专题5 第1单元 卤代烃-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3创新导学案word（苏教版2019）

第一单元　卤代烃 1.能通过实验探究简单卤代烃的主要化学性质、并能从结构角度进行解释。2.能举例说明卤代烃在有机合成中的重要作用。3.能从绿色化学的视角认识卤代烃在生产、生活中的合理应用，以及对人类社会可持续发展的影响。 一　卤代烃的性质 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形成的化合物。 (2)分类 ①按分子中烃基结构的不同分：卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等。 ②按分子中取代卤原子的不同分：氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等。 ③按分子中取代卤原子的多少分：一卤代烃和多卤代烃等。 2．物理性质 (1)状态 常温下，卤代烃除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余多为液体或固体。 (2)溶解性 卤代烃不溶于水，易溶于大多数有机溶剂。 (3)密度：除脂肪烃中的一氟代烃等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水大。 (4)沸点：卤代烃的沸点比同碳原子数的烷烃的沸点高；通常情况下，互为同系物的一卤代直链烷烃，它们的沸点随碳原子数及卤素的相对原子质量的增加而升高。 3．化学性质 (1)卤代烃的消去反应(以1­溴丙烷为例) ①反应条件：强碱的醇溶液、加热。 ②方程式：CH3CH2CH2Br＋KOHCH3CH===CH2↑＋KBr＋H2O。 (2)卤代烃的水解反应(取代反应)(以1­溴丙烷为例) ①反应条件：强碱的水溶液、加热。 ②方程式：CH3CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH2OH＋NaBr。 二　卤代烃的合理使用 1．用途 (1)用于药物合成、化工生产及日常生活中。 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氯乙烷常用作局部麻醉剂。 (2)卤代烃还是制备高聚物的原料。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。 2．危害 (1)氟氯烃——造成“臭氧层空洞”的罪魁祸首。 (2)挥发性卤代烃可能造成大气的二次污染，产生光化学污染。 (3)DDT是人类合成的第一种有机农药。其相当稳定，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。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)卤代烃中一定含有C、H和卤族元素。(　　) (2)1­溴丙烷中滴入AgNO3溶液，立即有浅黄色沉淀生成。(　　) (3)卤代烃可用于制备塑料。(　　) (4)卤代烃可以破坏大气臭氧层。(　　) (5)溴乙烷属于电解质，在碱的水溶液中加热可生成乙醇。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)× 2．下列说法中，正确的是(　　) A．所有的卤代烃都易溶于水 B．所有的卤代烃都能发生取代反应 C．所有的卤代烃都能发生消去反应 D．所有的卤代烃的密度都比水的密度小 答案：B 3．下列物质沸点的比较中，不正确的是(　　) A．CH3CH2Cl>CH3CH3 B．CH3CH2Br<CH3CH2Cl C．CH3(CH2)3CH3>CH3CH2CH(CH3)2>C(CH3)4 D．CH3CH2CH2Br>CH3CH2Br 答案：B 解析：相同碳原子数的卤代烃的沸点比烃的沸点高，故A正确；烃基相同的卤代烃的沸点随卤素原子的相对原子质量的增大依次升高，故B不正确；对于相同碳原子数的烃因碳链异构而形成的同分异构体，支链越多，沸点越低，故C正确；对于结构相似的同系物来说，碳原子数越多，沸点越高，故D正确。 4．某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是(　　) A．该物质可以发生水解反应 B．该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀 C．该物质可以发生消去反应 D．该物质分子中最多有4个碳原子共面 答案：A 解析：该物质中的溴原子必须先水解成Br－，才能和酸化的AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀，B错误；该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H，不能发生消去反应，C错误；在中由于存在，1、2、3、4号碳原子一定在同一平面内，由于单键可以旋转，5号碳原子可能和1、2、3、4号碳原子在同一平面内，故D错误。 知识点一　卤代烃的消去反应与水解反应 　卤代烃化学性质较活泼，在其他试剂作用下，碳卤键很容易断裂而发生水解反应和消去反应。 