2023-2024学年人教版新教材选择性必修三 第三章第一节 卤代烃 学案

第一节卤代烃学习目标1．了解卤代烃的概念、分类、物理性质和命名。2．理解卤代烃的水解反应和消去反应。3．掌握卤代烃中卤原子的检验方法。4．了解卤代烃在有机合成中的应用。考点精讲一、卤代烃的概念、分类、物理性质和命名1．概念烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，可表示为R—X，官能团为—X。2．分类(1)按卤素种类分类(2)按卤原子数目分类3．物理性质物性规律状态除了CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2＝CHCl等少数为气体外，其余为液体或固体。沸点比同碳原子数的烷烃沸点高；沸点随着碳原子数增加而升高。溶解性不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身是很好的溶剂。密度一般随着烃基中碳原子数目的增加而升高。4．命名命名步骤基本原则①选主链最长碳链且含有α-C②编号位烷基号位较小③写名称脂肪基写在前，卤原子写在后注意：虽然卤原子是官能团，但是命名时把卤原子当做取代基。相对而言，烷基属于较简单基团，所以，编号时要保证烷基的号位较小。例题1．命名下列有机物。答案：A．1-溴丙烷B．2-溴丙烷C．2-甲基-2-溴丁烷D．2-甲基-3-溴丁烷E．邻溴甲苯或2-溴甲苯F．溴代环己烷二、溴乙烷1．结构分子式结构简式结构式球棍模型分子结构模型C2H5BrCH3CH2Br2．物理性质颜色状态熔点沸点密度溶解性无色液体－13大于水难溶于水3．化学性质(1)取代反应反应条件NaOH水溶液化学方程式原理解释由于溴原子吸引电子的能力较强，使共用电子对偏向Br，C—Br键具有较强的极性，因此C—Br容易断键。(2)消去反应反应条件NaOH乙醇溶液化学方程式原理解释注意：消去反应是指有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)，而生成含不饱和键化合物的反应。4．取代反应和消去反应的比较反应类型水解反应(取代反应)消去反应反应条件强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热有机物特点所有卤原子都能水解有β-H规律与苯环相连的卤原子难水解若无β-H，则不能发生消去反应；若有1种β-H，则有1种消去产物；若有2种β-H，则有2种消去产物；若有3种β-H，则有3种消去产物；环内不能形成稳定的C≡C；反应本质卤代烃分子中-X被-OH取代，生成醇相邻的两个碳原子间脱去小分子HX应用引入—OH引入碳碳双键或碳碳三键补充：α-H和β-H的定义名称定义名称定义α-C与官能团直接相连的Cα-Hα-C上的Hβ-C与α-C相连的Cβ-Hβ-C上的H例题2．有以下物质：①CH3Cl ②CH2Cl—CH2Cl ③④ ⑤ ⑥(1)能发生水解反应的有________________，其中能生成二元醇的有________。(2)能发生消去反应的有________。(3)发生消去反应能生成炔烃的有________。答案：(1)①②③④⑤⑥；②(2)②③(3)②变式2.1．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是________。① ②(CH3)2CHCH2Cl ③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2—CHBr2 ⑤ ⑥CH2Cl2答案：①③⑥变式2.2．下列卤代烃发生消去反应后，可以得到两种烯烃的是()A．1-氯丁烷 B．氯乙烷C．2-氯丁烷 D．2-甲基-2-氯丙烷答案：C例题3．写出下列有机物发生消去反应的方程式(1)2-溴丁烷(2)2,3-二溴丁烷(3)1,2-二溴环己烷三、卤代烃的实验1．消去反应产物的检验例题4．已知：乙醇能使高锰酸钾酸性溶液褪色。设计实验证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的反应是消去反应。方案1：将反应产生的气体直接通入溴水中。若溴水褪色，则是消去反应。方案2：将反应产生的气体先通入水中，除去挥发的乙醇蒸气，再通入高锰酸钾溶液。若溶液褪色，则是消去反应。变式4.1．用如图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是()乙烯的制备试剂X试剂YACH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OKMnO4酸性溶液BCH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OBr2的CCl4溶液CC2H5OH与浓H2SO4加热至170NaOH溶液KMnO4酸性溶液DC2H5OH与浓H2SO4加热至170NaOH溶液Br2的水溶液答案：B2．卤代烃中卤原子的检验例题5．