高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第1节 有机化学反应类型第2课时课后练习题

第2课时　有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.(2020福建莆田高二期中)下列关于卤代烃的叙述正确的是(　　)

A.所有卤代烃都是难溶于水,密度比水大的液体

B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应

C.所有卤代烃都含有卤素原子

D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的

答案C

解析卤代烃不一定是液体,如一氯甲烷是气体,故A错误;卤素所在碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子的卤代烃才可发生消去反应,故B错误;卤代烃一定含有卤素原子,故C正确;烯烃通过发生加成反应也可得到卤代烃,故D错误。

2.(2020辽宁大连高二检测)某同学设计了由乙醇合成乙二醇的路线如下。下列说法正确的是(　　)

乙醇XY乙二醇

A.反应①的反应类型是取代反应

B.X可以发生加成反应

C.反应②需要在氢氧化钠的醇溶液中进行

D.等物质的量的乙醇、X完全燃烧,消耗氧气的量不相同

答案B

解析乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在NaOH水溶液中加热时发生取代反应生成乙二醇。反应①的反应类型为消去反应,故A错误;X为乙烯,可以发生加成反应,故B正确;反应②需要在氢氧化钠水溶液中进行,故C错误;乙醇的分子式为C2H6O,乙烯的分子式为C2H4,由反应的化学方程式可知等物质的量的乙醇和乙烯完全燃烧消耗氧气的量相同,故D错误。

3.下列卤代烃在NaOH的乙醇溶液中加热时不发生消去反应的是(　　)

①　②

③(CH3)3CCH2Cl　④CHCl2—CHBr2

⑤　⑥CH3Cl

A.①③⑥　　　　　　　B.②③⑤

C.全部 D.②④

答案A

解析卤代烃在NaOH的乙醇溶液中加热时发生消去反应,要求卤素原子连接的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子,①③⑥不符合消去反应的条件,②④⑤符合消去反应条件,选项A符合题意。

4.要检验某卤乙烷中的卤素是否为溴元素,正确的实验方法是(　　)

①加入氯水振荡,观察水层是否有红棕色的溴出现

②滴入AgNO3溶液,再加入稀硝酸,观察有无浅黄色沉淀生成

③加入NaOH溶液共热,冷却后加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成

④加入NaOH的乙醇溶液共热,冷却后加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成

A.①③ B.②④

C.①② D.③④

答案D

5.某有机化合物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是(　　)

A.该物质在NaOH的乙醇溶液中加热时可转化为醇类

B.该物质能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀

C.该物质可以发生消去反应

D.该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应

答案D

解析该物质在NaOH的水溶液中加热时发生取代反应,其中—Br被—OH取代转化为醇类,A错误;该物质中的溴原子不能电离生成Br-,B错误;该有机化合物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有H原子,不能发生消去反应,C错误;该物质的分子中含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,D正确。

6.下列关于甲、乙、丙、丁四种有机化合物的说法正确的是 (　　)

A.丁属于芳香烃

B.向四种物质中加入NaOH溶液并共热,反应后加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成

C.将四种物质分别加入NaOH的乙醇溶液中共热,反应后加入稀硝酸至酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成

D.乙发生消去反应可得到两种烯烃

答案B

解析烃只含有C、H两种元素,丁不属于芳香烃,故A错误。向甲和丙分别加入NaOH溶液共热,反应生成氯化钠,加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;将乙和丁分别加入NaOH溶液共热,反应生成溴化钠,加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,故B正确。甲中只含有1个碳原子,加入NaOH的乙醇溶液共热时不能发生消去反应,故加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液无沉淀生成;乙中加入NaOH的乙醇溶液共热时发生消去反应,生成溴化钠,故加入稀硝酸至溶液呈酸性,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,不能发生消去反应,故无沉淀生成;丁中与溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,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。

7.(2020山东泰安高二检测)已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。CH2BrCHCHCH2Br可经三步反应制取HOOCCHClCH2COOH,发生反应的类型依次是(　　)

A.水解反应、加成反应、氧化反应

B.加成反应、水解反应、氧化反应

C.水解反应、氧化反应、加成反应

D.加成反应、氧化反应、水解反应

答案A

解析BrCH2CHCHCH2Br可经三步反应制取HOOCCHClCH2COOH,①BrCH2CHCHCH2BrHOCH2CHCHCH2OH,为水解反应;

②HOCH2CHCHCH2OH

HOCH2CHClCH2CH2OH,为加成反应,

③HOCH2CHClCH2CH2OH

HOOCCHClCH2COOH,为氧化反应,所以发生反应的类型依次是水解反应、加成反应、氧化反应。

8.4-溴环己烯主要用于有机合成,它可发生如图所示的转化,下列叙述错误的是(　　)

A.反应①为氧化反应,产物含有溴原子和羧基两种官能团

B.反应②为取代反应,产物含有羟基和碳碳双键两种官能团

C.反应③为消去反应,产物只含碳碳双键和溴原子两种官能团

D.反应④为加成反应,产物只含溴原子一种官能团

答案C

解析反应①为氧化反应,产物含有溴原子和羧基两种官能团;反应②为取代反应,产物含有羟基和碳碳双键两种官能团;反应③为消去反应,产物只含碳碳双键一种官能团;反应④为加成反应,产物只含溴原子一种官能团。

