20 专题5 第一单元 卤代烃-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（苏教版2019）

第一单元　卤代烃 [素养发展目标]　1．认识卤代烃的组成和结构特点，了解卤代烃的分类和物理性质。2．以1－溴丙烷(或2－溴丙烷)为代表物，理解卤代烃的主要化学性质，知道卤代烃在有机合成中的桥梁作用。3．结合生产、生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，体会“绿色化学”思想在有机合成中的重要意义，关注有机化合物的安全使用。 一、卤代烃的分类与物理性质 1．卤代烃的概念与分类 (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。 (2)分类 ①根据取代卤原子的多少分类：一卤代烃和多卤代烃。 ②根据分子中所含卤素原子的不同分类：氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。 ③根据烃基结构分类：卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等。 2．物理性质 3．卤代烃的化学性质 (1)消去反应 实验装置 实验现象 实验结论 反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液褪色 生成的气体分子中含有碳碳不饱和键 由实验可知 ①1－溴丙烷与氢氧化钾醇溶液共热反应的化学方程式为： CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH===CH2↑＋KBr＋H2O。 ②消去反应：在一定条件下，从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物(含双键或三键)的反应。 (2)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中有浅黄色沉淀生成 实验结论 2－溴丙烷与KOH溶液共热产生了Br－ 学生用书第87页 由实验可知： ①2－溴丙烷与氢氧化钾溶液共热时断裂的是C—Br键，水中的羟基与碳原子形成C—O键，断下的Br与水中的H结合成HBr。 ②2－溴丙烷与KOH水溶液共热反应的化学方程式为： 反应类型为：取代反应。 【即学即练】 1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)常温下卤代烃都是液体或固体，不溶于水，密度比水大(×) (2)卤代烃都能发生取代反应和消去反应(×) (3)在1－溴丙烷中滴入AgNO3溶液，立即有浅黄色沉淀生成(×) (4)1－溴丙烷发生消去反应时，断裂C—Br和C—H两种共价键(√) (5)1－溴丁烷和2－溴丁烷发生消去反应的产物只有一种，都是CH2===CH—CH2—CH3(×) 二、卤代烃的合理使用 1．卤代烃的用途 (1)卤代烃广泛应用于药物合成、化工生产中，许多有机化合物都需要通过卤代烃去合成。例如：①溴乙烷是合成药物、农药、染料、香料的重要基础原料，是向有机化合物分子中引入乙基的重要试剂。②选取邻二氯苯为原料，经硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应，可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”。 邻二氯苯的结构简式：。 “诺氟沙星”的结构简式： ③氯乙烷常用作局部麻醉剂。因其沸点低，从加压容器中喷在皮肤表面时会迅速汽化，同时吸收大量的热量，使皮肤迅速冷却导致该部位的神经末梢处于麻醉状态。由氯乙烷制成的喷雾剂被广泛应用于运动场所紧急处理运动员的伤痛。 (2)制备高聚物的原料。例如：氯乙烯是聚氯乙烯(PVC)的单体，PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，常用于建筑材料、工业制品、地板革、地板砖、人造革、管材、包装膜等。由氟乙烯合成得到的聚氟乙烯、聚三氟乙烯、聚四氟乙烯等高聚物，以优良的耐热、耐磨、耐腐蚀等性能，开辟了材料应用的新领域。 2．危害 (1)DDT是人类合成的第一种有机农药。DDT相当稳定，能在自然界滞留较长时间，可以在动物体内形成累积性残留，给人体健康和生态环境造成不利影响。 (2)氟氯代烃——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，挥发性卤代烃有可能造成大气的二次污染，造成“臭氧层破坏”的罪魁祸首。 【即学即练】 2．下列有关氟氯代烷的说法中，不正确的是(　　) A．氟氯代烷化学性质稳定，有毒 B．氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃 C．氟氯代烷大多无色、无臭、无毒 D．在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应 A　[氟氯代烷通常情况下化学性质稳定，但无毒，A错误；氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃，B正确；氟氯代烷大多无色、无臭、无毒，C正确；在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子可引发损耗臭氧的循环反应，氯原子起了催化作用，D正确。] 学生用书第88页 一、卤代烃的结构与性质探究 1．为什么一卤代烃可以燃烧，而四氯化碳可用作灭火剂？ 提示：一卤代烃中含有的氢原子数较多，碳的化合价较低，具有还原性，可以燃烧；CCl4中碳原子的化合价为碳的最高价态，没有还原性，因而没有可燃性，且CCl4的密度大，能覆盖在可燃物表面起到灭火作用。 2．溴乙烷与乙醇都能发生消去反应，二者的反应有什么异同？ 提示：相同点：它们发生消去反应都需要加热，都是饱和化合物消去一个小分子，形成不饱和键，生成乙烯。 不同点：反应条件不同，溴乙烷在NaOH的醇溶液条件下，乙醇在浓H2SO4条件下；脱去的分子不同，溴乙烷脱去的是HBr，乙醇脱去的是H2O。 