高中人教版 (2019)第三章 烃的衍生物第一节 卤代烃精品一课一练
展开考点一 溴乙烷
【例1-1】(2023云南)有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是
A.溴乙烷不溶于水,能溶于大多数有机溶剂
B.溴乙烷与NaOH的醇溶液共热可生成乙醇
C.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液,立即有淡黄色沉淀生成
D.溴乙烷通常用乙烷与液溴直接反应来制取
【答案】A
【解析】A.卤代烃都难溶于水,易溶于有机溶剂,所以溴乙烷不溶于水,易溶于大多数有机溶剂,A正确;
B.溴乙烷与NaOH的醇溶液共热,发生消去反应,生成乙烯等,B不正确;
C.溴乙烷中不含有氯离子,滴入AgNO3溶液,不发生反应,没有淡黄色沉淀生成,C不正确;
D.溴乙烷通常用乙烷与溴蒸气在光照条件下反应制得,乙烷与液溴不发生反应,D不正确;
故选A。
【例1-2】(2023春·辽宁朝阳·高二北票市高级中学校考阶段练习)溴乙烷是一种重要的有机化工原料,其沸点为38.4℃,制备溴乙烧的一种方法是乙醇与氢溴酸反应。
实际通常是用溴化钠固体与一定浓度的硫酸以及乙醇起反应。某课外化学兴趣小组欲在实验室制备溴乙烷(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95%乙醇、80%硫酸,然后加入研细的溴化钠粉末和几小块碎瓷片;
③小心加热,使其充分反应。
回答下列问题:
(1)装置A的作用是_______,加入碎瓷片的作用是_______。
(2)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_______(填标号)。
a.稀氢氧化钠溶液 b.乙醇 c.四氯化碳
(3)要进一步制得纯净的溴乙烷,可继续用蒸馏水进行洗涤、分液,然后再加入无水 SKIPIF 1 < 0 ,进行_______(填标号)实验操作。
a.分液 b.蒸馏 c.萃取
(4)为了检验溴乙烷中含有溴元素,_______(填“能”或“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 SKIPIF 1 < 0 溶液 ③加入稀 SKIPIF 1 < 0 酸化 ④加入 SKIPIF 1 < 0 溶液
【答案】(1) 冷凝回流 防止暴沸
(2)a
(3)b
(4) 不能 溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成溴化银沉淀 ④①③②
【解析】(1)乙醇具有挥发性,用球形冷凝管A的作用是冷凝回流,加入碎瓷片,可以防止液体暴沸;
(2)浓硫酸具有强氧化性,能将溴化氢氧化为溴单质,所以粗产品中含有 SKIPIF 1 < 0 而呈现棕黄色,氢氧化钠溶液可以和溴单质反应生成易溶于水的 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和水,故选a;
(3)为制得纯净的溴乙烷,先用蒸馏水进行洗涤、分液,然后再加入无水 SKIPIF 1 < 0 吸水,最后再蒸馏得到纯净的溴乙烷;
(4)因为溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成溴化银沉淀,故不能直接滴加硝酸银溶液检验溴原子;卤代烃在氢氧化钠溶液中水解,产生卤素离子,要检验溴乙烷中的溴原子的存在,具体的方法是:取少量溴乙烷,先加氢氧化钠溶液,再加入稀硝酸酸化,最后加入硝酸银,若生成浅黄色沉淀,则溴乙烷中含有溴元素。
【一隅三反】
1.(2023·上海闵行·高二上海市七宝中学校考期末)下列关于溴乙烷的说法正确的是
A.电子式为B.密度比水小
C.发生取代反应时 SKIPIF 1 < 0 键一定会断裂D.发生消去反应时 SKIPIF 1 < 0 键一定会断裂
【答案】D
【解析】A.电子式为,A错误;
B.溴乙烷密度比水大,B错误;
C.发生取代反应时可能 SKIPIF 1 < 0 断裂,C错误;
D.发生消去反应生成乙烯时 SKIPIF 1 < 0 键一定会断裂,D正确;
故选D。
2.(2022·陕西中)实验室制备1,2-二溴乙烷的实验流程如图:
已知:①主要副反应:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。
②有关数据列表如下:
试回答下列问题:
(1)乙醇与浓硫酸在170℃发生反应的化学方程式为_______。
(2)乙醇与浓硫酸反应装置中放入几片碎瓷片,目的是_______。
