高二化学 第二章第三节知识点及典型例题解析 卤代烃 苏教版选修5

1第三节卤代烃一、卤代烃的消去反应有哪些规律？与水解反应有哪些区别？卤代烃的化学性质较活泼，这是由于卤原子(官能团)的作用所致。卤原子结合电子的能力比碳原子强，当它与碳原子形成碳卤键时，共用电子对偏向卤原子，故碳卤键的极性较强，在其他试剂作用下，碳卤键很容易断裂而发生化学反应。1．消去反应(1)消去反应的实质：从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个卤化氢分子，从而形成不饱和化合物。例如：CH3CH2Cl：＋NaOH――→醇△NaCl＋CH2===CH↑＋H2O(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，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：。③有两个相邻碳原子，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：CH3—CH===CH—CH3＋NaCl＋H2O(3)二元卤代烃发生消去反应时要比一元卤代烃困难些。有些二元卤代烃发生消去反应后可在有机物中引入三键。例如：CH3—CH2—CHCl2＋2NaOH――→醇△CH3—C≡CH＋2NaCl＋2H2O2．消去反应与水解反应的比较反应类型反应条件键的变化卤代烃的结构特点主要生成物水解反应NaOH水溶液C—X与H—O键断裂C—O与H—X键生成含C—X即可醇消去反应NaOH醇溶液C—X与C—H键断裂(或—C≡C—)与H—X键生成与X相连的C的邻位C上有H烯烃或炔烃特别提醒(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三键。2(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。二、怎样检验卤代烃中的卤素？1．实验原理R—X＋H2O――→NaOH△R—OH＋HXHX＋NaOH===NaX＋H2OHNO3＋NaOH===NaNO3＋H2OAgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3根据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素：AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。2．实验步骤(1)取少量卤代烃；(2)加入NaOH水溶液；(3)加热；(4)冷却；(5)加入稀HNO3酸化；(6)加入AgNO3溶液，观察沉淀的颜色。即RX――→加NaOH水溶液△R—OHNaX――→加稀HNO3酸化R—OHHX――→加AgNO3溶液若产生白色沉淀，卤原子为氯原子若产生浅黄色沉淀，卤原子为溴原子若产生黄色沉淀，卤原子为碘原子3．实验说明(1)加热是为了加快卤代烃的水解反应速率，因不同的卤代烃水解难易程度不同。(2)加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应产生沉淀，影响对实验现象的观察和AgX沉淀的质量；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)量的关系：R—X～NaX～AgX,1mol一卤代烃可得到1mol卤化银(除F外)沉淀，常利用此量的关系来进行定量测定卤代烃。特别提醒(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。三、在烃分子中引入卤素原子的方法卤素原子的引入是改变分子性能的第一步反应，在有机合成和有机推断中起着桥梁作用。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CH3CH3＋Cl2――→光照CH3CH2Cl＋HCl＋Br2――→催化剂＋HBr(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应CH3—CH===CH2＋Br2―→CH3—CHBr—CH2BrCH3—CH===CH2＋HBr――→催化剂CH≡CH＋HBr――→催化剂CH2===CHBr3类型1卤代烃取代反应原理的应用例1卤代烃在NaOH存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应，其实质是带负电的原子团(例如OH－等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子。例如：CH3CH2CH2－Br＋NaOH―→NaBr＋CH3CH2CH2OH。写出下列反应的化学方程式。(1)溴乙烷跟NaHS反应。(2)碘甲烷跟CH3COONa反应。(3)溴乙烷跟NaCN反应。答案(1)CH3CH2Br＋NaHS―→CH3CH2SH＋NaBr(2)CH3I＋CH3COONa―→CH3COOCH3＋NaI(3)CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr解析这是一道信息题，考查学生的自学和信息迁移能力。根据信息知识简单的模仿，不过应注意用—SH(而不是用—HS)，和—CN连在原来连有卤素原子的碳原子上，取而代之即可。类型2卤代烃的消去反应例2下列物质中，不能发生消去反应的是()答案BC解析根据消去反应发生的条件，与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子；B中CH2Br2无相邻碳原子，C中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上无氢原子，故都不能发生消去反应。判断卤代烃能否发生消去反应主要看一点，即卤素原子所连碳原子的相邻碳原子上是否有氢原子，如果有，就能发生消去反应，否则，不能发生。类型3卤代烃中卤素的检验例3在实验室鉴定KClO3晶体和1­氯丙烷中的氯元素，现设计了下列实验操作程序：①滴加AgNO3溶液②滴加NaOH溶液③加热④加催化剂MnO2⑤加蒸馏水，振荡、过滤后取滤液⑥过滤后取滤渣⑦用HNO3酸化(1)鉴定KClO3中氯元素的操作步骤是________________________________________________________________________，（2）鉴定1­氯丙烷中氯元素的操作步骤是________________________________________________________________________。