2018-2019版高中化学 专题4 烃的衍生物 第一单元 卤代烃学案 苏教版选修5.doc

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卤代烃比较稳定，在环境中不易被降解。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。反应条件：与强碱的醇溶液共热。1溴丙烷发生消去反应的化学方程式为CH3CH2CH2BrKOHCH3CH=CH2KBrH2O。(3)水解反应反应条件：与强碱的水溶液共热。1溴丙烷发生水解反应的化学方程式为CH3CH2CH2BrKOHCH3CH2CH2OHKBr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CX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()ACH3Br 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RXNaOHROHNaXHNO3NaOH=NaNO3H2OAgNO3NaX=AgXNaNO3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1.85 g，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2.87 g。(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AgNO3NaOH=AgOHNaNO3、2AgOH=Ag2OH2O(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0.02 mol，一氯代烷的相对分子质量为92.5 gmol1，设其分子式为CnH2n1Cl，则12n2n135.592.5，n4，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。RXMgRMgX，CH2=CHCH2ClRMgClCH2=CHCH2RMgCl2。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)的反应类型是_，的反应类型是_。(3)反应的化学方程式是_。答案(1) 环己烷(2)取代反应加成反应(3) 2NaOH2NaBr2H2O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2NaOH2NaBr2H2O。【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()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2BrBCH3CH2BrCH2BrCH2BrCCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH3CH2BrCH2BrDCH3CH2BrCH2=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CH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2Br。(2)取代反应如乙烷与Cl2：CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl，苯与Br2：Br2HBr；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3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()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。【考点】消去反应【题点】卤代烃消去反应的结构要求及产物判断4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 B C D答案C解析与NaOH乙醇溶液共热，发生消去反应后，所得产物中只含有碳碳双键一种官能团；与HBr发生加成反应所得产物中只含一种官能团：Br。【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5根据下面的反应路线及所给信息，回答下列问题：(1)标准状况下的气态烃A 11.2 L在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O，则A的分子式是_。(2)B和C均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为_。(3)D的结构简式为_，D中碳原子是否都处于同一平面？_。(4)E的一个同分异构体的结构简式是_。(5)的反应类型依次是_。(6)写出反应的化学方程式：_、_。答案(1)C4H10(2)2甲基1氯丙烷和2甲基2氯丙烷(可互换)(3) 是(4) (答案合理即可)(5)消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应)(6) +2NaBr解析(1)88 g CO2为2 mol,45 g H2O为2.5 mol，标准状况下的气态烃A 11.2 L，即为0.5 mol，所以1分子烃A中含碳原子数为4，氢原子数为10，则化学式为C4H10。(2)C4H10存在正丁烷和异丁烷两种，但从框图上看，A与Cl2在光照条件下发生取代反应时有两种产物，且在NaOH醇溶液作用下的产物只有一种，则A只能是异丁烷，取代后的产物为2甲基1氯丙烷和2甲基2氯丙烷。(3)B、C发生消去反应后生成2甲基丙烯，在Br2的CCl4溶液中发生加成反应，生成E：，再在NaOH的水溶液中水解生成F：，从而顺利解答第(4)(6)问。【考点】氯代烃在有机合成中的应用【题点】卤代烃性质的综合考查对点训练题组一卤代烃的组成与物理性质1下列关于卤代烃的叙述中正确的是()A所有卤代烃都是难溶于水，密度比水小的液体B所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应C所有卤代烃都含有卤素原子D所有卤代烃都是通过取代反应制得的答案C解析有的卤代烃是气体，有的密度比水大，如CCl4；有的卤代烃不能发生消去反应，如CH3Cl；有的卤代烃可以通过加成制得。【考点】卤代烃结构与性质的综合考查【题点】卤代烃中性质的综合考查2下表为部分一氯代烷的结构简式和一些性质数据，下列对表中物质与数据的分析归纳错误的是()序号结构简式沸点/相对密度CH3Cl24.20.915 9CH3CH2Cl12.30.897 8CH3CH2CH2Cl46.60.890 9CH3CHClCH335.70.861 7CH3CH2CH2CH2Cl78.440.886 2CH3CH2CHClCH368.20.873 2(CH3)3CCl520.842 0A.物质可互相称为同系物B一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高C一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而趋于升高D一氯代烷的相对密度随着碳原子数的增多而趋于减小答案B解析一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而降低。