2019-2020年高中化学 4.1卤代烃课时作业 苏教版选修5.doc

2019-2020年高中化学 4.1卤代烃课时作业 苏教版选修5一、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分)1.(xx邯郸高二检测)下列液体中，滴入水中会出现分层现象，但在滴入热的氢氧化钠溶液中时分层现象会逐渐消失的是()A.溴乙烷B.己烷C.苯D.苯乙烯【解析】选A。溴乙烷不溶于水，滴入水中会分层，滴入热的氢氧化钠溶液中，溴乙烷能够与氢氧化钠溶液反应生成乙醇和溴化钠，分层现象逐渐消失，故A正确；己烷、苯、苯乙烯不溶于水，也不与氢氧化钠溶液反应，滴入热的氢氧化钠溶液中时分层现象不会消失，故B、C、D错误。2.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，被破坏的键是和B.发生消去反应时，被破坏的键是和C.发生水解反应时，被破坏的键是和D.发生消去反应时，被破坏的键是和【解析】选B。卤代烃的水解反应实际上就是取代反应，反应中X被OH取代了，所以被破坏的键只有；卤代烃的消去反应是与X相连的碳原子的相邻碳原子的一个H和X一起被脱去，破坏的键是和，生成烯烃和卤化氢。3.以溴乙烷为原料制备1，2-二溴乙烷，下列方案中最合理的是()A.CH3CH2BrCH3CH2OHCH2CH2CH2BrCH2BrB.CH3CH2BrCH2BrCH2BrC.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH3CH2BrCH2BrD.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br【解析】选D。物质转化过程中，步骤越少、产物种类越少越好。A项中经过三步才得到，步骤较多；B项直接和溴单质发生取代反应会有多种产物，原料利用率不高；C项也是步骤较多；只有D项步骤少且有机产物唯一，所以选D。【方法规律】有机合成中引入卤素原子的方法(1)取代反应：如烷烃或苯的同系物与卤素气态单质的反应；苯在FeBr3催化作用下反应。(2)加成反应：如烯烃、二烯烃或炔烃与卤素单质或HX的加成反应。注意：取代反应得到的卤代烃往往不纯，一般利用加成反应制备卤代烃。4.(xx浦东新区高二检测)对溴丙烷进行水解实验并证明水解成功，取适量溴丙烷分别放入两支试管中，向一支试管中滴加AgNO3溶液(无明显现象发生)，向另一支试管中添加下列试剂，顺序正确的是()A.NaOH、HNO3、AgNO3B.NaOH、AgNO3、HNO3C.HNO3、AgNO3、NaOHD.AgNO3、NaOH、HNO3【解析】选A。在NaOH水溶液中加热，溴丙烷水解脱去Br生成Br-，再加HNO3酸化(NaOH过量，下一步加的Ag+会和OH-反应变成不稳定的AgOH，近而变成黑色沉淀Ag2O，影响实验，所以加H+把OH-除掉)，再加AgNO3溶液，如果生成浅黄色沉淀则说明溴丙烷水解成功。【变式训练】为证明溴乙烷中溴元素的存在，正确的实验步骤为加入AgNO3溶液；加入NaOH水溶液；加热；加入蒸馏水；加入稀硝酸酸化；加入NaOH醇溶液()A.B.C.D.【解析】选B。证明溴乙烷中溴元素的存在，先加入氢氧化钠水溶液并加热，发生水解反应生成NaBr，再加入稀硝酸至溶液呈酸性，最后加入硝酸银溶液，生成浅黄色沉淀，则证明含溴元素，即操作顺序为。5.(双选)某卤代烃与氢氧化钠的醇溶液在加热条件下反应产生丙烯，将剩余的溶液用硝酸酸化后，加入硝酸银溶液生成浅黄色沉淀。则原卤代烃的结构简式可能是()A.CH3CH2CH2ClB.CH3CH2ClCH3C.CH3CH2CH2BrD.CH3CH2BrCH3【解析】选C、D。四个选项中的卤代烃与氢氧化钠的醇溶液在加热条件下都能生成丙烯和卤化钠，而浅黄色沉淀是溴化银，则原卤代烃为溴代烃。6.下列化合物中可以发生消去反应，且生成物存在同分异构体的是()A.B.C.D.【解析】选B。