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高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三章 烃的衍生物第一节 卤代烃课时训练
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三章 烃的衍生物第一节 卤代烃课时训练，共12页。
第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
【基础巩固】
1.溴乙烷中混有杂质乙醇,除去乙醇的方法是 ( )
A.加热蒸发 B.过滤
C.加水、萃取、分液 D.加苯、萃取、分液
解析:溴乙烷难溶于水,而乙醇可与水以任意比例互溶,故可向混合液中加水进行萃取,然后分液即可除去乙醇。
答案:C
2.(2022·广东广州)现有两种有机化合物甲和乙,下列有关它们的说法中正确的是 ( )
A.两者的核磁共振氢谱中均只出现两组峰,且峰面积之比均为3∶2
B.两者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
C.两者在一定条件下均可与NaOH水溶液发生取代反应生成醇
D.甲、乙的一氯代物均只有2种
解析:A项,乙的核磁共振氢谱峰面积之比为3∶2,但甲的核磁共振氢谱峰面积之比为3∶1,错误; B项,甲中溴原子连接苯环,不能发生消去反应,乙中氯原子直接相连的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子,也不能发生消去反应,错误;C项,乙在一定条件下与NaOH水溶液反应得到醇类物质,但甲在一定条件下与NaOH水溶液反应得到酚类物质,错误; D项,甲和乙分子中均有2种不同化学环境的氢原子,故一氯代物均只有2种,正确。
答案:D
3.1-氯丙烷和2-氯丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热的反应 ( )
A.产物相同
B.产物不同
C.碳氢键断裂的位置相同
D.反应类型不同
解析:1-氯丙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,断键位置为C—Cl和中间碳原子上的C—H;2-氯丙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,断键位置为C—Cl和端点碳原子上的C—H。所以两者发生反应的类型相同,都是消去反应,生成产物相同,都是丙烯,但是碳氢键断裂的位置不同。
答案:A
4.(2022·广东东莞)用如图所示装置探究1-溴丁烷在氢氧化钠溶液中发生的反应,观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。下列分析错误的是 ( )
A.推断烧瓶中可能生成了1-丁醇或1-丁烯
B.用红外光谱可检验在该条件下反应生成有机化合物中的官能团
C.通过检验反应后烧瓶内溶液中的溴离子,可确定烧瓶内发生的反应类型
D.将试管中溶液改为溴水,若溴水褪色,则烧瓶中一定有消去反应发生
解析:1-溴丁烷与氢氧化钠溶液共热发生水解反应生成1-丁醇、溴化钠,当1-丁醇浓度过大时,1-溴丁烷与氢氧化钠醇溶液共热发生消去反应生成1-丁烯、溴化钠和水,1-丁醇和1-丁烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但1-丁醇不能与溴水反应,则将试管中酸性高锰酸钾溶液改为溴水,可以判断烧瓶中是否有消去反应发生。A项,由分析可知,烧瓶中可能发生水解反应生成1-丁醇,也可能发生消去反应生成1-丁烯,正确; B项,1-丁醇和1-丁烯的官能团不同,红外光谱的谱图不同,则用红外光谱可检验在该条件下反应生成有机化合物中的官能团,正确; C项,由分析可知,1-溴丁烷无论是发生水解反应,还是发生消去反应,都有溴化钠生成,则通过检验反应后烧瓶内溶液中的溴离子,不能确定烧瓶内发生的反应类型,错误; D项,由分析可知,1-丁烯能与溴水发生加成反应使溴水褪色,1-丁醇不能与溴水反应,则将试管中酸性高锰酸钾溶液改为溴水,可以判断烧瓶中是否有消去反应发生,正确。
答案:C
5.下表为部分一氯代烷的结构简式和一些性质数据。下列对表中物质与数据的分析错误的是 ( )
序号
结构简式
沸点/℃
①
CH3Cl
-24
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
A.一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而趋于升高
B.一氯代烷液态时的密度随着碳原子数的增多而趋于减小
C.物质①②③⑤互为同系物,⑤⑥⑦互为同分异构体
D.一氯代烷同分异构体的沸点随支链的增多而升高
解析:一氯代烷①、②、③④、⑤⑥⑦分别有1、2、3、4个碳原子。由表中数据可知,随着碳原子数的增加,沸点趋于升高,液态时的密度趋于减小,A项正确,B项正确。①②③⑤都有一个氯原子,彼此相差1个或几个CH2原子团,它们互为同系物;⑤⑥⑦分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C项正确。比较⑤⑥⑦知,一氯代烷同分异构体的沸点随支链的增多而降低,D项错误。
答案:D
6.下列卤代烃,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且只能得到一种单烯烃的是 ( )
A.
