加成反应、取代反应典型习题讲解

官能团与有机化学反应、烃的衍生物有机化学反应类型典型习题讲解[学习目标定位]会根据有机物的组成和结构特点，分析加成反应、取代反应的原理，会书写常见有机物发生加成反应或取代反应的化学方程式。一、加成反应1．定义加成反应是有机化合物分子中的不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合，生成饱和的或比较饱和的有机化合物的反应。2．能发生加成反应的不饱和键和对应有机物(1)常见的不饱和键：碳碳双键、碳碳叁键、苯环、碳氧双键。(2)能发生加成反应的物质类别：烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛、酮等。3．能发生加成反应的试剂常见的有H2、X2、HX、HCN、H2O等。4．加成反应的电性原理发生加成反应时，不饱和键两端带部分正电荷(δ＋)的原子与试剂中带部分负电荷(δ－)的原子或原子团结合；不饱和键两端带部分负电荷(δ－)的原子与试剂中带部分正电荷(δ＋)的原子或原子团结合，生成反应产物。完成下列反应的化学方程式：①＋H2→CH3—CH2OH；②＋HCN→。5．加成反应的应用(1)合成乙醇CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2OH。(2)制备化工原料—丙烯腈CH≡CH＋HCNeq\o(→,\s\up7(催化剂))CH2=CH—CN。(3)制备溴乙烷CH2=CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2Br。有机物的加成反应(1)有机物发生加成反应的通式是eq\o(A,\s\up6(δ＋))1=eq\o(B,\s\up6(δ－))1＋eq\o(A,\s\up6(δ＋))2—eq\o(B,\s\up6(δ－))2eq\o(→,\s\up7(一定条件))(2)根据有机物本身及试剂的结构特点，不同类型的不饱和键通常能与不同的试剂发生加成反应。结构试剂产物H2、X2、HX、H2O烷、卤代烃、醇—C≡C—H2、X2、HX、H2O、HCN烷、烯、烯醇、卤代烃、腈、卤代烯烃H2、HCN醇、羟基腈H2环烷烃例1下列反应属于加成反应的是()A．C3H8＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))C3H7Cl＋HClB．C3H8eq\o(→,\s\up7(高温))C2H4＋CH4C．CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2OHD．＋3HNO3eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋3H2O答案C解析A、D项属于取代反应；B项是裂解反应；C项是加成反应。【考点】有机反应类型【题点】加成反应类型的判断规律总结常见的加成反应(1)烯烃、炔烃、苯环、醛、酮与氢气的反应。(2)烯烃与H2O、HX、X2等的反应。(3)醛、酮与HCN的反应。(4)—C≡N与HCN、NH3的反应。(5)—C≡C—与HX、X2、HCN、NH3的反应。例2乙烯酮(CH2=C=O)在一定条件下能与含活泼氢的化合物发生加成反应，反应可表示为CH2=C=O＋HA→。乙烯酮在一定条件下与下列各试剂发生加成反应时所得产物不正确的是()A．与HCl加成时得到CH3COClB．与H2O加成时得到CH3COOHC．与CH3OH加成时得到CH3COCH2OHD．与CH3COOH加成时得到CH3COOCOCH3答案C解析由信息可知，乙烯酮与含活泼氢的化合物发生加成反应时，其中的碳碳双键断裂，氢原子加到—CH2—上。C项中的CH3OH断裂的化学键不正确，产物应为CH3COOCH3。【考点】有机反应类型【题点】加成反应类型的判断易错警示书写加成反应产物结构简式时要注意原子连接的位置须正确。二、取代反应1．定义(1)观察以下反应特点，回答问题。CH3—CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(hν))CH3CH2Cl＋HCl＋Br2eq\o(→,\s\up7(Fe))＋HBr＋3HNO3eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(55～65℃))＋3H2O＋HO—SO3H(浓)eq\o(,\s\up7(△))＋H2O以上反应从结构变化上看都是有机物中的某个或某些氢原子被其他原子或原子团代替的反应。(2)有机化合物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应称取代反应。2．有机化合物与极性试剂的取代反应(1)从化学键类型上分析，发生取代反应时断裂的是极性单键。有机化合物分子中有极性单键，就能发生取代反应。有机化合物与极性试剂的取代反应可用通式表示：eq\o(A,\s\up6(δ＋))1－\o(B,\s\up6(δ－))1＋\o(A,\s\up6(δ＋))2－\o(B,\s\up6(δ－))2→A1—B2＋A2—B1。(2)根据上述规律完成下列反应方程式①CH3CH2CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))CH3CH2CH2OH＋NaBr；②CH3CH2OH＋HBr→CH3CH2Br＋H2O；③CH3CH2Cl＋NH3→CH3CH2—NH2＋HCl；④CH3CH2Br＋NaCN→CH3CH2CN＋NaBr。3．