第37讲　烃和卤代

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1.(2018·北京临川育人学校上学期期末)下列反应中属于取代反应的是(　C　)

A.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色

B.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应

C.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液加热反应

D.在苯中滴入溴水,溴水层变无色

解析:乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色属于氧化反应,故不选A;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色属于加成反应,故不选B;苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液加热反应生成硝基苯和水,属于取代反应,故选C;在苯中滴入溴水,溴水层变无色发生的是萃取,属于物理过程,故不选D。

2.(2018·广东茂名模拟)环癸五烯的结构简式可表示为,下列说法正确的是(　C　)

A.根据的结构特点可知环癸五烯的分子式为C10H8

B.常温常压下环癸五烯是一种易溶于水的无色气体

C.环癸五烯既能使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色

D.乙烯和环癸五烯互为同系物

解析:环癸五烯的分子式应为C10H10,A项错误;当N(C)≥5时,所有的烃类在常温常压下均为非气态,且难溶于水,B项错误;乙烯和环癸五烯结构不相似,不符合同系物的概念,D项错误。

3.(2019·海南中学月考)从溴乙烷制取1,2二溴乙烷,下列制备方案中最好的是(　D　)

A.CH3CH2BrCH3CH2OH

　CH2CH2CH2BrCH2Br

B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br

C.CH3CH2BrCH2CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br

D.CH3CH2BrCH2CH2CH2BrCH2Br

解析:在有机合成中,理想合成方案有以下特点:①尽量少的步骤;②选择生成副产物最少的反应原理;③试剂价廉;④实验安全;⑤符合环保要求。在有机合成中引入卤原子或引入卤原子作中间产物,用加成反应,而不用取代反应,因为光照下卤代反应产物无法控制,得到产品纯度低。A项,发生三步反应,步骤多,产率低;B项,溴与烷烃发生取代反应,是连续反应,不能控制产物种类,副产物多;C项,步骤多,且发生卤代反应难控制产物纯度;D项,步骤少,产物纯度高。

4.有8种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④聚1,3-丁二烯;⑤2-丁炔;⑥环己烷;⑦邻二甲苯;⑧环己烯。既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色的是(　B　)

A.①②③④⑤⑧ B.④⑤⑧

C.④⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑦⑧

解析:含有碳碳双键或碳碳三键的有机物既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色,B项正确。

5.(2018·河北张家口四校联考)下列反应的产物中,一定不存在同分异构体的反应是(　A　)

A.甲烷与氯气发生取代反应

B.丙烯与水在催化剂的作用下发生加成反应

C.异戊二烯[CH2C(CH3)—CHCH2]与等物质的量的Br2发生加成反应

D.2-氯丁烷(CH3CH2CHClCH3)与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应

解析:甲烷与氯气发生取代反应的四种有机产物均只有一种结构,没有同分异构体,A项正确;丙烯与水发生加成反应的产物可以是1-丙醇,也可以是2-丙醇,B项错误;异戊二烯与等物质的量的Br2可以发生1,2-加成和1,4-加成,共有3种同分异构体,C项错误;2-氯丁烷消去HCl分子的产物可以是1-丁烯,也可以是2-丁烯,D项错误。

6.(2018·海南海口模拟)有甲、乙两种物质:

　　　甲　　　　　　　　　　乙

(1)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):

甲Y乙

其中反应Ⅰ的反应类型是　　　　,反应Ⅱ的条件是　　　　,反应Ⅲ的化学方程式为　 

(不需注明反应条件)。

(2)下列物质不能与乙反应的是　　　　(填字母)。 

a.金属钠 b.溴水

c.碳酸钠溶液 d.乙酸

(3)乙有多种同分异构体,写出能同时满足下列条件的同分异构体的结构简式: 　 。 

a.苯环上的一氯代物只有一种

b.遇FeCl3溶液显示紫色

c.含有两个甲基

解析:(1)由甲转化为乙依次为αH的氯代,卤代烃水解,碳碳双键与HCl的加成反应。(2)乙中含有—OH,可与Na反应生成H2,也可与乙酸反应,不与乙反应的是溴水和Na2CO3溶液。(3)能使FeCl3溶液显色,含有酚羟基,苯环上一氯取代物只有一种,因而苯环上的取代基应高度对称,可写出如下两种结构:、。