3．C2H5Br水解后检验Br－，为什么要先加HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液？ 提示：在C2H5Br的水解反应中，加入的NaOH一般是过量的，过量的NaOH可与AgNO3反应生成白色的AgOH，AgOH不稳定易分解为黑色的Ag2O沉淀，对检验产生干扰，所以要先加HNO3酸化，排除OH－的干扰。 4．是否所有卤代烃都能通过消去反应检验卤代烃中的卤素原子？ 提示：不是。因为有些卤代烃(如与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上无氢，或无邻位碳原子)不能发生消去反应，即无法生成卤素离子，故不能用消去反应检验卤代烃中的卤素原子。 5．教材图“5－2”溴丙烷与氢氧化钾反应装置，为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？若用溴水检验丁烯，还有必要先将气体通入水中吗？ 提示：除去乙醇蒸汽，因为乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，干扰丁烯的检验，若用溴水检验丁烯，没有必要加一个盛有水的试管。因为乙醇不能使溴水褪色，不会干扰丁烯的检验。 1．卤代烃的消去反应和水解反应的比较 项目 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，官能团由变为或—C≡C— 碳骨架不变，官能团由变为—OH 断键位置 C—X与邻位碳原子上的C—H断裂如下： C—X断裂如下： 主要产物 烯烃或炔烃 醇 2．卤代烃消去反应的规律 (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， 学生用书第89页 (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化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如， CH3—CH2—CHCl2＋2NaOHCH3—C≡CH↑＋2NaCl＋2H2O。 (5)苯环上的—X不能发生消去反应，如。 3．卤代烃中卤素原子的检验流程 R—X 1．2－氯丁烷常用于有机合成等，有关2－氯丁烷的叙述正确的是(　　) A．分子式为C4H8Cl2 B．与硝酸银溶液混合产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 C．难溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂 D．与氢氧化钠、乙醇在加热条件下的消去反应有机产物只有一种 C　[2－氯丁烷的分子式为C4H9Cl，A错误；卤代烃在水溶液中水解程度很弱(需在碱性条件下水解)，不能电离出足够多的氯离子与硝酸银反应，B错误；相似相溶，有机溶剂互溶，C正确；消去产物有1－丁烯和2－丁烯两种，D错误；答案选C。] 2．为检验溴乙烷中的溴元素，正确的操作顺序是取少量溴乙烷，然后(　　) ①加热　②加入AgNO3溶液　③加入稀HNO3酸化　④加入NaOH溶液　⑤冷却 A．③⑤④①②　　　　　 B．③①⑤②④ C．①③②④⑤ D．④①⑤③② D　[检验溴乙烷中的溴元素，将少量溴乙烷与NaOH溶液混合共热，充分反应并冷却后，向溶液中加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，故正确的顺序为④①⑤③②。故选D。] 3．(2023·昆明市第一中学期末)为了验证1－溴丁烷的消去产物，某同学设计了如图实验。下列说法正确的是(　　) A．仪器a的名称为长颈漏斗 B．仪器a中的试剂为浓硫酸，仪器b中的试剂为1－溴丁烷 C．加热过程中才发现仪器b中未添加沸石，应立即停止实验，冷却后补加 D．若d中试剂为酸性高锰酸钾溶液，溶液紫色褪去一定能说明有烯烃生成 C　[仪器a为分液漏斗，故A错误；卤代烃发生消去反应，所用试剂是氢氧化钠醇溶液，故B错误；加热过程中发现仪器b中忘了加沸石，应冷却后补加，故C正确；卤代烃消去的试剂是氢氧化钠的醇溶液，挥发出的醇可能还原高锰酸钾，所以溶液紫色褪去不能证明有烯烃生成，故D错误；故选C。] 学生用书第90页 二、卤代烃在有机合成中的桥梁作用 1．通过哪些反应能生成卤代烃？写出你所知道的几个化学方程式。 提示：(1)烃与卤素单质的取代反应。 (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—CH2Br CH3—CH===CH2＋HBrCH3CHBrCH3 CH≡CH＋HBrCH2===CHBr 2．设计乙烯制备乙二醇的合成路线。 提示：CH2===CH2 。 3．设计丙烯制备丙炔的合成路线。 提示：CH3—CH===CH2CH3—C≡CH。 4．设计由2－氯丙烷制取少量1，2－丙二醇的合成路线 提示：2－氯丙烷丙烯1，2－二氯丙烷1，2－丙二醇。 1．卤代烃在有机合成或转化中的桥梁作用 2．格氏试剂在有机合成中的作用 例如卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用，生成的有机镁化合物。 (1)增长碳链 例如：RX＋MgRMgX，CH2===CHCH2Cl＋RMgCl―→CH2===CHCH2R (2)官能团的消除 例如： CH3CH2OH＋RMgCl―→CH3CH3 1．已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。 BrCH2CH===CHCH2Br可经三步反应制取 HOOCCH(Cl)CH2COOH，发生反应的类型依次是(　　) A．水解、加成、氧化 B．加成、水解、氧化 C．水解、氧化、加成 D．