高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 卤代烃课后作业题

卤代烃

A级 必备知识基础练

1.氟利昂会破坏大气臭氧层,关于CF2Cl2(商品名为氟利昂-12)的叙述正确的是(　　)

A.有两种同分异构体

B.是平面形分子

C.只有一种结构

D.是正四面体形分子

2.CHCl3是良好的有机溶剂,下列说法正确的是(　　)

A.常温下为气态,俗称氯仿

B.分子空间结构为正四面体形

C.由极性键构成的非极性分子

D.是甲烷和氯气反应的产物之一

3.下列卤代烃在KOH的乙醇溶液中加热不发生消去反应的是(　　)

A.(CH3)3CCH2Cl

B.

C.CH3CHBr2

D.(CH3)2CHCH2Cl

4.用下列实验装置分别验证溴乙烷(沸点38.4 ℃)在不同条件下反应的产物和反应类型。

实验Ⅰ.向圆底烧瓶中加入15 mL NaOH水溶液;

实验Ⅱ.向圆底烧瓶中加入15 mL乙醇和2 g NaOH。下列说法中错误的是(　　)

A.应采用水浴加热进行实验

B.实验Ⅱ可用溴水代替KMnO4溶液,同时省去装置②

C.可用核磁共振氢谱检验Ⅰ中分离提纯后的产物

D.分别向Ⅰ、Ⅱ反应后溶液中加入AgNO3溶液,都会产生浅黄色沉淀

5.关于卤代烃CH3CH2CH2X的性质的叙述,下列说法正确的是(　　)

A.发生水解反应的条件是强碱的乙醇溶液、加热

B.可以直接加硝酸银溶液检验卤素原子的类型

C.发生消去反应生成烯烃

D.该卤代烃易溶于水

6.如图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应,其产物只含有一种官能团的反应是(　　)

A.①② B.②③

C.③④ D.①④

7.某卤代烃的结构简式为,其为无色透明液体,微溶于水,可混溶于多数有机溶剂,易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。主要用于有机合成及用作溶剂等。下列有关该卤代烃的叙述正确的是(　　)

A.分子式为C4H8Cl

B.与硝酸银溶液混合产生不溶于稀硝酸的白色沉淀

C.该卤代烃的名称为2-氯丁烷

D.与氢氧化钠溶液、乙醇在加热条件下发生消去反应的有机产物只有一种

8.氯乙烷与某些化合物之间的转化如图所示:

(1)写出各反应的化学方程式:

①　　　　　　　　　　　　　; 

②　　　　　　　　　　　　　; 

③　　　　　　　　　　　　　; 

④　　　　　　　　　　　　　。 

(2)根据上述转化过程回答下列问题:

上述化学反应的反应类型有　　　　　　　,　　 　　　　　　　　,　　　　　　。用AgNO3溶液和稀硝酸及　　　　　　　　　反应可证明卤代烃中含卤元素(填序号)。 

B级 关键能力提升练

9.[2023山东临沂高二检测]下列关于甲、乙、丙、丁四种有机化合物的说法正确的是(　　)

A.分别向甲、乙、丙、丁中加入NaOH的乙醇溶液共热,然后加入稀硝酸至溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,均有沉淀生成

B.向甲中加入NaOH的水溶液共热,再滴入AgNO3溶液,可检验该物质中含有的卤素原子

C.乙发生消去反应得到两种烯烃

D.丙与NaOH的水溶液共热,可生成醇

10.[2023宁夏银川高二检测]下列反应:(Ⅰ)1-溴丙烷与2-溴丙烷分别和氢氧化钠的乙醇溶液混合加热;(Ⅱ)1-溴丙烷与2-溴丙烷分别和氢氧化钠水溶液混合加热,关于反应中生成的有机化合物的说法正确的是(　　)

A.(Ⅰ)和(Ⅱ)产物均不同

B.(Ⅰ)和(Ⅱ)产物均相同

C.(Ⅰ)产物相同,(Ⅱ)产物不同

D.(Ⅰ)产物不同,(Ⅱ)产物相同

11.下列反应所得的有机产物只有一种的是(　　)

