Question

14．卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，回答下列问题：
（1）多氯代甲烷常为有机溶剂，其分子结构为正四面体的名称为四氯甲烷；碳原子个数不大于10的烷烃分子中，其一氯代物只有一种的烷烃的个数为4个．
（2）三氟氯溴乙烷（CF₃CHClBr）是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构式CHFClCF₂Br、CHFBrCF₂Cl、CFClBrCHF₂（不考虑立体异构）．
（3）聚氯乙烯是生活中常用的塑料，工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下：
乙烯$→_{①}^{Cl_{2}}$1，2-二氯乙烷$→_{②}^{480-530℃}$氯乙烯$\stackrel{聚合}{→}$聚氯乙烯
反应①的反应类型为加成反应；
反应②的反应类型为消去分液．
（4）实验室以乙醇、浓硫酸和溴化钠为试剂，用如图的装置制备溴乙烷，图中省去了加热装置．
有关数据见表：

	乙醇	溴乙烷	溴
状态	无色液体	无色液体	深红棕色液体
密度（g/cm3）	0.79	1.44	3.1
沸点	78.5	38.4	59

①仪器B名称是球形冷凝管，仪器B的作用是冷凝回流．
②制备过程中，加入的浓硫酸必须进行稀释，其目的是AB（填序号）
A．减少副产物烯和醚的生成   B．减少Br₂的生成   C．水是反应的催化剂   D．硫酸的浓度越稀反应越快
③加热应采取的方式为水浴加热；加热的目的是升高温度，加快反应速率，同时使生成的溴乙烷分离出来促进平衡右移．
④为除去收集产品中的主要杂质，应选取加入的合理试剂为Na₂SO₃溶液或饱和NaHSO₃溶液；采用的操作是分液．

Answer 1

分析 （1）多氯代甲烷常为有机溶剂，其中分子结构为正四面体，应是甲烷中H原子全部为Cl原子取代；烷烃的一氯取代物只有一种，说明该烷烃中只有一种等效氢原子，根据等效氢原子的判断方法来回答；
（2）CF₃CHClBr对应的同分异构体中，可根据卤素原子的位置不同判断；
（3）乙烯与氯气发生加成反应生成1，2-二氯乙烷，加热480～530℃生成氯乙烯，然后发生加聚反应可生成聚氯乙烯；
（4）①仪器B为球形冷凝管，应采取逆流原理通入冷凝水，进行充分冷凝回流；
②在浓硫酸、加热条件下，乙醇可以发生消去反应生成乙烯，也可以发生分子间脱水生成醚，浓硫酸具有强氧化性可以氧化得到溴单质，反应会有水生成，反应中会放出大量的热，容易使HBr挥发等；
③由于溴乙烷的沸点是38.4℃，而乙醇的沸点是78.5℃，溴的沸点是59℃，故为了将生成的溴乙烷蒸发出，而避免乙醇和溴的挥发，故加热的温度应在38.4℃左右；从加热对反应速率、平衡移动等角度来分析加热的目的；
④由于溴和溴乙烷的沸点比较相近，故产物中的主要杂质为溴，利用溴有较强的氧化性来分析；

解答 解：（1）多氯代甲烷常为有机溶剂，其中分子结构为正四面体，应是甲烷中H原子全部为Cl原子取代，该有机物为CCl₄；烷烃分子中，同一个碳上的氢原子等效，连在同一个碳原子上的氢原子等效，具有镜面对称的碳原子上的氢原子等效，烷烃的一氯取代物只有一种，说明该烷烃中只有一种等效氢原子，在碳原子数n≤10的所有烷烃的同分异构体中，其一氯取代物只有一种的烷烃分别是，共四种．故答案为：四氯甲烷；
4；
（2）CF₃CHClBr对应的同分异构体中，可根据卤素原子的位置不同判断，如F不在同一个C原子上，存在的同分异构体有CHFClCF₂Br、CHFBrCF₂Cl、CFClBrCHF₂三种，
故答案为：CHFClCF₂Br、CHFBrCF₂Cl、CFClBrCHF₂；
（3）乙烯与氯气发生加成反应生成1，2-二氯乙烷，反应的方程式为H₂C=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl，加热480～530℃生成氯乙烯，发生消去反应，
故答案为：加成反应；消去反应；
（4）①由仪器结构特征，可知仪器B为球形冷凝管，应采取逆流原理通入冷凝水，进行充分冷凝回流，故答案为：球形冷凝管；冷凝回流；
②在浓硫酸、加热条件下，乙醇可以发生消去反应生成乙烯，也可以发生分子间脱水生成醚，浓硫酸具有强氧化性可以氧化得到溴单质，反应会有水生成，反应中会放出大量的热，容易使HBr挥发等，故制备操作中，加入的浓硫酸必需进行稀释，其目的是：减少副产物烯和醚的生成，减少Br₂的生成，减少HBr的挥发，故答案为AB．
③由于溴乙烷的沸点是38.4℃，而乙醇的沸点是78.5℃，溴的沸点是59℃，故为了将生成的溴乙烷蒸发出，而避免乙醇和溴的挥发，故加热的温度应在38.4℃左右，故选用水浴加热最合适；升高温度，加快反应速率，同时使生成的溴乙烷分离出来促进平衡右移；故答案为：水浴加热；升高温度，加快反应速率，同时使生成的溴乙烷分离出来促进平衡右移；
④由于溴和溴乙烷的沸点比较相近，故产物中的主要杂质为溴，而溴较溴乙烷有较强的氧化性，故可以用Na₂SO₃溶液或饱和NaHSO₃溶液来除去，生成的溴化钠和硫酸钠均易溶于水，和溴乙烷分层，然后分液即可，故答案为：Na₂SO₃溶液或饱和NaHSO₃溶液；分液；

点评 本题为2014年高考题，综合考查卤代烃的组成、结构和性质，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握有机物的官能团的性质以及同分异构体的判断，难度不大．