2019_2020学年高中化学官能团与有机化学反应烃的衍生物第1节第2课时有机化学反应的应用（卤代烃的制备和性质）学案.docx

有机化学反应的应用(卤代烃的制备和性质)核心素养发展目标1.宏观辨识与微观探析：从卤代烃的官能团及其转化角度，认识卤代烃取代反应、消去反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机物分子结构特点之间的关系。2.科学态度与社会责任：了解某些卤代烃对环境和人身健康的影响，基于绿色化学的思想，摒弃卤代烃的使用或寻找卤代烃的替代品。一、卤代烃1概念：烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。2结构：卤代烃可用RX表示(X表示卤素原子)，X是卤代烃的官能团。3卤代烃的生成(1)利用烷烃与卤素单质的取代反应，但得到的卤代烃不纯。(2)利用烯烃或炔烃与卤素单质或氢卤酸的加成反应，制取卤代烃。(3)利用苯及其同系物与液溴的取代反应，制取卤代烃。4物理性质常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多为液体或固体，卤代烃不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。5化学性质(1)取代反应(水解反应)实验装置实验现象中溶液分层中有浅黄色沉淀生成实验结论溴乙烷与NaOH溶液共热产生了Br由实验可知：溴乙烷与氢氧化钠溶液共热时断裂的是CBr键，水中的羟基与碳原子形成CO键，断下的Br与水中的H结合成HBr。溴乙烷与NaOH溶液共热反应的化学方程式为：CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr。反应类型为：取代反应。(2)消去反应反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液退色生成的气体分子中含有碳碳不饱和键由实验可知：溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液共热反应后，化学方程式为：CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O。6卤代烃中卤素原子的检验(1)实验流程(2)实验要点：通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子。排除其他离子对卤素离子检验的干扰，卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。卤代烃水解反应和消去反应的比较水解反应消去反应卤代烃结构特点一般是1个碳原子上只有1个X与卤素原子所在碳原子相邻的碳原子上有氢原子反应实质(X被羟基取代)(脱去HX，形成不饱和键)反应条件强碱的水溶液，加热强碱的醇溶液，加热反应特点碳骨架不变，官能团由X变成OH碳骨架不变，官能团由X变成或CC，生成不饱和键主要产物醇烯烃或炔烃例1下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是()ACH3ClBCD【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律答案B解析卤代烃均能发生水解反应，选项中的四种物质均为卤代烃；卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。C、D项中的两物质卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子，A中无邻位碳原子，都不能发生消去反应。方法规律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。如(CH3)3CCH2Cl。(3)有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，可得到两种不同产物。(4)卤代烃发生消去反应可生成炔烃。如：CH2ClCH2Cl2NaOHCHCH2NaCl2H2O。例2为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行如下操作。其中合理的是()A取氯代烃少许，加入AgNO3溶液B取氯代烃少许与NaOH水溶液共热，然后加入AgNO3溶液C取氯代烃少许与NaOH水溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液D取氯代烃少许与NaOH乙醇溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液【考点】卤代烃的化学性质【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法答案C解析检验卤代烃中是否含有氯元素时，由于卤代烃中的氯元素并非游离态的Cl，故应加入NaOH的水溶液或NaOH的醇溶液，并加热，先使卤代烃发生水解或消去反应，产生Cl，然后加入稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定卤代烃中含有氯元素。先加HNO3酸化，是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH，再转化为Ag2O褐色沉淀干扰检验；D项，有的氯代烃不能发生消去反应，故不选。