第3章第1节-卤代烃(教师版).docx

《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修3）》
第三章 烃的衍生物
第一节　卤代烃
一、卤代烃
1．概念与分类
（1）概念：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃，可表示为R—X，官能团是碳卤键。
（2）卤代烃的分类
2．卤代烃的命名：卤代烃的命名一般用系统命名法，与烃类的命名相似。例如：
结构简式

CH2== CH—Cl

CF2==CF2
名称
2-氯丁烷
氯乙烯
1,2-二溴乙烷
四氟乙烯
3．物理性质
（1）状态：常温下，卤代烃中除个别为气体外，大多为液体或固体。
（2）溶解性：卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。
（3）密度与沸点：
①卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃，如沸点：CH3CH3＜CH3CH2Br；
②卤代烃的密度一般随烃基中碳原子数目的增加而减小，如ρ(CH3Cl) ＞ρ(CH3CH2Cl)；
③卤代烃的沸点一般随碳原子数目的增加而升高，如沸点：CH3Cl＜CH3CH2Cl。
4．溴乙烷的结构与物理性质
（1）组成和结构
球棍模型
空间填充模型
结构式
结构简式
分子式

Br
CH3CH2Br
C2H5Br
（2）物理性质：纯净的溴乙烷是 无 色 液 体，沸点38.4℃，密度比水的 大 ，难溶于 水 ，可溶于多种有机溶剂。
二、卤代烃的化学性质
1．取代反应(水解反应)
实验装置

实验现象
①中溶液分层②中有机层厚度减小，直至消失④中有淡黄色沉淀生成
实验解释
溴乙烷与NaOH溶液共热产生了
反应原理
CH3CH2Br+ H2O CH3CH2OH+ HBr
CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr
2．消去反应
【实验探究】1-溴丁烷的化学性质
实验装置

实验现象
反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液褪色
实验解释
生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
反应原理
CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH==CH2↑＋HBr
CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH==CH2↑＋NaBr＋H2O
（1）消去反应的概念：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）问题讨论：
①实验中盛有水的试管的作用是为了除去挥发出来的乙醇， 原因是 乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰丁烯的检验。
②除酸性高锰酸钾溶液外还可以用溴的四氯化碳溶液来检验丁烯，此时气体还用先通入水中吗？不用，理由是乙醇与溴不反应，不会干扰丁烯的检验。
【归纳整理】卤代烃取代(水解)反应与消去反应的比较
反应类型
取代反应(水解反应)
消去反应
反应条件
NaOH水溶液、加热
NaOH醇溶液、加热
断键方式

反应本质

卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代，生成醇
相邻的两个碳原子间脱去小分子HX
反应通式
RCH2X＋NaOHRCH2OH＋NaX
＋NaOH＋NaX＋H2O
产物特征
引入—OH，生成含—OH的化合物
消去HX，生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和键的化合物
反应机理
在卤代烃分子中，由于卤素原子的电负性比碳原子的大，使C—X的电子向卤素原子偏移，进而使碳原子带部分正电荷(δ＋)，卤素原子带部分负电荷(δ－)，这样就形成一个极性较强的共价键：Cδ＋—Xδ－。因此，卤代烃在化学反应中，C—X较易断裂。
【理解应用】写出下列反应的化学方程式
①CH3CHClCH3+ NaOH CH3CH3 + NaBr
② CH2BrCH2Br + 2NaOH ＋2NaBr
③CH3CHBrCH2CH3+ NaOH CH3—CH== CH—CH3（CH2==CHCH2CH3）+ NaBr＋H2O
④CH2BrCH2Br+ 2NaOH CH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O
【预习检验】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
（1）在溴乙烷的水解反应中NaOH作催化剂(　×　)
（2）在CH3CH2Br中滴入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成(　×　)
（3）检验氯乙烷中的氯原子：先滴加NaOH水溶液，加热，再加入AgNO3溶液有白色沉淀（ × ）
（4）所有卤代烃在适当条件下都能发生水解反应和消去反应(　×　)
（5）检验溴乙烷与NaOH的乙醇溶液混合共热产生的乙烯，可把气体通入酸性高锰酸钾溶液(　×　)

