《卤代烃》教学课件

《卤代烃》目标素养1.通过常见的卤代烃,了解卤代烃的结构特点、分类及物理性质。2.以溴乙烷为例,学习掌握卤代烃的取代反应和消去反应的反应机理,会用化学方程式表示相关反应过程。3.了解卤代烃的用途。知识概览自主预习一、卤代烃的结构和性质1.定义:烃分子中的氢原子被

卤素原子

取代后生成的化合物。

2.分类:微思考1卤代烃一定是烃分子通过发生取代反应而生成的吗?提示:不一定。卤代烃从结构上都可以看作是烃分子中的氢原子被卤素原子取代而生成,但并不一定是发生取代反应生成的。例如CH2═CH2+HCl→CH3CH2Cl,是加成反应生成的。3.物理性质。

二、溴乙烷1.分子组成及结构。2.物理性质。

3.化学性质。(1)实验探究。(2)取代反应(水解反应)。①条件:

NaOH水溶液、加热

。

③结构与性质分析:微思考2所有卤代烃都能发生取代(水解)反应吗?提示:所有的卤代烃在适当的条件下都可以发生取代(水解)反应。(3)消去反应(消除反应)。①条件:

NaOH的乙醇溶液、加热

。

②化学方程式:③定义: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

的化合物的反应。

三、卤代烯烃及卤代烃的应用1.卤代烯烃的性质和应用。卤代烯烃能发生

加成

反应和加成聚合反应。例如,氯乙烯和四氟乙烯都能发生加成聚合反应,得到的

聚氯乙烯

和聚四氟乙烯都是用途广泛的高分子材料。

2.卤代烃的应用。卤代烃在日常生活中有着广泛应用,例如可以作

灭火

剂、有机溶剂、制冷剂如(

氟氯代烷

)等。

3.卤代烃的危害:大量的使用卤代烃对臭氧层有破坏作用,使臭氧层产生“臭氧空洞”,危及地球上的生物。微思考3在不粘锅的内壁有一层涂层,它使饭菜不易粘锅、烧焦,你知道它的成分吗?它属于卤代烃吗?提示:它的主要成分是聚四氟乙烯。它属于卤代烃。预习检测1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)常温下卤代烃都是液态或固态,难溶于水,密度比水大。

(

)(2)卤代烃属于烃,是一类含有卤素原子的烃。(

)(3)卤代烃都能发生消去反应。(

)(4)卤代烃发生消去反应一定生成烯烃。(

)××××2.下列物质中,不属于卤代烃的是(

)。

答案:D3.下列关于卤代烃的叙述错误的是(

)。A.随着碳原子数的增多,一氯代烃的沸点逐渐升高B.随着碳原子数的增多,一氯代烃的密度逐渐增大C.等碳原子数的一氯代烃,支链越多,沸点越低D.等碳原子数的一卤代烃,卤素的原子序数越大,沸点越高答案:B4.有关溴乙烷的下列叙述中,正确的是(

)。A.溴乙烷难溶于水,能溶于多种有机溶剂B.溴乙烷与NaOH的水溶液共热可生成乙烯C.将溴乙烷滴入AgNO3溶液中,立即有浅黄色沉淀生成D.实验室通常用乙烯与溴水反应来制取溴乙烷答案:A5.下列有机反应中,不属于取代反应的是(

)。

答案:B6.在结构简式为R—CH2—CH2—X的卤代烃中,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①和③B.发生消去反应时,被破坏的键是①和④C.发生水解反应时,被破坏的键是①D.发生消去反应时,被破坏的键是②和③答案:C7.大气污染物氟利昂-12的分子式是CF2Cl2,它是一种卤代烃。关于氟利昂-12的说法错误的是(

)。A.它有两种同分异构体B.化学性质虽稳定,但在紫外线照射下,可发生分解,产生的氯原子可引发损耗O3的反应C.属于卤代烃D.它可看作甲烷分子的氢原子被氟、氯原子取代后的产物答案:A一

卤代烃的水解反应和消去反应重难归纳1.水解反应和消去反应的比较。2.卤代烃的消去反应规律。(1)主链上至少有2个C。没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl。(2)与卤代烃的卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子才能发生消去反应,若无氢原子则不能发生消去反应。(3)当卤素原子所连接的碳原子的两侧的烃基不对称时则会有多种产物。如

的消去产物有CH2═CHCH2CH3和CH3CH═CHCH3两种。(1)1-溴丙烷和2-溴丙烷分别在氢氧化钠水溶液中共热的产物是否相同?在氢氧化钾的乙醇溶液中共热的产物是否相同?提示:在氢氧化钠水溶液中共热,前者的产物是1-丙醇,后者是2-丙醇;氢氧化钾的乙醇溶液中共热的产物都是丙烯。(2)氯代烃