特别提醒(1)卤代烃不能电离出X，必须转化成X，酸化后方可用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。二、卤代烃在有机合成中的桥梁作用1利用卤代烃的取代反应可实现烷烃或烯烃向醇、醛、羧酸的转化。如乙烯转化为乙酸的转化途径为：乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。反应的化学方程式为CH2=CH2HBrCH3CH2Br。2利用卤代烃的消去反应，可实现烃的衍生物中官能团的种类和数量发生变化。如乙醇转化为乙二醇的转化途径为：乙醇乙烯1,2二溴乙烷乙二醇。反应的化学方程式为2NaOH2NaBr。3利用卤代烃的消去反应与水解反应还可以实现官能团位置的变化。如反应的化学方程式为2NaOH2NaBr2H2O。例3(2018济南高二检测)由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次发生的反应类型和反应条件都正确的是()选项反应类型反应条件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【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃在有机合成中的桥梁作用答案B解析由1溴丙烷制取少量的1,2丙二醇，可用逆推法判断：CH3CHOHCH2OHCH3CHBrCH2BrCH3CH=CH2CH3CH2CH2Br，则1溴丙烷应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2，CH3CH=CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br，CH3CHBrCH2Br发生水解反应(或取代反应)可生成1,2丙二醇，故选B。例4根据下面的反应路线填空：ADBCE(1)A的结构简式是_，名称是_。(2)填写以下反应的反应类型：_；_；_。(3)反应的反应试剂及反应条件：_。(4)反应的化学方程式为_；B水解的化学方程式为_。【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃在有机合成中的桥梁作用答案(1)环己烷(2)取代反应消去反应加成反应(3)NaOH的醇溶液、加热(4)2NaOH2NaBr2H2ONaOHNaCl解析由反应A在光照条件下与Cl2发生取代反应得，从而推知A的结构简式为；反应是，在NaOH的醇溶液中共热发生消去反应生成；反应应是，在Br2的CCl4溶液中发生加成反应生成D：；反应是，在NaOH、乙醇、加热的条件下发生消去反应，脱去2个HBr分子得到。1下列物质不属于卤代烃的是()ACH2ClCH2ClBC氯乙烯D四氯化碳【考点】卤代烃的结构【题点】卤代烃的组成与结构答案B解析根据卤代烃的定义可知，卤代烃中含有的元素为C、H、X(F、Cl、Br、I)等，不含有氧元素。2(2018河南高二月考)溴乙烷在某种条件下可生成乙烯或乙醇，下列说法正确的是()A生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液B生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液C生成乙烯的条件是加热D生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液【考点】卤代烃的化学性质【题点】卤代烃的水解反应和消去反应答案B解析溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热生成乙烯，故A、C项错误；溴乙烷与氢氧化钾的水溶液共热生成乙醇，故B项正确、D项错误。3分子式为C3H6Cl2的氯代烃分子中的1个氢原子被氯原子取代后，可得到2种同分异构体，则C3H6Cl2的名称是()A1,3二氯丙烷B1,1二氯丙烷C1,2二氯丙烷D2,2二氯丙烷【考点】卤代烃的结构【题点】卤代烃的组成与结构答案A解析C3H6Cl2的氯代烃分子中的1个氢原子被氯原子取代后，可得到2种同分异构体，说明C3H6Cl2分子中有2种氢原子。各选项中物质的结构简式分别为由它们的结构简式可以看出，1,3二氯丙烷分子中有2种氢原子，故其分子中的1个氢原子被氯原子取代后，可得到2种同分异构体，而1,1二氯丙烷、1,2二氯丙烷、2,2二氯丙烷含有的氢原子种数分别为3种、3种、1种。故它们分子中的1个氢原子被氯原子取代后，得到的同分异构体数目分别为3种、3种、1种。4下列物质分别与NaOH的醇溶液共热后，能发生消去反应，且生成物只有一种的是()【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律答案B解析能发生消去反应的卤代烃，其结构特点是有-碳原子(与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子)，而且-碳原子上连有氢原子。C中无-碳原子，A中的-碳原子上没有氢原子，所以A、C都不能发生消去反应；D中发生消去反应后可得到两种烯烃：CH2=CHCH2CH3或CH3CH=CHCH3；B中发生消去反应后只得到5由1氯环己烷()制备1,2环己二醇()时，需要经过下列哪几步反应()A加成消去取代B消去加成取代C取代消去加成D取代加成消去【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃在有机合成中的桥梁作用答案B解析正确的途径是，即依次发生消去反应、加成反应、取代反应。