消去反应 水解反应 反应条件 强碱的醇溶液、加热 强碱的水溶液、加热 实质 失去HX分子，形成不饱和键 —X被—OH取代 键的变化 C—X与C—H断裂形成或—C≡C—与H—X C—X断裂形成C—OH 对卤代烃的要求　 含有两个或两个以上的碳原子且与卤素原子相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子才能发生消去反应，如CH3Br、、(CH3)3CCH2Br都不可以发生消去反应，而CH3—CH2—Cl可以发生消去反应(除外) 含有—X的卤代烃都可以水解 化学反应特点 有机物碳骨架不变，官能团由变为或—C≡C— 有机物碳骨架不变，官能团由变为—OH 主要产物 烯烃或炔烃 醇(或酚) 注意：(1)有两个相邻碳原子，且邻位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：发生消去反应的产物为CH2===CH—CH2—CH3或CH3—CH===CH—CH3。 (2)二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入碳碳三键。 例如：CH3—CH2CHCl2＋2NaOHCH3—C≡CH↑＋2NaCl＋2H2O。 1．下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是(　　) A．CH3Cl B． C． D． 答案：B 2．环己烷可制备1，4­环己二醇。下列七步有关反应(其中无机产物都已经略去)中，其中有两步属于取代反应，两步属于消去反应，三步属于加成反应 A B C 试回答： (1)写出下列化合物的结构简式：B________，C________。 (2)反应________和________属于取代反应(填写序号)。 (3)反应④所用的试剂和条件分别为________________。 (4)写出下列反应的化学方程式：①________________________________________________；④____________________________________。 答案：(1) 　 (2)①　⑥　(3)NaOH醇溶液、加热 (4) ＋Cl2 ＋HCl ＋2NaOH ＋2NaCl＋2H2O 解析：环己烷和氯气发生取代反应生成，在氢氧化钠的醇溶液、加热条件下发生消去反应生成A()，A和氯气发生加成反应生成B()，B发生消去反应生成，和溴发生1，4­加成反应生成，在氢氧化钠的水溶液、加热条件下发生取代反应生成C()，和氢气发生加成反应生成。 知识点二　卤代烃中卤原子种类的检验方法 1．原理 R—X＋NaOHROH＋NaX HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3 根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素原子(氯、溴、碘)。 2．步骤 取少量卤代烃→加入NaOH溶液→加热→冷却→加入稀硝酸→加入AgNO3溶液。 3．说明 (1)加硝酸的作用：一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。 (2)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。 3．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：C 4．在实验室里鉴定氯酸钾晶体和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加入NaOH溶液；③加热；④加入MnO2固体；⑤加蒸馏水过滤后取滤液；⑥过滤后取滤渣；⑦用稀硝酸酸化。 (1)鉴定氯酸钾晶体中氯元素的操作步骤是________(填序号)。 (2)鉴定1­氯丙烷中氯元素的操作步骤是________(填序号)。 答案：(1)④③⑤⑦①　(2)②③⑦① 解析：(1)鉴定氯酸钾晶体中的氯元素，可先用催化加热分解的方法得到氯化钾，过滤除去催化剂MnO2，再利用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl－，从而确认氯酸钾中氯元素的存在。 (2)鉴定1­氯丙烷中的氯元素，必须先将1­氯丙烷中的氯原子通过水解反应变为氯离子，再滴入硝酸酸化的AgNO3溶液来检验。 本课归纳总结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列关于溴乙烷的说法正确的是(　　) A．属于烃类物质 B．可发生消去反应获得乙烯 C．与苯的混合物可利用分液漏斗分离 D．能使溴水因发生取代反应而褪色 答案：B 2．溴乙烷中混有杂质乙醇，除去乙醇的方法是(　　) A．加热蒸发 B．过滤 C．加水、萃取、分液 D．加苯、萃取、分液 答案：C 3．如图表示4­溴环己烯所发生的4个不同反应。其中，产物只含有一种官能团的反应是(　　) A．①④ B．③④ C．②③ D．①② 答案：B 解析：①发生氧化反应键断裂，生成羧基，产物中含有—COOH和—Br两种官能团；②发生水解，—Br被—OH取代，产物中含有—OH和两种官能团；③发生消去反应，产物中只含有一种官能团；④发生加成反应，产物中只含有—Br一种官能团。 4．某有机物的结构简式如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．含有3种官能团 B．