2019届一轮复习人教版卤代烃学案(1)

2019届一轮复习人教版卤代烃学案(1)

第44讲　卤代烃 ‎1．组成与结构 ‎(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。饱和一元卤代烃的通式为CnH2n＋1X。‎ ‎(2)官能团是—X(F、Cl、Br、I)。‎ ‎2．物理性质 ‎(1)通常情况下，除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2===CHCl等少数为气体外，其余为液体或固体。‎ ‎(2)沸点 ‎①比同碳原子数的烷烃沸点高；‎ ‎②互为同系物的卤代烃，沸点随分子内碳原子数的增加而升高。‎ ‎(3)溶解性：水中难溶，有机溶剂中易溶。‎ ‎(4)密度：一氟代烃、一氯代烃密度比水小，其余比水大。‎ ‎3．化学性质 ‎(1)水解反应 ‎①反应条件：氢氧化钠水溶液，加热。‎ ‎②C2H5Br在碱性条件下水解的反应式为 C2H5Br＋NaOHC2H5OH＋NaBr。‎ ‎③用R—X表示卤代烃，碱性条件下水解方程式为 R—X＋NaOHR—OH＋NaX。‎ ‎(2)消去反应 ‎①概念 有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等)，而生成含不饱和键(如碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应。‎ ‎②反应条件：氢氧化钠乙醇溶液，加热。‎ ‎③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为 C2H5Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。‎ ‎4．卤代烃的获取方法 ‎(1)取代反应 C2H5OH与HBr：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。‎ ‎(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 CH3—CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br；‎ CH≡CH＋HClCH2===CHCl。‎ ‎5．卤代烃对环境的影响 含氯、氟的卤代烷是造成臭氧层空洞的主要原因。‎ ‎1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)氟利昂(卤代烃)可用作制冷剂，释放到空气中容易导致臭氧层空洞。(　　)‎ ‎(2)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高。(　　)‎ ‎(3)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应。(　　)‎ ‎(4)用AgNO3溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素。(　　)‎ ‎(5)溴乙烷与NaOH的醇溶液反应，可生成乙醇。(　　)‎ ‎(6)C2H5Br属于电解质，在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH。(　　)‎ 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎2．下列能发生消去反应的是(　　)‎ A．溴乙烷和氢氧化钠溶液混合共热 B．一氯甲烷和苛性钠的乙醇溶液混合共热 C．氯苯与氢氧化钠溶液混合共热 D．1溴丁烷与氢氧化钾的乙醇溶液混合共热 答案　D 解析　溴乙烷的消去反应在氢氧化钠的醇溶液中发生，在水溶液中发生水解反应，A错误；一氯甲烷只含有一个碳原子，不能发生消去反应，B错误；氯苯不能发生消去反应，C错误；1溴丁烷与氢氧化钾的乙醇溶液混合共热可发生消去反应生成1丁烯，D正确。‎ 考点　卤代烃的性质及卤代烃中卤素原子的检验 典例　(高考经典题)立方烷()具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点，因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)C的结构简式为________，E的结构简式为________。‎ ‎(2)③的反应类型为________，⑤的反应类型为________。‎ ‎(3)化合物A可由环戊烷经三步反应合成：‎ 反应1的试剂与条件为________；反应2的化学方程式为__________________；反应3可用的试剂为________。‎ ‎(4)在I的合成路线中，互为同分异构体的化合物是________(填化合物代号)。‎ ‎(5)I与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有________个峰。‎ ‎(6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷，其可能的结构有________种。‎ 解析　(1)C为B的消去产物，所以C的结构简式为；E为D与Br2发生加成反应的产物，所以E为。‎ ‎(2)根据C与D的结构简式判断反应③为取代反应；根据E与F的结构简式判断反应⑤为消去反应。‎ ‎(3)环戊烷在光照条件下与氯气反应得一氯环戊烷，一氯环戊烷在NaOH水溶液、加热的条件下水解，得到环戊醇，然后通过Cu作催化剂催化氧化得到化合物A。‎ ‎(5)立方烷的8个氢原子所处的化学环境相同，所以立方烷的核磁共振氢谱中只有1个峰。‎ ‎(6)立方烷的六硝基取代物与二硝基取代物的同分异构体数目相等，二硝基取代物有3种，则六硝基取代物也是3种。‎ 答案　(1)　‎ ‎(2)取代反应　消去反应　(3)Cl2/光照 ‎　O2/Cu(其他合理答案也可)　(4)G和H　(5)1　(6)3‎ 名师精讲 ‎(1)卤代烃水解反应的规律 ‎①卤代烃在NaOH的水溶液中一般能发生水解反应。‎ ‎②多元卤代烃水解可生成多元醇，如BrCH2CH2Br＋2NaOHHOCH2—CH2OH＋2NaBr。‎ ‎③卤代烃水解消耗NaOH的量 n(卤素原子)∶n(NaOH)＝1∶1。‎ ‎(2)卤代烃消去反应的规律 ‎①两类不能发生消去反应的卤代烃 a．与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子，如CH3Cl。