A.等体积的甲烷与氯气在光照条件下的取代反应

B.丙烯与氯化氢的加成反应

C.在NaOH的乙醇溶液(加热)作用下的消去反应

D.甲苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下的取代反应

12.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图,则下列说法正确的是(　　)

A.环戊烷属于不饱和烃

B.A的结构简式是

C.反应②④的试剂可以都是强碱的乙醇溶液

D.加入溴水,若溶液褪色则可证明已完全转化为

13.为探究一溴环己烷()与NaOH的乙醇溶液共热时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:向反应混合溶液中滴入稀硝酸中和NaOH,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:向反应混合溶液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。

丙:向反应混合溶液中滴入酸性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

14.化合物Z由如下反应得到:C4H9BrYZ,Z的结构简式不可能是(　　)

A.CH3CH2CHBrCH2Br 

B.CH3CH(CH2Br)2

C.CH3CHBrCHBrCH3 

D.CH2BrCBr(CH3)2

15.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(　　)

16.有机化合物A可视为是烃B分子中的所有氢原子被最简单的烃基取代而得到的。且已知:

①A不能使Br2的CCl4溶液褪色,其一氯代物只有一种。

②一定量的B完全燃烧,产物中n(CO2)∶n(H2O)=2∶1,且26<Mr(B)<78。

③烃C为饱和链烃,通常情况下呈气态,其同分异构体不超过2种,而二溴代物有3种。

试回答下列问题:

(1)烃B的最简式为　　　　,分子式为　　　　。 

(2)写出烃C的3种二溴代物的结构简式　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　。 

(3)A的分子式为　　　　　　。 

17.溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的有机产物。某同学依据溴乙烷的性质,用如图所示的实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。

实验操作Ⅰ:在试管中加入5 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液和5 mL溴乙烷,振荡。

实验操作Ⅱ:将试管如图固定后,水浴加热。

(1)用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是　　　　　　　　　　　　　　;试管口安装一长导管的作用是　。 

(2)观察到　　　　　　　　　　　现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。 

(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是　　　　　　　　　。 

(4)为证明溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是　　　　　　　　　　　　,检验的方法是　　　　　　　　　　　。(需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象) 

18.美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。

+CH2CH—R+HX(X为卤原子,R为取代基)

经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下:

回答下列问题:

(1)C与浓硫酸共热生成F,F能使酸性KMnO4溶液褪色,F的结构简式是　　　　　　　　　。D在一定条件下反应生成高分子化合物G,G的结构简式是　　　　　　　　　　。 

(2)在A→B的反应中,检验A是否反应完全的试剂是　　　　　　。 

(3)E的一种同分异构体K符合下列条件:苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢,分子中有一个—OH连在苯环上。K的结构简式为　　　　　　　。 

19.根据下面的反应路线及所给信息,回答下列问题:

(1)标准状况下,11.2 L气态烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O,则A的分子式是　　　　　　　。 

(2)B和C均为一氯代烃,它们的名称(系统命名)分别为　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)D的结构简式为　　　　　　　　,D中碳原子是否都处于同一平面?　　　　(填“是”或“否”)。 

(4)E的一种同分异构体的结构简式是　　　　　　。 

(5)①②③的反应类型依次是 　　　　　　　。 

(6)写出反应②③的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　 　　　　　　　。 

C级 学科素养创新练

20.某液态卤代烃RX(R是烷基,X是某种卤素原子)的密度是a g·cm-3,且熔、沸点较低。该RX可以在稀碱溶液中发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和含X-的盐。为了测定RX的相对分子质量,拟定的实验步骤如下:

①准确量取该卤代烃b mL,放入锥形瓶中。

②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液,塞上带有长玻璃管的塞子,加热,发生反应。

③反应完成后,冷却溶液,加稀硝酸酸化,滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀。

④过滤,洗涤,干燥后称重,得到固体的质量为c g。

回答下列问题:

(1)装置中长玻璃管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)步骤④中,洗涤是为了除去沉淀上吸附的　　　　　　　(填离子符号)。 

(3)该卤代烃中所含卤素的名称是　　　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)假设RX完全反应,则该卤代烃的相对分子质量是　　　　　　　。 