(3)反应得到的混合气体中含有 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 等气体,检验其中的 SKIPIF 1 < 0 气体可选用的试剂是_______。
(4)吸收步骤中,应适当降低吸收液的温度,其主要目的是_______。
(5)实验制得的1,2-二溴乙烷粗产品中含有少量未反应的 SKIPIF 1 < 0 和少量副产品乙醚,某同学进一步提纯如下:
(6)为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 SKIPIF 1 < 0 溶液 ③加入稀 SKIPIF 1 < 0 酸化 ④加入NaOH溶液
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)避免混合液在受热时暴沸
(3)品红溶液
(4)避免溴单质大量挥发
(5) 用NaOH溶液洗涤粗产品,静置后分液 蒸馏
(6) 溴乙烷中不含有溴离子 ④①③②
【解析】(1)乙醇在浓硫酸、170℃下发生消去反应,得到乙烯,其反应方程式为CH3CH2OH SKIPIF 1 < 0 CH2=CH2↑+H2O;故答案为CH3CH2OH SKIPIF 1 < 0 CH2=CH2↑+H2O;
(2)乙醇、浓硫酸均为液体,加热时为防止暴沸,需要加入沸石或碎瓷片;故答案为避免混合液在受热时暴沸;
(3)二氧化硫具有漂白性,因此检验二氧化硫存在,常用品红溶液,品红溶液褪色,说明含有二氧化硫;故答案为品红溶液;
(4)液溴为深红色易挥发的液体,因此为了避免溴单质大量挥发,需要适当降低吸收液的温度;故答案为避免溴单质大量挥发;
(5)①溴单质能与NaOH溶液反应,转化成易溶于水的盐,1,2-二溴乙烷为无色液体,且难溶于水,因此用NaOH溶液洗涤粗产品,静置后分液;故答案为用NaOH溶液洗涤粗产品,静置后分液;
②乙醚难溶于水,乙醚为有机溶剂,乙醚与产品互溶,因此利用它们沸点不同,进行蒸馏分离;故答案为蒸馏;
(6)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,因为能与硝酸银反应生成淡黄色沉淀的溴元素应是溴离子,而溴乙烷中不含溴离子;为了检验溴元素,需要先加入NaOH水溶液加热,使溴原子转化成溴离子,冷却后,加入硝酸酸化,最后滴加硝酸银溶液,观察是否有淡黄色沉淀,步骤是④①③②;故答案为④①③②。
3.(2022秋·上海·高二上海市复兴高级中学校考期末)实验室常用如下装置制取溴乙烷。在圆底烧瓶中加入溴化钠、浓H2SO4、乙醇和适量的水,加热可收集到溴乙烷。所涉及的有关物质的物理性质见下表:
(1)写出用此法制备溴乙烷的化学方程式:
① NaBr + H2SO4 SKIPIF 1 < 0 NaHSO4 + HBr;
② _______。
(2)浓H2SO4在本实验中的作用是_______,其用量(物质的量)应_______(填“大”“小”或“等”)于NaBr的用量。
(3)反应物中加入适量水,除了溶解NaBr使反应物接触更充分外,还可以_______(任写一条)。
(4)下列最适宜作为溴乙烷收集装置的是_______(选填编号)。
(5)制得的粗溴乙烷中会含有少量杂质Br2而呈黄色,可先用NaHSO3溶液洗涤,再水洗干燥后蒸馏。洗涤过程用到的主要玻璃仪器是_______。完成NaHSO3溶液洗涤时发生反应的离子方程式并标明电子转移方向和数目:_______。□HSO SKIPIF 1 < 0 + □Br2 + □_______ → □SO SKIPIF 1 < 0 + □Br- + □H+
能否改用氢氧化钠溶液洗涤粗溴乙烷?_______(填“可以”或“不可以”),原因是_______。
【答案】(1)CH3CH2OH+HBr SKIPIF 1 < 0 CH3CH2Br+H2O
(2) 制备HBr和吸水剂 大于
(3)降低H2SO4的浓度防止其他副产物过多/溶解HBr
(4)d
(5) 分液漏斗、烧杯 不可以 溴乙烷与NaOH溶液会反应
【解析】(1)① NaBr + H2SO4 SKIPIF 1 < 0 NaHSO4 + HBr;
②C2H5OH+HBr SKIPIF 1 < 0 C2H5Br+H2O;
(2)浓H2SO4在NaBr + H2SO4 SKIPIF 1 < 0 NaHSO4 + HBr中为反应物,在C2H5OH+HBr SKIPIF 1 < 0 C2H5Br+H2O中是吸水剂,根据第一个反应知道硫酸和溴化钠的物质的量是相等的,但是为了在第二个反应中起到催化剂的作用,所以硫酸用量应大于NaBr的用量;
(3)反应物中加入适量水,除了溶解NaBr使反应物接触更充分外,还可以降低H2SO4的浓度防止其他副产物过多/溶解HBr;