B.
C.
D.
解析:A项,分子中含有—Br,可发生水解反应,可发生消去反应,且生成1种单烯烃:,正确;B项,分子中含有—Br,可发生水解反应,可发生消去反应生成两种单烯烃,分别为和,错误;C项,分子中含有—Br,可发生水解反应,可发生消去反应生成3种单烯烃,分别为、和,错误;D项,分子中含有—Br,可发生水解反应,与溴原子相连碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,错误。
答案:A
7.现有下列反应:①取代反应;②加成反应;③消去反应;④使溴水褪色;⑤使酸性KMnO4溶液褪色;⑥与AgNO3溶液反应生成白色沉淀;⑦加聚反应。有机化合物能发生的反应是 ( )
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:因该卤代烃中含有碳碳双键,属于不饱和卤代烃,故该卤代烃不仅具有卤代烃的共性——能发生水解(取代)反应和消去反应,还具有烯烃的性质——能发生加成反应,使溴水褪色,使酸性KMnO4溶液褪色,能发生加聚反应;该卤代烃中含有—CH3,能发生取代反应;因为卤代烃是非电解质,不能电离,所以该卤代烃不能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀。
答案:C
8.有下列合成路线:
ABC
(1)上述过程中属于加成反应的有 (填序号)。
(2)反应②的化学方程式为 。
(3)反应④为 反应,化学方程式为 。
解析:环己烯与溴发生加成反应,生成1,2-二溴环己烷;1,2-二溴环己烷在氢氧化钠醇溶液中加热,发生消去反应,生成1,3-环己二烯;1,3-环己二烯再与溴发生共轭二烯烃的1,4-加成反应,生成;根据卤代烃在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成醇的性质可知,由可得,再通过加氢得最终产物。
答案: (1)①③⑤
(2)+2NaOH2NaBr+2H2O+
(3)取代(或水解) +2NaOH2NaBr+
【拓展提高】
9.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是 ( )
① ②
③(CH3)3CCH2Cl ④CHCl2CHBr2
⑤ ⑥CH3Cl
A.①③⑥ B.②③⑤
C.①②③④⑤⑥ D.②④
解析:有机化合物发生消去反应后会形成不饱和键,而氯苯中相邻的碳原子是苯环的一部分,若消去后再形成双键破坏苯环结构,故不能发生消去反应,故①选;中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故②不选;(CH3)3CCH2Cl中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故不能发生消去反应,故③选;CHCl2CHBr2中与氯原子或溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故④不选;中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故⑤不选;⑥CH3Cl只有一个碳原子,没有相邻碳原子,故不能发生消去反应,故⑥选。
答案:A
10.下图表示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:与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应,所得产物中只含有一种官能团碳碳双键;与HBr发生加成反应,所得产物中只含有一种官能团碳溴键。
答案:C
11.(2022·广东东莞)有机化合物O(2-溴-2-甲基丁烷)存在如图所示转化关系(P分子中含有两个甲基),下列说法正确的是 ( )
A.O的同分异构体中,发生消去反应所得产物有6种
B.P分子中,含有5种不同化学环境的氢原子
C.Q的同分异构体中,含有两个甲基的醇有4种
D.Q的同分异构体中,能被氧化为醛的醇有3种
解析:由题干信息可知,O为2-溴-2-甲基丁烷,其结构简式为 (CH3)2CBrCH2CH3,O在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应生成P,且P分子中含有两个甲基,其结构简式为,P与水发生加成反应生成Q,其结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,Q与HBr加热生成O。A项,O的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2Br、CH3CH2CH2CHBrCH3、CH3CH2CHBrCH2CH3、CH2BrCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCHBrCH3、(CH3)2CHCH2CH2Br和(CH3)3CCH2Br,它们发生消去反应的产物分别有:1种、1种、0种、1种、2种、0种和0种,故发生消去反应所得产物有1+1+1+2=5种,错误;B项,由分析可知,P分子的结构简式为,含有4种不同化学环境的氢原子,错误;C项,由分析可知,Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其含有两个甲基的醇类同分异构体有CH3CH(OH)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3共4种,正确;D项,由分析可知,Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其能被氧化为醛的醇类同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、(CH3)3CCH2OH共4种,错误。