【考点】卤代烃的物理性质与应用【题点】卤代烃的物理性质题组二卤代烃的化学性质3(2017南京外国语学校高二期中)有机物CH3CH=CHCl可发生的反应：取代反应加成反应消去反应使溴水褪色使酸性高锰酸钾溶液褪色与AgNO3溶液反应得到白色沉淀聚合反应，正确的是()A只有不能发生 B只有不能发生C只有不能发生 D以上反应均可发生答案A解析对于有机物CH3CH=CHCl，其中含有的官能团为碳碳双键(能发生加成、聚合反应、使溴水褪色、使酸性高锰酸钾溶液褪色)和氯原子(能发生取代、消去反应)，所以只有不能发生，原因在于该有机物不溶于水，也无法电离出氯离子，不能得到氯化银的白色沉淀。【考点】卤代烃的结构；卤代烃的物理性质及应用【题点】卤代烃的组成与结构；卤代烃的物理性质4溴乙烷与氢氧化钾的溶液共热，既可生成乙烯又可生成乙醇，其条件区别是()A生成乙烯的是热的氢氧化钾的水溶液B生成乙醇的是热的氢氧化钾的水溶液C生成乙烯的是在170 下进行的D生成乙醇的是热的氢氧化钾的醇溶液答案B解析溴乙烷与氢氧化钾的醇溶液共热反应生成乙烯，与氢氧化钾的水溶液共热反应生成乙醇；乙醇与浓硫酸在170 下反应生成乙烯。【考点】卤代烃结构与性质的综合考查【题点】卤代烃水解反应与消去反应的比较5卤代烃RCH2CH2X中存在的化学键如图所示，则下列说法正确的是()A发生水解反应时，被破坏的键是B发生消去反应时，被破坏的键是和C发生水解反应时，被破坏的键是和D发生消去反应时，被破坏的键是和答案D解析卤代烃RCH2CH2X发生水解反应生成醇，则只断裂CX键，发生消去反应，断裂CX键和邻位C上的CH键。【考点】卤代烃结构与性质的综合考查【题点】卤代烃水解反应与消去反应的比较6(2017泰州中学高二期中)某有机物结构简式为，下列叙述不正确的是()A1 mol 该有机物在加热和催化剂作用下，最多能和4 mol H2反应B该有机物能使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色C该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀D该有机物在一定条件下能发生消去反应或取代反应答案C解析苯环、碳碳双键可与氢气发生加成反应，则1 mol该有机物在加热和催化剂作用下，最多能和4 mol H2反应，A项正确；含碳碳双键，则该有机物能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色，B项正确；含Cl，但不能电离出氯离子，遇硝酸银溶液不能产生白色沉淀，C项错误；含Cl，且与Cl相连C的邻位C上有H，可发生消去反应，也可在NaOH水溶液中发生水解反应，D项正确。【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7为探究一溴环己烷()与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应，甲、乙、丙三位同学分别设计如下三种实验方案，其中正确的是 ()甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后再滴入AgNO3溶液，若有浅黄色沉淀生成则可证明发生了消去反应。乙：向反应混合液中滴入溴水，若溶液颜色很快褪去，则可证明发生了消去反应。丙：向反应混合液中滴入酸性KMnO4溶液，若溶液颜色变浅，则可证明发生了消去反应。A甲 B乙C丙 D都不正确答案D解析一溴环己烷无论发生水解反应还是消去反应，都能产生Br，甲不正确；Br2不仅能与烯烃发生加成反应而使溴水颜色褪去，也能与NaOH溶液反应而使颜色褪去，乙也不正确；一溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使酸性KMnO4溶液紫色变浅或褪去，发生水解反应生成的醇也会还原酸性KMnO4溶液而使溶液紫色变浅或褪去，丙也不正确；可行的实验方案是：先向混合液中加入足量的稀硫酸中和过量的碱，再滴入溴水，如果溴水颜色很快褪去，说明有烯烃生成，即可证明发生了消去反应。【考点】卤代烃结构与性质的综合考查【题点】卤代烃水解反应与消去反应的比较8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。【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题组三卤代烃中卤素原子的检验9要检验溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是()A加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现B滴入AgNO3溶液，再加入稀盐酸使溶液呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成C加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3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AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成答案C解析A、B选项所加的氯水和AgNO3溶液不能与溴乙烷反应；D选项加NaOH溶液共热，发生水解反应后溶液呈碱性，直接加AgNO3溶液会生成Ag2O沉淀而干扰实验；C选项用稀硝酸中和过量的碱，再加AgNO3溶液，如有浅黄色沉淀生成，则含有溴元素。【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10为鉴定卤代烃中所含卤素原子，现有下列实验操作步骤：加入AgNO3溶液；加入少许卤代烃试样；加热；加入5 mL 4 molL1 NaOH溶液；加入5 mL 4 molL1 HNO3溶液。正确的顺序是()A BC D答案C解析鉴定卤代烃中所含卤素原子时，可先使卤代烃水解生成相应的卤素离子，再加入HNO3溶液中和NaOH，最后加入AgNO3溶液检验卤素离子。【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题组四有机物中卤原子的引入与消去11烃分子中的氢原子被卤素原子取代的产物称为卤代烃，卤代烃的制备有多种方法，下列卤代烃不适合由相应的烃经卤代反应制得的是()答案C解析可以由环己烷取代制得；可以由2,2二甲基丙烷取代得到；2甲基丙烷中存在2种化学环境不同的H，一氯代物存在同分异构体，故不适合由相应的烃经卤代反应制得；可以由2,2,3,3四甲基丁烷制得。【考点】卤代烃在有机合成中的应用【题点】卤代烃的制备12由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇时，需要经过下列哪几步反应()A加成消去取代 B消去加成水解C取代消去加成 D消去加成消去答案B解析由2氯丙烷制1,2丙二醇，需先发生消去反应制得丙烯：NaClH2O，再由丙烯与Br2加成生成1,2二溴丙烷CH3CH=CH2Br2，最后由1,2二溴丙烷水解得到产物1,2丙二醇：2NaBr。【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综合强化13(2018镇江丹阳六中高二期末)石油裂化可得到有机物(CH3)2C=C(CH3)2(以下用A表示)。(1)A的系统命名为_；A在通常状况下呈_(填“气”“液”或“固”)态，其中因为A含有某种官能团可使溴水褪色，请写出相关的化学方程式_。(2)A与Br2的加成产物B与NaOH的乙醇溶液共热可生成二烯烃C，则C的结构简式为_；B生成C的反应类型为_。(3)C与一定量Br2反应可能生成D、E和G，而D与HBr的加成产物只有F，则F的结构简式为_。答案(1)2,3二甲基2丁烯液(CH3)2C=C(CH3)2Br2 (CH3)2CBrCBr(CH3)2(2) 消去反应(3) 解析(1)含有碳碳双键的最长的链含4个C，