与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子的卤代烃都可以发生消去反应，故A、C选项中的物质不能发生消去反应；B项物质发生消去反应可得到CH2CHCH2CH3和CH3CHCHCH3；D选项中的物质消去时只得到一种产物。【互动探究】(1)B物质发生消去反应的产物有几种结构？提示：两种，结构简式为或。(2)由C物质如何制备得到三元醇？提示：先和溴水或溴的四氯化碳溶液反应，然后在氢氧化钠水溶液中加热水解即可，可表示为7.(xx郴州高二检测)为探究一溴环己烷()与NaOH的醇溶液共热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个实验方案：甲：向反应混合液中滴入过量稀硝酸，然后再滴入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。其中正确的是()A.甲B.乙C.丙D.上述实验方案都不正确【解析】选D。甲：由于无论发生消去反应还是发生水解反应，溶液中都会存在溴离子，无法证明反应类型，故甲错误；乙：由于反应后的溶液中存在氢氧化钠，氢氧化钠能够与溴反应使溴水褪色，所以无法证明反应类型，故乙错误；丙：由于两种反应的溶液中都有溴离子存在，溴离子能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以无法判断反应类型，故丙错误。【方法规律】卤代烃性质巧记口诀烃的卤代衍生物，卤素能被羟基换消去一个小分子，生成烯和氢卤酸8.(xx运城高二检测)已知CH3CH2Br+2Na+CH3CH2BrCH3CH2CH2CH3+2NaBr。下列有机物发生这种反应可生成X，若X与环丙烷互为同系物，则能生成X的是()A.CH3CH2CH2ClB.CH3CHBrCH2CH2CH2BrC.CH3CHBrCH2BrD.CH3CH2Br【解析】选B。根据题目信息可知：CH3CHBrCH2CH2CH2Br+2Na+2NaBr，与环丙烷互为同系物。二、非选择题(本题包括2小题，共18分)9.(8分)(xx杭州高二检测)有下列A、B、C三种氯代烷：(1)检验这些有机物是否含氯元素有下列方法：钠熔法；水解法。用水解法进行检验时，所需的化学试剂有(请按这些试剂在使用时加入的顺序写)。除上述列举的方法外，还有一种更为简便的方法，这种方法称为法，用该法检验时可观察到的现象是 。(2)实验室可用相应醇和氯化钠、浓硫酸等试剂来制备B(同时生成一种酸式盐)，写出该制备反应的化学方程式： 。(3)有机物C在氢氧化钾的醇溶液中，加热时可发生消去反应，其产物的合理结构有(写有机物的结构简式)。【解析】(1)氯代烃水解应在NaOH溶液中，再检验氯离子，先加稀硝酸中和至酸性，然后再滴加硝酸银，生成白色沉淀可确定含氯元素；还可以利用铜丝灼烧法检验氯元素，能观察到灼烧时火焰为绿色；(2)丁醇与浓硫酸、氯化钠共热生成氯丁烷、硫酸氢钠和水，该反应方程式为CH3CH2CH2CH2OH+H2SO4(浓)+NaCl(s)CH3CH2CH2CH2Cl+NaHSO4+H2O；(3)C在氢氧化钾的醇溶液中，加热时可发生消去反应，有三种消去方式，则消去产物有、。答案：(1)NaOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液铜丝灼烧灼烧时火焰为绿色(2)CH3CH2CH2CH2OH+H2SO4(浓)+NaCl(s)CH3CH2CH2CH2Cl+NaHSO4+H2O(3)、10.(10分)(xx肇庆高二检测)某液态卤代烃RX(R是烷基，X是某种卤素原子)的密度是agcm-3。该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的相对分子质量，拟定的实验步骤如下：准确量取该卤代烃bmL，放入锥形瓶中。在锥形瓶中加入过量稀NaOH，塞上带有长导管的塞子，加热，发生反应。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。过滤、洗涤、干燥后称重，得到固体cg。回答下面问题：(1)装置中长导管的作用 。(2)步骤中，洗涤的目的是除去沉淀上吸附的离子。