9.有机化合物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体,其合成路线如图。已知D在反应⑤中所生成的E的结构只有一种,E分子中有3种不同类型的氯原子(不考虑立体异构)。试回答下列问题:

(1)利用题干中的信息推测有机化合物D的名称是　　　　　　　　　。 

(2)写出下列反应的类型:反应①是　　　　　　,反应③是　　　　　　　　。 

(3)有机化合物E的同类同分异构体共有　　　　　　种(不考虑立体异构)。 

(4)试写出反应③的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)1,2,2,3-四氯丙烷

(2)取代反应　消去反应　(3)5

(4)CH2ClCHClCH2Cl+NaOHNaCl+CH2CCl—CH2Cl+H2O

解析有机化合物E分子式为C3H3Cl3,是D发生消去反应的产物,分子中应含有一个碳碳双键,且有3种不同类型的氯原子,由此可得E的结构简式ClCH2CClCHCl,D发生消去反应生成的E只有一种可能结构,所以D应该是一种对称结构,D的结构简式应为CH2ClCCl2CH2Cl;由第②步反应B通过加成反应生成CH2Cl—CHCl—CH2Cl,推出B的结构简式为CH2Cl—CHCH2,进一步可推出A的结构简式为CH3CHCH2。CH2Cl—CHCl—CH2Cl通过反应③发生消去反应得到C,根据D的结构简式判断,C的结构简式应为CH2CCl—CH2Cl。

(1)有机化合物D为CH2Cl—CCl2—CH2Cl,名称是1,2,2,3-四氯丙烷。

(2)反应①是CH3CHCH2与氯气发生反应生成CH2Cl—CHCH2,该反应属于取代反应,反应③属于消去反应。

(3)有机化合物E(ClCH2CClCHCl)的同类同分异构体,可以是Cl2CHCHCH2中的一个H原子被Cl原子取代,有3种,也可以是H3CCHCCl2中的一个H原子被Cl原子取代,有2种,符合条件的共有5种。

(4)反应③为CH2ClCHClCH2Cl的消去反应,该反应的化学方程式为CH2ClCHClCH2Cl+NaOHNaCl+CH2CCl—CH2Cl+H2O。

关键能力提升练

10.在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示,则下列说法正确的是(　　)

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

解析卤代烃水解反应是卤素原子被羟基取代生成醇,只断①键;消去反应是卤代烃中卤素原子和卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上的一个氢原子共同去掉,断①③键。

11.有机化合物A与NaOH的乙醇溶液混合加热,得到有机产物C和溶液D。C与乙烯混合在催化剂作用下可反应生成高聚物,而在溶液D中先加入稀硝酸酸化,后加AgNO3溶液有白色沉淀生成,则A的结构简式为(　　)

A.

B.

C.CH3CH2CH2Cl

D.

答案C

12.二甲苯的苯环上有一个氢原子被溴取代后的一溴代物有六种同分异构体,它们的熔点分别如下表所示。下列叙述正确的是(　　)

A.熔点为234 ℃的是一溴代间二甲苯

B.熔点为234 ℃的是一溴代邻二甲苯

C.熔点为-48 ℃的是间二甲苯

D.熔点为-25 ℃的是对二甲苯

答案C

13.(2020陕西西安高二期末)烯烃A在一定条件下可以按如图所示关系转化,图中属于加成反应的个数是(　　)

A.3 B.4

C.5 D.6

答案B

解析由框图和反应条件可知:反应①为+H2(CH3)2CHCH(CH3)2,属于加成反应;反应②是烷烃和卤素单质在光照下的取代反应;反应③为A与HBr的加成反应,得到卤代烃;反应④为A与Br2的加成反应;反应⑤为卤代烃的消去反应得到2,3-二甲基-1,3-丁二烯;反应⑥为2,3-二甲基-1,3-丁二烯与Br2的加成反应;所以属于加成反应的有①③④⑥,共4个,B符合题意。

14.化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的乙醇溶液加热处理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的水溶液加热处理,则所得有机产物的结构简式可能是(　　)

A.CH3CH2CH2CH2CH2OH 

B.

C. 

D.

答案B

解析能跟H2加成生成2-甲基丁烷,说明Y和Z均为分子中含5个C原子的不饱和烃,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,碳骨架都不变,故化合物X的碳架有一个支链甲基,CH3CH2CH2CH2CH2OH没有支链,故A错误;(CH3)2C(OH)CH2CH3对应X为(CH3)2CClCH2CH3,生成的烯烃有2种,分别为(CH3)2CCHCH3和

CH2C(CH3)CH2CH3,符合题目要求,故B正确;(CH3)2CHCH2CH2OH对应的X为

(CH3)2CHCH2CH2Cl,发生消去反应生成一种烯烃为(CH3)2CHCHCH2,故C错误;(CH3)3CCH2OH对应的X为(CH3)3CCH2Cl,不能发生消去反应,故D错误。