答案:(1)取代反应　NaOH溶液,加热

+HCl

(2)bc

(3)

7.(2018·安徽宿州教学质量监测)已知苯乙烯b、立方烷d、环辛四烯p的分子式均为C8H8,下列说法正确的是(　A　)

A.b、p中的所有原子可能处于同一平面

B.b、d的二氯代物均只有三种

C.b、p均不可与酸性高锰酸钾溶液反应

D.b的同分异构体只有d和p两种

解析:b中苯环和碳碳双键是平面结构,所有原子可能处于同一平面,p中碳碳双键为平面结构,同时也存在碳碳单键,所有原子可能处于同一平面,故A正确;二氯代物取决于一氯代物中氢原子的种类,b分子中一氯代物有5种,故B错误;b、p分子中均含有碳碳双键,可与酸性高锰酸钾溶液反应,故C错误;b苯乙烯分子式为C8H8,符合分子式C8H8的有机物结构可以是多种物质,不只有d和p两种,如桶烯的结构简式为,故D错误。

8.(2018·江苏镇江模拟)卤代烃的取代反应实质是带负电荷的原子或原子团取代了卤代烃中的卤素原子。如CH3Br+OH-(或NaOH)CH3OH

+Br-(或NaBr)。下列化学方程式不正确的是(　C　)

A.CH3CH2Br+NaSHCH3CH2SH+NaBr

B.CH3I+CH3ONaCH3OCH3+NaI

C.CH3CH2Cl+CH3ONaCH3Cl+CH3CH2ONa

D.CH3CH2Cl+CH3CH2ONaCH3CH2OCH2CH3+NaCl

解析:根据取代反应的机理,C项正确的化学方程式为CH3CH2Cl+CH3ONaCH3CH2OCH3+NaCl。

9.以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线为

,下列说法错误的是(　B　)

A.反应①为取代反应,反应条件为氯气、光照

B.反应②和反应④的反应条件均为NaOH的水溶液、加热

C.水解的离子方程式为

D.分子中所有碳原子一定在同一平面内

解析:反应②和反应④均为卤代烃的消去反应,反应条件为NaOH的醇溶液、加热,B说法错误;分子的空间结构可根据乙烯的结构进行分析,乙烯分子中六个原子在同一平面内,因此分子中所有碳原子一定在同一平面内,D说法正确。

10.(2018·东北三省三校高三第一次模拟)下列说法正确的是(　A　)

A.联二苯()的二氯取代物有12种

B.乙醇与浓硫酸混合加热制乙烯需加碎瓷片,目的是为了迅速升温至170 ℃

C.汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物,完全燃烧只生成CO2和H2O

D.由苯制溴苯和由乙烯制1,2二溴乙烷均发生了取代反应

解析:根据位置异构进行判断,1、5、6、10位置的碳原子等价,2、4、7、9位置的碳原子等价,3和8位置的碳原子等价,因此的二氯代物的同分异构体中,氯原子可位于:1、2;1、3;1、4;1、5;1、6;1、7;1、8(注意:1、9等价于1、7;1、10等价于1、6);2、3;2、4;2、7;2、8(注意2、5和1、4重复;2、6和1、7重复);3、8,共12种同分异构体,A正确;乙醇与浓硫酸混合加热制乙烯需加碎瓷片,目的是防暴沸,B错误;植物油属于油脂,不是碳氢化合物,C错误;由苯制溴苯和由乙烯制1,2二溴乙烷的反应类型分别是取代反应、加成反应,D错误。

11.(2018·甘肃武威第一中学高三期末)下列有机物检验方法正确的是(　C　)

A.取少量卤代烃加NaOH水溶液共热,冷却,再加AgNO3溶液检验卤原子存在

B.用溴水鉴别乙烯与乙炔

C.用酸性KMnO4溶液检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热后的产物是否是

乙烯

D.用NaOH水溶液来鉴别一氯乙烷和三氯乙烷

解析:卤代烃在碱性条件下水解,检验离子,应先酸化,排除AgOH的干扰,选项A错误;乙烯和乙炔都为不饱和烃,都可与溴水发生加成反应使其褪色,不能鉴别,选项B错误;溴乙烷与NaOH醇溶液共热后,发生消去反应,生成乙烯,可用酸性KMnO4溶液检验,选项C正确;一氯乙烷和三氯乙烷用氢氧化钠没有明显的不同现象,不能判断氯原子的个数,则不能鉴别,选项D错误。