(5)如果在步骤③中所加HNO3的量不足,没有将溶液酸化,则步骤④中测得的c值　　　　(填下列字母)。 

A.偏大

B.偏小

C.不变

D.大小不定

参考答案

卤代烃

1.C　解析 CF2Cl2是四面体结构,无同分异构体,故A错误,C正确;CF2Cl2中C原子有4对价层电子对,VSEPR模型为四面体形,且无孤电子对,故其真实的空间构型即为四面体形,故B错误;C—F和C—Cl长度不同,故CF2Cl2不是正四面体结构,故D错误。

2.D　解析 CHCl3常温下为液态,俗称氯仿,故A错误;CHCl3分子中C原子与3个Cl原子及1个H原子形成4个共价键,由于不同原子半径大小不同,所以其分子的空间结构为四面体,不是正四面体,故B错误;CHCl3分子中C—Cl和C—H都是由不同元素的原子形成的共价键,因此都是极性键,由于分子中原子的空间排列不对称,因此分子是极性分子,故C错误;甲烷与Cl2在光照条件下会发生取代反应,首先反应生成CH3Cl,生成的CH3Cl再逐步进行取代反应,生成CH2Cl2、CHCl3、CCl4,因此CHCl3是甲烷和氯气反应的产物之一,故D正确。

3.A　解析 (CH3)3CCH2Cl中的氯原子所连碳原子的相邻的碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故A符合题意;的溴原子所连碳原子的相邻的碳原子上有氢原子,能发生消去反应,故B不符合题意;CH3CHBr2的溴原子所连碳原子的相邻的碳原子上有氢原子,能发生消去反应,故C不符合题意;(CH3)2CHCH2Cl的氯原子所连碳原子的相邻的碳原子上有氢原子,能发生消去反应,故D不符合题意。

4.D　解析 溴乙烷的沸点为38.4℃,易挥发,为防止加热导致溴乙烷挥发,可以通过水浴加热方式进行,便于控制温度,故A正确;溴乙烷与乙醇和氢氧化钠的混合溶液反应生成乙烯,乙醇与溴水不反应,乙烯能与溴水中的溴发生加成反应,所以实验Ⅱ可用溴水代替KMnO4溶液,同时省去装置②,故B正确;溴乙烷与氢氧化钠的水溶液反应生成乙醇,乙醇的结构简式为CH3CH2OH,分子中含有3种不同位置的H原子,个数比为3∶2∶1,可以用核磁共振氢谱检验Ⅰ中分离提纯后的产物,故C正确;氢氧化钠与硝酸银反应产生氢氧化银沉淀,对检验造成干扰,所以检验前应先加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液进行检验,故D错误。

5.C　解析 卤代烃的水解反应条件是强碱的水溶液、加热,强碱的乙醇溶液、加热是卤代烃消去反应的条件,故A错误;卤代烃不能电离出卤素离子,所以卤代烃与硝酸银溶液不反应,卤代烃发生水解反应以后,加硝酸酸化,再用硝酸银溶液检验卤素离子的类型,故B错误;卤代烃发生消去反应生成烯烃,则CH3CH2CH2X发生消去反应能生成烯烃,故C正确;卤代烃难溶于水,则卤代烃CH3CH2CH2X难溶于水,故D错误。

6.C　解析 与NaOH的乙醇溶液共热时,发生消去反应,所得产物中只含有一种官能团即碳碳双键;与HBr发生加成反应,所得产物中只含有一种官能团即碳溴键。

7.C　解析 由结构简式可知分子式为C4H9Cl,A项错误;卤代烃不能电离出氯离子,不能和硝酸银反应,B项错误;主链含有4个碳原子,氯原子连在第2个碳原子上,故系统命名为2-氯丁烷,C项正确;发生消去反应可以得到1-丁烯和2-丁烯两种有机产物,D项错误。

