【学案】2026春湖北省长江作业本高中化学人教《有机化学基础》08第三章第一节卤代烃

第一节卤代烃1．认识溴乙烷的结构特点和主要化学性质。2．理解卤代烃的结构特点、物理性质、化学通性以及卤代烃在有机合成中的桥梁作用。3．了解卤代烃对人类生活及环境的影响。一、卤代烃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3．命名卤代烃的命名一般采用系统命名法，与烃类的命名相似，标出卤素原子的位置。CH2=CH—Cl：氯乙烯；CH2BrCH2Br：1,2-二溴乙烷；CH3CH2CHBrCH3：2-溴丁烷。4．物理性质状态常温下，大多数卤代烃为液体或固体溶解性所有卤代烃都不溶于水，可溶于有机溶剂5．结构与性质的关系6．卤代烃对人类生活的影响二、溴乙烷1．分子的组成与结构2．物理性质3．化学性质(1)取代反应(水解反应)①条件：NaOH水溶液、加热。②化学方程式：CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2OH＋NaBr。(2)消去反应①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。②卤代烃的消去反应a．条件：强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液、加热。b．化学方程式：CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2CH2↑＋NaBr＋H2O。三、卤代烯烃卤代烯烃中含有的官能团为碳卤键和碳碳双键，能发生加成反应和加成聚合反应。例如，四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯的化学方程式为nCF2CF2→CF2—CF2。卤代烃的性质材料1溴乙烷是有机合成的重要原料。农业上用作仓储谷物、仓库及房舍等的熏蒸杀虫剂。溴乙烷还常用于汽油的乙基化，也可用作冷冻剂和麻醉剂。材料2中国古代有“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”。已知，大气中的臭氧每减少1%，照射到地面的紫外线就增加2%，人的皮肤癌发病率就增加2%～4%，此外人还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。活动1溴乙烷可以通过两种途径制取，一种方法是用乙烷与溴蒸气发生取代反应制备，另一种方法是用乙烯与溴化氢加成制备，哪一种方法更好？为什么？提示：第二种方法更好，因第一种方法会产生多种副产物，第二种方法没有副产物产生。活动2氟氯代烷是烷烃吗？为什么？提示：不是，因其中含有氟和氯两种元素。活动3有机物C3H6FCl有一种结构是CH2Cl—CHF—CH3，试预测其发生完全水解反应的产物是什么？该物质能否发生消去反应？提示：1,2-丙二醇。可以发生消去反应。1．当运动员肌肉拉伤或扭伤时，队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点为12℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。下列关于氯乙烷的说法，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B解析：氯乙烷中只有一种官能团。2．某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法，正确的是()A．该物质不能发生水解反应B．该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀C．该物质可以发生消去反应D．该物质分子中至多有5个碳原子共面D解析：该有机物中含—Br，在NaOH溶液中能发生水解反应，A错误；该有机物不能电离出溴离子，水解后溶液调至酸性再和AgNO3溶液反应才可产生AgBr沉淀，B错误；与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，所以不能发生消去反应，C错误；为平面结构，与双键碳直接相连的原子一定在同一平面内，由结构可知，分子中最多有5个碳原子共面，D正确。3．下列物质中，可以通过消去反应生成2-甲基-2-丁烯的是()A．(CH3)3CCHClCH3 B．CH3CH(CH3)CHClCH3C．CH3CH(CH3)CH2CH2Cl D．CH3CH2CH(CH3)CH2ClB解析：A项有机物发生消去反应生成，名称为3,3-二甲基-1-丁烯；B项有机物发生消去反应生成，名称为2-甲基-2-丁烯，或，名称为3-甲基-1-丁烯；C项有机物发生消去反应生成，名称为3-甲基-1-丁烯；D项有机物发生消去反应生成，名称为2-甲基-1-丁烯，故只有B符合。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，如CH3Br等。(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：、等。(3)有两个邻位碳原子且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可能生成不同的产物。例如：发生消去反应的产物为CHCH2CH2—CH3或CH—CH3CH—CH3。(4)二元卤代烃发生消去反应后可在有机化合物中引入碳碳三键。例如：CH3—CH2—CHCl2＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))＋2NaCl＋2H2O。卤代烃中卤素原子的检验材料1氯仿(CHCl3)可作为全身麻醉剂，但在光照下易被氧化生成光气(COCl2)：2CHCl3＋O2eq\o(→,\s\up7(光))2COCl2＋2HCl。COCl2易爆炸。