在NaOH的乙醇溶液中加热充分反应后,可以得到几种烯烃?提示:两种。只要含卤素原子的碳原子相邻的碳原子上有氢原子即可发生消去反应。若两侧均有氢原子,则两侧均能发生消去反应。两种烯烃分别为CH3CH2CH═CHCH3和CH3CH2CH2CH═CH2。特别提醒(1)水解反应和消去反应的首要区别是反应条件不同和反应产物不同,所以准确记忆是解决此类问题的关键。可以简记为“有醇(反应条件)则无醇(产物),无醇(反应条件)则有醇(产物)”。(2)卤代烃发生消去反应时断裂的是碳卤键和碳氢键,且不在同一个碳原子上,而是位于相邻的碳原子上,这是判断卤代烃能否发生消去反应的关键。典例剖析下列卤代烃,既能发生水解反应,又能发生消去反应且只能得到一种单烯烃的是(

)。A解析:A项,分子中含有Br,可发生水解反应,可发生消去反应生成1种烯烃,正确;B项,分子中含有Br,可发生水解反应,发生消去反应生成2种烯烃,错误;C项,分子中含有Br,可发生水解反应,可发生消去反应生成3种烯烃,错误;D项,分子中含有Br,可发生水解反应,分子中与Br相连碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,错误。学以致用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(

)。B解析:选项中给的四种卤代烃均能发生水解反应;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,不能发生消去反应。故B项正确。2.下列化学反应的产物中,存在同分异构体的是(

)。A.CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解B.甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应答案:B解析:A项,

CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解,只能生成1-丙醇,A不符合题意。B项,甲苯在催化剂作用下与Cl2发生苯环上的取代反应,如果发生一氯取代,可以生成邻氯甲苯或对氯甲苯;如果发生二氯取代,可以生成2,6-二氯甲苯或2,4-二氯甲苯;如果发生三氯取代,可以生成2,4,6-三氯甲苯,所以B符合题化剂存在下与H2完全加成,只能生成乙基环己烷,D不符合题意。二

1-溴丁烷的化学性质的实验探究重难归纳1.探究1-溴丁烷的消去反应实验装置图。装置A是反应发生装置;装置B是除杂装置,目的是除去挥发出的乙醇气体;C是检验装置,生成的物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色。2.验证消去反应产物(有机产物)的注意事项:(1)烧瓶中加入的物质是1-溴丁烷和NaOH的乙醇溶液。1-溴丁烷消去反应产生的是1-丁烯气体,要验证该气体,在通入酸性高锰酸钾溶液前要加一支盛有水的试管,目的是除去挥发出来的乙醇,因为乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰1-丁烯的检验。(2)除了酸性高锰酸钾溶液外,还可以用溴的四氯化碳溶液来检验1-丁烯,这时乙醇不会干扰1-丁烯的检验,因此不需要把气体先通入水中。3.1-溴丁烷与NaOH水溶液共热发生取代反应的检验。(1)实验过程。(2)实验现象:取1-溴丁烷与NaOH水溶液共热后的上层水溶液,经稀硝酸酸化后,再滴入AgNO3溶液,有浅黄色(AgBr)沉淀生成。4.卤代烃中卤素原子的检验步骤:卤代烃不溶于水,也不能电离出X-,分子中卤族元素的检验步骤如下:(1)将卤代烃与过量NaOH溶液混合,加热充分反应。(2)向混合液中加入过量的稀硝酸以中和过量的NaOH。(3)向混合液中加入AgNO3溶液。若有沉淀生成,则证明卤代烃中含卤素原子。知识拓展卤代烃中卤素原子检测过程中涉及的化学反应原理。实验步骤实验原理①取少量卤代烃加入试管中②加入NaOH溶液③加热R—X+NaOHROH+NaX④冷却⑤加入稀硝酸酸化HNO3+NaOH══NaNO3+H2O⑥加入AgNO3溶液AgNO3+NaX══AgX↓+NaNO3(1)检验卤素离子时,在加AgNO3溶液之前为什么要先加入稀硝酸酸化?提示:加稀硝酸的目的是中和NaOH,提供酸性环境便于检验卤素离子的存在。(2)为检验卤代烃中的卤素原子,能否先让卤代烃发生消去反应,然后再检验?此时是否还需要加入稀硝酸酸化?提示:因为不是所有的卤代烃都可以发生消去反应,所以通过消去反应然后检验不适用。卤代烃如能发生消去反应,检验时也应加入稀硝酸酸化,因为需要中和过量的碱。(3)若存在有机化合物二氯甲烷,如何验证该有机化合物分子中存在两个氯原子?提示:根据卤代烃的水解反应原理:R—X+NaOHROH+NaX,可知卤代烃中卤素原子的物质的量等于生成的卤化钠的物质的量,即:R—X~NaX~AgX,因此根据卤代烃的物质的量与生成沉淀的物质的量,就可以测定卤代烃中卤素原子的个数。典例剖析为探究一溴环己烷()与NaOH的乙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了如下三种实验方案。甲:向少量反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH溶液,然后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了水解反应。乙:向少量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:向少量反应混合液中滴入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液颜色褪去,则可证明发生了消去反应。其中正确的是(