答案:C
12.某同学用如图所示装置(Ⅰ)制取溴苯和溴乙烷。
已知:①溴乙烷为无色液体,难溶于水,沸点为 38.4 ℃,熔点为-119 ℃,密度为 1.46 g·cm-3。
②CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O;
CH3CH2OH↑+H2O;
2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5+H2O。
主要实验步骤如下:
a.检查装置的气密性后,向烧瓶中加入一定量的苯和液溴。
b.向锥形瓶中加入乙醇和浓硫酸的混合液至恰好没过进气导管口。
c.将A装置中的纯铁丝小心向下插入混合液中。
d.点燃B装置中的酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热10 min。
请填写下列空白。
(1)写出A装置中发生反应的化学方程式: ,导管a的作用是 。
(2)C装置中U形管内部用蒸馏水封住管底的作用是 。
(3)反应完毕后,从U形管中分离出溴乙烷时所用的最主要仪器的名称 是 (只填一种)。
(4)步骤d中能否用大火加热?并说明理由: 。
(5)为证明溴与苯的上述反应是取代反应而不是加成反应。该同学用装置(Ⅱ)代替装置B、C直接与A相连重新反应。装置(Ⅱ)的锥形瓶中,小试管内的液体是 (填名称),其作用是 ;小试管外的液体是 (填名称),其作用是 。
解析:(1)根据题意,烧瓶中加入一定量的苯和液溴,铁作催化剂,即烧瓶中发生反应的化学方程式为+Br2+HBr↑;该反应为放热反应,苯和液溴易挥发,导管a的作用是导气、冷凝回流,提高原料的利用率。
(2)烧瓶中产生的HBr与锥形瓶中的乙醇在浓硫酸的作用下发生反应CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,HBr易挥发且会污染环境,因此U形管内部用蒸馏水封住管底的作用是吸收HBr,防止HBr及产物逸出而污染环境。
(3)溴乙烷为无色液体,难溶于水,因此从U形管中分离出溴乙烷的方法是分液,所用的最主要的仪器是分液漏斗。
(4)根据已知信息②,温度达到140 ℃时发生副反应,产生乙醚,温度达到170 ℃时产生乙烯,因此步骤d不能用大火加热。
(5)证明溴与苯发生取代反应,需要验证该反应产生HBr,溴蒸气对HBr的检验产生干扰,而溴易溶于有机溶剂,因此小试管内的液体为苯,其作用是吸收挥发出的溴蒸气;验证HBr一般用硝酸银溶液,即小试管外的液体是硝酸银溶液,如果有淡黄色沉淀产生,说明溴与苯发生的是取代反应,因此硝酸银溶液的作用是吸收并检验生成的HBr气体,证明溴与苯发生的是取代反应。
答案:(1)+Br2+HBr↑ 导气、冷凝回流
(2)吸收HBr,防止HBr及产物逸出
(3)分液漏斗
(4)不能,温度过高易发生副反应生成乙醚、乙烯等
(5)苯 吸收挥发出的溴蒸气 硝酸银溶液 吸收并检验生成的HBr气体,证明溴与苯发生的是取代反应
13.(2022·广东东莞)烯烃A在一定条件下可以按下图所示框图进行反应。
已知:
① CH3CH2CH2CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2CH=CH2;
②D是;
③F1和F2互为同分异构体,G1和G2互为同分异构体。
回答下列问题。
(1)A的结构简式是 。
(2)框图中属于取代反应的是 (填数字代号) 。
(3)框图中①、③、⑥属于 反应。
(4)G1的结构简式是 。
(5)E→F2发生反应的化学方程式为 。
(6)图中10种化合物中,属于二烯烃的是 (填字母)。
解析:由D可知A为,则B为(CH3)2CHCH(CH3)2,C为(CH3)2CHCBr(CH3)2,E为,可与溴发生1,2-加成或1,4-加成,且F1和F2都可生成G1,则F1为,F2为,G1为,G2为CH2BrCBr(CH3)CBr(CH3)CH3。
(1)由以上分析可知A为。
(2)反应②为B在光照条件下与溴发生取代反应。
(3)反应①为加成反应,反应②为取代反应,反应③为加成反应,反应④为加成反应,反应⑤为消去反应,反应⑥为加成反应,反应⑦为加成反应,反应⑧为加成反应。
(4)由分析可知,G1为。
(5)E→F2发生的是1,4-加成,其化学反应方程式为+Br2,属于加成反应。
(6)由分析的结构简式可知,E为,所以属于二烯烃的是E。
答案: (1)
(2)②
(3)加成
(4)
(5)+Br2
(6)E
【挑战创新】
14.(2022·广东汕头)对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料,E的实验室制取流程如下。
