高中化学 专题4 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.通过对一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。1在烃分子中引入x原子有以下两种途径：(1)烃与卤素单质的取代反应ch3ch3cl2ch3ch2clhcl(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应ch3ch=ch2br2ch3chbrch2brch2=ch2hbrch3ch2brchch2br2chbr2chbr2chchhbrch2=chbr2卤代烃：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。(1)根据分子里所含卤素原子种类的不同，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃；根据分子中卤素原子数目的不同，卤代烃可分为一卤代烃和多卤代烃。(2)常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，大多数为液体或固体。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。(3)通常情况下，互为同系物的卤代烃，它们的沸点随碳原子数的增多而升高。除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水大。探究点一卤代烃的分子结构和性质11溴丙烷的分子式为c3h7br，结构简式为 ch3ch2ch2br，官能团为br。1溴丙烷分子的cbr键为极性键，容易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代。如1溴丙烷与koh溶液共热时，1溴丙烷分子中的溴原子被水分子中的羟基取代，反应的化学方程式是ch3ch2ch2brkohch3ch2ch2ohkbr，该反应类型是水解反应(或取代反应)，koh的作用是作催化剂，同时中和生成的hbr，平衡右移使反应比较彻底。2按表中实验操作完成实验，并填写下表：实验操作实验现象实验结论将1溴丙烷加到koh的乙醇溶液中加热，将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中反应产生的气体经水洗后，能使酸性kmno4溶液褪色生成的气体分子中含有碳碳不饱和键(1)1溴丙烷与koh的乙醇溶液共热时，1溴丙烷分子中的cbr键及相邻c原子上的ch键断裂，生成碳碳双键，反应的化学方程式是ch3ch2ch2brkohch3ch=ch2kbrh2o。(2)消去反应：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。归纳总结卤代烃的消去反应与水解反应的比较反应类型反应条件断键规律卤代烃的结构特点主要生成物水解反应koh水溶液，加热含cx即可醇消去反应koh醇溶液，加热与x相连的c的邻位c上有h烯烃或炔烃(1)通过卤代烃的水解反应可在碳链上引入羟基；通过卤代烃的消去反应可在碳链上引入碳碳双键或碳碳叁键。(2)与x相连碳原子的邻位碳上有氢原子的卤代烃才能发生消去反应，否则不能发生消去反应。活学活用1有关溴乙烷的下列叙述中，正确的是()a在溴乙烷中滴入agno3溶液，立即有淡黄色沉淀生成b溴乙烷不溶于水，能溶于大多数有机溶剂c溴乙烷与naoh的醇溶液反应，可生成乙醇d溴乙烷通常用溴与乙烷直接反应来制取答案b解析ch3ch2br中的溴不能与agno3发生反应，a选项错误；ch3ch2br与naoh醇溶液反应生成乙烯，c选项错误；溴与ch3ch3的反应产物有多种，不能用来制备ch3ch2br，d选项错误。2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()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项中的两物质中br原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子，而a中无邻位碳原子，不能发生消去反应。探究点二卤代烃中卤素原子的检验卤代烃分子中虽然含有卤素原子，但cx键在加热时，一般不易断裂，在水溶液中不电离，无x(卤素离子)存在，所以向卤代烃中直接加入agno3溶液，得不到卤化银(agcl、agbr、agi)沉淀。检验卤代烃中的卤素，一般是先将其转化成卤素离子，再进行检验。1检验卤代烃rx中卤素原子的实验操作如下所示回答下列问题：(1)加热的目的是加快水解反应速率，因为不同的卤代烃水解的难易程度不同。(2)加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的naoh，防止naoh与agno3反应干扰实验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)生成的agx沉淀若为白色，则x为氯元素；若为淡黄色，则x为溴元素；若为黄色，则x为碘元素。2若上述卤代烃rx为ch3ch2ch2br，请写出检验溴元素的化学方程式：(1)ch3ch2ch2brnaohch3ch2ch2ohnabr，(2)hno3naoh=nano3h2o，(3)agno3nabr=agbrnano3。