2019高中化学 卤代烃（提高）知识讲解学案 新人教版选修5.doc

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1、1卤代烃卤代烃【学习目标学习目标】 1、认识卤代烃的组成和结构特点； 2、根据卤代烃的组成和结构特点，认识取代和消去反应。 【要点梳理要点梳理】 【高清课堂：高清课堂：卤代烃#溴乙烷】 要点一、溴乙烷的结构和性质1分子结构。溴乙烷的分子式为 C2H5Br，结构式为，结构简式为 CH3CH2Br 或 C2H5Br。2物理性质。纯净的溴乙烷是无色液体，沸点 38.4，密度比水大，难溶于水，溶于多种有机溶剂。 【高清课堂：高清课堂：卤代烃#化学性质】3化学性质。（1）水解反应（或取代反应） 。C2H5BrHOHNaOH C2H5OH+HBr 或 C2H5Br+NaOH2H O C2H5OH+NaBr

2、注意：卤代烃的水解反应的实质是取代反应。NaOH 的作用是中和掉反应中生成的 HBr，从而加快反应速率，并提高卤代烃的利用率。（2）消去反应。注意：卤代烃发生消去反应时，主要是卤素原子与相邻含氢较少的碳原子上的氢一起结合成卤化氢脱去。 如 果相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。 要点二、卤代烃1烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物叫做卤代烃。2卤代烃有多种分类方法。根据分子里所含卤素的不同，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃等；根据 分子中卤素原子的多少可分为一卤代烃和多卤代烃；根据分子中烃基的不同可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃 和芳香卤代烃，等等。一卤代烃的结构式为 RX。3

3、卤代烃的物理性质。（1）常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多为液体或固体。（2）所有卤代烃都不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃是很好的有机溶剂。（3）卤代烃的同系物的沸点随烃基中碳原子数的增加而升高，且均高于相应烷烃。（4）卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低。（5）同一烃基的不同卤代烃的沸点随卤素原子的相对原子质量的增大而增大。如：沸点： RFRClRBrRI。（6）卤代烃的同系物的密度随碳原子数的增加而降低，且密度均比相应的烷烃密度大；卤代烃的同分异构 体的密度随分子中支链的增加而降低。4卤代烃的化学性质。2卤代烃的化学性质一般比烃活泼，能发生许多化学反应，如取代反应、

4、消去反应等，从而转化为各种其他 类型的化合物。 （1）取代反应RX+H2ONaOH ROH+HX 或 RX+NaOH水ROH+NaX（2）消去反应注意：若与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上都有氢原子，则可能有多种消去方式，如：在发生消去反应时，生成物可能为或。5卤代烃中卤素原子的检验方法。 （1）实验原理。RX+H2ONaOH ROH+HXHX+NaOH=NaX+H2O HNO3+NaOH=NaNO3+H2O AgNO3+NaX=AgX+NaNO3根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定是何种卤族元素（Cl、Br、I） 。（2）实验步骤。取少量卤代烃；加入 NaOH 水溶液；加热

5、；冷却；加入稀硝酸酸化；加入 AgNO3溶液，观察沉 淀的颜色。（3）实验说明。加热是为了加快卤代烃的水解反应速率，因不同的卤代烃水解难易程度不同。加入稀 HNO3酸化，一是为了中和过量的 NaOH，防止 NaOH 与 AgNO3反应产生沉淀，影响对实验现象的观 察和 AgX 沉淀的质量；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。量的关系：RXNaXAgX，1 mol 一卤代烃可得到 1 mol 卤化银（除 F 外）沉淀，常利用此量的关 系来进行定量测定卤代烃。 要点三、卤代烃对人类生活的影响1卤代烃用途十分广泛，对人类的生产生活有着巨大的影响，如：有些卤代烃可用作溶剂、农药、制冷剂、 灭火剂等。2卤

6、代烃通常比较稳定，不易被微生物降解，有些卤代烃（如氟氯代烃）还会破坏大气臭氧层，这使得人 类对卤代烃的使用受到了较大的限制。 要点四、卤代烃的水解反应与消去反应的比较卤代烃的水解反应与消去反应的比较（见下表） 。比较项目水解反应消去反应卤代烃结构特点一般是一个碳原子上只有一个X与X 相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢 原子反应实质X 被OH 取代从碳链上脱去 HX 分子反应条件NaOH 的水溶液，常温或加热NaOH 的醇溶液，加热反应特点有机物碳架结构不变，X 变为 OH，无副反应有机物碳架结构不变，可能有副反应示例CH3CH2Br+NaOH水CH3CH2Br+NaOH醇3CH3CH2OH+N

7、aBrCH2CH2+NaBr+H2O【典型例题典型例题】 类型一：卤代烃的结构与主要性质 例 1 化合物 X 的分子式为 C5H11Cl，用 NaOH 的醇溶液处理 X，可得分子式为 C5H10的两种产物 Y、Z，Y、Z 经催化加氢后都可得到 2-甲基丁烷。若将化合物 X 用 NaOH 的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是 （ ） 。ACH3CH2CH2CH2CH2OH BC D【答案】B、C 【解析】化合物 X（C5H11Cl）用 NaOH 的醇溶液处理发生消去反应生成 Y、Z 的过程中，有机物 X 的碳架结 构不变，而 Y、Z 经催化加氢后，其有机物的碳架结构也未变，由 2-甲基丁