(4)生成的溴乙烷经冷却后可收集在d中,因溴乙烷和水互不相溶,并且溴乙烷的密度比水大,在冰水混合物的下层,即在锥形瓶底部(液封作用);
(5)制得的粗溴乙烷中会含有少量杂质Br2而呈黄色,可先用NaHSO3溶液洗涤并分液,再水洗干燥后蒸馏。故洗涤过程用到的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯,Br2溶于NaHSO3溶液溴乙烷则不溶。NaHSO3溶液洗涤时发生反应的离子方程式、电子转移方向和数目:;不能改用氢氧化钠溶液洗涤粗溴乙烷,因为溴乙烷与NaOH溶液会反应。
考点二 卤代烃
【例2-1】(2022陕西)下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是
① ② ③(CH3)2C=CHCl ④CHCl2CHBr2 ⑤ ⑥CH3Cl
A.①③⑥B.②③⑤C.全部D.②④
【答案】A
【解析】①分子中,苯环结构稳定,不能发生消去反应;
②分子中,与-Cl相连碳原子相邻的碳原子上连有H原子,能发生消去反应;
③(CH3)2C=CHCl分子中,与-Cl相连碳原子相邻的碳原子上不连有H原子,不能发生消去反应;
④CHCl2CHBr2分子中,与-Cl或-Br相连碳原子相邻的碳原子上连有H原子,能发生消去反应;
⑤分子中,与-Br相连碳原子相邻的碳原子上连有H原子,能发生消去反应;
⑥CH3Cl分子中只有1个C原子,不能发生消去反应;
综合以上分析,①③⑥不能发生消去反应;
故选A。
【例2-2】(2022山东)某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时,可以得到两种烯烃,则该卤代烷烃的结构简式可能为
A.CH3CH2CH2CH2CH2ClB.
C.D.
【答案】C
【解析】A.CH3CH2CH2CH2CH2Cl的消去产物只有一种:CH3CH2CH2CH=CH2,A错误;
B.该物质结构对称,故消去产物只有一种,B错误;
C.该物质消去产物有两种,分别为CH2=CH—CH2CH2CH3和CH3—CH=CH—CH2CH3,C正确;
D.该物质不能发生消去反应,D错误;故选:C。
【一隅三反】
1.(2023陕西)下列有关卤代烃说法正确的是
A.所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C.检验溴乙烷中是否有溴元素,方法是先加入NaOH溶液共热,冷却后再加硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的
【答案】A
【解析】A.卤代烃在NaOH的水溶液中均可发生水解反应,即所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应,A正确;
B.与−X相连C的邻位C上有H才可以发生消去反应,如CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl不能发生消去反应,B错误;
C.向溴乙烷中加入NaOH溶液共热,溴乙烷发生取代反应产生Br-,由于溶液中可能含有过量的NaOH,OH-会与加入AgNO3溶液的Ag+变为AgOH沉淀,AgOH分解产生Ag2O,会影响Br元素的检验,需要加入稀硝酸溶液消耗溶液中的NaOH,使溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,C错误;
D.卤代烃可利用烯烃加成反应制备,如乙烯与HCl可发生加成反应生成氯乙烷,D错误;
故选A。
2.(2022·全国·高二专题练习)关于卤代烃的下列说法不正确的是
A.卤代烃不属于烃
B.卤代烃难溶于水,易溶于有机溶剂
C.有的卤代烃可用作有机溶剂
D.所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
【答案】D
【解析】A.卤代烃分子中含有卤素原子,属于烃的衍生物,不属于烃,故A正确;
B.卤代烃具有有机物的通性,难溶于水,易溶于有机溶剂,故B正确;
C.有的卤代烃可用作有机溶剂,如四氯化碳、氯仿都是良好的有机溶剂,故C正确;
D.并不是所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃,如一氯甲烷没有邻碳原子,不能发生消去反应,故D错误;
故选D。
3.(2022秋·内蒙古巴彦淖尔·高二校考期末)下列化合物中,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且消去反应生成的烯烃只有一种的是
A.CH3BrB.
