专题4烃的衍生物第一单元卤代烃学案苏教版选修5.docx

专题4烃的衍生物第一单元卤代烃学案苏教版选修5.docx

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专题4烃的衍生物第一单元卤代烃学案苏教版选修5

第一单元　卤代烃

[学习目标定位]　1.认识卤代烃的组成和结构特点，能根据不同的标准对卤代烃进行分类。

2.通过对1溴丙烷性质的学习掌握卤代烃的性质，认识消去反应的原理。

3.知道卤代烃在有机合成中的重要应用。

一、卤代烃的结构和性质

1．卤代烃的概念和分类

（1）概念

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。

（2）分类

2．卤代烃对人类生活的影响

（1）卤代烃的用途：

制冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂、合成有机物。

（2）卤代烃对环境的危害

①卤代烃比较稳定，在环境中不易被降解。

②部分卤代烃对大气臭氧层有破坏作用。

3．物理性质

（1）除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2===CHCl常温下是气体外，其他大部分为液体，且密度比水大。

（2）难溶于水，易溶于乙醚、苯、环己烷等有机溶剂。

（3）互为同系物的卤代烃沸点随碳原子数增多而升高。

4．化学性质

（1）实验探究

试管a中试剂

1溴丙烷和KOH醇溶液

1溴丙烷和KOH水溶液

实验现象

试管b中收集到气体，c中有浅黄色沉淀

试管b中无气体产生，c中有浅黄色沉淀

结论

1溴丙烷发生消去反应

1溴丙烷发生水解反应

（2）消去反应

①概念：

在一定条件下从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物（含双键或叁键）的反应。

②反应条件：

与强碱的醇溶液共热。

③1溴丙烷发生消去反应的化学方程式为

CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH===CH2↑＋KBr＋H2O。

（3）水解反应

①反应条件：

与强碱的水溶液共热。

②1溴丙烷发生水解反应的化学方程式为

CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH2CH2OH＋KBr

③反应类型：

取代反应。

卤代烃的消去反应与水解反应的比较

反应类型

消去反应

水解（取代）反应

反应条件

NaOH醇溶液、加热

NaOH水溶液、加热

卤代烃的断键规律

结构特点

与X相连的C的邻位C上有H原子

含C—X键即可

产物特征

消去HX，引入碳碳双键或碳碳叁键

在碳上引入—OH，生成含—OH的有机物（醇）

例1　（2017·南京六合高二期中）下列化合物中，既能发生水解反应，又能发生消去反应，且消去反应生成的烯烃只有一种的是（　　）

A．CH3Br

答案　B

解析　题中所给的化合物都是卤代烃，都能发生水解反应。

能发生消去反应的有和，其中的消去反应的产物只有一种烯烃，的消去反应生成的烯烃有2种（2甲基1丁烯、2甲基2丁烯）。

【考点】卤代烃结构与性质的综合考查

【题点】卤代烃性质的综合考查

规律方法　卤代烃消去反应的规律

（1）没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应，如CH3Cl。

（2）邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。

（3）有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，可得到不同产物。

（4）卤代烃发生消去反应可生成炔烃。

二、卤代烃中卤素原子的检验

1．实验原理

卤代烃中的卤素原子是以共价键与碳原子相结合的，在水中不能直接电离产生卤素离子（X－），更不可能与AgNO3溶液反应，因此不能直接用AgNO3溶液来检验卤代烃中的卤族元素。

而应先使其转化成卤素离子，再加稀硝酸酸化，最后加AgNO3溶液，根据产生沉淀的颜色检验。

2．实验流程

　卤代烃的检验

（1）实验原理

R—X＋NaOHR—OH＋NaX

HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O

AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3

根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定卤素原子（氯、溴、碘）。

（2）实验主要问题

在加入硝酸银溶液之前必须先加入硝酸进行酸化，防止硝酸银与剩余氢氧化钠反应干扰实验现象。

例2　（2018·扬州邗江中学期末）能够鉴定氯乙烷中氯元素的存在的操作是（　　）

A．在氯乙烷中直接加入AgNO3溶液

B．在氯乙烷中加蒸馏水，然后加入AgNO3溶液

C．在氯乙烷中加入NaOH溶液，加热、冷却后再酸化，然后加入AgNO3溶液

D．在氯乙烷中加入硫酸加热后，然后加入AgNO3溶液

答案　C

解析　氯乙烷可以在氢氧化钠水溶液中水解生成氯离子，也可以在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成氯离子，最后加入硝酸酸化，再加入硝酸银，观察是否有白色沉淀生成。

【考点】卤代烃结构与性质的综合考查

【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法

特别提醒　

（1）卤代烃不能电离出X－，必须转化成X－，方可用AgNO3溶液来检验。

（2）将卤代烃中的卤素转化为X－，可用卤代烃的取代反应，也可用消去反应。

例3　某一氯代烷1.85g，与足量NaOH水溶液混合加热后用硝酸酸化，再加入足量的AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87g。

（1）写出这种一氯代烷的各种同分异构体的结构简式：

________________________________________________________________________。

（2）若此一氯代烷与足量NaOH水溶液共热后，不经硝酸酸化就加AgNO3溶液，出现的现象为________________________________________________________________________，