归纳总结(1)卤代烃均属于非电解质，不能电离出x，不能用agno3溶液直接检验卤素的存在。(2)将卤代烃中的卤素转化为x也可用卤代烃的消去反应。(3)检验卤代烃中的卤素时，常出现的错误是忽略用稀硝酸酸化以中和过量的naoh。活学活用3为了检验溴乙烷中含有溴元素，有以下操作，其中顺序合理的是()加agno3溶液加naoh溶液加热加蒸馏水加硝酸至溶液显酸性a bc d答案c解析溴乙烷中的溴元素不是以离子状态存在，因此，不能与agno3溶液直接反应，必须使之变为溴离子。由题意可知，应通过溴乙烷在碱性水溶液中水解得到溴离子，但反应后溶液显碱性，不能直接加入agno3溶液检验，否则ag与oh反应得到agoh白色沉淀，影响溴的检验，故需加入足量稀硝酸使溶液变为酸性，再加agno3溶液检验。4某一氯代烷1.85 g，与足量naoh水溶液混合加热后用稀硝酸酸化，再加入足量的agno3溶液，生成白色沉淀2.87 g。(1)通过计算，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_，写出有关的化学反应方程式_。(3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烃反应来鉴别卤代烷？为什么？(2)将会产生褐色沉淀agno3naoh=agohnano3，2agoh=ag2oh2o，agno3nacl=agclnano3(3)不能，因卤代烃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设其分子式为cnh2n1cl则12n2n135.592.5n4故该卤代烃的分子式为c4h9cl。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下列物质中，不属于卤代烃的是()答案c解析a选项是ch4中两个氢原子被两个氯原子取代的产物，a属于卤代烃；b选项是ch4中两个氢原子被两个氯原子取代，另两个氢原子被两个氟原子取代，都是卤素原子，b属于卤代烃；c选项中的氢原子被硝基取代，属于硝化物，不属于卤代烃；d选项中的氢原子被溴原子取代，属于卤代烃。2下列卤代烃中沸点最低的是()答案a解析互为同系物的卤代烃，熔、沸点随碳原子数增多而升高，同碳卤代烃随卤素原子相对原子质量增大而升高。3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解析卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物，故分子中一定含有卤素原子；卤代烃一般难溶于水，能溶于有机溶剂，多数为液体，也有气态卤代烃，如ch3cl；发生消去反应的卤代烃分子中，与卤素相连的碳原子相邻的碳原子上必须有氢原子；卤代烃不但能由取代反应制得，也可由烯烃、炔烃与卤素单质或卤化氢发生加成反应制得。4在卤代烃rch2ch2x中，其化学键如下图所示，则下列说法正确的是()a当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是和b当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是和c当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是d当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是和答案c5下列卤代烃在koh醇溶液中加热不发生消去反应的是()c6h5cl(ch3)2chch2cl(ch3)3cch2clchcl2chbr2ch2cl2a b c全部 d答案a解析(ch3)3cch2cl不能发生消去反应，因为与cl相连的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子；ch2cl2也不能发生消去反应，因其分子中只有一个碳原子。此外，c6h5cl若发生消去反应，将破坏苯环的稳定性，故c6h5cl也不能发生消去反应。6已知卤代烃在一定条件下既可发生水解反应，又可发生消去反应，现以2溴丙烷为主要原料制取1,2丙二醇时，需要经过的反应是()a加成消去取代 b消去加成取代c取代消去加成 d取代加成消去答案b解析根据题意，卤代烃在一定条件下发生水解，就可以引入羟基，而在相邻的两个碳原子上分别引入一个羟基就需要首先在相邻的碳原子上分别引入一个卤素原子，这就需要得到烯烃，卤代烃发生消去反应就可以得到烯烃：基础过关一、卤代烃对人类生活的影响1下列有关氟氯代烷的说法中，不正确的是()a氟氯代烷是一类含氟和含氯的卤代烃b氟氯代烷化学性质稳定，有毒c氟氯代烷大多无色、无臭、无毒d在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧层的循环反应答案b解析氟氯代烷无毒，b选项错误。2当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点为12.27 )进行局部冷冻麻醉应急处理。下列关于氯乙烷的说法中不正确的是()a氯乙烷与水互不相溶b氯乙烷中含有两种官能团c氯乙烷在一定条件下能发生消去反应d氯乙烷的结构只有一种答案b解析ch3ch2cl中只有一种官能团。3旨在减少温室气体排放的京都议定书于2010年2月16日正式生效，该议定书中限制排放的气体是人为排出的二氧化碳、甲烷、一氧化氮、氟代烃、全氟化碳、六氟化硫6种气体。