C.D.
【答案】B
【解析】A.该有机物只有一个碳原子,不能发生消去反应,A错误;
B.该有机物可以发生水解反应,生成醇,也可以发生消去反应,产物只有一种如右图所示,,B正确;
C.该有机物中与卤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,C错误;
D.该有机物发生消去反应会有两种产物如右图,和,D错误;
故本题选B。
考点三 卤代烃中卤元素离子检验
【例3】(2022秋·上海浦东新·高二校考期末)检验溴乙烷中的溴元素,不需要的试剂是
A.NaOH溶液B.AgNO3溶液C.HNO3D.CCl4
【答案】D
【解析】检验溴乙烷中含有溴元素首先将它转化为溴离子,采用卤代烃的水解方法,即加入氢氧化钠溶液,在水解后生成的溴离子可以和银离子反应,生成淡黄色不溶于硝酸的沉淀溴化银,由此来检验溴乙烷中的溴元素,操作步骤为:加入NaOH溶液,加热,冷却,加入稀HNO3酸化后,加入AgNO3溶液,生成淡黄色沉淀,证明溴乙烷中的溴元素的存在,故本题答案选D。
【一隅三反】
1.(2023·北京)要检验卤代烃中是否含有溴元素,正确的实验方法是
A.加入氯水振荡,观察上层是否有橙色
B.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
C.滴加NaOH水溶液,加热,然后加入稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.滴加NaOH水溶液,然后滴加AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
【答案】C
【解析】A.卤代烃为非电解质,不能电离出卤素离子,因此溴代烃不能直接与氯水发生反应,故A错误;
B.卤代烃不能直接与硝酸银溶液发生反应,故B错误;
C.溴代烃在碱性条件下发生水解生成溴化钠,然后加硝酸中和过量的NaOH后再加硝酸银溶液,若出现浅黄色沉淀说明含有溴元素,故C正确;
D.NaOH能与硝酸银发生反应生成沉淀,因此在加硝酸银前应先加硝酸酸化,故D错误;
故选:C。
2.(2022·黑龙江牡丹江)要检验某溴乙烷中的溴元素,正确的实验方法是
A.加入溴水振荡,观察水层是否有棕红色出现
B.滴入AgNO3溶液,再加入稀硝酸呈酸性,观察有无浅黄色沉淀生成
C.加入NaOH溶液共热,冷却后滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.加入NaOH溶液共热,然后加入稀硝酸呈酸性,滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
【答案】D
【解析】A.溴乙烷与溴水不反应,不能据此检验,A错误;
B.溴乙烷与硝酸银不反应,不能据此检验,B错误;
C.加入NaOH溶波共热,冷却后没有先加硝酸至酸性,且NaOH与AgNO3溶液反应,不能据此检验,C错误;
D.加入NaOH溶液共热,发生水解反应,然后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成,若由浅黄色沉淀生成,说明含有溴元素,可据此检验,D正确;
故合理选项是D。
3.(2023昆明八中)为检验1-溴丁烷中的溴元素,下列实验操作正确的顺序是
①加入硝酸银溶液②加热煮沸③取少量1-溴丁烷④加入足量稀硝酸酸化⑤加入氢氧化钠溶液⑥冷却
A.③②⑤①④⑥B.③⑤②①④⑥
C.③⑤②⑥④①D.③④②⑥①⑤
【答案】C
【解析】先取少量1-溴丁烷,加入氢氧化钠溶液,然后加热进行水解,溶液冷却后,加入硝酸中和过量的氢氧化钠,再加入硝酸银观察是否有沉淀,故正确顺序为:③⑤②⑥④①;故选C。
考点四 卤代烃在合成中的作用
【例4】(2023·湖北)烯烃A在一定条件下可以按如图所示框图进行反举。
已知:D是
请回答下列问题:
(1)A的结构简式是_______。
(2)框图中属于加成反应的是_______(填序号)
(3)框图中反应⑤属于_______(填反应类型)。
(4)C在 SKIPIF 1 < 0 溶液中水解得到产物的结构简式是_______。
(5)写出D→E的化学方程式_______,写出E→F的化学方程式_______。
【答案】(1)
(2)①③④⑥
(3)消去反应
(4)
(5)
【解析】(1)根据分析可知,A的结构简式是;