α-H的取代反应在含有官能团的有机化合物分子中，与官能团直接相连的碳原子称为α-C，其上的氢原子称为α-H；与α-C相连的碳原子称为β-C，其上的氢原子称为β-H。由于受官能团影响α-C上的碳氢键最容易断裂，发生取代反应。如：CH3—CH=CH2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(△))。能发生取代反应的物质及对应的试剂(X为卤素)物质试剂X2、HNO3、H2SO4R—CH2—HX2R—CH2—OHHX、HOOC—RR—CH2—XH2O、NaCN、NH3、NaOH烯烃、炔烃、醛、酮、羧酸等分子中与α-C相连的氢原子X2等例3下列有机反应中，不属于取代反应的是()A．＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))＋HClB．2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2OC．ClCH2CH=CH2＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))HOCH2CH=CH2＋NaClD．＋HO—NO2eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(55～60℃))＋H2O答案B解析B项中的反应是氧化反应，A、C、D三项中的反应均属于取代反应。【考点】有机反应类型【题点】取代反应的判断规律总结五种取代反应：水解、酯化、硝化、磺化、卤代。例4卤代烃在NaOH溶液存在的条件下水解，是一类典型的取代反应，其实质是带负电荷－→CH3CH2CH2—OH＋Br－。写出下列反应的化学方程式：(1)CH3CH2Br与NaHS反应____________________________________________________________________________________________________________________；(2)CH3I与CH3COONa反应___________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)CH3CH2Br＋NaHS→CH3CH2SH＋NaBr(2)CH3I＋CH3COONa→CH3COOCH3＋NaI解析CH3CH2CH2—Br＋OH－→CH3CH2CH2—OH＋Br－的反应实质是带负电荷的原子团(OH－)取代了卤素原子。将问题与题给信息对照，寻找相似点：NaHS→HS－，CH3COONa→CH3COO－相当于NaOH→OH－。【考点】有机反应类型【题点】取代反应的原理及方程式的书写

例5(2017·湖北襄阳四校高二联考)下列方程式表示的反应既不属于加成反应也不属于取代反应的是()A．C6H5CH2Cl＋NaCN→C6H5CH2CN＋NaClB．C6H5Li＋CO2→C6H5COOLiC．CH3CH2CHO＋HCN→CH3CH2CH(CN)OHD．CH3COOCH2CH3eq\f(450℃,气相)CH3COOH＋CH2=CH2答案D解析C6H5CH2Cl＋NaCN→C6H5CH2CN＋NaCl是C6H5CH2Cl中Cl原子被—CN取代，属于取代反应，A项不符合题意；C6H5Li＋CO2→C6H5COOLi是CO2中的1个碳氧双键发生断裂，氧原子和碳原子分别结合Li原子和C6H5—，属于加成反应，B项不符合题意；CH3CH2CHO＋HCN→CH3CH2CH(CN)OH是CH3CH2CHO中碳氧双键发生断裂，氧、碳原子分别结合了H原子和—CN，属于加成反应，C项不符合题意；CH3COOCH2CH3eq\o(→,\s\up7(450℃),\s\do5(气相))CH3COOH＋CH2=CH2，既不属于加成反应，也不属于取代反应，D项符合题意。【考点】有机反应类型【题点】取代反应和加成反应的判断1．下列反应属于加成反应的是()A．2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑B．＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋H2OC．CH3CH=CH2＋Br2→D．CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O答案C解析A选项属于置换反应；B、D选项属于取代反应；C选项碳碳双键与Br2发生加成反应。【考点】有机反应类型【题点】加成反应类型的判断2．下列属于加成反应的是()A．乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下反应B．乙烯通入溴的四氯化碳溶液C．苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物共热D．乙醇在铜粉存在下与氧气反应答案B解析乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下的反应为取代反应，A项错误；乙烯通入溴的四氯化碳溶液发生加成反应，B项正确；苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物共热发生取代反应，C项错误；乙醇在铜粉存在下与氧气发生氧化反应，D项错误。【考点】有机反应类型【题点】加成反应类型的判断3．(2017·南昌十中高二期末)下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是()A．