写出有关的化学方程式______________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷？

为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）

（2）将会产生褐色沉淀

AgNO3＋NaOH===AgOH↓＋NaNO3、

2AgOH===Ag2O＋H2O

（3）不能，因卤代烷中的卤素均是以卤原子的形式与碳原子结合的，不能与Ag＋反应

解析　AgCl的物质的量为＝0.02mol，

一氯代烷的相对分子质量为＝92.5g·mol－1，

设其分子式为CnH2n＋1Cl，则12n＋2n＋1＋35.5＝92.5，n＝4，该卤代烷为C4H9Cl。

三、卤代烃在有机合成中的应用

卤代烃的化学性质比较活泼，能发生许多反应，例如取代反应、消去反应等，从而转化成其他类型的化合物。

因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用。

1．在烃分子中引入羟基

例如由乙烯制乙二醇，先用乙烯与氯气发生加成反应制取1,2二氯乙烷，再用1,2二氯乙烷和氢氧化钠溶液发生水解反应制得乙二醇。

2．在特定碳原子上引入卤原子

例如由1溴丁烷制取1,2二溴丁烷，先由1溴丁烷发生消去反应得到1丁烯，再由1丁烯与溴加成得到1,2二溴丁烷。

3．改变某些官能团的位置

例如由1丁烯制取2丁烯，先由1丁烯与溴化氢加成得到2氯丁烷，再由2氯丁烷发生消去反应得到2丁烯。

4．增长碳链或构成碳环

例如卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃反应，生成更长碳链的烃。

RX＋MgRMgX，CH2===CHCH2Cl＋RMgCl―→CH2===CHCH2R＋MgCl2。

例4　根据下面的反应路线及所给信息填空。

A（一氯环己烷）B

（1）A的结构简式是________，名称是________。

（2）①的反应类型是________________，③的反应类型是________。

（3）反应④的化学方程式是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）　环己烷　

（2）取代反应　加成反应

（3）＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O

解析　由A可知，为A发生取代反应的产物，所以A为环己烷（），又分子中含有双键，故可与Br2的CCl4溶液发生加成反应而生成B，反应方程式为＋Br2―→，比较B与的结构可知，B应发生消去反应而得到，化学方程式为＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O。

【考点】卤代烃在有机合成中的应用

【题点】卤代烃性质的综合考查

例5　以溴乙烷为原料制备1,2二溴乙烷（反应条件略去），方案中最合理的是（　　）

A．CH3CH2Br―→CH3CH2OH―→CH2===CH2CH2BrCH2Br

B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br

C．CH3CH2Br―→CH2===CH2CH2BrCH3CH2BrCH2Br

D．CH3CH2Br―→CH2===CH2CH2BrCH2Br

答案　D

解析　B中方案CH3CH2Br和Br2发生取代反应时可生成多种产物，不能保证只生成1,2二溴乙烷，不易分离；D中方案溴乙烷在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成乙烯，乙烯与溴发生加成反应生成1,2二溴乙烷，不存在其他副产物。

【考点】氯代烃结构与性质的综合考查

【题点】卤代烃的制备

规律方法　在有机合成中引入卤素原子的方法

（1）不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应

如CH3—CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br。

（2）取代反应

如乙烷与Cl2：

CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl，

苯与Br2：

＋Br2＋HBr；

在有机合成中引入卤素原子或引入卤素原子作中间产物，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，得到的产品纯度低。

巧记卤代烃取代反应和消去反应的条件和产物：

无醇（水溶液）则有醇（生成醇），有醇（醇溶液）则无醇（产物中没有醇）。

1．下列关于氟氯代烃的说法中，不正确的是（　　）

A．氟氯代烃是一类含氟和氯的卤代烃

B．氟氯代烃化学性质稳定，有剧毒

C．氟氯代烃大多数无色，无臭，无毒

D．在平流层，氟氯烃在紫外线照射下，分解产生氯原子可引发损耗O3的循环反应

答案　B

解析　氟氯代烃的化学性质稳定，对人体无伤害，可作为制冷剂，它是无臭味的、无毒的，当其进入臭氧层后，可以破坏O3。

【考点】卤代烃的结构与性质

【题点】卤代烃对人类生活的影响

2．（双选）（2017·如东高级中学高二期中）下列说法正确的是（　　）

A．煤的干馏是化学变化

B．石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油

C．将CH3CH2Br与NaOH溶液共热，冷却后，取出上层水溶液加入AgNO3溶液，观察现象判断有机物中是否含有溴元素

D．能用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯

答案　AD

解析　煤的干馏过程中有新物质生成，属于化学变化，A项正确；石油裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等，B项错误；将CH3CH2Br与NaOH溶液共热，冷却后，取出上层水溶液，首先需要加入硝酸中和氢氧化钠，再加入AgNO3溶液，C项错误；水与乙醇互溶，不分层，甲苯不溶于水，分层，油层在上层，溴苯不溶于水，分层，油层在下层，现象各不相同，可以鉴别，D项正确。

【考点】氯代烃结构与性质的综合考查

【题点】卤代烃性质的综合考查