2．在R—CH2—CH2—X 中化学键如图所示：(①为 C—X ，②③为C—H，④为C—R) 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③
B．发生水解反应时，被破坏的键是①
C．发生消去反应时，被破坏的键是②和③
D．发生消去反应时，被破坏的键是①和④
【答案】B
〔解析〕发生水解反应生成醇，只断裂C—X，即断裂①；发生消去反应，断裂C—X和邻位C上的C—H，则断裂①③。
3．下列化合物在一定条件下，既能发生消去反应，又能发生水解反应的是 (　　)
A．CH3Cl B．CH3—CH3 C．CH3CH2Cl D．
【答案】B
〔解析〕只有连接卤原子的碳原子相邻碳原子上含有氢原子时卤代烃才能发生消去反应。
4．〔双选〕下列反应所得的有机产物确定有两种的是(　　)
A.等体积的甲烷与氯气在光照条件下的取代反应
B.丙烯与氯化氢的加成反应
C. CH3在NaOH的乙醇溶液作用下的消去反应
D.甲苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下的取代反应
【答案】 BC
〔解析〕甲烷与氯气在光照条件下反应生成多种氯代产物,A项错误;丙烯与HCl的加成产物为CH3CH2CH2Cl或CH3CHClCH3,B项正确; CH3在NaOH的乙醇溶液作用下发生消去反应只生成CH3和CH3,C项正确;甲苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下,生成邻位、对位取代物（主要）和间位取代物，D项错误。
5．由1-氯环己烷()制备1,2-环己二醇()时，需要经过下列哪几步反应(　　)
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〕正确的途径是，即依次发生消去反应、加成反应、取代反应。
6．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，甲、乙、丙三位同学分别设计了如下三种实验方案。
甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后滴入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则可证明发生了消去反应。
乙：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：向反应混合液中滴入KMnO4酸性溶液，若溶液颜色变浅或褪去，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〕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－，甲不正确；溴水既能与烯烃发生加成反应使溶液颜色褪去，也能与NaOH溶液反应使溶液颜色褪去，乙不正确；一溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使KMnO4酸性溶液的紫色变浅或褪去，发生水解反应生成的醇（且原混合物中也有醇）会被KMnO4酸性溶液氧化也会使溶液紫色变浅或褪去，丙不正确。
7．如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是(　　)

A.过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 B.过程Ⅱ可表示为O3＋Cl===ClO＋O2
C.过程Ⅲ中O＋O===O2是吸热过程 D.上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂
【答案】C
〔解析〕A.过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C—Cl键，故A正确；B.根据图示信息可知，过程Ⅱ可表示为：O3＋Cl===ClO＋O2，故B正确；C.O＋O===O2为原子结合成分子的过程，为放热过程，故C错误；D.上述过程说明，氟利昂中氯原子在反应前后不变，是破坏O3的催化剂，故D正确。
8．为确定某卤代烃分子中所含卤素原子的种类，可按下列步骤进行实验：a．取少量该卤代烃液体；b.加入过量NaOH溶液；c.冷却后加入稀硝酸酸化；d.加入AgNO3溶液，观察反应现象。回答下列问题：
(1)①步骤b的目的是____________________________________________；
②步骤c的目的是______________________________________________。
(2)若加入AgNO3溶液时产生的沉淀为淡黄色，则此卤代烃中的卤素原子是________(填元素符号)。
(3)能否向该卤代烃中直接加入AgNO3溶液以确定卤素原子的种类？________(填“能”或“不能”)，原因是____________________________________________________________。
【答案】(1)①促进卤代烃水解，使卤代烃水解完全　②中和过量的NaOH　(2)Br　(3)不能　卤代烃为非电解质，不能电离出卤素离子
〔解析〕(1)①卤代烃水解生成醇和卤化物，加入过量NaOH溶液的目的是中和卤代烃水解产生的卤化物，促进卤代烃水解，使卤代烃水解完全。②反应后的溶液中有剩余的NaOH，加入稀硝酸是为了中和过量的NaOH，使溶液呈酸性，防止过量的NaOH对后续实验产生影响。
(2)若生成的沉淀为淡黄色，则该沉淀为AgBr，所以该卤代烃中的卤素原子是Br。
(3)卤代烃为非电解质，在水中不能电离出卤素离子，所以不能直接加入AgNO3溶液进行检验，应先使其发生水解反应(或消去反应)生成卤素离子后再进行检验。
9．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，其合成过程如下：（水及其他无机产物均已省略）

写出各步涉及的方程式：
① ②
③ ④
⑤
【答案】
①CH2==CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br ②CH2BrCH2Br + 2NaOH CH2OHCH2OH ＋2NaBr
③CH2OHCH2OH+O2OHC—CHO +2H2O ④OHC—CHO+O2 HOOC—COOH
⑤
〔解析〕把物质的转化关系梳理一下：

10．已知有机物的转化关系如下 (部分试剂和反应条件已略去)。

（1）写出B、D的结构简式：B___________________________、D________________________________。
（2）写出②、④、⑦的化学方程式(有机物写结构简式，注明反应条件)______________________。

② ④

⑦
（3）反应①～⑦中属于消去反应的是________(填序号)。
【答案】 （1） 　　
（2）②+ H2O ④ ＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O
⑦+2NaOH ＋2NaBr

（3）②④
〔解析〕苯酚发生加成反应变为A()，A发生消去反应得到B()，B发生加成反应得到C()。C发生消去反应生成，在一定条件下，与Br2发生加成反应生成。与氢气发生加成反应得到D()，D发生取代反应即得到目标产物。