材料2“六六六”(如图所示)是六氯环己烷，是一种广谱杀虫剂，一般加工成粉剂或可湿性粉剂使用。“六六六”活动1为防止事故，使用氯仿前先检验是否变质，检验用的最佳试剂是什么？提示：AgNO3溶液。如果氯仿变质，则有HCl生成，可与AgNO3溶液产生白色沉淀。活动2根据卤代烃的结构分析“六六六”是否属于卤代烃？使用时能否配制它的水溶液？提示：属于卤代烃，其难溶于水，不能配制水溶液。活动3能否向“六六六”中直接加入AgNO3溶液鉴别氯元素？提示：不能；因为“六六六”为非电解质，在水中不能电离出Cl－，故不能直接加AgNO3溶液鉴别，必须将其水解生成Cl－后鉴别。活动4检验“六六六”中的氯原子时，为什么先加入稀硝酸后再加入AgNO3溶液？提示：若直接加入AgNO3溶液，NaOH会与AgNO3溶液反应生成褐色的Ag2O沉淀，无法判断是否有AgCl白色沉淀生成。1．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，下列四种实验设计方案，其中正确的是()A．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B．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C．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D．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－，A错误；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，B错误；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，发生水解反应生成的醇也能使酸性KMnO4溶液紫色变浅，C错误；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，D正确。2．为了检验溴乙烷中含有溴元素，有以下操作，顺序合理的是()①加AgNO3溶液②加NaOH水溶液③加热④加蒸馏水⑤加稀硝酸至溶液显酸性A．②①③⑤ B．②④⑤③C．②③⑤① D．②①⑤③C解析：溴乙烷中的溴元素不是以离子状态存在的，不能与AgNO3溶液直接反应，因此，必须先使它变为溴离子。由题意可知，应先使溴乙烷在强碱的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－反应生成AgOH，而AgOH不稳定，分解生成Ag2O沉淀，影响溴离子的检验，故需加入足量稀硝酸使溶液呈酸性，再加AgNO3溶液检验。3．为了测定某饱和卤代烃的分子中卤素原子的种类和数目，可按下列步骤进行实验：请回答下列问题：(1)准确量取11.40mL液体所用的仪器是______。(2)加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色，则此卤代烃中的卤素原子是________。(3)已知此卤代烃液体的密度是1.65g·mL－1，其蒸气对甲烷的相对密度是11.75，则此卤代烃分子中卤素原子的数目为；此卤代烃的结构简式为________________________________解析：(1)因为所量取卤代烃液体的体积为11.40mL，应选用酸式滴定管。(2)因加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色，故卤代烃中卤素原子为溴原子。(3)溴代烃的质量为11.40mL×1.65g·mL－1＝18.81g，相对分子质量为16×11.75＝188，因此溴代烃的物质的量为eq\f(18.81g,188g·mol－1)≈0.1mol。n(AgBr)＝eq\f(37.6g,188g·mol－1)＝0.2mol，故卤代烃分子中溴原子数目为2，根据相对分子质量判断其结构简式可能为CH2BrCH2Br或CH3CHBr2。答案：(1)酸式滴定管(2)溴原子(或Br)(3)2CH2BrCH2Br或CH3CHBr2卤代烃中卤素原子的检验方法(1)实验步骤及原理实验步骤实验原理①取少量卤代烃于试管中②加入NaOH溶液③加热R—X＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))ROH＋NaX④冷却⑤加入稀硝酸酸化HNO3＋NaOH=NaNO3＋H2O⑥加入AgNO3溶液AgNO3＋NaX=AgX↓＋NaNO3(2)检验流程R—Xeq\o(→,\s\up7(加NaOH水溶液),\s\do5(△))R—OH、NaXeq\o(→,\s\up7(加稀硝酸酸化))R—OH、NaXeq\o(→,\s\up7(加AgNO3溶液))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若产生白色沉淀，卤素原子为Cl,若产生淡黄色沉淀，卤素原子为Br,若产生黄色沉淀，卤素原子为I))知识点1卤代烃的结构与性质1．研究表明，将水煮沸3分钟能将自来水中所含的挥发性卤代烃含量降低至安全范围内。下列关于卤代烃的说法，不正确的是()A．煮沸消除卤代烃的原理可能是使卤代烃挥发B．与烷烃、烯烃一样属于烃类物质C．CH3CH2CH2Br在NaOH的乙醇溶液中共热，产物中的杂质可能有CH3CH2CH2OHD．挥发性卤代烃可能是氯气与水中含有的微量有机化合物反应而生成的B解析：卤代烃的消去反应与水解反应是相互竞争的反应，在NaOH的乙醇溶液中消去反应是主要反应，在NaOH的水溶液中取代反应是主要反应；卤代烃中含有卤素原子，不属于烃。2．某有机物的结构简式为，关于该有机物，下列叙述正确的是()A．不能使酸性KMnO4溶液褪色B．能使溴水褪色C．在加热和催化剂作用下，最多能和3molH2反应D．