(2)①A与氢气发生加成反应生成B,②B与溴在光照条件下发生取代反应生成C,③A与HBr发生加成反应生成C,④A与溴发生加成反应生成D,⑤D在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成E,⑥E与足量溴反应生成F,综上,框图中属于加成反应的是①③④⑥;
(3)框图中反应⑤D在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成E,属于取代反应;
(4)C在 SKIPIF 1 < 0 溶液中水解得到产物为醇,其结构简式是;
(5)D→E是D在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成E、溴化钠和水,反应的化学方程式为, E→F是E与足量的溴发生加成反应生成F,反应的化学方程式为。
【一隅三反】
1.(2023·湖南)在有机反应中,反应物相同而条件不同,可得到不同的主产物,如:
请写出实现下列转变的合成路线图。
(1)由 SKIPIF 1 < 0 通过两步反应合成 SKIPIF 1 < 0 _______。
(2)由 SKIPIF 1 < 0 通过三步反应合成 SKIPIF 1 < 0 _______。
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【解析】(1)由 SKIPIF 1 < 0 通过两步反应合成 SKIPIF 1 < 0 ,可先利用卤代烃消去反应生成双键,再加成获得目标产物,所以合成路线可以为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;故答案为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
(2)由 SKIPIF 1 < 0 通过三步反应合成 SKIPIF 1 < 0 ,由卤代烃获得邻二醇,可先利用消去反应获得双键,然后加成获得二卤代烃,再水解获得邻二醇,合成路线可以为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;故答案为 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 。
2.(2022春·山东聊城·高二校考期中)有下图所示转化关系,回答下列问题:
(1)反应①的实验装置如图所示(夹持及加热装置已略去)。仪器a中加入苯和少量铁屑,仪器b中盛放试剂的名称为_______;仪器c的名称为_______;NaOH溶液的作用是_______。
(2)A的二氯代物的同分异构体有_______种。
(3)检验B中官能团所需试剂的化学式为_______(按使用顺序填写)。
(4)反应④的化学方程式为_______;该反应的反应类型为_______。
【答案】(1) 液溴 球形冷凝管 吸收挥发出的Br2和HBr
(2)4
(3)NaOH、HNO3、AgNO3
(4) +NaOH SKIPIF 1 < 0 +NaCl+H2O 消去反应
【解析】(1)反应①为苯和液溴发生取代反应生成溴苯和HBr,实验装置如图所示(夹持及加热装置已略去),仪器a中加入苯和少量铁屑,由此可知仪器b中盛放试剂的名称为液溴;由装置可知仪器c的名称为球形冷凝管;Br2和HBr均易挥发,均有毒,逸散到空气中会污染空气,因此NaOH溶液的作用是吸收挥发出的Br2和HBr;
(2)A()的二氯代物的同分异构体有4种,分别为2个Cl与同一个C相连有1种,2个Cl连接在2个C上有邻间对3种;
(3)检验B()中官能团即检验氯原子,思路为让其在NaOH水溶液中水解产生NaCl,然后用硝酸酸化,再加硝酸银,若产生白色沉淀,则证明B中有Cl,即所需试剂(按顺序)的化学式为NaOH、HNO3、AgNO3;
(4)反应④为B发生消去反应得到C,反应的化学方程式为+NaOH SKIPIF 1 < 0 +NaCl+H2O;该反应的反应类型为消去反应。
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
溶解性
易溶于水
难溶于水
难溶于水
沸点/℃
78.5
132
34.6
序号
实验方案
实验目的
①
_______
除去粗产品中的溴杂质
②
将①实验后的有机混合物进行_______
除去粗产品中的乙醚杂质
乙醇
溴乙烷
沸点(℃)
78
38.4
密度(g/cm3)
0.79
1.45
水溶性
互溶
不溶
a
b
c
d
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