8、烷的结构可推知 X 的碳架结构为：，其连接 Cl 原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。从而推知有机物 X 的结构简式为或 。则 X 水解的产物可能是 B，也可能是 C。【总结升华】要注意卤代烃的消去反应和水解反应的区别。举一反三：举一反三： 【高清课堂：高清课堂：卤代烃#例 1】【变式 1】有机物 CH3CHCHC1 能发生的反应有（ ） 。 取代反应 加成反应 消去反应 使溴水褪色 使 KMnO4酸性溶液褪色 与 AgNO3溶液生成白色沉淀 聚合反应 A以上反应均可发生B只有不能发生 C只有不能发生 D只有不能发生【答案】C【变式 2】在有机反应中，反应物相同而条件不同会得到

9、不同的主产物，下图中 R 代表烃基，副产物均已 略去。（请注意 H 和 Br 所加成的位置）CH3CCH2CH3CH3OHCH3CHCHCH3CH3OHCH3CCH2ClCH3CH34请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件。（1）由 CH3CH2CH2CH2Br 分两步转变为 CH3CH2CHBrCH3；（2）由(CH3)2CHCHCH2分两步转变为(CH3)2CHCH2CH2OH。【答案】 （1）CH3CH2CH2CH2Br+NaOH 乙醇CH3CH2CHCH2+NaBr+H2O类型二：卤代烃在有机合成中的应用例 2 二氯烯丹是一种播前除草剂，其合成路线如下：D 在

10、反应中所生成的 E，其结构只有一种可能。（1）写出下列反应的类型：反应是_，反应是_。（2）写出下列物质的结构简式：A：_，C：_，D：_，E：_。【答案】 （1）取代反应 消去反应 （2）CH3CHCH2 CH2CClCH2Cl CH2ClCCl2CH2Cl CH2ClCClCHCl 【解析】该题可分两段进行逆推。首先由第步 B 通过加成反应生成了 CH2ClCHClCHCl，推出 B 为 CH2ClCHCH2，进一步可推出 A 为 CH3CHCH2。CH2ClCHClCH2Cl 通过反应得到 C，此时有些难以判断：消去 哪个氯？消去几个？此时可从另一段开始逆推。由最终产物可推知 E 为 C

11、H2ClCClCHCl；D 的消去产物 E 只 有一种结构，所以 D 应该是一种对称结构。D 为 CH2ClCCl2CH2Cl。再进一步联系反应，可推知 C 为 CH2CClCH2Cl。【总结升华】氯代烃在一定条件下水解生成醇：；通常情况下，多个OH 连在同一个碳上，分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键：5。 举一反三：举一反三： 【变式 1】傅瑞德尔克拉福茨反应是在苯环上引入烷基的反应，例如：，乙苯还可发生下列反应：。已知烯烃在发生加 成反应时，加成试剂 HA 中的氢总是加在含氢较多的不饱和碳上：RCHCH2+HARCH(A)CH3。试以电石、苯为原料制备，写出各步反应的化学方程式

12、。【答案】CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2 CHCH+H2Ni CH2CH2CH2CH2+HClCH3CH2Cl类型三：卤代烃中卤原子的鉴定例 3 在实验室里鉴定氯酸钾晶体和 1-氯丙烷中的氯元素，现设计了下列实验操作程序：滴加 AgNO3溶液； 加入 NaOH 溶液；加热；加入 MnO2固体；加蒸馏水过滤后取滤液；过滤后取滤渣；用稀 HNO3酸化。（1）鉴定氯酸钾晶体中氯元素的操作步骤是_（填序号） 。（2）鉴定 1-氯丙烷中氯元素的操作步骤是_（填序号） 。【答案】 （1） （2） 【解析】要鉴定样品中是否含有氯元素，通常采用的实验方法是先设法将样品中的氯元素转化为 Cl，再 使

13、 Cl转化为 AgCl 沉淀，利用沉淀的颜色和卤化银（氟化银除外）不溶于稀硝酸的性质来判断氯元素的存在。（1）鉴定氯酸钾晶体中的氯元素，可先用催化加热分解的方法得到氯化钾，再利用酸化 AgNO3溶液来检验 Cl，从而确认氯酸钾中氯元素的存在。（2）鉴定 1-氯丙烷中的氯元素，必须先将 1-氯丙烷中的氯原子通过水解或消去反应变为氯离子，再滴入 AgNO3溶液来检验。即先取少量 1-氯丙烷加入 NaOH 的水溶液，使其水解后，再加入稀 HNO3酸化，然后加入 AgNO3溶液，观察沉淀的颜色来判断是哪种卤素原子。其实验的关键是在加入 AgNO3溶液之前，应加入稀 HNO3酸 化，以中和过量的 NaOH 溶液，防止 NaOH 与 AgNO3溶液反应生成的沉淀对实验的观察产生干扰。 举一反三：举一反三：【变式 1】要检验某溴乙烷中的溴元素，下列实验方法正确的是（ ） 。A加入新制的氯水振荡，再加入少量 CCl4振荡，观察下层是否变为橙红色B加入硝酸银溶液，再加入稀硝酸使溶液呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成C加入 NaOH 溶液共热，冷却后加入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成6D加入 NaOH 溶液共热，冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成【答案】D