一定条件下，能和NaOH的乙醇溶液反应B解析：分子中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，A错误、B正确；苯环和碳碳双键均与H2发生加成反应，则在加热和催化剂作用下，最多能和4molH2反应，C错误；分子中含有氯原子，但邻位的碳原子上不存在氢原子，不能和NaOH的乙醇溶液发生消去反应，D错误。知识点2卤代烃中卤素原子的检验3．涂改液中含有的三氯甲烷、三氯乙烷等卤代烃，会对人体造成一定的伤害。为检验卤代烃中的氯元素，进行如下操作，正确的操作步骤是()①滴入硝酸银溶液，观察现象；②加入NaOH溶液；③冷却；④取少量卤代烃于试管中；⑤加入足量稀硝酸酸化；⑥加热，使之充分反应A．④⑤②⑥③① B．④⑤⑥③②①C．④②⑥③⑤① D．④⑥②③⑤①C解析：根据卤代烃中卤素原子的检验实验步骤可知，④取少量卤代烃于试管中；②加入NaOH溶液；⑥加热，使之充分反应；③冷却；⑤加入足量稀硝酸酸化；①滴入硝酸银溶液，观察现象，如观察到有白色沉淀生成，说明原卤代烃中含有氯元素，故合理顺序为④②⑥③⑤①。4．下列关于几种卤代烃的说法，正确的是()A．与NaOH的水溶液共热，反应后生成醇B．CH3Cl中加入NaOH的水溶液共热，再滴入AgNO3溶液，可检验该物质中含有的卤素原子C．发生消去反应能得到两种烯烃D．CH3Cl、、中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成A解析：和NaOH的水溶液共热可生成伯醇，A正确；卤代烃和NaOH溶液反应生成NaX，若检验其中卤素离子种类，应先加硝酸将溶液酸化，否则NaOH将与加入的AgNO3溶液反应生成AgOH或Ag2O沉淀而影响卤化银沉淀的观察判定，B错误；中2个甲基中的氢为等效氢，所以该物质发生消去反应时只生成丙烯，C错误；后两种物质与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上均没有氢原子，CH3Cl没有邻位碳原子，所以三者均不能发生消去反应，没有NaX生成，所以当向混合物中加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液就不会生成卤化银沉淀，D错误。5．由2-氯丙烷制取少量的时，需要经过的反应是()A．加成反应→消去反应→取代反应B．消去反应→加成反应→水解反应C．取代反应→消去反应→加成反应D．消去反应→加成反应→消去反应B解析：由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇的反应依次为＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2CHCH3＋NaCl＋H2O，消去反应；CH2=CHCH3＋Br2→，加成反应；＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))＋2NaBr，取代反应(水解反应)。6．下列说法正确的是()A．一氯甲烷与KOH的乙醇溶液混合加热发生消去反应B．在NaOH的水溶液中加热可发生消去反应C．在NaOH的水溶液中加热可生成苯甲醇D．反应C4H9Breq\o(→,\s\up7(KOH/醇),\s\do5(△))Yeq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(CCl4))Z，Z的结构简式可能是CH3CH(CH2Br)2C解析：一氯甲烷不能发生消去反应，A错误；卤代烃的消去反应条件为NaOH的乙醇溶液，加热，B错误；卤代烃在NaOH的水溶液中加热水解可生成醇，C正确；生成Z的反应为加成反应，两个溴原子应加在相邻的两个碳原子上，D错误。7．已知1,2-二氯乙烷的沸点为83.5℃，难溶于水，易溶于醇；乙醇的沸点为78℃，(1)向装置A中的试管里先加入1,2-二氯乙烷和NaOH的乙醇溶液，再加入，目的是，并向装置C中的试管里加入适量稀溴水。(2)为了使反应在75℃左右进行，常用的方法是(3)与装置A中试管相连接的长玻璃管的作用是__________________________，装置B的作用是___________________________________________。(4)能证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的实验现象是________________________________________________，装置A、C中发生反应的化学方程式分别为______________________________、__________________________。解析：(1)为了防止暴沸，应向装置A中加入几片碎瓷片。(2)为了便于控制温度，提供稳定热源，100℃及以下温度常选水浴加热的方法。(3)长玻璃导管起到冷凝、回流的作用，目的是提高原料的利用率，减少1,2-二氯乙烷、乙醇等的挥发。产生的气体与装置C中溴水反应或溶于溴水使装置内压强减小，可能会发生倒吸现象，因此装置B的作用是防止倒吸。(4)CH2ClCH2Cl发生消去反应可能生成CH2=CHCl、CH≡CH或二者的混合物，它们均能与溴水反应并使其褪色，因此能证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的实验现象是装置C中溴水褪色。根据以上分析可知装置A、C中发生反应的化学方程式分别为CH2ClCH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2=CHCl↑＋NaCl＋H2O(或CH2ClCH2Cl＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH≡CH↑＋2NaCl＋2H2O)、CH2=CHCl＋Br2→CH2BrCHClBr(或CH≡CH＋Br2→CHBr=CHBr、CH≡CH＋2Br2