答案(1)④③⑤⑦①(2)②③⑦①解析用AgNO3检验氯元素时，需将KClO3和1­氯丙烷中的氯元素转化为Cl－，并用稀HNO3酸化，克服其他离子的干扰，实验才会成功。将KClO3晶体与1­氯丙烷中的氯元素分别转变为Cl－的方法为：2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑，CH3CH2CH2Cl＋NaOH――→水△CH3CH2CH2OH＋NaCl。再将溶液中的Cl－转变为AgCl，通过沉淀颜色和4不溶于稀HNO3的性质，来判断氯元素。卤代烃中卤素原子的检验，特别要注意OH－的干扰。所以，一定要先滴加硝酸中和完NaOH使溶液呈酸性后，再滴入AgNO3溶液。类型4卤代烃在有机合成中的作用例4已知：CH3—CH===CH2＋HBr―→(主要产物),1mol某烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH2O。该烃A在不同条件下能发生如下面所示的一系列变化。(1)A的化学式：，A的结构简式：。(2)上述反应中，①是反应，⑦是反应。(填反应类型)(3)写出C，D，E，H物质的结构简式：C，D，E，H。（4）写出D―→F反应的化学方程式________________________________________________________________________。答案(1)C8H8(1)加成酯化(或取代)解析1mol烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH2O,则该烃的化学式为C8H8。由于A能发生加聚反应，能与Br2的CCl4溶液和HBr反应，说明A中含有不饱和的碳碳键，由A→B→E→C8H6Br4，可得出A的结构简式应为5在有机合成中，利用卤代烃的消去反应可以形成不饱和键，能得到烯烃、炔烃等。利用卤代烃的取代反应可以形成碳氧单键(C—O)、碳碳单键等。现总结如下：比较溴乙烷的取代反应和消去反应，体会反应条件对化学反应的影响。点拨如下表所示。取代反应消去反应反应物CH3CH2BrCH3CH2Br反应条件NaOH水溶液，加热NaOH醇溶液，加热生成物CH3CH2OH、NaBrCH2===CH2、NaBr、H2O结论溴乙烷与NaOH在不同条件下发生不同类型的反应1．AD点拨消去反应是一个重要的有机化学反应类型，也是高考重点考查的内容。对于该反应的反应机理应熟练掌握。2．(1)＋NaOH――→乙醇△CH3CH===CH2↑＋H2O＋NaBr。(2)CH3CH2CH2CH2Br＋NaOH――→乙醇△CH3CH2CH===CH2↑＋NaBr＋H2OCH3CH2CH===CH2＋Br2―→。6点拨在有机合成题中逆推法是常用的方法，例如在(2)中，逆推过程如下：要想得到，应用CH3CH2CH===CH2和Br2加成，要想得到CH3CH2CH===CH2应让CH3CH2CH2CH2Br发生消去反应。3．(1)A：CH≡CH，B：CH2===CH2，C：CH3CH2Cl，D：CH3CH2OH。(2)CH2===CH2＋HCl――→催化剂CH3CH2Cl，CH3—CH2Cl＋NaOH――→乙醇△CH2===CH2↑＋NaCl＋H2O。点拨有机推断题在解答时要重视突破口的选择。该题的突破口为：A相对氢气的密度为13，即相对分子质量为26，可推知A为CH≡CH。1．下列物质中，不属于卤代烃的是()A．CH2Cl2B．CCl2F2C．D．CH3COCl答案D解析卤代烃是卤素原子取代了烃分子中的氢原子，卤代烃中含有碳、氢和卤素原子，也可不含氢原子，但不能含有其他元素的原子。2．为了使氯乙烷的水解反应进行比较完全，水解时需加入()A．NaClB．NaHSO4C．NaOHD．乙醇答案C3．为保护臭氧层，可采取的有效措施是()A．减少二氧化硫的排放量B．减少含铅废气的排放量C．减少氟氯代烃的排放量D．减少CO2的排放量答案C4．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原子D．所有卤代烃都是通过取代反应制得的答案C解析A有的是气体；B有的不行如CH3Cl；D有的可以通过加成制得。5．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溶液答案CD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溶液或NaOH的醇溶液，并加热，先使卤代烃水解或发生消去反应，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。6．没有同分异构体的一组是()①C3H7Cl②C2H3Cl③C6H5Cl④C2H4Cl2A．①②B．②③C．③④D．①③④7答案B解析C3H7Cl存在有1­氯丙烷和2­氯丙烷两种同分异构体，C2H4Cl2存在有1,1­二氯乙烷和1,2­二氯乙烷两种同分异构体。7．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是()A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④答案A8．化合物Z由如下反应得到：C4H9Br――→醇，△NaOHY――→Br2CCl4Z，Z的结构简式不可能是()A．CH3CH2CHBrCH2BrB．CH3CH(CH2Br)2C．CH3CHBrCHBrCH3D．CH2BrCBr(CH3)2答案B9．(1)写出下列物质与NaOH水溶液反应的化学方程式。①(CH3)2CBr—CH2CH3②(2)写出下列物质与NaOH的乙醇溶液反应的化学方程式。①②CH3CHBrCH3(3)以为原料，制取，写出有关反应的化学方程式。答案(1)①＋NaOH――→水△＋NaBr②＋NaOH――→水△＋NaBr(2)①＋2NaOH――→醇△CHCH↑＋2NaCl＋2H2O②＋NaOH――→醇△CH2CHCH3＋NaBr＋H2O(3)①＋NaOH――→醇△＋NaBr＋H2O810．某一氯代烷1.85g，与足量的NaOH水溶液混合加热后，用硝酸酸化，再加入足量AgNO3溶液，生成