C6H6C
A B
D
已知:①催化剂a是FeBr3;
②D的分子式为C8H8Br2,且分子中含甲基。
回答下列问题。
(1)E中官能团的名称为 。
(2)D的结构简式为 。
(3)写出反应B→C的化学方程式: ;
其反应类型为 。
(4)在A、B、C、D四种物质中,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有 (填字母)。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则M的结构 有 种,其中核磁共振氢谱峰面积比为2∶1∶1 的结构简式为 。
解析:苯与溴乙烷在氯化铝催化条件下发生取代反应生成乙苯,乙苯与溴单质发生反应,结合E的结构简式可知,该反应为苯环上乙基对位碳上的氢的取代反应,则C为对溴乙苯,C与溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D,D可能是或,又知D中含有甲基,则D为,D发生消去反应生成E。
(1)根据以上分析可知,E为,所含官能团为溴原子、碳碳双键。
(2)根据以上分析可知, D为。
(3)在光照条件下与溴蒸气发生侧链上的取代反应得到D,发生的反应为+Br2+HBr。
(4)A为苯,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能使其溶液褪色;B为乙苯,苯环所连的乙基能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;由前述知,C为对溴乙苯,乙基能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;D为,不能与溴水反应,侧链与苯环所连碳原子上有氢原子,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色。因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色的为B、C、D。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,两个取代基可能是—Br和—CHBrCH3,有邻、间2种位置;若为—Br和—CH2CH2Br或2个 —CH2Br或—CH3和—CHBr2在苯环上有邻、间、对3种位置,有9种,则M的结构共有11种,其中核磁共振氢谱峰面积比为2∶1∶1的结构简式为。
答案: (1)溴原子、碳碳双键
(2)
(3)+Br2+HBr 取代反应
(4)B、C、D
(5)11
第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
【基础巩固】
1.溴乙烷中混有杂质乙醇,除去乙醇的方法是 ( )
A.加热蒸发 B.过滤
C.加水、萃取、分液 D.加苯、萃取、分液
解析:溴乙烷难溶于水,而乙醇可与水以任意比例互溶,故可向混合液中加水进行萃取,然后分液即可除去乙醇。
答案:C
2.(2022·广东广州)现有两种有机化合物甲和乙,下列有关它们的说法中正确的是 ( )
A.两者的核磁共振氢谱中均只出现两组峰,且峰面积之比均为3∶2
B.两者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
C.两者在一定条件下均可与NaOH水溶液发生取代反应生成醇
D.甲、乙的一氯代物均只有2种
解析:A项,乙的核磁共振氢谱峰面积之比为3∶2,但甲的核磁共振氢谱峰面积之比为3∶1,错误; B项,甲中溴原子连接苯环,不能发生消去反应,乙中氯原子直接相连的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子,也不能发生消去反应,错误;C项,乙在一定条件下与NaOH水溶液反应得到醇类物质,但甲在一定条件下与NaOH水溶液反应得到酚类物质,错误; D项,甲和乙分子中均有2种不同化学环境的氢原子,故一氯代物均只有2种,正确。
答案:D
3.1-氯丙烷和2-氯丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热的反应 ( )
A.产物相同
B.产物不同
C.碳氢键断裂的位置相同
D.反应类型不同
解析:1-氯丙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,断键位置为C—Cl和中间碳原子上的C—H;2-氯丙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,断键位置为C—Cl和端点碳原子上的C—H。所以两者发生反应的类型相同,都是消去反应,生成产物相同,都是丙烯,但是碳氢键断裂的位置不同。
答案:A
4.(2022·广东东莞)用如图所示装置探究1-溴丁烷在氢氧化钠溶液中发生的反应,观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。下列分析错误的是 ( )
A.推断烧瓶中可能生成了1-丁醇或1-丁烯
B.用红外光谱可检验在该条件下反应生成有机化合物中的官能团
C.通过检验反应后烧瓶内溶液中的溴离子,可确定烧瓶内发生的反应类型
