】选B。卤代烃均能发生水解反应,选项中的四种物质均为卤代烃;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,都不能发生消去反应。
【方法规律】卤代烃消去反应的规律(1)含有β-H的卤代烃发生消去反应,无β-H不能发生消去反应。如CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl。(2)有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时,可得到两种不同产物。(3)卤代烃发生消去反应可生成炔烃。如:CH2ClCH2Cl+2NaOH CH≡CH↑+2NaCl+2H2O。
【迁移·应用】1.(2020·惠州高二检测)下列物质能发生消去反应,生成物中存在同分异构体的是( )
【解析】选B。C、D选项中与卤素原子相连的碳原子只有一个邻位碳,且都有氢原子,消去产物只有一种;A项虽然有两个邻位碳,但其为对称结构,消去产物只有一种;B项中有三个邻位碳原子,但其中两个为甲基,消去产物有两种,互为同分异构体。
2.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】选C。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游离态的Cl-,故应加入NaOH的水溶液或NaOH的醇溶液,并加热,先使卤代烃发生水解或消去反应,产生Cl-,然后加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,根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棕色沉淀干扰检验;D项,有的氯代烃不能发生消去反应,故不选。
【补偿训练】1.(2020·宜昌高二检测)卤代烃RCH2CH2X中化学键如下,则下列说法中正确的是( )A.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是①和③B.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是①C.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和④D.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是①和②
【解析】选B。本题考查了卤代烃RCH2CH2X发生水解反应和消去反应时断键的位置。发生水解反应时,只断C—X键,发生消去反应时,要断C—X键和β碳原子上的C—H键(即③)。
2.(2020·西安高二检测)下列物质中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液,能得到沉淀的是( )A.C2H5Br B.氯水C.溴的CCl4溶液D.KClO3溶液【解析】选B。C2H5Br不溶于水,不能电离出Br-,不与硝酸银溶液反应,A不对;溴的CCl4溶液中也无Br-,即使加入硝酸酸化的硝酸银溶液,因溴在CCl4中的溶解度远远大于其在水中的溶解度,因此不反应,C不对;KClO3与硝酸银不反应,D不对。
【素养提升】中国古代有“女娲补天”的传说,现代人因为氟氯代烷造成的臭氧层空洞也在进行着“补天”。已知,大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人的皮肤癌就增加3%,还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。
(1)氟氯代烷是烷烃吗?为什么?提示:不是,因其中含有氟和氯两种元素。(2)C3H6FCl有一种结构是CH2Cl—CHF—CH3,试预测其发生完全水解反应的产物是什么?提示:1,2-丙二醇。
知识点二 卤代烃在有机合成中的桥梁作用【重点释疑】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 反应①的化学方程式为CH2＝CH2+HBr CH3CH2Br。
2.利用卤代烃的消去反应,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 反应③的化学方程式为
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
【易错提醒】卤代烃反应的注意点:(1)有两个相邻碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如: 发生消去反应的产物为CH2＝CH—CH2—CH3或CH3—CH＝CH—CH3。
(2)二元卤代烃发生消去反应后,可在有机物中引入三键。例如:CH3—CH2CHCl2+2NaOH CH3—C≡CH↑+2NaCl+2H2O。
【思考·讨论】(1)乙醇得到乙二醇需要经历哪些反应?提示:乙醇先发生消去反应得到乙烯,然后乙烯与溴单质加成得到1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷水解即可得到乙二醇。(2)卤代烃的水解可以实现官能团位置的改变吗?为什么?提示:不能,卤代烃的水解只能实现官能团种类的变化,不能实现官能团位置的改变。
【案例示范】【典例】(2020·济南高二检测)由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次发生的反应类型和反应条件都正确的是( )
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)注意卤代烃发生的两类反应的条件;(2)注意官能团增加的位置。
【解析】选B。由1-溴丙烷制取少量的1,2-丙二醇,可用逆推法判断:CH3CHOHCH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH＝CH2→CH3CH2CH2Br,则1-溴丙烷应首先发生消去反应生成CH3CH＝CH2,CH3CH＝CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,CH3CHBrCH2Br发生水解反应(或取代反应)可生成1,2-丙二醇,故选B。
【母题追问】(1)上述反应需要经过几步反应完成?提示:三步反应。(2)写出上述反应中的第一步反应的化学方程式。提示:CH3CH2CH2Br+NaOH CH3CH＝CH2+NaBr+H2O。