)。A.甲B.乙C.丙D.上述实验方案都不正确答案:D解析:甲方案:发生水解或消去反应均生成NaBr,检验溴离子应在酸性条件下,则生成浅黄色沉淀可检验溴离子,但不能确定发生的是消去反应还是水解反应,故错误;乙方案:烯烃可与溴水发生加成反应,反应混合液中的NaOH也能与溴水反应,均使溴水褪色,不能证明发生了消去反应,故错误;丙方案:反应混合液中有乙醇,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以无法证明发生的是水解反应还是消去反应,故错误。学以致用1.某小组用图1、图2所示装置进行溴乙烷性质的探究。在图1试管中加入5mL溴乙烷和10mL6mol·L-1NaOH水溶液,振荡,水浴加热。将溴乙烷与NaOH乙醇溶液反应产生的气体通入图2装置。下列说法正确的是(

)。A.图1、图2装置中分别发生的是消去反应和取代反应B.图1试管中物质充分反应后,可观察到液体出现分层C.图2中试管A的作用是除去气体中混有的溴乙烷D.图2若无试管A,可将B中试剂改为溴的四氯化碳溶液答案:D解析:图1装置中发生溴乙烷的水解反应,生成乙醇,乙醇与水互溶,故A、B项错误;图2装置中发生溴乙烷的消去反应,生成乙烯,生成的乙烯中混有乙醇,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,试管A的作用是除去气体中混有的乙醇,故C项错误;图2中乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,而乙醇不能,若无试管A,可将B中试剂改为溴的四氯化碳溶液,故D项正确。2.某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,结果未见到白色沉淀生成,而出现黑褐色沉淀,其主要原因是(

)。A.加热时间太短B.不应冷却后再加入AgNO3溶液C.加AgNO3溶液前未用稀硝酸酸化D.反应后的溶液中不存在Cl-答案:C解析:反应后溶液显碱性,不能直接加AgNO3溶液,否则Ag+与OH-反应,最后得到Ag2O黑色沉淀,影响氯的检验,所以应加入稀硝酸酸化后,再加AgNO3溶液检验。1.我国古代有“女娲补天”的传说,现代人因为氟氯代烷造成的臭氧层空洞也在进行着“补天”。下列关于氟氯代烷的说法错误的是(

)。答案:B解析:CH2ClF为CH4的二取代物,因为CH4为空间正四面体结构,4个H完全一样,F和Cl取代其中任意两个H完全一样,所以CH2ClF只有1种结构,B项错误。2.卤代烃在碱性条件下发生水解反应,碱的作用是(

)。A.催化剂B.氧化剂C.促进反应向水解方向进行D.促进反应向逆反应方向进行答案:C解析:卤代烃的水解反应是可逆反应,加入碱可中和生成的HX(X指卤素),使平衡正向移动。3.一定能够鉴定卤代烃中卤元素的存在的操作是(

)。A.在卤代烃中直接加入AgNO3溶液B.加入NaOH的水溶液,加热后加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液C.加蒸馏水,充分搅拌后,加入AgNO3溶液D.加入NaOH的乙醇溶液,加热后加入AgNO3溶液答案:B解析:卤代烃不能电离出卤素离子,卤代烃中直接加入AgNO3溶液不反应,故A项错误;加入NaOH的水溶液,加热后发生水解反应,再加入稀硝酸中和剩余氢氧化钠,最后加入AgNO3溶液生成卤化银,故B项正确;卤代烃不与水反应,故C项错误;加入NaOH的乙醇溶液,加热后加入AgNO3溶液,氢氧化钠与AgNO3溶液反应生成沉淀,故D项错误。4.下列能发生消去反应,生成物中存在同分异构体的卤代烃是(