题组一卤代烃的组成与结构1下列物质不属于卤代烃的是()ACHCl3BCCl4CD【考点】卤代烃的结构【题点】卤代烃的组成与结构答案D2(2018陕西西安铁一中高二期末)一氟一氯丙烷是对臭氧层有严重破坏的一类氟氯代烃，其分子式为C3H6FCl，该物质的同分异构体有(不考虑立体异构)()A3种B4种C5种D6种【考点】卤代烃的结构【题点】卤代烃的组成与结构答案C解析丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，先固定F在CH3上，则Cl的位置有3种：CHClFCH2CH3、CH2FCHClCH3、CH2FCH2CH2Cl；再固定F在CH2上，则Cl的位置有2种：CH2ClCHFCH3、CH3CClFCH3，共有5种同分异构体，故选C。题组二卤代烃的水解反应和消去反应3下列反应：()1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠醇溶液混合加热；()1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠水溶液混合加热，关于反应中生成的有机物的说法中正确的是()A()和()产物均不同B()和()产物均相同C()产物相同，()产物不同D()产物不同，()产物相同【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃水解反应与消去反应的比较答案C解析1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠醇溶液混合加热，均发生消去反应生成丙烯CH3CH=CH2；1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠水溶液混合加热，均发生取代反应，分别生成1丙醇和2丙醇，故选C。4下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()(CH3)2CHCH2Cl(CH3)3CCH2ClCHCl2CHBr2CH2Cl2ABC全部D【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律答案A解析氯苯分子不能发生消去反应，符合；和氯相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，该卤代烷烃能发生消去反应，不符合；和氯相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，该卤代烷烃不能发生消去反应，符合；和氯或溴相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，该多卤代烷烃能发生消去反应，不符合；和溴原子相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，一溴环己烷能发生消去反应，不符合；CH2Cl2不能发生消去反应，因二氯甲烷分子中只有一个碳原子，没有相邻的碳原子，符合，故选A。5(2018河南月考)下列物质中，既能发生水解反应，又能发生加成反应，但不能发生消去反应的是()ACH2=CHCH2CH2ClBCH3CH2ClCCH3ClD【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律答案D解析四种卤代烃均能发生水解反应，只有A、D分子中有碳碳双键，能发生加成反应，但中与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，故在与NaOH的醇溶液共热时，不能发生消去反应。6(2018峨山一中月考)下列卤代烃发生消去反应后，可以得到两种烯烃的是()A1氯丁烷B氯乙烷C2氯丁烷D2甲基2溴丙烷【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律答案C解析1氯丁烷发生消去反应只生成一种物质1丁烯，A错误；氯乙烷发生消去反应只生成一种物质乙烯，B错误；2氯丁烷发生消去反应生成1丁烯和2丁烯，C正确；2甲基2溴丙烷发生消去反应只生成一种物质2甲基丙烯，D错误。7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()ACH3CH2CH2CH2CH2OHBCD【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃性质的综合答案B解析X与NaOH的醇溶液发生反应生成Y、Z的过程中有机物的碳架结构未变；由2甲基丁烷的结构可推知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，则化合物X用NaOH的水溶液处理可得到或，故选B。题组三卤代烃中卤素原子的检验8某学生将1氯丙烷和NaOH溶液共热煮沸几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果未见到白色沉淀生成，其主要原因是()A加热时间太短B不应冷却后再滴入AgNO3溶液C加AgNO3溶液后未加稀HNO3D加AgNO3溶液前未加稀HNO3【考点】卤代烃的化学性质【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法答案D解析1氯丙烷在碱性溶液中水解后溶液显碱性，不能直接加AgNO3溶液，否则Ag与OH反应生成Ag2O褐色沉淀，干扰氯离子的检验，所以应加入足量稀硝酸酸化后，再加AgNO3溶液检验，故选D。