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课时2

烃和卤代烃

1．已知：CH3—CH===CH2＋HBr―→CH3—CHBr—CH3(主要产物)，1 mol某烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O。该烃A在不同条件下能发生如下图所示的一系列变化。

(1)A的化学式：________，A的结构简式：________。

(2)上述反应中，①是________反应，⑦是________反应。(填反应类型) (3)写出C、D、E、H物质的结构简式：

C____________________，D____________________，

E____________________，H____________________。

(4)写出D―→F反应的化学方程式___________________。

解析

由1 mol A完全燃烧生成8 mol CO2、4 mol H2O可知A中N(C)＝8，N(H)＝8，分子式为C8H8，不饱和度为5，推测可能有苯环，由①④知A中必有双键。故A为。A与Br2加成得B：；A＋HBr―→D，由信息知D为；F由D水解得到，F为；H是F和醋酸反应生成的酯，则H为。

答案

(1)C8H8

(2)加成

酯化(或取代) (3)

(4)水＋NaOH――→△＋NaBr 2．实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下：

H2SO4浓CH3CH2OH――→CH2===CH2↑＋H2O 170 ℃CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br 可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140 ℃脱水生成乙醚

用少量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：

状态

密度/(g·cm-3) 沸点/℃

熔点/℃

回答下列问题：

乙醇

无色液体

0.79 78.5 -130 1,2-二溴乙烷

无色液体

2.2 132. 9 乙醚

无色液体

0.71 34.6 -116

(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，其最主要目的是________(填正确选项前的字母)。

a．引发反应

c．防止乙醇挥发

b．加快反应速度

d．减少副产物乙醚生成

(2)在装置C中应加入________(填正确选项前的字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。

a．水

c．氢氧化钠溶液

b．浓硫酸

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________层(填“上”或“下”)。

(5)若产物中有少量未反应的Br2，最好用________(填正确选项前的字母)洗涤除去。

a．水

c．碘化钠溶液

b．氢氧化钠溶液

d．乙醇

(6)若产物中有少量副产物乙醚，可用________的方法除去。

(7)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_____________________。

解析

(2)根据题中提示，选用碱溶液来吸收酸性气体；(3)制备反应是溴与乙烯的反应，明显的现象是溴的颜色褪去；(4)1,2-二溴乙烷的密度大于水，因而在下层；(5)溴在水中溶解度小，不用水洗涤，碘化钠与溴反应生成碘会溶解在1,2-二溴乙烷中，不用碘化钠溶液除溴，乙醇与1,2-二溴乙烷混溶也不能用；(6)根据表中数据，乙醚沸点低，可通过蒸馏除去(不能用蒸发，乙醚不能散发到空气中，且蒸发会导致1,2-二溴乙烷挥发到空气中)；(7)溴易挥发，冷却可减少挥发。但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。

答案

(1)d

(2)c

(3)溴的颜色完全褪去

(4)下

(5)b

(6)蒸馏

(7)避免溴大量挥发

1,2-二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管

3．(2016·邯郸模拟)烷烃A只可能有三种一氯取代产物B、C和D。C的结构简

式是。B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只能得到有机化合物E。以上反应及B的进一步反应如下所示。

请回答下列问题：

(1)A的结构简式是________，H的结构简式是________。

(2)B转化为F属于________反应，B转化为E的反应属于________反应(填反应类型名称)。

(3)写出F转化为G的化学方程式：__________________________________ _____________________________________________________________。

(4)1.16 g H与足量NaHCO3作用，标准状况下可得CO2的体积是______ mL。

(5)写出反应①的化学方程式_______________________________________ _______________________________________________________________。

解析

烷烃A只可能有三种一氯取代产物B、C和D，C的结构简式是，故A为(CH3)3CCH2CH3，B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只能得到有机化合物E，故E为(CH3)3CCH＝CH2，B在氢氧化钠水溶液下生成F，F为醇，F氧化生成G，G能与银氨溶液反应，G含有醛基—CHO，故B为(CH3)3CCH2CH2Cl，F为(CH3)3CCH2CH2OH，G为(CH3)3CCH2CHO，H为(CH3)3CCH2COOH，D为(CH3)3CCH2ClCH3。

(4)1.16 g(CH3)3CCH2COOH的物质的量为1.16 g＝0.01 mol，由116 g·mol－1(CH3)3CCH2COOH＋NaHCO3―→(CH3)3CCH2COONa＋H2O＋CO2↑可知，生成CO2的物质的量为0.01 mol，二氧化碳的体积是0.01 mol×22.4 L·mol-1＝0.224 L＝224 mL。

答案

(1)(CH3)3CCH2CH3

(CH3)3CCH2COOH 催化剂(2)取代(水解)

消去

(3)2(CH3)3CCH2CH2OH＋O2――→2(CH3)3CCH2CHO＋2H2O

(4)224 △(5)(CH3)3CCH2CHO＋2[Ag(NH3)2]OH――→(CH3)3CCH2COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 4．(选做题)(2016·湖北七市联考)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。