8.答案 (1)①CH3CH2Cl+NaOHCH3CH2OH+NaCl

②CH2CH2+HClCH3CH2Cl

③CH3CH2Cl+NaOHCH2CH2↑+NaCl+H2O

④CH2CH2+H2OCH3CH2OH

(2)取代反应　加成反应　消去反应　①或③

解析 (1)①为CH3CH2Cl生成乙醇的反应,CH3CH2Cl可在氢氧化钠水溶液中加热生成CH3CH2OH,反应的化学方程式为CH3CH2Cl+NaOHCH3CH2OH+NaCl;②为

CH2CH2与HCl的加成反应,反应的化学方程式为CH2CH2+HClCH3CH2Cl;③为CH3CH2Cl的消去反应,在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生反应,化学方程式为CH3CH2Cl+NaOHCH2CH2↑+NaCl+H2O;④为乙烯的加成反应,化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。(2)通过以上分析知,发生的反应类型有取代反应、加成反应、消去反应。氯乙烷发生消去反应或取代反应都生成NaCl,先向溶液中滴加稀硝酸中和未反应的NaOH,再滴加硝酸银溶液可检验氯离子。

9.D　解析 A项,甲、丙、丁均不能发生消去反应,所以甲、丙、丁中无沉淀生成,错误;B项,卤代烃和NaOH的水溶液共热发生取代反应生成NaX,但在检验卤素离子之前,应先加入足量稀硝酸,错误;C项,乙发生消去反应生成一种烯烃,该烯烃为丙烯,错误;D项,丙与NaOH的水溶液共热生成C(CH3)3CH2OH,正确。

10.C　解析 1-溴丙烷与2-溴丙烷分别和氢氧化钠的乙醇溶液混合加热,均发生消去反应生成丙烯;1-溴丙烷与2-溴丙烷分别和氢氧化钠水溶液混合加热,均发生水解反应,分别生成1-丙醇和2-丙醇,故选C。

11.C　解析 甲烷与氯气在光照条件下反应生成多种氯代产物,故A项错误;丙烯与HCl的加成产物为CH3CH2CH2Cl或CH3CHClCH3,故B项错误;在NaOH的乙醇溶液(加热)作用下发生消去反应只生成,故C项正确;甲苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下,主要生成邻位和对位取代物,故D项错误。

12.C　解析 由合成路线可知,反应①可以是环戊烷与氯气在光照条件下的取代反应,反应②为卤代烃的消去反应,反应③为烯烃与卤素单质的加成反应,反应④为卤代烃的消去反应,合成路线可以为

。环戊烷中共价键全部是单键,属于饱和烃,故A错误;A的结构简式可能为,故B错误;反应②和反应④均为卤代烃的消去反应,故反应②④的试剂可以都是强碱的乙醇溶液,故C正确;B为环戊烯,也能使溴水褪色,不能证明已完全转化为,故D错误。

13.D　解析 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溶液紫红色变浅或褪去,发生水解反应生成的醇也会还原酸性KMnO4溶液而使溶液紫红色变浅或褪去,丙也不正确;可行的实验方案是先向混合溶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。

14.B　解析 C4H9Br能发生消去反应的结构有CH3—CH2—CH2—CH2Br、CH3CHBrCH2CH3、、。

CH3—CH2—CH2—CH2Br发生消去反应生成CH3—CH2—CHCH2;CH3CHBrCH2CH3发生消去反应生成CH3CHCHCH3或CH3—CH2—CHCH2;

与发生消去反应的产物相同均为,烯烃与Br2加成后的产物有CH3CH2CHBrCH2Br、CH3CHBrCHBrCH3、CH2BrCBr(CH3)2三种。

15.B　解析 设计出由CH3CH2CH2Br到

CH3CH(OH)CH2OH的流程,再看反应类型。CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH3CHXCH2X(X代表卤素原子)CH3CH(OH)CH2OH,依次发生消去反应、加成反应、取代反应,由对应的反应条件可知B正确。

16.答案 (1)CH　C4H4

(2)　

(3)C8H12

解析 由②可知,B的最简式为CH,烃分子中含氢原子个数为偶数,且26<Mr(B)<78。故B的分子式只能为C4H4;由③可知烃C为异丁烷,因为气态烷烃中只有异丁烷的二溴代物有3种。最简单的烃基为甲基(—CH3),取代B中的四个氢原子,则A为C4(CH3)4,分子式为C8H12。