12.(2018·江苏盐城模拟)盆烯是近年合成的一种有机物,它的分子结构可简化表示为(其中C、H原子已略去)。下列关于盆烯的说法中错误的是(　C　)

A.盆烯是苯的一种同分异构体

B.盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上

C.盆烯是乙烯的一种同系物

D.盆烯在一定条件下可以发生加成反应

解析:盆烯、苯的分子式均为C6H6,但结构不同,两者属于同分异构体,A正确;分子中含有4个饱和碳原子,不能共面,所以盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上,B正确;盆烯含有一个碳碳双键且含有环,乙烯只含一个碳碳双键,两者的结构不相似,两者不是同系物,C错误;盆烯中含有碳碳双键可以发生加成反应,D正确。

13.(2018·四川成都诊断)下列各组有机物中,只需加入溴水就能一一鉴别的是(　A　)

A.己烯、苯、四氯化碳

B.苯、己炔、己烯

C.己烷、苯、环己烷

D.甲苯、己烷、己烯

解析:己烯能使溴水褪色,苯、四氯化碳均能萃取溴水中的溴,苯比水的密度小,油状液体在上层,四氯化碳比水的密度大,油状液体在下层,A正确;己炔、己烯均能使溴水褪色,B错误;三种物质均比水的密度小,油状液体均在上层,C错误;同理D项中甲苯和己烷也无法鉴别。

14.(2018·安徽合肥质检)A、E、F、G、H的转化关系如图所示:

请回答下列问题:

(1)链烃A有支链且只有一个官能团,其相对分子质量在65～75,1 mol A完全燃烧消耗7 mol氧气,则A的结构简式是　　　　　　,名称是　 。 

(2)在特定催化剂作用下,A与等物质的量的H2反应生成E。由E转化为F的化学方程式是 

　 。 

(3)G与金属钠反应能放出气体。由G转化为H的化学方程式是 

　 。 

(4)①的反应类型是　　　　;③的反应类型是　　　　。 

(5)链烃B是A的同分异构体,分子中的所有碳原子共平面,其催化氢化产物为正戊烷,写出B所有可能的结构简式: 

　。 

解析:(1)由“链烃A有支链且只有一个官能团,其相对分子质量在65～75,1 mol A完全燃烧消耗7 mol氧气”及合成路线图中A能发生加成反应可知A中含碳碳不饱和键,设A的分子式为CxHy(x、y均为正整数),则65<12x+y<75,且x+=7,根据烃的组成,讨论x、y取值,x=5,y=8,故A为C5H8,因链烃A有支链且只有一个官能团,故A的结构简式是CH≡CCH(CH3)2,其名称是3-甲基-1-丁炔。

(2)在特定催化剂作用下,A与等物质的量的H2反应生成E,则E为CH2CHCH(CH3)2,由E转化为F的化学方程式是CH2CHCH(CH3)2+Br2

CH2BrCHBrCH(CH3)2。

(3)G与金属钠反应能放出气体,G的结构简式为HOCH2CH(OH)CH(CH3)2,

G和丁二酸反应生成H,结合H的分子式知H的结构简式为。

(4)①的反应类型是加成反应(或还原反应);③的反应类型是取代

反应。

(5)链烃B是A的同分异构体,其催化氢化产物为正戊烷,则B中不含支链,且含有一个碳碳三键或两个碳碳双键,根据乙烯和乙炔的结构,并结合分子中的所有碳原子共平面知,B所有可能的结构简式是CH3CHCHCHCH2、CH3CH2C≡CCH3。

答案:(1)CH≡CCH(CH3)2　3-甲基-1-丁炔

(2)CH2CHCH(CH3)2+Br2CH2BrCHBrCH(CH3)2

(3)++2H2O

(4)加成反应(或还原反应)　取代反应

(5)CH3CHCHCHCH2、CH3CH2C≡CCH3

15.(2018·黑龙江大庆期中)已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转,结构简式为如图所示的烃,下列说法中正确的是(　B　)

