2019-2020学年高中化学 第2章 第3节 卤代烃教案 新人教版选修5

第三节卤代烃目标与素养：1.认识溴乙烷的结构特点和主要化学性质。(宏观辨识与微观探析)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。(科学探究与创新意识)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，官能团是卤素原子。可表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)，饱和一卤代烃的通式为CnH2n＋1X。2．分类3．物理性质(1)状态：常温下，大多数卤代烃为液体或固体。(2)溶解性：卤代烃都不溶于水，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，如CCl4等。微点拨：卤代烃不属于烃类，某些卤代烃中也不一定含有氢原子，如四氯化碳等。二、卤代烃的结构性质及应用1．溴乙烷的物理性质纯净的溴乙烷是无色液体，沸点是38.4℃，密度比水的大，难溶于水，溶于多种有机溶剂(如乙醇、苯、汽油等)。2．溴乙烷的分子结构3．溴乙烷的化学性质卤代烃的反应活性较强，原因是卤素原子吸引电子的能力较强，使共用电子对偏移，C—X键具有较强的极性。(1)取代反应(水解反应)①条件：NaOH水溶液、加热。②反应方程式：CH3CH2Br＋NaOH――→水△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)，而生成含不饱和键化合物的反应。②卤代烃的消去反应a．条件：NaOH醇溶液、加热。b．反应方程式：(以溴乙烷为例)CH3CH2Br＋NaOH――→乙醇△CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。4．卤代烃对人类生活的影响(1)卤代烃的用途制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂、合成有机物等。(2)卤代烃的危害会造成“臭氧空洞”。氟利昂(以CCl3F为例)破坏臭氧层的反应过程可表示为1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)卤代烃是一类特殊的烃。()(2)卤代烃中一定含有的元素为C、H和卤素。()(3)卤代烃在强碱水溶液中加热一般可以发生水解反应。()(4)既能发生消去反应，又能发生取代(水解)反应。()[答案](1)×(2)×(3)√(4)√2．下列物质中，不属于卤代烃的是()[答案]D3．写出发生水解反应的条件为________，有机产物的结构简式为________；发生消去反应的条件为________，有机产物的结构简式为________。[答案]NaOH的水溶液、加热NaOH的醇溶液、加热CH2===CH—CH2CH3，CH3—CH===CH—CH3卤代烃的主要反应及其桥梁作用1.卤代烃的消去反应和水解反应的比较消去反应水解反应卤代烃的结构特点与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子一般是1个碳原子上只有1个—X反应实质脱去HX分子，形成不饱和键—X被—OH取代反应条件强碱的醇溶液、加热强碱的水溶液、加热反应特点碳骨架不变，官能团由—X变为或碳骨架不变，官能团由—X变为—OH断键位置C—X与C—H断裂C—X断裂主要产物烯烃或炔烃醇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，等。(3)有两个邻位碳原子，且碳原子上均有氢原子时，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CH3—CH===CH—CH3、CH2===CH—CH2—CH3。(4)二元卤代烃发生消去反应后可能在有机物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如，CH3—CH2—CHCl2＋2NaOH――→乙醇△CH3—CCH＋2NaCl＋2H2O。模型认知：卤代烃在有机合成中的桥梁作用1．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2—CHBr2⑤⑥CH2Cl2A．①③⑥B．②③⑤C．①②③④⑤⑥D．②④[答案]A2．下列化合物中能发生消去反应生成两种烯烃，又能发生水解反应的是()D[题给四种物质均可发生水解反应，但是与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子才可发生消去反应。分析题给四种物质：A中只有一个碳原子，C中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，所以A、C均不能发生消去反应；B发生消去反应后只能生成一种烯烃，而D发生消去反应后可以得到两种烯烃。]3．根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的结构简式是________，名称是________。(2)①的反应类型是________，③的反应类型是________。(3)反应④的化学方程式是____________________________________________________________________________________。[解析]由为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，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＋2NaBr＋2H2O。卤代烃中卤原子的检验1.