为检验2-氯丁烷中的氯元素，下列实验操作正确的顺序是()①加入硝酸银溶液 ②加热 ③取少量2-氯丁烷 ④加入足量稀硝酸酸化⑤加入氢氧化钠水溶液⑥冷却A．③②⑤①④⑥ B．③④②⑥①⑤C．③⑤②⑥①④ D．③⑤②⑥④①答案：D四、卤代烃在有机合成中的应用1．在分子中引入羟基(1)由乙烯制取乙二醇由乙烯制乙二醇：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)由1-溴丁烷制取1,2-丁二醇2．改变某些官能团的位置(1)由1-丁烯制取2-丁烯由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。(2)由1-溴丁烷制取2-溴丁烷由1溴丁烷制取2溴丁烷：先由1溴丁烷通过消去反应制丁烯，再由丁烯与溴化氢加成得到2溴丁烷。例题6．由2-氯丙烷为主要原料制取1,2-丙二醇时，经过的反应为()A．加成—消去—取代 B．消去—加成—取代C．取代—消去—加成 C．取代—加成—消去答案：B例题7．由苯制取、、课后练习1．正误判断(1)在清洗业中常用卤代烃做清洗剂，应用于衣物干洗和机械零件的洗涤(2)卤代烃的沸点比相应烷烃的沸点低(3)1,2-二溴乙烷和1,2,3-三溴丙烷互为同系物(4)的名称为：2-甲基-2-氯丙烷(5)向溴乙烷中加入NaOH溶液，加热，充分反应，再加入AgNO3溶液，产生淡黄色沉淀，证明溴乙烷中含有溴元素(6)溴乙烷和NaOH醇溶液共热，产生的气体通入KMnO4酸性溶液，发现溶液褪色，证明溴乙烷发生了消去反应(7)取少量卤代烃Y在碱性溶液中水解，用硝酸酸化至酸性，再滴加溶液，生成淡黄色沉淀，说明卤代烃中含有溴元素(8)将1-氯丙烷与NaOH溶液共热几分钟后，冷却、加入过量硫酸酸化，滴加AgNO3溶液，得白色沉淀，证明其中含有氯元素(9)鉴别1-溴丙烷和2-溴丙烷能通过红外光谱鉴别，不能用核磁共氢谱鉴别(10)溴乙烷与NaOH水溶液混合加热发生消去反应答案：红色正确2．(教材练习)1溴丙烷、2溴丙烷分别与NaOH的乙醇溶液共热，则两反应()A．产物相同，反应类型相同 B．产物不同，反应类型不同C．碳氢键断裂的位置相同 D．碳溴键断裂的位置相同答案：A3．下图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应。其中产物只含有一种官能团的反应是() A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④答案：B4．在下列物质中可以通过消去反应制得2-甲基-2-丁烯的是()A． B．C． D．答案：B5．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不存在同分异构体的是()A．CH3Cl B．C． D．答案：B6．有两种有机物Q()与P()，下列有关它们的说法中正确的是()A．二者均溶于水B．二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应C．一定条件下，二者在NaOH溶液中均可发生取代反应D．Q的一氯代物只有1种、P的一溴代物有2种答案：C7．某有机物其结构简式如图，关于该有机物，下列叙述不正确的是()A．一定条件下，能发生加聚反应B．1mol该有机物能与H2发生反应，消耗4molH2C．该物质可以发生消去反应D．该有机物苯环上的一个H被取代，有3种同分异构体答案：C8．下列化学反应的产物中，存在有互为同分异构体的是()A．CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解B．与NaOH醇溶液共热反应C.与NaOH的醇溶液共热反应D.在催化剂存在下与H2完全加成答案：C9．下列反应的产物中一定不存在同分异构体的是 A．与HBr B．CH3CHBrCH2CH3与NaOH乙醇溶液共热 C．1,3-丁二烯与溴水1∶1反应 D．与酸性高锰酸钾溶液反应【答案】D10．(2021~2022六校联盟高二下期中)由1-溴丁烷制取少量的1,2-丁二醇()时，需要经过下列哪几步反应 A．取代、消去、加成 B．加成、消去、取代 C．消去、加成、消去 D．消去、加成、取代【答案】D11．瘦肉精，学名盐酸克伦特罗，该药物既不是兽药，也不是饲料添加剂，而是肾上腺类神经兴奋剂，可以增加动物的瘦肉量、减少饲料使用、使肉品提早上市，降低成本，但对人体会产生副作用，盐酸克伦特罗分子结构简式如下图。下列说法不正确的是() A．瘦肉精的分子式是C11H18ON2Cl2 B．该物质能发生取代反应、氧化反应、加成反应和水解反应 C．1mol盐酸克伦特罗最多能与4molNaOH反应 D．盐酸克伦特罗分子中至少有7个碳原子共面答案：A12．