(1)A的结构简式为________________________________；

(2)A中的碳原子是否都处于同一平面？________(填“是”或“不是”)；

(3)在下图中，D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。

反应②的化学方程式为______________；C的化学名称是________；E2的结构简式是_________________；④、⑥的反应类型依次是________、________。

解析

(1)用商余法先求该烃的化学式，n(CH2)＝84/14＝6，化学式为C6H12，分子中含有一个碳碳双键，又只有一种类型的氢，说明分子结构很对称，结构简式为。(2)由于存在碳碳双键，因此分子中所有碳原子共平面。(3)A和Cl2发生加成反应，产物再经反应②得共轭二烯烃，D1是C和Br2发生1,2-加成反应的产物，而D1和D2互为同分异构体，可知D2是C和Br2发生1,4-加成的产物，生成物D1和D2分别再发生水解反应生成醇E1和E2。

答案

(1)

(2)是

(3)＋2H2O C2H5OH＋2NaOH――→△＋2NaCl2,3-二甲基-1,3-丁二烯

代反应(或水解反应) 5．下面是几种有机化合物的转换关系：

1,4-加成反应

取

请回答下列问题：

(1)根据系统命名法，化合物A的名称是__________。

(2)上述框图中，①是__________反应，③是__________反应(填反应类型)。

(3)化合物E是重要的工业原料，写出由D生成E的化学方程式：_______。

(4)C2的结构简式是_______________________________________________，

F1的结构简式是__________________________________________，

F1和F2互为______________。

解析

这是一道烷烃、烯烃、卤代烃之间相互转化的框图题，在考查烷烃的取代反应和烯烃、二烯烃的加成反应的基础上，重点考查了卤代烃发生消去反应这一性质，解题的关键是根据反应的条件确定反应的类型及产物。转化取代消去加成消去加成过程：烷烃――→卤代烃――→单烯烃――→二卤代烃――→二烯烃――→1,4-加成产物或1,2-加成产物。

答案

(1)2,3-二甲基丁烷

(2)取代

加成

(3)醇＋2NaOH――→

△＋2NaBr＋2H2O (4)同分异构体

6．异丙苯下列填空：

是一种重要的有机化工原料。根据题意完成(1)由苯与2-丙醇反应制备异丙苯属于________反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为______________________。

(2)异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称是_____。

(3)α-甲基苯乙烯是生产耐热型ABS树脂的一种单体，工业上由异丙苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法(用化学反应方程式表示)______________________________________。

(4)耐热型ABS树脂由丙烯腈、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯共聚生成，写出该树脂的结构简式(不考虑单体比例)________________。

解析

(1)由苯与2-丙醇制备异丙苯属于取代反应，由异丙苯制备对溴异丙苯需要在苯环上的对位引入—Br，所以与苯的卤代反应条件相同，需用液溴在溴化铁(或铁)作催化剂条件下反应。

(2)异丙苯的同分异构体中，结构对称的1,3,5-三甲苯中等效氢原子最少，故其一溴代物最少(共2种)。

(3)由异丙苯制备α-甲基苯乙烯，首先对此二者结构进行对比，可以看出异丙苯中的C—C变成了α-甲基苯乙烯中的，因此需要先卤代、后消去两步反应，即光＋Cl2――→＋HCl；NaOH/CH3CH2OH――→△CCH3CH2＋HCl。

(4)ABS树脂是由丙烯腈(CH2===CH—CN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯在一定条件下加聚而成，反应为

nCH2===CHCN＋nCH2===CH—CH===CH2＋

一定条件――→

。

答案

(1)取代

Br2/FeBr3(或Br2/Fe) (2)1,3,5-三甲苯

(3)光照＋Cl2――→＋HCl

NaOH/醇――→△＋HCl (4)

7．对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：

已知以下信息：

①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；

②D可与银氨溶液反应生成银镜；

③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。

回答下列问题：

(1)A的化学名称为__________；

(2)由B生成C的化学反应方程式为________________________________，

该反应的类型为____________；

(3)D的结构简式为_________________________________________；

(4)F的分子式为____________；

(5)G的结构简式为________________；

(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________(写结构简式)。

解析

(1)由题意知A为甲苯，根据反应的条件和流程分别确定B、C、D、E、F、G的结构。

(2)由光照条件知B生成C的反应为甲基的取代反应。

(3)由信息①知发生取代反应，然后失水生成。

(4)E为，在碱性条件下反应生成。

(5)F在酸性条件下反应生成对羟基苯甲酸。

(6)限定条件的同分异构体的书写：①有醛基；②有苯环；③注意苯环的邻、间、对位置。

答案

(1)甲苯

(2)hν＋2Cl2――→

(4)C7H4O3Na2

(5)

＋2HCl

取代反应

(3)(6)13

8．(全国卷Ⅰ)A～H的转换关系如下所示：

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之间，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为_____________________________ _____________________________________________________________；

(6)C也是A的一种同分异构体，它的一氯代物只有一种(不考虑立体异构)，则C的结构简式为________。

答案

(1)

3-甲基-1-丁炔

(2)

(3)＋H＋△

(4)加成反应(或还原反应)

取代反应(或水解反应)

(5)H2C===CH—CH===CH—CH3或CH3CH2—C≡C—CH3 (6)