加成、氧化、水解 A　[BrCH2CH===CHCH2Br先在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成HOCH2CH===CHCH2OH，HOCH2CH===CHCH2OH与HCl发生加成反应生成HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH，HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH再被强氧化剂氧化生成HOOCCH(Cl)CH2COOH，因此发生反应的类型依次是：水解、加成、氧化，答案选A。] 2．分析下列合成路线，可推知B应为下列物质中的(　　) CH2===CH—CH===CH2A→B→C→ 答案：　D 学生用书第91页 1．关于卤代烃的下列说法不正确的是(　　) A．卤代烃不属于烃 B．卤代烃难溶于水，易溶于有机溶剂 C．有的卤代烃可用作有机溶剂 D．所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃 D　[卤代烃分子中含有卤素原子，属于烃的衍生物，不属于烃，故A正确；卤代烃具有有机物的通性，难溶于水，易溶于有机溶剂，故B正确；有的卤代烃可用作有机溶剂，如四氯化碳、氯仿都是良好的有机溶剂，故C正确；并不是所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃，如一氯甲烷没有邻碳原子，不能发生消去反应，故D错误；故选D。] 2．有机物CH3—CH===CH—Cl能发生的化学反应有：①取代反应　②加成反应　③消去反应　④氧化反应　⑤与AgNO3生成白色沉淀(　　) A．①②④⑤　　　　　　 B．①②③⑤ C．②③④⑤ D．①②③④ D　[①含Cl，可以发生水解反应，卤代烃的水解属于取代反应，另外一定条件下甲基上的H也可以被卤素原子取代，①符合题意；②含碳碳双键，可以发生加成反应，②符合题意；③含有Cl，可以发生卤代烃的消去反应生成CH3—C≡CH，③符合题意；④含碳碳双键，可以被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化，即能发生氧化反应，④符合题意；⑤有机物中Cl以原子形式存在，不能和AgNO3生成白色沉淀AgCl，⑤不符合题意；综上所述，①②③④符合题意；答案选D。] 3．(2022·武安市第一中学下学期月考)卤代烃能够发生下列反应：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，下列有机物可以与钠反应合成环丁烷的是(　　) A．BrCH2CH2CH2CH2Br A　[根据题目信息：2CH3CH2Br＋2Na―→CH3CH2CH2CH3＋2NaBr，可知反应的原理为：碳溴键发生断裂，溴原子与钠形成溴化钠，与溴原子相连的碳相连形成新的碳碳键，若形成环状结构，分子中一定含有两个溴原子，据此完成解答。CH2BrCH2CH2CH2Br分子中含有两个溴原子，与钠发生反应可以生成环丁烷和NaBr，A符合题意；CH3CH2CHBrCH2Br和钠以1∶2反应生成1，4－二乙基环丁烷，B不符合题意；CH3CHBrCHBrCH2Br分子中含有3个溴原子，不能和钠反应生成环丁烷，C不符合题意；CH3CH2CH2CH2Br与金属钠反应后生成的是CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3，D不符合题意；故合理选项是A。] 4．用有机化合物甲可制备环己二烯()，其反应路线如图所示： 下列有关判断不正确的是(　　) A．甲的分子式为C6H12 B．乙与环己二烯互为同系物 C．反应①②③分别为取代反应、消去反应、加成反应 D．丙的同分异构体中含有六元碳环结构的还有3种 B　[由流程图，甲与Cl2在光照条件下发生取代反应生成，则甲为；发生消去反应生成乙，乙为，乙与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成丙，丙为，丙发生消去反应生成。] 5．卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，回答下列问题： (1)多氯代甲烷常作为有机溶剂，其中分子结构为正四面体的是___________（填名称）。工业上分离这些多氯代甲烷的方法是___________。 (2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式：___________________________________________(不考虑立体异构)。 (3)聚氯乙烯是生活中常用的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下： 反应①的化学方程式为_________________________________________________， 反应类型为___________；反应②的化学反应方程式为_____________________ 反应类型为___________。 解析：　(1)分子结构为正四面体的为四氯化碳，工业上分离这些多氯代甲烷，根据物质的沸点不同，常用分馏的方法分离；(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)对应的同分异构体中，可根据卤素原子的位置不同判断，如F不在同一个C原子上，存在的同分异构体有CHFClCF2Br、CHFBrCF2Cl、CFClBrCHF2三种；(3)反应①是乙烯与氯气发生加成反应生成1，2－二氯乙烷，反应的方程式为H2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl，加热480～530℃生成氯乙烯，发生消去反应，反应的化学方程式为CH2ClCH2ClCH2===CHCl＋HCl。 答案：　(1)四氯化碳　分馏 (2)CHFClCF2Br、CHFBrCF2Cl、CFClBrCHF2 (3)H2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl　加成反应　CH2ClCH2ClCH2===CHCl＋HCl　消去反应 学科网（北京）股份有限公司 $$