‎ ‎ ‎ ‎1．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是(　　)‎ ‎①C6H5Cl　②(CH3)2CHCH2Cl　③(CH3)3CCH2Cl ‎④CHCl2—CHBr2　⑤　⑥CH2Cl2‎ A．①③⑥ B．②③⑤‎ C．全部 D．②④‎ 答案　A 解析　在KOH 醇溶液中加热，发生消去反应，要求卤素原子连接碳原子的相邻的碳原子上必须有氢原子，①③⑥不符合消去反应的条件，错误；②④⑤符合消去反应条件，选项A符合题意。‎ ‎2．以溴乙烷为原料制备乙二醇，下列方案合理的是(　　)‎ A．CH3CH2BrCH3CH2OHCH2===CH2CH2BrCH2Br乙二醇 B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇 C．CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br乙二醇 D．CH3CH2BrCH2===CH2 CH2BrCH2Br乙二醇 答案　A 解析　以溴乙烷为原料制备乙二醇的步骤为：CH3CH2Br在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生取代反应生成CH3CH2OH，CH3CH2OH在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成CH2===CH2，乙烯与溴发生加成反应生成CH2BrCH2Br，CH2BrCH2Br在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成乙二醇，故A正确；溴乙烷与溴原子不反应，故B错误；CH3CH2Br在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成乙烯，乙烯与溴化氢生成溴乙烷，该步骤为重复步骤，且溴乙烷与溴单质发生取代反应产物不唯一，故C错误；CH3CH2Br在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成乙烯，乙烯与溴化氢发生加成反应生成溴乙烷，不生成CH2BrCH2Br，故D错误。‎ 微专题 卤代烃在有机合成中的四大应用 ‎(1)是联系烃和烃的衍生物的桥梁。‎ ‎(2)改变官能团的个数，如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。‎ ‎(建议用时：40分钟)‎ 一、选择题(每题8分，共72分)‎ ‎1．下表中，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且两者间具有因果关系的是(　　)‎ 答案　C 解析　除去苯中的苯酚杂质，向其中加入足量的溴水，生成的三溴苯酚和过量的溴均溶于苯，再过滤无法除杂，故A错误；醋酸有挥发性，生成的CO2气体中混有挥发的醋酸，对判断碳酸与苯酚的酸性强弱有干扰，故B错误；将CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热产生的气体通入溴水中，溴水褪色，可证明CH3CH2Br发生消去反应生成乙烯，故C正确；氯乙烷中加入NaOH溶液共热，冷却后应先滴加稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成才可证明氯乙烷中有氯元素，故D错误。‎ ‎2．下列关于有机化学实验的说法正确的是(　　)‎ A．除去苯中的甲苯，可使用酸性KMnO4溶液和NaOH 溶液，然后分液 B．除去乙醇中混有的少量乙酸，加NaOH溶液，然后分液 C．检验溴乙烷中溴元素，直接加入硝酸银溶液生成浅黄色沉淀 D．实验室制备乙烯时，产生的气体直接通入溴水，溴水褪色，证明有乙烯生成 答案　A 解析　甲苯能够被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸，再与氢氧化钠反应生成易溶于水的盐，而苯不溶于水，可以用分液的方法分离，故A正确；乙醇与水混溶，不能通过分液分离，故B错误；检验溴乙烷中的溴元素，需要先在碱性溶液中加热，使溴原子转化为溴离子，再加硝酸中和碱，然后才能加AgNO3溶液检验，故C错误；实验室制备的乙烯中往往含有二氧化硫等气体杂质，二氧化硫也能使溴水褪色，故D错误。‎ ‎3．卤代烃的制备有多种方法，下列卤代烃不适合由相应的烃经卤代反应制得的是(　　)‎ 答案　C 解析　利用氯代反应制备一氯代烃时最好烃分子中只有一种等效氢，否则得到的往往是多种氯代烃的混合物。环己烷中只有1种等效氢，A正确；相应烃为新戊烷，只有1种等效氢，B正确；相应烃为异丁烷，分子中含有两种等效氢，C错误；相应烃为2,2,3,3－四甲基丁烷，分子中只含1种等效氢，D正确。‎ ‎4．下列实验方案合理的是(　　)‎ A．可用溴水鉴别己烯、己烷和四氯化碳 B．可用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中混有的杂质乙烯 C．制备氯乙烷(C2H5Cl)：将乙烷和氯气的混合气放在光照条件下反应 D．证明溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成乙烯：用如图所示的实验装置 答案　A 解析　己烯和溴水发生加成反应，溴水褪色，溶液分层，上、下层溶液均无色；己烷和四氯化碳可以萃取溴水中的溴，己烷的密度比水的小，而四氯化碳的密度比水的大，有色层位置不同，故A正确。酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯生成CO2，使甲烷中混有CO2，故B错误。将乙烷和氯气的混合气放在光照条件下反应，取代产物除氯乙烷(C2H5Cl)外还有多种，故C错误。乙醇有挥发性，挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，要先除去乙烯中混有的乙醇，否则无法用该装置证明溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成乙烯，故D错误。‎ ‎5．