实验步骤和实验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＋NaOH――→水△ROH＋NaX④冷却⑤加入稀硝酸酸化HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O⑥加入AgNO3溶液AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO32.沉淀的颜色与卤代烃中卤素原子种类关系AgX颜色卤代烃中卤素原子白色氯淡黄色溴黄色碘4．某学生将1­氯丙烷和NaOH溶液共热煮沸几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果未见到白色沉淀生成，其主要原因是()A．加热时间太短B．不应冷却后再滴入AgNO3溶液C．NaOH量不足D．加AgNO3溶液前未加稀HNO3D[由于1­氯丙烷与氢氧化钠溶液反应时碱可能过量，此时加入硝酸银溶液可能会得到褐色的Ag2O沉淀，所以加入硝酸银溶液前应先加稀硝酸酸化。]5．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．②①③⑤B．②④⑤③C．②③⑤①D．②①⑤③C[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。]卤代烃中卤原子的检验模板少量卤代烃――――――→NaOH水溶液△――→冷却――――――→稀硝酸酸化――――→AgNO3溶液观察沉淀颜色。其中，加热是为了加快水解速率；加入稀硝酸酸化，一是中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰检验，二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。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原子D．所有卤代烃都是通过取代反应制得的C[所有卤代烃都难溶于水，但不一定都是密度比水小的液体，例如一氯甲烷是气体，溴乙烷密度比水大，A错误；卤代烃分子中，连有卤素原子的碳原子必须有相邻的碳原子且此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时，才可发生消去反应，因此并不是所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应，B错误；所有卤代烃都含有卤原子，C正确；卤代烃不一定是通过取代反应制得的，也可以通过加成反应，D错误。]2．下列化学反应的产物中，存在有互为同分异构体的是()①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解②甲苯在催化剂FeCl3作用下与Cl2反应A．①②B．②③C．③④D．①④B[①中有机物水解只能得到CH3CH2CH2OH；②中可得两种异构体；③中可得CH2===CH—CH2—CH3和CH3—CH===CH—CH3两种异构体；④只能得到。]3．下列卤代烃中能发生消去反应且能生成两种单烯烃的是()A．2­氯丙烷B．氯乙烷C．2­氯丁烷D．1­氯丙烷[答案]C4．某有机物结构简式为，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的醇溶液反应B[分子中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，A错误；分子中含有碳碳双键，能使溴水褪色，B正确；苯环和碳碳双键均与氢气发生加成反应，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，则一定条件下，不能和NaOH的醇溶液发生消去反应，D错误。]5．某液态卤代烃RX(R是烷基，X是某种卤素原子)的密度是ag/cm3，该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的相对分子质量，拟定的实验步骤如下：①准确量取该卤代烃bmL，放入锥形瓶中。②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液，塞上带有玻璃管的塞子，加热，发生反应。③反应完成后，冷却溶液，加稀HNO3酸化，滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀。④过滤、洗涤，干燥后称重，得到固体cg。回答下面问题：(1)装置中玻璃管的作用是______________________________。(2)步骤④中，洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的________(填离子符号)。(3)该卤代烃中所含卤素的名称是________，判断的依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)假设RX完全反应，则该卤代烃的相对分子质量是________(列出算式)。(5)如果在步骤③中，所加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤④中测得的c值________(填下列选项代码)。A．偏大B．偏小C．不变D．大小不定[解析]本实验的反应原理是：R—X＋NaOH―→R—OH＋NaX，NaX＋AgNO3===AgX↓＋NaNO3。(1)因R—X的熔、沸点较低，加热时易挥发，所以装置中的长玻璃管的作用是防止卤代烃挥发。(2)R—OH虽然能与水互溶，但难以电离，所以沉淀AgX吸附的离子只能是Na＋、NO－3和过量的Ag＋。(3)因所得卤化银AgX沉淀是白色的，所以该卤代烃中所含的卤素是氯。(4)R—Cl～AgClMr143.5ag·cm－3·bmLcgMrag·cm－3·bmL＝143.5cgMr＝143.5abc。(5)若加入的酸不足，则步骤④所得的固体还会混有Ag2O，使其质量c偏大。[答案](1)防止卤代烃挥发(或冷凝回流)(2)Ag＋、Na＋和NO－3(3)氯得到的卤化银沉淀是白色的(4)143.5abc(5)A