【迁移·应用】(2020·滨州高二检测)由1-氯环己烷( )制备1,2-环己二醇( )时,需要经过下列哪几步反应( )A.加成→消去→取代 B.消去→加成→取代C.取代→消去→加成D.取代→加成→消去【解析】选B。正确的途径是 即依次发生消去反应、加成反应、取代反应。
【补偿训练】(2020·正定高二检测)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是( )
A.丁属于芳香烃B.四种物质中加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成C.四种物质中加入NaOH的醇溶液共热,后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成D.乙发生消去反应得到两种烯烃
【解析】选B。烃只含有C、H两种元素,丁不属于芳香烃,故A错误;甲和丙中加入NaOH溶液共热,水解生成氯化钠,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;乙和丁中加入NaOH溶液共热,水解生成溴化钠,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,故B正确;甲只含有1个碳原子,加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,无沉淀生成;乙中加入NaOH的醇溶液共热,发生消去反应,生成溴化钠,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成;丙中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,
故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,无沉淀生成;丁中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故加入NaOH的醇溶液共热,不能发生消去反应,故加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,无沉淀生成,故C错误;乙中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上只有1种氢原子,故乙发生消去反应,只能生成1种烯烃,故D错误。
【素养提升】(1)工业上用电石-乙炔法生产氯乙烯的反应如下:CaO+3C CaC2+CO↑CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2HC≡CH+HCl CH2＝CHCl
电石-乙炔法的优点是流程简单,产品纯度高,而且不依赖于石油资源。电石-乙炔法的缺点是什么?提示:根据流程可知,反应需要高温,因此缺点之一是高能耗,需要氯化汞作催化剂,汞是重金属,因此缺点之二是会污染环境。
(2)乙烯和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢。设计一种以乙烯和氯气为原料制取氯乙烯的方案(其他原料自选),用化学方程式表示(不必注明反应条件)。要求:①反应产生的氯化氢必须用于氯乙烯的制备;②不再产生其他废液。
提示:乙烯和氯气反应可制得ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl加热分解得到氯乙烯和氯化氢,产生的氯化氢可以与乙炔反应又生成氯乙烯,因此方案为CH2＝CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl、ClCH2CH2Cl→CH2＝CHCl+HCl、HC≡CH+HCl→CH2＝CHCl。
1.(2020·银川高二检测)有机物大多易挥发,因此许多有机物保存时为避免挥发损失,可加一层水,即“水封”,下列有机物可以用“水封法”保存的是( )A.乙醇 B.氯仿 C.乙醛 D.乙酸乙酯【解析】选B。乙醇、乙醛与水混溶,则不能用“水封法”保存;而乙酸乙酯的密度比水小,与水混合后在水的上层,不能用“水封法”保存;氯仿不溶于水,且密度比水大,则可用“水封法”保存,故选B。
2.某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,结果最终未得到白色沉淀,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-【解析】选C。氯乙烷在碱性条件下加热水解,先加入过量的稀硝酸中和未反应完的NaOH,然后再加入AgNO3溶液,可以检验Cl-的存在。
3.(2020·鹰潭高二检测)化合物Z由如下反应得到:C4H9Br Y Z,Z的结构简式不可能是( )A.CH3CH2CHBrCH2BrB.CH3CH(CH2Br)2C.CH3CHBrCHBrCH3D.CH2BrCBr(CH3)2【解析】选B。根据题意,一溴丁烷先发生消去反应,然后再加成得到Z,两个溴原子在相邻的两个不同的碳原子上,故B项错误。
4.(2020·绵阳高二检测)下列有关卤代烃的叙述正确的是( )A.CH2Cl2有CHHClCl和CHClClH两种结构B.氯乙烯只有一种结构,而1,2-二氯乙烯有两种结构C.检验溴乙烷中的溴元素可将其与过量NaOH水溶液共热充分反应后,再滴入AgNO3溶液,可观察到有浅黄色沉淀生成D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时,乙醇的作用是催化剂
【解析】选B。CH2Cl2是四面体结构,所以CHHClCl和CHClClH是同种物质,故A错误;氯乙烯只有一种结构,而1,2-二氯乙烯有两种结构,一种是顺-1,2-二氯乙烯,另一种是反-1,2-二氯乙烯,故B正确;向溴乙烷中加入NaOH溶液充分反应后,再滴入AgNO3溶液,氢氧化钠和硝酸银反应,生成氢氧化银白色沉淀,该沉淀会分解生成棕色的氧化银,不可能观察到有浅黄色沉淀生成,故C错误;溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时,乙醇的作用是作溶剂,故D错误。
请回答下列问题:(1)从左向右依次填写每步所属的反应类型:________(填字母)。 a.取代反应b.加成反应c.消去反应(2)写出A→B所需的试剂和反应条件:________。 (3)写出 这两步反应的化学方程式:________________。
【解析】采用逆向推断法可知,上述合成的最终产物
八 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备【基础达标】(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CH2﹦CH—CH3。
