5.1　卤代烃 学案 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019） 选择性必修3

第一单元　卤代烃 [核心素养发展目标］　1.从卤代烃的官能团及其转化角度，认识卤代烃取代反应、消去反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机化合物分子结构特点之间的关系。2.了解某些卤代烃对环境和人体健康的影响，基于绿色化学的思想，合理使用卤代烃或寻找卤代烃替代品。 一、卤代烃的结构与性质 1.卤代烃的概念和官能团 (1)概念 烃分子中的氢原子被______________________原子取代后形成的化合物称为卤代烃。 (2)官能团 卤代烃分子中一定存在的官能团是_______________，单卤代烃可简单表示为R—X(X=F、Cl、Br、I)。饱和单卤代烃的分子通式为_______________。 2.卤代烃的分类 3.卤代烃的物理性质 4.卤代烃的化学性质 (1)微观探析 卤代烷分子中，由于卤素原子________能力大于碳原子，使C—X键具有________，在极性试剂作用下，________键较易发生断裂，并与试剂的基团结合生成新的化合物。卤代烷的许多化学性质，都与________有关。 (2)实验探究 实验1 实验2 实验 装置 实验 内容 向试管A中注入5 mL 1⁃溴丙烷(或2⁃溴丙烷)和10 mL饱和氢氧化钾乙醇溶液，均匀加热 向试管A中注入5 mL 1⁃溴丙烷(或2⁃溴丙烷)和10 mL 20%的氢氧化钾水溶液，加热 实验 现象 酸性KMnO4溶液________，③中有________生成 酸性KMnO4溶液________，③中有________生成 结论 溴代烃与KOH乙醇溶液共热产生了________和________，发生了________反应 溴代烃与KOH水溶液共热产生了________，发生了________反应 化学 方程式 CH3CH2CH2Br+KOH________________ (或+KOH________________) CH3CH2CH2Br+KOH________(或+KOH________ (3)性质比较 取代反应(又称卤代烃的水解反应) 消去反应 卤代烃结构特点 — 与卤素原子所连碳原子的________碳原子上有________原子 反应实质 卤素原子被________取代 脱去________ 反应条件 强碱的________溶液，________ 强碱的______溶液，________ 反应特点 碳骨架不变，官能团由_______变成________ 碳骨架不变，官能团由________变成________或________，生成不饱和键 主要产物 ________ ________或________ (4)卤代烃中卤素原子的检验 ①实验流程 ②实验要点 a.通过水解反应将卤素原子转化为卤素离子。 b.排除其他离子对卤素离子检验的干扰，卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。 (1)CH3CH2CH2Br是非电解质，在水中不能电离出Br-(　　) (2)常温下卤代烃都是液体或固体，不溶于水，密度比水大(　　) (3)1⁃溴丙烷发生消去反应时，断裂C—Br键和 C—H键两种共价键(　　) (4)在1⁃溴丙烷中滴入AgNO3溶液，立即有浅黄色沉淀生成(　　) (5)2⁃溴丙烷在加热、KOH的醇溶液作用下，可生成2⁃丙醇(　　) (6)1⁃溴丁烷发生消去反应的产物为CH2==CH—CH2—CH3(　　) 1.CH3CH2CH2Br的水解反应为什么要在碱性条件下进行？ 2.1⁃溴丙烷发生消去反应后，为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？除酸性KMnO4溶液外还可以用什么方法检验丙烯？此时还有必要将气体先通入水中吗？ 3.下列卤代烃①CH3Cl、②、③、④、⑤、⑥中，可以发生水解反应的是________(填序号，下同)；可以发生消去反应且只生成一种烯烃的是________；可以发生消去反应且生成的烯烃不止一种的是________；可以发生消去反应生成炔烃的是________。 4.有如图所示合成路线： ABC (1)上述过程中属于加成反应的有  (填序号)。 (2)反应②的化学方程式为  　。  (3)反应④为　　　　反应，化学方程式为　  　。  二、卤代烃的合理使用 1.卤代烃在有机合成中的应用 (1)引入羟基 通过卤代烃的_____________反应引入—OH： R—X+NaOHR—OH+NaX。 (2)引入不饱和键 通过卤代烃的消去反应引入、： +NaOH+NaX+H2O。 (3)改变官能团的位置 通过卤代烃的消去反应获得烯烃，再通过烯烃与HX在一定条件下的加成反应，又得到卤代烃，但卤素原子的位置发生了变化。例如由1⁃溴丙烷为主要原料，选择相应试剂制取少量2⁃溴丙烷，制取过程示例如下： CH3CH2CH2Br__________________。 (4)改变官能团的数目 通过卤代烃的消去反应获得烯烃，再通过烯烃与X2的加成反应，得到二卤代烃。例如由1⁃溴丙烷为主要原料，选择相应试剂制取少量1，2⁃二溴丙烷，制取过程示例如下： CH3CH2CH2Br__________________。 (5)格氏试剂在有机合成中的应用 通过卤代烃与镁作用得到烃基卤化镁(RMgX，也称为格氏试剂)，烃基卤化镁与其他物质反应可以实现碳链增长。 格氏试剂在有机合成中的广泛应用，极大地推动了有机化学的发展，格利雅也因此获得了1912年的诺贝尔化学奖。 