D.将试管中溶液改为溴水,若溴水褪色,则烧瓶中一定有消去反应发生
解析:1-溴丁烷与氢氧化钠溶液共热发生水解反应生成1-丁醇、溴化钠,当1-丁醇浓度过大时,1-溴丁烷与氢氧化钠醇溶液共热发生消去反应生成1-丁烯、溴化钠和水,1-丁醇和1-丁烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但1-丁醇不能与溴水反应,则将试管中酸性高锰酸钾溶液改为溴水,可以判断烧瓶中是否有消去反应发生。A项,由分析可知,烧瓶中可能发生水解反应生成1-丁醇,也可能发生消去反应生成1-丁烯,正确; B项,1-丁醇和1-丁烯的官能团不同,红外光谱的谱图不同,则用红外光谱可检验在该条件下反应生成有机化合物中的官能团,正确; C项,由分析可知,1-溴丁烷无论是发生水解反应,还是发生消去反应,都有溴化钠生成,则通过检验反应后烧瓶内溶液中的溴离子,不能确定烧瓶内发生的反应类型,错误; D项,由分析可知,1-丁烯能与溴水发生加成反应使溴水褪色,1-丁醇不能与溴水反应,则将试管中酸性高锰酸钾溶液改为溴水,可以判断烧瓶中是否有消去反应发生,正确。
答案:C
5.下表为部分一氯代烷的结构简式和一些性质数据。下列对表中物质与数据的分析错误的是 ( )
序号
结构简式
沸点/℃
①
CH3Cl
-24
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
A.一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而趋于升高
B.一氯代烷液态时的密度随着碳原子数的增多而趋于减小
C.物质①②③⑤互为同系物,⑤⑥⑦互为同分异构体
D.一氯代烷同分异构体的沸点随支链的增多而升高
解析:一氯代烷①、②、③④、⑤⑥⑦分别有1、2、3、4个碳原子。由表中数据可知,随着碳原子数的增加,沸点趋于升高,液态时的密度趋于减小,A项正确,B项正确。①②③⑤都有一个氯原子,彼此相差1个或几个CH2原子团,它们互为同系物;⑤⑥⑦分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C项正确。比较⑤⑥⑦知,一氯代烷同分异构体的沸点随支链的增多而降低,D项错误。
答案:D
6.下列卤代烃,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且只能得到一种单烯烃的是 ( )
A.
B.
C.
D.
解析:A项,分子中含有—Br,可发生水解反应,可发生消去反应,且生成1种单烯烃:,正确;B项,分子中含有—Br,可发生水解反应,可发生消去反应生成两种单烯烃,分别为和,错误;C项,分子中含有—Br,可发生水解反应,可发生消去反应生成3种单烯烃,分别为、和,错误;D项,分子中含有—Br,可发生水解反应,与溴原子相连碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,错误。
答案:A
7.现有下列反应:①取代反应;②加成反应;③消去反应;④使溴水褪色;⑤使酸性KMnO4溶液褪色;⑥与AgNO3溶液反应生成白色沉淀;⑦加聚反应。有机化合物能发生的反应是 ( )
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:因该卤代烃中含有碳碳双键,属于不饱和卤代烃,故该卤代烃不仅具有卤代烃的共性——能发生水解(取代)反应和消去反应,还具有烯烃的性质——能发生加成反应,使溴水褪色,使酸性KMnO4溶液褪色,能发生加聚反应;该卤代烃中含有—CH3,能发生取代反应;因为卤代烃是非电解质,不能电离,所以该卤代烃不能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀。
答案:C
8.有下列合成路线:
ABC
(1)上述过程中属于加成反应的有 (填序号)。
(2)反应②的化学方程式为 。
(3)反应④为 反应,化学方程式为 。
解析:环己烯与溴发生加成反应,生成1,2-二溴环己烷;1,2-二溴环己烷在氢氧化钠醇溶液中加热,发生消去反应,生成1,3-环己二烯;1,3-环己二烯再与溴发生共轭二烯烃的1,4-加成反应,生成;根据卤代烃在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成醇的性质可知,由可得,再通过加氢得最终产物。
答案: (1)①③⑤
(2)+2NaOH2NaBr+2H2O+
(3)取代(或水解) +2NaOH2NaBr+
【拓展提高】
9.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是 ( )
① ②
③(CH3)3CCH2Cl ④CHCl2CHBr2
⑤ ⑥CH3Cl
A.①③⑥ B.②③⑤
C.①②③④⑤⑥ D.②④