(3)该卤代烃中所含卤素的名称是，判断的依据是 。(4)该卤代烃的相对分子质量是 (列出算式)。(5)如果在步骤中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤中测得的c值(填字母)。A.偏大B.偏小C.不变D.大小不定【解析】本题的实验原理为RX+NaOHROH+NaX，NaX+AgNO3=AgX+NaNO3。(1)因卤代烃RX熔、沸点较低，加热时易挥发，为了防止卤代烃的挥发，应用冷凝器(长导管)装置；(2)醇ROH虽然能与水互溶，但不能电离，所以沉淀AgX吸附的离子只能是Na+、N和过量的Ag+，因而沉淀必须用蒸馏水洗涤。(3)因为所得的AgX沉淀为白色，所以该卤代烷中所含卤素的名称是氯。(4)根据氯元素守恒可得：RClAgCl，所以n(RCl)=n(AgCl)，即=，解得Mr=。(5)由于NaOH过量，应加HNO3(注意：不能加HCl)中和过量的NaOH，否则NaOH会与AgNO3反应生成AgOH(最终转化为Ag2O)沉淀，导致得到的AgX沉淀中因混有AgOH沉淀，而使其质量c偏大。答案：(1)防止卤代烃挥发(或冷凝)(2)Ag+、Na+、N(3)氯得到的卤化银沉淀是白色的(4)(5)A【变式训练】(xx宁波高二检测)据最新文献报道，可用如下步骤合成1，2-二溴乙烷：在装有温度计的干燥的三口烧瓶中，加入少许干沙，在室温下先向瓶中加入约10 mL的无水乙醇和焦磷酸配成的混合溶液，加热到180190，从滴液漏斗中开始滴加剩余的混合溶液，使反应平稳进行，乙烯气体经碱洗、干燥，通入装有液溴的反应瓶中，反应结束后，粗产品蒸馏，收集129133的组分即得到产物1，2-二溴乙烷。(1)由乙醇脱水得到乙烯的化学方程式是 ，由乙烯合成1，2-二溴乙烷的化学方程式是 。(2)如取59.8 g无水乙醇，55.2 g液溴，得到56.4 g产物，试计算1，2-二溴乙烷的产率。(产率=，计算结果取3位有效数字)【解析】(1)乙醇在焦磷酸作用下加热到180190发生消去反应生成乙烯，乙烯和液溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷。(2)n(C2H5OH)=1.3 mol，n(Br2)=0.345 mol，由关系式：CH3CH2OHCH2CH2Br2BrCH2CH2Br，不难看出乙醇过量，所以按照溴的量计算，1，2-二溴乙烷的理论产量应为0.345 mol，其实际产量为=0.3 mol，所以产率为100%87.0%答案：(1)CH3CH2OHCH2CH2+H2OCH2CH2+Br2BrCH2CH2Br(2)0.870(或87.0%)一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)1.(双选)(xx大连高二检测)化学式为C4H5Cl的有机物，其结构不可能是()A.只含一个双键的直链有机物B.含有两个双键的直链有机物C.含一个双键的环状有机物D.含两个环的环状有机物【解析】选A、D。化学式为C4H5Cl的有机物，可以理解为氯原子取代了氢原子，分子式按照C4H6与碳原子数相同的烷烃C4H10相比较少了4个H，只含一个双键，比饱和烃只少了2个H，不是4个H，所以不可能是只含一个双键的直链有机物，故A符合题意；含有两个双键，比饱和烃少了4个H，所以可能是含有两个双键的直链有机物，故B不符合题意；含一个双键的环状有机物，一个环状结构少了两个H，一个双键少了2个H，共少了4个H，所以可能是含一个双键的环状有机物，故C不符合题意；4个碳不可能形成含两个环的环状有机物，故D符合题意。2.(xx长沙高二检测)下列有关卤代烃的叙述正确的是()A.CH2Cl2有和两种结构B.氯乙烯只有一种结构，而1，2-二氯乙烯有两种结构C.检验溴乙烷中的溴元素可将其与过量NaOH水溶液共热充分反应后，再滴入AgNO3溶液，可观察到有浅黄色沉淀生成D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时，乙醇的作用是催化剂【解析】选B。