A.分子中处于同一直线上的碳原子最多有6个

B.分子中至少有12个碳原子处于同一平面上

C.该烃苯环上的一氯代物共有3种

D.该烃苯环上的一氯代物共有5种

解析:甲基与苯环平面结构通过单键相连,甲基的C原子处于苯环这个平面上;两个苯环相连,与苯环相连的碳原子也处于另一个苯环平面上,中的1、2、3、4、5、6号C及与1号碳相连的碳碳三键上的C总共7个C处于一条直线上,且至少有12个碳原子共面,故A错误,B正确;该有机物分子中,苯环上所有H原子所处化学环境都不相同,所以苯环上总共有6种H原子,故其苯环上一氯代物有6种,故C、D错误。

16.(2018·江西赣州第一次摸底)以苯为原料合成F,转化关系如下:

BCDEF

F是一种具有重要工业价值的芳香化合物,含有C、H、O、N四种元素,其蒸气密度是相同状况下氢气密度的74.5倍,分子中有两个互为对位的取代基。C能与碳酸氢钠溶液反应,试剂②为Fe/HCl。

已知:①;

②(苯胺:弱碱性,易被氧化);

③RCOClRCOR'。

请回答下列问题:

(1)反应①为加成反应,写出A的化学式:　 。 

(2)B中所含官能团的名称为　　　　　　　　;生成B时,常伴有副反应发生,反应所得产物除B外可能还含有　　　　　　　 　(写出一种产物的结构简式)。 

(3)试剂①是　　　　　　　 　;试剂①和试剂②的顺序能否互换:

　　　　(填“能”或“不能”);为什么?　

　。 

(4)E生成F的化学方程式为 

　。 

(5)参照上述合成路线,以(CH3)2CHCHO和CH3MgCl为原料(无机试剂任选),设计制备(CH3)2CHCOCH3的合成路线。

　 。 

解析:已知合成流程中,苯与A发生加成反应,通过反应①生成异丙基苯,因此反应物A是一种烯烃,结合产物可知A为CH3CHCH2,在第二步发生硝化反应,由于最终的F分子中有两个互为对位的取代基,所以该硝化反应只在对位取代,即B为。C能与NaHCO3溶液反应,所以C分子中含有—COOH,结合已知①,B→C为被酸性KMnO4溶液氧化生成(化合物C)。根据已知③,E→F为RCOCl与CH3CH2MgCl的取代反应,生成RCOCH2CH3,且E、F中均含有苯环,则F的相对分子质量剩余部分约为74.5×2-76-57=16,所以B中含有的—NO2在F中不可能存在。则D→E是通过已知反应②将—NO2还原成—NH2,试剂②是Fe/HCl,C→D为—COOH转变成—COCl的取代反应,则D为,E为,F是,相对分子质量恰好为149。

(2)B是,官能团是—NO2(硝基)。由于—CH(CH3)2对苯环的活化作用,所以苯环上—CH(CH3)2的邻、对位都可能发生取代,所以产物包括仅取代邻位、对位的1个位置,各1种,取代邻位、对位的两个位置,共2种,取代邻位、对位的3个位置,有 1种,一共是5种,除去B本身,还可能有4种产物。

(3)试剂①是将—CH(CH3)2氧化生成—COOH,应当选择酸性高锰酸钾溶液。由于苯胺容易被氧化,所以必须先氧化—CH(CH3)2,然后再通过还原反应将—NO2转变成—NH2,以防止得到的—NH2被酸性高锰酸钾

氧化。

(4)E()与CH3CH2MgCl反应生成F(),另一产物为MgCl2。

(5)以(CH3)2CHCHO为原料制备(CH3)2CHCOCH3的过程中需要使碳链中碳原子数增加1个,只能通过已知反应③完成,因此(CH3)2CHCHO先要转变成(CH3)2CHCOOH,再转变成(CH3)2CHCOCl,(CH3)2CHCOCl与CH3MgCl反应即可得到目标产物。

答案:(1)CH3CHCH2

(2)硝基　、、、

(任写一种)

(3)酸性KMnO4溶液　不能　防止得到的—NH2被酸性KMnO4氧化

(4)

H2N—+MgCl2

(5)(CH3)2CHCHO(CH3)2CHCOOH(CH3)2CHCOCl

(CH3)2CHCOCH3