下列有关说法不正确的是()a二氧化碳是目前造成全球变暖的最主要的温室气体b甲烷、氟代烃、全氟化碳都是有机化合物c氟代烃能够破坏臭氧层dc3f8有2种结构答案d解析c3f8的结构与c3h8相似，只有1种结构。4溴乙烷中混有杂质乙醇，除去乙醇的方法是()a加热蒸发 b过滤c加水、萃取、分液 d加苯、萃取、分液答案c解析本题主要考查溴乙烷和乙醇的溶解性及分离方法。溴乙烷难溶于水，而乙醇可与水以任意比互溶，故可向混合液中加水进行萃取，然后分液即可除去。二、卤代烃的化学性质5有机物ch3ch=chcl可发生的反应有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解析该有机物属于不饱和卤代烃，具有烯烃和卤代烃的性质，只有在发生水解反应或消去反应且用稀硝酸中和之后，才能与agno3溶液反应得到白色沉淀。6为探究一溴环己烷(br)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个实验方案：甲方案：向反应混合液中滴入稀硝酸中和naoh，然后再滴入agno3溶液，若有淡黄色沉淀生成则可证明发生了消去反应。乙方案：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。丙方案：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。其中正确的是()a甲方案 b乙方案c丙方案 d上述实验方案都不正确答案d解析一溴环己烷无论发生水解反应还是发生消去反应，都能产生br，甲方案不正确；br2不仅能与烯烃发生加成反应使其颜色褪去，也能与naoh溶液反应而使其颜色褪去，乙方案不正确；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，丙方案不正确。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。7下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应生成醇的是()答案b解析不能发生消去反应的卤代烃一般有两类：一是只有一个碳原子的卤代烃，如ch3f；二是连接卤原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃，如(ch3)3cch2br。三、卤代烃中卤素的检验8要检验某卤乙烷中的卤素是不是溴元素，正确的实验方法是()加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色的溴出现滴入agno3溶液，再加入稀硝酸，观察有无淡黄色沉淀生成加入naoh溶液共热，冷却后加入稀硝酸至酸性，再滴入agno3溶液，观察有无淡黄色沉淀生成加入naoh的醇溶液共热，冷却后加入稀硝酸至酸性，再滴入agno3溶液，观察有无淡黄色沉淀生成a b c d答案d9欲证明某一卤代烃为溴代烃，甲、乙两同学设计了如下方案。甲同学：取少量卤代烃，加入naoh的水溶液，加热，冷却后加入agno3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。乙同学：取少量卤代烃，加入naoh的乙醇溶液，加热，冷却后，用硝酸酸化，加入agno3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是()a甲同学的方案可行b乙同学的方案可行c甲、乙两位同学的方案都有局限性d甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样答案c解析甲同学让卤代烃水解，在加热冷却后没有用稀硝酸酸化，由于oh也会与ag作用生成褐色的ag2o，会掩盖agbr的淡黄色，不利于观察现象，所以甲同学的实验有局限性；乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离子，但是，不是所有的卤代烃都能发生消去反应，所以此法也有局限性。能力提升10将1氯丙烷与naoh的醇溶液共热，生成的产物再与溴水反应，得到一种有机物，它的同分异构体有几种()a2种 b3种 c4种 d5种答案b解析在naoh醇溶液中，1氯丙烷发生消去反应：，丙烯加溴后，生成1,2二溴丙烷，即ch2=chch3br2ch2brchbrch3，它的同分异构体有三种： 11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，通常先将样品中的氯元素转化为cl，再使cl转化为agcl沉淀，利用沉淀的颜色和不溶于稀hno3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，可先转化成氯化钾，再利用硝酸酸化的agno3溶液来检验cl。(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，再滴入稀硝酸酸化的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，然后加入agno3溶液，观察沉淀的颜色来判断是否是氯元素。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。12某一溴代烷a与氢氧化钠溶液混合后充分振荡，生成有机物b；a在氢氧化钠和b的混合液中