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 答案　C 解析　此有机物中含有的官能团是碳碳双键和溴原子，反应①：酸性高锰酸钾溶液把碳碳双键氧化成羧基，W中含有的官能团是羧基和溴原子，故错误；反应②发生碳碳双键和H2O的加成反应，X中含有的官能团是羟基和溴原子，故错误；反应③发生溴原子的消去反应，Y的官能团是碳碳双键，故正确；反应④发生加成反应，Z中的官能团是溴原子，故正确。综上所述，C正确。‎ 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醇溶液中均可发生消去反应 C．一定条件下，二者在NaOH溶液中均可发生取代反应 D．Q的一氯代物只有一种、P的一溴代物有两种 答案　C 解析　Q中两个甲基上有6个等效氢原子，苯环上有两个等效氢原子，峰面积之比应为3∶1，A 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错误；在适当条件下，卤素原子均可被—OH取代，C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错误。‎ ‎7．下列关于有机物的叙述正确的是(　　)‎ A．丙烷的二卤代物有4种，则其六卤代物有2种 B．对二甲苯的一氯代物有3种 C．甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，所得产物有3种 D．某烃的同分异构体只能形成一种一氯代物，其分子式可能为C5H12‎ 答案　D 解析　丙烷分子中含有8个氢原子，如果其二卤代物有4种，则其六卤代物也有4种，A错误；对二甲苯的结构简式为，一氯代物有2种，B错误；甲苯苯环上有3种氢原子，其中一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代，由于该烷基可以是—CH2CH2CH3或—CH(CH3)2，因此所得产物有6种，C错误；某烃的同分异构体只能形成一种一氯代物，其分子式可能为C5H12，其中只能形成一种一氯代物的同分异构体为新戊烷，D正确。‎ ‎8．下列物质中，既能发生水解反应，又能发生加成反应，但不能发生消去反应的是(　　)‎ A．CH2===CH—CH2CH2Cl B．CH3CH2Cl C．CH3Br 答案　D C．反应①为加成反应 D．有机物丙既能发生加成反应，又能发生取代反应 答案　B 二、非选择题(共28分)‎ ‎10．(13分)实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下：‎ CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br 可能存在的主要副反应：乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚。‎ 用少量的溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如图所示：‎ 有关数据列表如下：‎ 乙醇 ‎1,2二溴乙烷 乙醚 状态 无色液体 无色液体 无色液体 密度/(g·cm－3)‎ ‎0.79‎ ‎2.2‎ ‎0.71‎ 沸点/℃‎ ‎78.5‎ ‎132‎ ‎34.6‎ 熔点/℃‎ ‎－130‎ ‎9‎ ‎－116‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170 ℃左右，其最主要的目的是________(填序号)。‎ a．引发反应 b．加快反应速率 c．防止乙醇挥发 d．减少副产物乙醚的生成 ‎(2)在装置C中应加入________(填序号)‎ ‎，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。‎ a．水 b．浓硫酸 c．氢氧化钠溶液 d．饱和碳酸氢钠溶液 ‎(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是______________________。‎ ‎(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在________(填“上”或“下”)层。‎ ‎(5)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是____________________；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是____________________________________。‎ 答案　(1)d　(2)c ‎(3)溴的颜色完全褪去 ‎(4)下　(5)防止溴大量挥发　1,2二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管 解析　(2)根据题中提示，选用碱溶液来吸收酸性气体。‎ ‎(4)1,2二溴乙烷的密度大于水，因而在下层。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)分别写出下列物质的结构简式：B______________、D______________、E______________、F______________。‎ ‎(2)反应①～⑦中，属于消去反应的是________(填反应数字代号)，属于加成反应的是________，属于取代反应的是________。‎ ‎(3)反应④的条件为________，反应⑦的条件为________。‎ ‎(4)如果不考虑⑥、⑦反应，对于反应⑤，得到的E可能的结构简式为_______________________________________________________ ________________。‎ ‎(5)写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式，并注明反应条件)‎ 反应②_________________________________________________ ‎ 反应④_________________________________________________ ‎ 反应⑦________________________________________________ ‎ 答案　(1)　‎ ‎　‎ ‎ ‎ ‎(2)②④　①③⑤⑥　⑦‎ ‎(3)NaOH的醇溶液、加热　NaOH水溶液、加热 ‎(4) ‎ ‎ ‎ ‎(5) ‎