解析:有机化合物发生消去反应后会形成不饱和键,而氯苯中相邻的碳原子是苯环的一部分,若消去后再形成双键破坏苯环结构,故不能发生消去反应,故①选;中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故②不选;(CH3)3CCH2Cl中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,故不能发生消去反应,故③选;CHCl2CHBr2中与氯原子或溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故④不选;中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,故能发生消去反应,故⑤不选;⑥CH3Cl只有一个碳原子,没有相邻碳原子,故不能发生消去反应,故⑥选。
答案:A
10.下图表示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:与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应,所得产物中只含有一种官能团碳碳双键;与HBr发生加成反应,所得产物中只含有一种官能团碳溴键。
答案:C
11.(2022·广东东莞)有机化合物O(2-溴-2-甲基丁烷)存在如图所示转化关系(P分子中含有两个甲基),下列说法正确的是 ( )
A.O的同分异构体中,发生消去反应所得产物有6种
B.P分子中,含有5种不同化学环境的氢原子
C.Q的同分异构体中,含有两个甲基的醇有4种
D.Q的同分异构体中,能被氧化为醛的醇有3种
解析:由题干信息可知,O为2-溴-2-甲基丁烷,其结构简式为 (CH3)2CBrCH2CH3,O在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应生成P,且P分子中含有两个甲基,其结构简式为,P与水发生加成反应生成Q,其结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,Q与HBr加热生成O。A项,O的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2Br、CH3CH2CH2CHBrCH3、CH3CH2CHBrCH2CH3、CH2BrCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCHBrCH3、(CH3)2CHCH2CH2Br和(CH3)3CCH2Br,它们发生消去反应的产物分别有:1种、1种、0种、1种、2种、0种和0种,故发生消去反应所得产物有1+1+1+2=5种,错误;B项,由分析可知,P分子的结构简式为,含有4种不同化学环境的氢原子,错误;C项,由分析可知,Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其含有两个甲基的醇类同分异构体有CH3CH(OH)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3共4种,正确;D项,由分析可知,Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其能被氧化为醛的醇类同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、(CH3)3CCH2OH共4种,错误。
答案:C
12.某同学用如图所示装置(Ⅰ)制取溴苯和溴乙烷。
已知:①溴乙烷为无色液体,难溶于水,沸点为 38.4 ℃,熔点为-119 ℃,密度为 1.46 g·cm-3。
②CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O;
CH3CH2OH↑+H2O;
2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5+H2O。
主要实验步骤如下:
a.检查装置的气密性后,向烧瓶中加入一定量的苯和液溴。
b.向锥形瓶中加入乙醇和浓硫酸的混合液至恰好没过进气导管口。
c.将A装置中的纯铁丝小心向下插入混合液中。
d.点燃B装置中的酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热10 min。
请填写下列空白。
(1)写出A装置中发生反应的化学方程式: ,导管a的作用是 。
(2)C装置中U形管内部用蒸馏水封住管底的作用是 。
(3)反应完毕后,从U形管中分离出溴乙烷时所用的最主要仪器的名称 是 (只填一种)。
(4)步骤d中能否用大火加热?并说明理由: 。
(5)为证明溴与苯的上述反应是取代反应而不是加成反应。该同学用装置(Ⅱ)代替装置B、C直接与A相连重新反应。装置(Ⅱ)的锥形瓶中,小试管内的液体是 (填名称),其作用是 ;小试管外的液体是 (填名称),其作用是 。
解析:(1)根据题意,烧瓶中加入一定量的苯和液溴,铁作催化剂,即烧瓶中发生反应的化学方程式为+Br2+HBr↑;该反应为放热反应,苯和液溴易挥发,导管a的作用是导气、冷凝回流,提高原料的利用率。
(2)烧瓶中产生的HBr与锥形瓶中的乙醇在浓硫酸的作用下发生反应CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O,HBr易挥发且会污染环境,因此U形管内部用蒸馏水封住管底的作用是吸收HBr,防止HBr及产物逸出而污染环境。
(3)溴乙烷为无色液体,难溶于水,因此从U形管中分离出溴乙烷的方法是分液,所用的最主要的仪器是分液漏斗。