CH2Cl2是四面体结构，所以和是同种物质，故A错误；氯乙烯只有一种结构，而1，2-二氯乙烯有两种结构，一种是顺-1，2-二氯乙烯，另一种是反-1，2-二氯乙烯，故B正确；向溴乙烷中加入NaOH溶液充分反应后，再滴入AgNO3溶液，氢氧化钠和硝酸银反应，生成氢氧化银白色沉淀，该沉淀会分解生成黑色的氧化银，不可能观察到有浅黄色沉淀生成，故C错误；溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应时，乙醇的作用是作溶剂，故D错误。3.(xx汉中高二检测)下列卤代烃发生消去后，可以得到两种烯烃的是()A.1-氯丁烷B.氯乙烷C.2-氯丁烷D.2-甲基-2-溴丙烷【解析】选C。1-氯丁烷发生消去反应只生成一种物质1-丁烯，故A错误；氯乙烷发生消去反应只生成一种物质乙烯，故B错误；2-氯丁烷发生消去反应生成1-丁烯和2-丁烯，故C正确；2-甲基-2-溴丙烷发生消去反应只生成一种物质2-甲基丙烯，故D错误。【变式训练】(xx铜陵高二检测)1-溴丙烷(BrCH2CH2CH3)和2-溴丙烷(CH3CHBrCH3)分别与NaOH的乙醇溶液共热的反应中，两个反应()A.产物相同，反应类型相同B.产物不同，反应类型不同C.碳氢键断裂的位置相同D.碳溴键断裂的位置相同【解析】选A。1-溴丙烷和2-溴丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热，都发生消去反应。1-溴丙烷反应的方程式为CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CHCH2+NaBr+H2O，反应断1号C的CBr键和2号C的CH键。2-溴丙烷反应的方程式为CH3CHBrCH3+NaOHCH3CHCH2+NaBr+H2O，反应断1号C的CH键和2号C的CBr键。4.(xx南通高二检测)将1-氯丙烷跟NaOH的醇溶液共热，生成的产物再跟溴水反应，得到一种有机物，它的同分异构体有(除它之外)()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选B。在NaOH的醇溶液中，1-氯丙烷发生消去反应生成丙烯CH2CHCH3，丙烯加溴后，生成1，2-二溴丙烷，即CH2BrCHBrCH3，它的同分异构体有BrCH2CH2CH2Br、CH3CBr2CH3、CH3CH2CHBr2，共3种。5.(xx商丘高二检测)DDT是斯德哥尔摩公约禁用的12种持久性有机污染物之一，其结构简式为，下列有关DDT的说法正确的是()A.它属于芳香烃B.分子中最多有23个原子共面C.分子式为C14H8Cl5D.1 mol该物质能与5 mol H2加成【解析】选B。该分子有氯原子，所以不属于烃类；该物质的分子式为C14H9Cl5；由于分子内有两个苯环，所以可以与6 mol H2加成；两个苯环上的所有原子共平面，所以最多有23个原子共面。6.(能力挑战题)(xx衢州高二检测)阻断病毒附着于敏感细胞的金刚乙胺，对于多种甲型流感病毒都具有很好的抑制作用，金刚乙胺可由金刚烷制得。1-溴金刚烷的结构如图所示，它与NaOH醇溶液反应后所得物质的同分异构体中，含有苯环且只有一个取代基的同分异构体有()A.5种B.4种C.3种D.2种【解析】选B。1-溴金刚烷的分子式是C10H15Br，所以1-溴金刚烷与NaOH醇溶液发生消去反应生成的有机物的分子式是C10H14，相当于苯环接一个丁基(C6H5C4H9)，而丁基有4种同分异构体。【互动探究】1-溴金刚烷与NaOH醇溶液反应后所得物质有几种？提示：1种。与溴原子相连碳原子的相邻碳原子上的氢原子能够与溴原子发生消去反应，三个相邻碳原子的位置是对称的，所以其消去产物只有一种。二、非选择题(本题包括2小题，共20分)7.(8分)(xx南通高二检测)二氯烯丹是一种播前除草剂，其合成路线如下：D在反应中所生成的E，其结构只有一种可能。(1)写出下列反应的类型：反应是，反应是；(2)写出下列物质的结构简式：A： ，C： ，D： ，E： 。