15.(2020海南海口高二检测)有两组有机化合物Q()和P(),下列关于它们的说法正确的是(　　)

A.二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为3∶2

B.二者在NaOH的乙醇溶液中均能发生消去反应

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2种

答案C

解析Q分子中两个甲基上有6个等效氢原子,苯环上有2个等效氢原子,则峰面积之比应为3∶1,A错误;Q分子中苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P分子中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,无法发生消去反应,B错误;在适当条件下,Q、P分子中的卤素原子均可被—OH取代,C正确;Q分子中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代,故可得到2种一氯代物,P分子中有两种不同化学环境的氢原子,故P的一溴代物有2种,D错误。

16.某同学在实验室进行1,2-二溴乙烷的消去反应实验,按下列步骤进行,请按要求填空:

(1)按图连接好仪器装置并　。 

(2)在试管a中加入2 mL 1,2-二溴乙烷和5 mL 10% NaOH的　　　　溶液,再向试管中加入　　　　。 

(3)在试管b中加少量溴水。

(4)用　　　　加热试管里的混合物,持续加热一段时间后,把生成的气体通入溴水中,观察到的现象是　　　　　　　　　。 

(5)写出所发生反应的化学方程式: 

　。 

答案(1)检查装置的气密性

(2)乙醇　几片碎瓷片

(4)水浴　溴水褪色

(5)CH2BrCH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O;CH≡CH+Br2BrCHCHBr或

CH≡CH+2Br2

17.按下图所示步骤可由经过一系列变化合成(部分试剂和反应条件已略去)。

(1)写出B、D的结构简式:B　　　　　　　　 　、 

D　　　　　　　　　　　。 

(2)反应①~⑦中属于消去反应的是　　　　　　(填序号)。 

(3)根据反应+Br2,写出在同样条件下CH2CH—CHCH2与等物质的量的Br2发生加成反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)写出C→的化学方程式(有机化合物写结构简式,注明反应条件):　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)　　(2)②④

(3)CH2CH—CHCH2+Br2CH2BrCHCHCH2Br

(4)+2NaOH+2NaBr+2H2O

解析根据题中反应过程分析可知,苯酚发生加成反应变为A(),A发生消去反应得到B(),B发生加成反应得到C(),C发生消去反应生成,在一定条件下与Br2发生加成反应生成,与氢气发生加成反应得到D(),D发生取代反应即得到。

学科素养拔高练

18.(2020陕西西安高二检测)溴乙烷是一种重要的有机化工原料,其沸点为38.4 ℃。制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应,实际通常是用溴化钠与一定浓度的硫酸和乙醇反应。某课外小组在实验室制备溴乙烷的装置如图,实验操作步骤如下:

①检查装置的气密性;②在圆底烧瓶中加入体积分数为95%的乙醇、质量分数为80%的硫酸溶液,然后加入研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片;③小心加热,使其充分反应。请回答下列问题。

(1)装置A的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(2)反应时若温度过高,则有SO2生成,同时观察到还有一种红棕色气体产生,该气体的分子式是　　　　　　　　　。 

(3)反应结束后,得到的粗产品呈棕黄色。为了除去粗产品中的杂质,可选择下列试剂中的　　　　(填字母)。 

a.亚硫酸钠溶液

b.乙醇

c.四氯化碳

该实验操作中所需的主要玻璃仪器是　　　　(填仪器名称)。 

(4)要进一步制得纯净的溴乙烷,可继续用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2,然后进行的实验操作是　　　　　　　(填字母)。 

a.分液　　　b.蒸馏　　　c.萃取

(5)为了检验溴乙烷中含有溴元素,不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验,其原因是　　　　　　　　。通常采用的方法是取少量溴乙烷,然后　　　　　　　(按实验的操作顺序选填下列序号)。 

①加热　②加入AgNO3溶液　③加入稀硝酸酸化　④加入NaOH溶液

答案(1)冷凝回流　(2)Br2　(3)a　分液漏斗　(4)b

(5)溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀　④①③②

解析(1)实验时,冷凝管的作用是冷凝回流,可以提高反应物的转化率。

(2)浓硫酸具有氧化性,可以将还原性的溴离子氧化为溴单质,得到的红棕色气体为溴蒸气,浓硫酸自身被还原为二氧化硫。

(3)溴单质溶解在有机化合物中显示棕黄色,溴单质具有强氧化性,为了除去粗产品中的杂质溴单质,可以用亚硫酸钠溶液与Br2发生反应,且生成的溶液和溴乙烷互不相溶;实现溴乙烷和溶液的分离可以采用分液法,用分液漏斗来分液。

(4)用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2,溴乙烷的沸点较低,可以采用蒸馏来分离。

(5)由于溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀,所以检验溴乙烷中含有溴元素一定要将溴乙烷中的溴元素转化为溴离子,可以通过卤代烃在氢氧化钠溶液中加热时发生取代反应产生Br-,溴离子可以和银离子反应生成淡黄色不溶于硝酸的溴化银沉淀来检验,要加入硝酸酸化的硝酸银溶液进行检验,正确的操作顺序为④①③②。