乙炔通入溴水中B．乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中C．在镍做催化剂的条件下，苯与氢气反应D．乙烷与氯气光照下发生反应答案D解析乙炔与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烯或1,1,2,2-四溴乙烷，该反应为加成反应，故A错误；乙烯分子中含有碳碳双键，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，该反应为氧化反应，不属于取代反应，故B错误；苯与氢气在催化剂作用下发生加成反应生成环己烷，该反应不属于取代反应，故C错误；光照条件下，乙烷分子中的H原子被Cl原子取代生成氯代乙烷，属于取代反应，故D正确。【考点】有机反应类型【题点】取代反应的判断4．将1molCH4与一定量的Cl2混合发生取代反应后，假设反应后CH4、Cl2均无剩余，若按生成等量的四种取代产物，则参加反应的Cl2的物质的量为()A．1.5mol B．2molC．2.5mol D．4mol答案C解析由题目要求根据下列反应关系可求出：CH4＋Cl2→CH3Cl＋HCl；CH4＋2Cl2→CH2Cl2＋2HCl；CH4＋3Cl2→CHCl3＋3HCl；CH4＋4Cl2→CCl4＋4HCl。【考点】有机反应类型【题点】烷烃取代反应的定量关系及计算5．一定条件下，1mol下列物质与H2发生加成反应，消耗H2最多的是()A．丙炔 B．1-己烯C．苯乙烯 D．氯乙烯答案C解析根据不饱和程度，苯乙烯与H2加成的对应关系为1∶4，消耗H2最多。【考点】加成反应【题点】加成反应的定量关系及计算6．某链烃1mol最多能与2molHCl发生加成反应，所得的产物1mol可与6molCl2发生完全取代反应，则该烃为()A．C2H4 B．C3H6C．C3H4 D．C2H2答案C解析能与2molHCl加成，通式符合CnH2n－2，由1mol烃的加成产物可与6molCl2发生完全取代可知烃中原来含有的H为6－2＝4个，即2n－2＝4，n＝3，所以原来的烃为C3H4。【考点】取代反应和加成反应【题点】取代反应和加成反应的定量关系及计算7．根据反应机理，写出下列反应的化学方程式：(1)丙烯与HCl反应：___________________________________________________。(2)乙醛与HCN反应：__________________________________________________。(3)苯与浓H2SO4：______________________________________________________。(4)CH3—CH(OH)—CH3＋H—Cl→___________________________________________________________________________________________________________________。(5)CH3CH2—Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))_____________________________________________。(6)CH3—CHCl—CH3＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))____________________________________。答案(1)CH3CH=CH2＋HCl→(2)CH3CHO＋HCNeq\o(→,\s\up7(一定条件))(3)＋H2SO4(浓)eq\o(,\s\up7(△))＋H2O(4)＋H2O(5)CH3CH2OH＋NaBr(6)＋NaCl【考点】取代反应和加成反应【题点】取代反应和加成反应的原理及方程式的书写[对点训练]题组1加成反应及判断1．下列有机物与HBr或HCN都能发生加成反应的是()A．CH2=CHCH3 B．CH≡CHC．CH3CHO D．CH3C≡N答案B【考点】有机反应的类型【题点】加成反应类型的判断2．下列各反应中属于加成反应的是()①CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3CH2OH②H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照))2HCl③＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2OH④CH3CH3＋2Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH2ClCH2Cl＋2HClA．①②B．②③C．①③D．②④答案C解析加成反应的主要特征是有机物分子中的不饱和键变为饱和键或不饱和程度减小，符合此特征的只有①③。【考点】有机反应类型【题点】加成反应类型的判断3．相同状况下，某气态烃1体积只能与1体积氯气发生加成反应，生成氯代烷烃，此氯代烷烃1mol可与4mol氯气发生完全的取代反应，则该烃的结构简式为()A．CH2=CH2 B．CH3CH=CH2C．CH3CH3 D．CH3CH2CHCH2答案A【考点】有机反应类型【题点】取代反应和加成反应的定量关系及计算题组2取代反应的判断4．下列反应属于取代反应的是()A．乙醇在氧气中燃烧B．甲苯中加入酸性KMnO4溶液C．苯与浓H2SO4混合并加热D．