(4)根据已知信息②,温度达到140 ℃时发生副反应,产生乙醚,温度达到170 ℃时产生乙烯,因此步骤d不能用大火加热。
(5)证明溴与苯发生取代反应,需要验证该反应产生HBr,溴蒸气对HBr的检验产生干扰,而溴易溶于有机溶剂,因此小试管内的液体为苯,其作用是吸收挥发出的溴蒸气;验证HBr一般用硝酸银溶液,即小试管外的液体是硝酸银溶液,如果有淡黄色沉淀产生,说明溴与苯发生的是取代反应,因此硝酸银溶液的作用是吸收并检验生成的HBr气体,证明溴与苯发生的是取代反应。
答案:(1)+Br2+HBr↑ 导气、冷凝回流
(2)吸收HBr,防止HBr及产物逸出
(3)分液漏斗
(4)不能,温度过高易发生副反应生成乙醚、乙烯等
(5)苯 吸收挥发出的溴蒸气 硝酸银溶液 吸收并检验生成的HBr气体,证明溴与苯发生的是取代反应
13.(2022·广东东莞)烯烃A在一定条件下可以按下图所示框图进行反应。
已知:
① CH3CH2CH2CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2CH=CH2;
②D是;
③F1和F2互为同分异构体,G1和G2互为同分异构体。
回答下列问题。
(1)A的结构简式是 。
(2)框图中属于取代反应的是 (填数字代号) 。
(3)框图中①、③、⑥属于 反应。
(4)G1的结构简式是 。
(5)E→F2发生反应的化学方程式为 。
(6)图中10种化合物中,属于二烯烃的是 (填字母)。
解析:由D可知A为,则B为(CH3)2CHCH(CH3)2,C为(CH3)2CHCBr(CH3)2,E为,可与溴发生1,2-加成或1,4-加成,且F1和F2都可生成G1,则F1为,F2为,G1为,G2为CH2BrCBr(CH3)CBr(CH3)CH3。
(1)由以上分析可知A为。
(2)反应②为B在光照条件下与溴发生取代反应。
(3)反应①为加成反应,反应②为取代反应,反应③为加成反应,反应④为加成反应,反应⑤为消去反应,反应⑥为加成反应,反应⑦为加成反应,反应⑧为加成反应。
(4)由分析可知,G1为。
(5)E→F2发生的是1,4-加成,其化学反应方程式为+Br2,属于加成反应。
(6)由分析的结构简式可知,E为,所以属于二烯烃的是E。
答案: (1)
(2)②
(3)加成
(4)
(5)+Br2
(6)E
【挑战创新】
14.(2022·广东汕头)对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料,E的实验室制取流程如下。
C6H6C
A B
D
已知:①催化剂a是FeBr3;
②D的分子式为C8H8Br2,且分子中含甲基。
回答下列问题。
(1)E中官能团的名称为 。
(2)D的结构简式为 。
(3)写出反应B→C的化学方程式: ;
其反应类型为 。
(4)在A、B、C、D四种物质中,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有 (填字母)。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则M的结构 有 种,其中核磁共振氢谱峰面积比为2∶1∶1 的结构简式为 。
解析:苯与溴乙烷在氯化铝催化条件下发生取代反应生成乙苯,乙苯与溴单质发生反应,结合E的结构简式可知,该反应为苯环上乙基对位碳上的氢的取代反应,则C为对溴乙苯,C与溴单质在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D,D可能是或,又知D中含有甲基,则D为,D发生消去反应生成E。
(1)根据以上分析可知,E为,所含官能团为溴原子、碳碳双键。
(2)根据以上分析可知, D为。
(3)在光照条件下与溴蒸气发生侧链上的取代反应得到D,发生的反应为+Br2+HBr。
(4)A为苯,不能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能使其溶液褪色;B为乙苯,苯环所连的乙基能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;由前述知,C为对溴乙苯,乙基能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色;D为,不能与溴水反应,侧链与苯环所连碳原子上有氢原子,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色。因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色的为B、C、D。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,两个取代基可能是—Br和—CHBrCH3,有邻、间2种位置;若为—Br和—CH2CH2Br或2个 —CH2Br或—CH3和—CHBr2在苯环上有邻、间、对3种位置,有9种,则M的结构共有11种,其中核磁共振氢谱峰面积比为2∶1∶1的结构简式为。
答案: (1)溴原子、碳碳双键
(2)
(3)+Br2+HBr 取代反应
(4)B、C、D
(5)11
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