9(2018宁夏高二月考)要检验溴乙烷中的溴元素，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D加入NaOH溶液共热，冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴加硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成【考点】卤代烃的化学性质【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法答案D解析溴乙烷、氯水均溶于CCl4，观察下层液体颜色不能检验，故A错误；不存在溴离子，加硝酸银溶液不反应，故B错误；加入NaOH溶液共热，冷却后的溶液呈碱性，NaOH与硝酸银反应会干扰检验，应先加酸使溶液呈酸性，故C错误；加入NaOH溶液共热，溴乙烷水解生成溴离子，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，可检验，故D正确。题组四卤代烃在有机合成中的作用10以溴乙烷为原料制取1,2二溴乙烷，下列转化方案中最合理的是()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2BrBCH3CH2BrCH2BrCH2BrCCH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2BrCH2BrCH2BrDCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃在有机合成中的桥梁作用答案D解析A项步骤较多，原子利用率低；B项副产物较多，浪费原料；C项步骤繁琐，原子利用率低，且副产物较多；D项最合理。11以乙醇为原料，用下述六种类型的反应来合成乙二酸乙二酯()，其中正确的顺序是()氧化消去加成酯化水解加聚ABCD【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃在有机合成中的桥梁作用答案C解析CH3CH2OHCH2=CH212有如下合成路线，甲经两步转化为丙，下列叙述不正确的是()乙甲丙A丙中可能含有未反应的甲，可用溴水检验是否含甲B反应(1)的无机试剂是液溴，铁做催化剂C甲和丙均可与酸性KMnO4溶液发生反应D反应(2)属于取代反应【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃在有机合成中的桥梁作用答案B解析甲中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应而使溴水退色，可用溴水检验是否含甲，A项正确；反应(1)为碳碳双键与溴的加成反应，试剂为溴水或溴的四氯化碳溶液，不需催化剂，B项错误；甲中含有碳碳双键，丙中含有CH2OH，均可与酸性KMnO4溶液发生氧化反应，C项正确；根据转化关系知反应(2)为卤代烃水解生成醇，属于取代反应，D项正确。13溴乙烷在不同溶剂中与NaOH反应生成不同的产物，同学们据此展开探究。实验1甲同学利用如图所示装置进行实验：(1)甲同学的实验目的为_。(2)实验过程中可观察到试管中的现象为_。(3)试管的作用为_。实验2乙同学在试管中加入3mL溴乙烷和3mLNaOH溶液，振荡，加热。(4)此反应的化学方程式为_。(5)停止加热并冷却后，欲证明确实发生了上述反应，还应进行的操作为_。【考点】卤代烃的化学性质【题点】溴乙烷消去反应实验答案(1)验证溴乙烷和氢氧化钠的乙醇溶液发生了消去反应(2)酸性KMnO4溶液退色(3)除去乙烯中混有的乙醇蒸气和HBr(4)CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr(5)取适量反应后的溶液，先加硝酸酸化，再滴入几滴硝酸银溶液，若有淡黄色沉淀产生，则证明有Br生成，从而说明发生取代反应解析(1)由装置图试管中的酸性KMnO4溶液可知，该实验是为了验证溴乙烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应有CH2=CH2生成。(2)CH2=CH2能使酸性KMnO4溶液退色。(3)乙烯中混有的乙醇和HBr会干扰实验，应将其除去。(5)可设计实验，检验到有Br产生即可证明上述反应的发生。14卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，回答下列问题：(1)多氯代甲烷作为溶剂，其中分子结构为正四面体的是_。工业上分离这些多卤代甲烷的方法是_。(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简式：_(不考虑立体异构)。(3)聚氯乙烯是生活中常见的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下：反应的化学方程式是_，反应类型为_，反应的反应类型为_。【考点】卤代烃结构与性质的综合【题点】卤代烃结构与性质的综合答案(1)四氯化碳分馏(2)CF2BrCHFCl、CF2ClCHFBr、CFClBrCHF2(3)H2C=CH2Cl2CH2ClCH2Cl加成反应消去反应解析(1)甲烷是正四面体结构，分子中的四个H原子全部被Cl原子取代得到CCl4，分子结构与甲烷相似。这些多卤代甲烷都是分子晶体构成的物质，沸点不同，可采取分馏的方法分离。(3)乙烯与氯气发生加成反应得到1,2二氯乙烷；反应的化学方程式是H2C=CH2Cl2CH2ClCH2Cl。1,2二氯乙烷在480530条件下发生消去反应得到氯乙烯CH2=CH