【解析】A与Cl2反应生成B，B又与Cl2发生加成反应生成CH2ClCHClCH2Cl，则B的结构简式为CH2ClCHCH2，A的结构简式为CH3CHCH2，即A与Cl2发生的是取代反应。CH2ClCHClCH2Cl在NaOH、醇溶液中发生消去反应生成C，但仅由此条件尚无法确定C的结构。依据官能团的性质及所给的转化条件可知，C与Cl2发生加成反应生成D，D经消去反应生成E，从生成物的结构看，即由二氯烯丹的结构逆向推导可知E的结构为CH2ClCClCHCl，D发生消去反应生成的E只有一种结构，则D的结构简式为CH2ClCCl2CH2Cl，C的结构简式为。答案：(1)取代反应消去反应(2)CH3CHCH2CH2ClCClCH2CH2ClCCl2CH2ClCH2ClCClCHCl【变式训练】烯烃A在一定条件下可以按下框图进行反应：请填空：(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、属于反应。(4)G1的结构简式是 。【解析】有机反应条件可作为本题最重要的突破口。由D的结构简式，结合反应条件Br2可知发生的是加成反应，A为；由H2催化剂可知发生的是加成反应，可知B为；由Br2光照可知发生的取代反应和A与HBr发生加成反应，可知C为；物质D在NaOH醇溶液加热条件下发生消去反应，且生成的产物E与Br2加成时会有两种产物，说明物质E能发生1，2加成还能发生1，4加成，得E是；物质E与Br2加成可得或，其中与HBr加成后的产物只有一种产物的是，也就是F2为，F1为；从而可知G1的结构简式为，G2的结构简式为。答案：(1)(2)(3)加成(4)【方法规律】卤代烃在有机合成中的应用(1)在烃分子中引入官能团，如引入羟基等；(2)改变官能团在碳链上的位置。由于不对称的烯烃与HX加成时条件不同，会引起卤素原子连接的碳原子不同，这样可通过：卤代烃a消去加成卤代烃b水解，就会使卤素原子的位置发生改变或引起其他官能团(如OH)的位置发生改变；(3)增加官能团的数目。在有机合成中，许多反应是通过卤代烃在强碱的醇溶液中发生消去反应，消去小分子HX后而生成不饱和的碳碳双键，再与X2加成，从而使在碳链上连接的卤素原子增多，进而达到增加官能团的目的。8.(12分)溴乙烷(CH3CH2Br)是一种难溶于水，密度约为水的密度的1.4倍，沸点为38.4的无色液体。实验室由乙醇制溴乙烷的反应如下：NaBr+H2SO4(浓)NaHSO4+HBrCH3CH2OH+HBr=CH3CH2Br+H2O已知反应物的用量：0.3 mol NaBr(固体)，0.25 mol乙醇，36 mL浓硫酸(98%，密度为1.84 gcm-3)，25 mL水，其中乙醇的密度约为水密度的。(1)仅用下图所示仪器来安装制取和收集溴乙烷的装置，要求达到安全、损失少、不污染环境的目的。有关仪器的选择和连接顺序为 。(2)在下表中写出不能选用的仪器及理由(填仪器代码，如甲、乙不一定填满)。不能使用的仪器理由 (3)反应时，若温度过高，可见有棕色气体生成，写出此反应的化学方程式 。(4)从棕黄色的粗溴乙烷中制取无色的溴乙烷应加入的试剂是，必须使用的仪器是 。(5)本实验的产率为60%，则可制取溴乙烷g。【解析】解答本题的关键是仪器的选择。甲、乙可作为溴乙烷的制取装置，但应该考虑该实验中液体体积应介于烧瓶容积的。乙醇的体积为0.2514 mL，三种液体混合后，不考虑混合时液体的体积变化，则V(总)=36+25+14=75(mL)，这一体积超过了甲容器容积的，故应选择乙容器。由于产品(溴乙烷)的沸点低，受热时会被蒸出，考虑到溴乙烷不溶于水且密度比水大，故可用水收集溴乙烷，此时溴乙烷沉于水的下层，水起液封作用和冷凝作用，避免溴乙烷挥发(溴乙烷蒸气有毒)。反应中由于副反应的发生会导致蒸出的溴乙烷中混有溴蒸气，这两种气体有毒，必须吸收完全。HBr极易溶于水，为吸收蒸气，并且防止倒吸，应选用装置丙。答案：(1)乙己丙丁(2)甲容积小，反应物超过容积的戊不利于尾气吸收，造成环境污染，并产生倒吸(3)2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2+2H2O(4)NaOH溶液分液漏斗(5)16.35