17.答案 (1)使试管受热均匀　溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失

(2)试管内溶液静置后不分层

(3)红外光谱(或核磁共振氢谱)

(4)生成的气体　将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有酸性KMnO4溶液的试管,酸性KMnO4溶液褪色(或直接通入溴水或溴的四氯化碳溶液,溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)

解析 (1)溴乙烷沸点低,易挥发,用水浴加热使试管受热均匀,长导管有利于溴乙烷冷却回流,减少溴乙烷的损失;(2)溴乙烷不溶于水,刚开始溶液分层,生成的产物乙醇、溴化钠都易溶于水,当溶液分层消失时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应;(3)乙醇分子结构中有三种氢原子,它们的比为3∶2∶1,利用核磁共振氢谱可检测,也可用红外光谱检测;(4)无论发生取代反应还是消去反应,溶液中都会产生Br-,但生成的有机化合物不同,溴乙烷发生消去反应生成乙烯,所以应检验生成的有机化合物乙烯。检验乙烯可根据其能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色的原理来进行,可以采用洗气的装置,观察到酸性KMnO4溶液褪色且有气泡产生,溴水或溴的四氯化碳溶液褪色即可。

18.答案 (1)(CH3)2CHCHCH2    

(2)新制的氢氧化铜或银氨溶液

(3)

解析 由合成M的路线可知:E应为,D为CH2CHCOOCH2CH2CH(CH3)2,由A(C3H4O)在催化剂、O2、加热条件下得到B,C在浓硫酸、加热条件下得D可知,A为

CH2CH—CHO,B为CH2CH—COOH,故C为

HOCH2CH2CH(CH3)2。

(1)C为HOCH2CH2CH(CH3)2,与浓硫酸共热生成F,F能使酸性KMnO4溶液褪色,故C发生消去反应生成的F为(CH3)2CHCHCH2,D为CH2CHCOOCH2CH2CH(CH3)2,D分子中含有碳碳双键,发生加聚反应生成高分子化合物G的结构简式为。

(2)在A→B的反应中,醛基转化为羧基,A为

CH2CH—CHO,可用新制的氢氧化铜或银氨溶液检验醛基。

(3)E的一种同分异构体K,苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢,说明两个取代基处于苯环的对位位置,分子中有一个—OH连在苯环上,故K为。

19.答案 (1)C4H10

(2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷

(3)　是

(4)(答案合理即可)

(5)消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)

(6)+Br2　+2NaOH+2NaBr

解析 88gCO2的物质的量为2mol,45gH2O的物质的量为2.5mol,标准状况下,11.2L气态烃A的物质的量为0.5mol,所以1分子A中含碳原子数为4,氢原子数为10,则A的分子式为C4H10。C4H10存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体,但从框图上看,A与Cl2在光照条件下发生一氯取代时有两种产物,且这两种产物在与NaOH的乙醇溶液共热时发生消去反应的产物只有一种,则A只能是异丁烷,与Cl2发生取代反应后的产物为2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。B、C发生消去反应后生成D,则D为2-甲基丙烯。2-甲基丙烯在Br2的CCl4溶液中发生加成反应生成E,则E为。E在NaOH的水溶液中加热水解生成F,则F为

。

20.答案 (1)防止卤代烃挥发(或冷凝回流)

(2)Ag+、Na+和N

(3)氯　得到的卤化银沉淀是白色的

(4)　(5)A

解析 本实验的反应原理是:

R—X+NaOHR—OH+NaX,

NaX+AgNO3AgX↓+NaNO3。

(1)因R—X的熔、沸点较低,加热时易挥发,所以装置中的长玻璃管的作用是防止卤代烃挥发(或冷凝回流)。

(2)沉淀AgX吸附的离子只能是Na+、N和过量的Ag+。

(3)因所得AgX沉淀是白色的,所以该卤代烃中所含的卤素是氯元素。

(4)R—Cl　　　~　　　AgCl

Mr 143.5

ag·cm-3×bmL cg

Mr=。

(5)若加入的硝酸不足,则步骤④所得的固体还会混有Ag2O,使c的值偏大。