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.①② B.②③ C.③④ D.①④
【解析】选C。反应①,双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,双键所连碳原子被氧化为羧基,为除原官能团溴原子之外的又一种官能团;反应②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③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④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.CH3CH2CH2CH2CH2OH B.(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,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;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( )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+O2 2COCl2+2HCl。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:
(1)A的结构简式是__________,名称__________。 (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________。
【解析】由反应①中A在光照条件下与Cl2发生取代反应生成 ,可推知A的结构简式为 ;反应②是 与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成 ;反应③是 与Br2发生加成反应生成 ;反应④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
10.(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+H2SO4====HBr+NaHSO4①R—OH+HBr→R—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:
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.NaI B.NaOH C.NaHSO3 D.KCl(5)在制备溴乙烷时,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+HS ==== 2Br-+S +3H+,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
【能力提升】(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+NaOH CH2﹦CH2↑+NaBr+H2O
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90～110 ℃,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①________________,②__________________。
【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,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90～110 ℃,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90～110 ℃,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+NaOH CH3CH2OH+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:CH3CH﹦CH2+HBr→ (主要产物)。1 ml某芳香烃A充分燃烧后可以得到8 ml CO2和4 ml 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,①是________反应,⑥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D→F反应的化学方程式: __ 。
【解析】由1 ml A充分燃烧生成8 ml CO2、4 ml H2O可知,1 ml A中N(C)=8,N(H)=8,分子式为C8H8,由①④知A中必有双键,故A为
相关课件
高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物第1节 有机化学反应类型备课ppt课件： 这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物第1节 有机化学反应类型备课ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，关键能力·课堂探究，随堂检测·强化落实，卤素原子，卤素原子的多少，有机溶剂，答案C，答案B，答案D，环己烷等内容，欢迎下载使用。
鲁科版 (2019)选择性必修3第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物第1节 有机化学反应类型备课课件ppt： 这是一份鲁科版 (2019)选择性必修3第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物第1节 有机化学反应类型备课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了NO1，NO2，NO3等内容，欢迎下载使用。
高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1节 有机化学反应类型备课ppt课件： 这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1节 有机化学反应类型备课ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了必备知识，正误判断，探究一，探究二，素养脉络，随堂检测，答案C，答案D等内容，欢迎下载使用。