2.卤代烃的主要用途 卤代烃大多是由人工合成得到的，其用途十分广泛，对人类生产、生活有着重要的影响。 3.卤代烃的危害 (1)破坏臭氧层：大量用作有机溶剂、干洗剂的卤代烃具有________性，会对大气________产生一定的破坏作用。用作制冷剂的________，被释放到大气中时，会与臭氧发生化学反应，产生氯自由基而破坏大气中的臭氧层。 (2)造成大气的二次污染：________有可能造成大气的二次污染，发达国家较早采取了抑制城市大气中________含量的措施，以防止光化学污染的产生。 (3)导致全球性环境污染：早期常见的农药是氯代烃，它的化学性质稳定，不溶于水，易溶于有机溶剂，在外界环境或有机体内不易被分解，容易导致严重的全球性环境污染。 (4)使人中毒：机动车尾气中的卤代烃主要是________、________，人吸入这些气体后会引起神经中枢甚至内脏器官不同程度的中毒反应。 1.由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次(从左至右)发生的反应类型和反应条件都正确的是(　　) 选项 反应类型 反应条件 A 加成反应、取代反应、消去反应 NaOH醇溶液/加热、NaOH水溶液/加热、常温 B 消去反应、加成反应、水解反应 NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热 C 消去反应、加成反应、取代反应 NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水溶液/加热 D 氧化反应、取代反应、消去反应 加热、NaOH醇溶液/加热、NaOH水溶液/加热 2.马里奥·莫利纳等科学家通过研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法错误的是(　　) A.CFCl3是四面体结构 B.过程 Ⅲ 中的O原子可能来自大气中O2或O3的解离 C.整个过程中，CFCl3是O3分解的催化剂 D.紫外线辐射提供破坏化学键的能量 3.有机物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体，其合成路线如下： 已知D在反应⑤中所生成E的结构只有一种可能，E分子中有3种不同化学环境的氯原子。试回答下列问题： (1)利用题干中的信息推测有机物D的名称为　　　　　　　　。  (2)写出下列反应的反应类型：反应①　 ，反应③　　　　　　 。 (3)有机物E的同类同分异构体共有　　　　种(不包括E，不考虑立体结构)。  (4)写出反应③的化学方程式：  　。  答案精析 一、 1.(1)卤素　(2)碳卤键　CnH2n+1X(n≥1) 2.氟代烃　氯代烃　溴代烃　碘代烃　一　多 3.特殊　气　液　固　高　升高　不溶　可溶　小　大 4.(1)吸引电子　极性　C—X　碳卤键　(2)褪色　浅黄色沉淀　不褪色　浅黄色沉淀　不饱和烃　Br-　消去　Br-　取代　CH3CHCH2↑+KBr+H2O　CH3CHCH2↑+KBr+H2O　CH3CH2CH2OH+KBr　+KBr　(3)相邻　氢　羟基　HX　水　加热　醇　加热　　—OH　　　—C≡C—　醇　烯烃　炔烃 正误判断 (1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√ 思考交流 1.因为水解是吸热的可逆反应，该反应较缓慢，要加快反应和提高醇的产量，采取加热和加入KOH的方法，KOH与HBr反应，减小HBr的浓度，平衡正向移动。 2.(1)因为乙醇易挥发，加热时挥发的乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，对实验有干扰，所以要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛水的试管，除去丙烯中混有的乙醇气体。 (2)也可以用溴水检验丙烯，因为乙醇与溴水不能发生化学反应，此时没有必要将气体先通入水中。 3.①②③④⑤⑥　⑥　③　④ 4.(1)①③⑤　(2)+2NaOH+2NaBr+2H2O (3)取代(或水解)　+2NaOH+2NaBr 解析　环己烯与Br2发生加成反应，生成1，2⁃二溴环己烷；1，2⁃二溴环己烷与NaOH的醇溶液共热，发生消去反应生成1，3⁃环己二烯()；1，3⁃环己二烯再与Br2发生共轭二烯烃的1，4⁃加成反应，得到生成物；与NaOH水溶液共热，发生水解反应生成，再与H2发生加成反应得到最终产物。 二、 1.(1)水解　(3)CH3CHCH2　　(4)CH3CHCH2　　(5)RCH3　RCH2CH3　RCH2COOH　RCH2CH2OH 3.(1)挥发　臭氧层　氟利昂　(2)挥发性卤代烃　挥发性卤代烃　(4)氯代烷烃　氯代烯烃 应用体验 1.C　2.C 3.(1)1，2，2，3⁃四氯丙烷　(2)取代反应　消去反应　(3)5 (4)CH2ClCHClCH2Cl+NaOHNaCl+ CH2CClCH2Cl+H2O 解析　E是D发生消去反应后的产物，分子中含有一个碳碳双键，且有3种不同化学环境的氯原子，由此可得E为ClCH2CClCHCl。D发生消去反应时生成的E只有一种结构，所以D应该是一种对称结构，D应为CH2ClCCl2CH2Cl。由反应②中B通过加成反应生成了CH2ClCHClCH2Cl，可推出B为CH2ClCHCH2，进一步可推出A为CH3CHCH2。CH2ClCHClCH2Cl通过反应③得到C，根据D的结构简式判断，C为CH2CClCH2Cl。 学科网（北京）股份有限公司 $$