下列实验方案不能达到实验目的是()实验目的实验方案A证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液，加热，将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液B检验卤代烃中卤原子的种类将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热，取冷却后反应液滴加硝酸酸化后，滴加硝酸银溶液C验证乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化将电石与饱和食盐水反应生成气体先通入足量硫酸铜溶液中，再通入酸性高锰酸钾溶液，观察溶液是否褪色D验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应将反应产生的混合气体通入AgNO3溶液中，观察是否有淡黄色沉淀生成【答案】D13．由CH3CH2CH2CH2Br制备CH3CH2CH(OH)CH2OH，依次发生反应的类型和条件(及试剂)都正确的是()选项反应类型反应条件及试剂A加成反应、取代反应、消去反应KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温B消去反应、加成反应、取代反应NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水溶液/加热C氧化反应、取代反应、消去反应加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热D消去反应、加成反应、水解反应NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热答案：B14．实验室可利用如下反应制备一定量1-溴丁烷(难溶于水，密度为1.3g/cm3)：CH3CH2CH2CH2OH＋NaBr＋H2SO4CH3CH2CH2CH2Br＋NaHSO4＋H2O，反应后混合物经水洗、干燥、蒸馏等操作可得到精制产品。部分操作装置如图所示：下列说法中正确的是 A．图中I、II处仪器分别为直形冷凝管、球形冷凝管 B．水洗应在装昼③中进行操作，其中水溶液应从下口放出 C．水洗的主要目的是除去没有反应完的1-丁醇 D．可利用酸性KMnO4溶液检验蒸馏后所得产品中是否含有1-丁醇【答案】D15．根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的结构简式是__________，名称是__________。(2)①的反应类型是__________；②的反应类型是__________。(3)反应④的化学方程式是_______________________________________。答案：(1)环己烷(2)取代反应消去反应(3)16．下面是九种有机化合物的转化关系。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，②是______反应，③是________反应，④是________反应(填反应类型)。(3)化合物E是重要的化工原料，写出由D生成E的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)C2的结构简式为______________，G的结构简式为________________________，F1和F2互为________________________。答案：(1)2,3二甲基丁烷(2)取代消去加成加聚17．实验室制备1,2二溴乙烷的反应原理如下：＋Br2BrCH2CH2Br可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140℃用少量溴和足量的乙醇制备1,2二溴乙烷的装置如下图所示：有关数据列表如下：乙醇1,2二溴乙烷乙醚状态无色液体无色液体无色液体密度/(g·cm－3)0.792.20.71沸点/℃78.513234.6熔点/℃－1309－116回答下列问题：(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 b．加快反应速度c．防止乙醇挥发 d．减少副产物乙醚生成(2)在装置C中应加入________，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；(填正确选项前的字母)a．水 b．浓硫酸c．氢氧化钠溶液 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________洗涤除去。(填正确选项前的字母)a．水 b．氢氧化钠溶液c．碘化钠溶液 d．乙醇答案：(1)d(2)c(3)溴的颜色完全褪去(4)下(5)b超级挑战18．已知：卤代烃可以和钠发生反应，例如溴乙烷与钠发生反应为2CH3CH2Br＋2NaCH3CH2CH2CH3＋2NaBr应用这一反应，下列所给化合物中可以与钠合成环丁烷的是()A．CH3Br B．CH3CH2CH2CH2BrC．CH2BrCH2Br D．CH2BrCH2CH2Br答案：C19．卤代烃的取代反应，实质是带负电荷的原子团取代了卤代烃中的卤原子，例如：CH3Br＋OH－(或NaOH)CH3OH＋Br