)。A.B.C6H5—CH2ClC.CH(CH3)2CHClCH(CH3)2D.CH3CH2CCl(CH3)2答案:D解析:该物质为醇,不属于卤代烃,故A不符合题意;与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故B不符合题意;该物质可以发生消去反应,但生成物只有一种CH(CH3)2CH═C(CH3)2,故C不符合题意;该物质可以发生消去反应,且生成物有CH3CH2C(CH3)═CH2和CH3CH═C(CH3)2两种,故D符合题意。5.下列卤代烃在KOH的乙醇溶液中加热不反应的是(

)。B.②③⑤C.①③⑥D.①②③④⑤⑥答案:C解析:①苯环上的H无法消去,①符合;有机化合物结构中卤素原子相连的C的邻C上有H原子,可以发生消去反应,②④⑤不符合;③有机化合物结构中卤素原子相连的C的邻C上无H原子,无法发生消去反应,③符合;⑥分子中只有1个C,无法发生消去反应,⑥符合;故C项正确。6.某一溴代烷A与氢氧化钠溶液混合后充分振荡,生成有机化合物B;A在氢氧化钠和B的混合液中共热生成一种气体C;C可由B与浓硫酸混合加热制得,C可作果实催熟剂。则:(1)A的结构简式为

。

(2)写出A生成B的化学方程式:

。

(3)写出A生成C的化学方程式:

。

(4)B生成C的反应类型为

。

答案:(1)CH3CH2Br(4)消去反应解析:由C可作果实催熟剂可知,C为CH2═CH2,由C即可推出B为CH3CH2OH,A为CH3CH2Br。探究一卤代烃的水解反应和消去反应【问题探究】1.“六六六”学名六氯环己烷,是一种广谱杀虫剂,一般加工成粉剂或可湿性粉剂使用,其结构简式如下:根据卤代烃的性质分析,“六六六”能否发生水解反应和消去反应?提示

能。六氯环己烷属于卤代烃。卤代烃都能发生水解反应,且分子中C—Cl的邻位碳原子上有氢原子,故能够发生消去反应。2.如图所示,向圆底烧瓶中加入2.0gNaOH和15mL无水乙醇,搅拌。再向其中加入5mL1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热。将产生的气体通入盛水的试管后,再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。(1)为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前先通入盛有水的试管?若用溴水检验乙烯,还有必要先将气体通入水中吗?提示

除去混有的乙醇蒸气,因为乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色,干扰丁烯的检验。若用溴水检验乙烯,因乙醇不能使溴水褪色,不会干扰丁烯的检验,故不必先将气体通入水中。(2)上述反应的有机产物是什么?若将1-溴丁烷换为2-溴丁烷,产物可能是什么?提示

1-溴丁烷的消去产物为CH2=CH—CH2—CH3;2-溴丁烷的消去产物为CH3—CH=CH—CH3、CH2=CH—CH2—CH3。【深化拓展】1.卤代烃的消去反应和水解反应的比较反应类型消去反应水解反应反应实质脱去HX分子,形成不饱和键—X被—OH取代反应条件

注意区别

强碱的乙醇溶液、加热

强碱的水溶液、加热易错提醒正确理解卤代烃的消去反应和水解反应条件,后续还会学习醇的消去反应,切勿混淆。2.卤代烃的消去反应规律(1)没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,例如CH3Br。(2)有邻位碳原子,但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。例如【微点拨】(1)并不是所有的卤代烃都能发生消去反应,但所有卤代烃在一定条件下都可发生水解反应。【素能应用】典例1下列说法正确的是(

)A.CH3CH2Br在NaOH的水溶液中加热反应得到CH2=CH2答案

C【变式设问】

变式训练11-氯丙烷和2-氯丙烷分别与NaOH乙醇溶液共热的反应(

)A.产物相同 B.产物不同C.碳氢键断裂的位置相同 D.反应类型不同答案

A解析

1-氯丙烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,断键位置为C—Cl和中间碳原子上的C—H。2-氯丙烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,断键位置为C—Cl和端点碳原子上的C—H;所以二者发生反应类型相同,都是消去反应,生成产物相同,都是丙烯,但是碳氢键断裂的位置不同。探究二卤代烃中卤素原子的检验【问题探究】1.要使卤代烃中的卤素原子转化成离子需要什么条件?提示

氢氧化钠水溶液并加热。2.在加入NaOH水溶液并加热后,加稀硝酸的作用是什么?提示

NaOH的存在影响卤素离子的检验,所以需要先加入稀硝酸中和NaOH。【深化拓展】卤代烃中卤素原子检验的实验步骤和实验原理【素能应用】典例