2-甲基-1,3-丁二烯与溴水混合答案C解析A项发生反应为CH3CH2OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O，属于氧化反应；B项发生反应为eq\o(→,\s\up7(酸性KMnO4))，属于氧化反应；C项为＋HO—SO3H(浓)eq\o(,\s\up7(△))＋H2O，属于取代反应；D项发生反应属于加成反应。【考点】有机反应类型【题点】取代反应类型的判断5．有机化学中取代反应范畴很广。下列反应中，属于取代反应范畴的是()①＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(55～60℃))＋H2O②eq\o(→,\s\up7(62%H2SO4),\s\do5(95℃))CH3CH2CHCHCH3＋H2O③2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O④2(CH3)2CHCHCH2＋2HI→(多)(少)A．①③B．②④C．①④D．②③答案A解析①可认为HNO3中的—NO2取代了H原子，属取代反应；③中反应可认为是CH3CH2—基团取代了CH3CH2—OH中羟基上的H原子，是取代反应。【考点】有机反应类型【题点】取代反应的类型判断6．下列反应不属于取代反应的是()A．CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HClB．CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2OC．＋Br2eq\o(→,\s\up7(Fe))＋HBrD．＋3HNO3eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋3H2O答案B解析取代反应是“有上有下，取而代之”的有机化学反应。其中A、C、D均具备取代反应的特征，均是取代反应。【考点】有机反应类型【题点】取代反应类型的判断题组3取代反应或加成反应同分异构体的判断7．下列物质进行一氯取代反应后，只能生成三种沸点不同的有机产物的是()A．(CH3)2CHCH2CH2CH3B．(CH3)2CHCH3C．(CH3)2CHCH(CH3)2D．(CH3)3CCH2CH3答案D【考点】同分异构体的书写与数目的判断【题点】一元卤代烃同分异构体的书写与数目的判断8．下列有机物与HBr发生加成反应时，产物没有同分异构体的是()A．CH2CHCH3 B．CH3CH=CHCH3C．(CH3)2CCHCH3 D．CH3CH2CHCH2答案B【考点】有机反应类型【题点】加成反应产物种类的分析9．下列化合物分别经催化加氢后，不能得到2-甲基戊烷的是()A．B．C．D．答案A解析烯烃与氢气加成时，不改变烃的碳架结构，其碳架结构为，不符合其结构的是A项。【考点】有机反应类型【题点】加成反应产物种类的分析10．(2017·福建师大附中质检)下列反应生成的有机产物一定是纯净物的是()A．1,3-丁二烯与等物质的量的Br2发生反应B．2-氯丁烷与NaOH水溶液共热C．甲苯与浓硝酸在浓硫酸存在下发生反应生成一硝基甲苯D．氯乙烯在一定条件下反应生成聚氯乙烯答案B解析1,3-丁二烯与等物质的量的Br2可能发生1,2-加成，也可能发生1,4-加成，A项错误；2-氯丁烷在NaOH水溶液中发生取代反应，生成2-丁醇，B项正确；甲苯与浓硝酸反应主要发生邻、对位取代，所以得到的可能是邻硝基甲苯和对硝基甲苯的混合物，C项错误；聚氯乙烯中n值是不确定的，属于混合物，D项错误。【考点】有机反应类型【题点】取代反应和加成反应产物种类的分析[综合强化]11．下列各组反应中，前者属于取代反应，后者属于加成反应的是()A．氯乙烷和NaOH的乙醇溶液混合共热；苯、浓硝酸和浓硫酸混合共热B．乙醇和浓硫酸加热到170℃；乙醇和浓硫酸加热到140℃C．苯和液溴、铁粉混合；乙烯通入溴水中D．苯和氢气在镍催化下加热反应；苯和浓硫酸混合共热答案C解析A、B选项中两个反应分别为消去反应、取代反应；C选项中两个反应分别为取代反应和加成反应；D选项中两个反应分别为加成反应和取代反应。【考点】有机反应类型【题点】取代反应和加成反应类型的判断12．“芬必得”是一种具有解热、镇痛、抗生素作用的药物，“芬必得”主要成分的结构简式如下所示：下列关于“芬必得”的叙述正确的是()A．该物质的分子式为C13H14O2B．该物质不能使酸性KMnO4溶液退色C．该物质不能发生取代反应D．该物质可以与乙醇在一定的条件下反应生成酯答案D【考点】有机反应类型【题点】多官能团有机物有机反应类型的判断13．Ⅰ.写出下列指定反应物或生成物的化学方程式(不需注明条件)。(1)乙醛和HCN反应：_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)生成丙烯腈(CH2CH—CN)：________________________________________。(3)丙烯与HCl反应_________________________________________________。Ⅱ.烯烃、炔烃等的α-H原子在一定条件下可与Cl2发生取代反应。(1)CH3CH=CH2＋Cl2eq\o(→,\s\up7(一定条件))____________________________________________。(2)CH≡C—CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(一定条件))_____________________________________________。答案Ⅰ.