能发生加成反应、取代反应、消去反应 C．1H核磁共振谱中有3组峰 D．所有的碳原子都在同一个平面内 答案：B 5．下列叙述错误的是(　　) A．“诺氟沙星”是以邻二氯苯为原料经一系列反应制得的 B．氯乙烷的沸点低，汽化时可吸收大量的热量，能使皮肤的神经末梢处于麻醉状态，因此常用作局部麻醉剂 C．由氯乙烯合成的聚氯乙烯等高聚物具有优良的耐热、耐腐蚀等性能 D．以氯代烃为主要成分的农药不易被分解，容易导致严重的全球性环境污染 答案：C 解析：由氟乙烯合成的聚氟乙烯等高聚物具有优良的耐热、耐磨、耐腐蚀等性能，C错误。 6．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 B． C． D．CH3CH2CH2CH2Br 答案：A 7．实验室制取少量溴乙烷的装置如图所示，将生成物导入盛有冰水混合物的试管a中，实验结束时发现试管a中的物质分为三层。下列对该实验的分析错误的是(　　) A．产物在a中第1层 B．烧瓶中除发生取代反应外，还可能发生消去反应、氧化还原反应 C．a中除含有产物和水外，还含有HBr、CH3CH2OH等 D．b中盛放的酸性KMnO4溶液会褪色 答案：A 解析：溴乙烷和水互不相溶，并且溴乙烷的密度比水的大，应在冰水混合物的下层，A错误；乙醇和溴化氢在加热条件下发生取代反应生成溴乙烷，溴化氢与浓硫酸可能发生氧化还原反应生成单质溴、二氧化硫和水，乙醇和浓硫酸共热还可能发生消去反应生成乙烯，B正确；在加热条件下，HBr和CH3CH2OH都易挥发，因此a中还存在HBr、CH3CH2OH等，C正确；挥发出的HBr和CH3CH2OH都能使酸性KMnO4溶液褪色，D正确。 8．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如下三种实验方案，其中正确的是(　　) 甲：向反应混合液中滴入稀硝酸中和NaOH，然后再滴入AgNO3溶液，若有浅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酸性KMnO4溶液，若溶液颜色变浅，则可证明发生了消去反应。 A．甲 B．乙 C．丙 D．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；Br2不仅能与烯烃发生加成反应使其颜色褪去，也能与NaOH溶液反应使其颜色褪去，乙不正确；一溴环己烷发生消去反应生成的烯烃能使酸性KMnO4溶液紫色变浅或褪去，发生水解反应生成的醇也会还原酸性KMnO4溶液而使溶液紫色变浅或褪去，丙不正确。 9．(2024·湖南省长沙市高三一模)M是一种具有优良光学性能的树脂，其结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．分子中仅含有一种含氧官能团 B．分子中所有碳原子可能共平面 C．与足量H2加成后的产物中只含有2个手性碳原子 D．1 mol M最多可与5 mol NaOH发生反应 答案：D 解析：分子中仅含有酯基一种含氧官能团，A正确；与苯环直接相连的原子共面，羰基碳、碳碳双键两端的碳均为sp2杂化，与其直接相连的原子共面，单键可以旋转，故分子中所有碳原子可能共平面，B正确；与足量H2加成后的产物为，只含有2个手性碳原子，C正确；溴原子能和氢氧化钠溶液发生取代反应生成酚羟基，酯基和氢氧化钠发生反应生成酚羟基，酚羟基还能和氢氧化钠反应，故1 mol M最多可与8 mol NaOH发生反应，D错误。 10．化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2­甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是(　　) A．CH3CH2CH2CH2CH2OH B． C． D． 答案：B 解析：X与NaOH的醇溶液发生反应生成Y、Z的过程中有机物的碳骨架结构未变，由2－甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为，其连接Cl原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。从而推知有机物X的结构简式为或，则化合物X用NaOH的水溶液处理可得到或，故选B。 11．卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应，可得格氏试剂R—MgX，它可与醛、酮等羰基化合物加成： ＋R—MgX―→， 产物经水解可以得到醇，这是某些复杂醇的合成方法之一。现欲合成(CH3)3C—OH，下列所选用的卤代烃和羰基化合物的组合正确的是(　　) A．乙醛和氯乙烷 B．甲醛和1­溴丙烷 C．丙酮和一氯甲烷 D．甲醛和2­溴丙烷 答案：C 解析：由信息：＋R—MgX―→可知，此反应原理为断开C===O键中的一个键，烃基加在碳原子上，—MgX加在O原子上，产物经水解得到醇。氯乙烷和乙醛反应，生成的产物经水解，得到CH3CH(OH)CH2CH3，故A错误；甲醛和1­溴丙烷反应，生成的产物经水解，得到CH3CH2CH2CH2OH，故B错误；甲醛和2­溴丙烷反应，生成的产物经水解得到(CH3)2CHCH2OH，故D错误。 二、非选择题 12．A～G都是有机化合物，它们的转化关系如下： 请回答下列问题： (1)已知：6.0 g化合物E完全燃烧生成8.8 g CO2和3.6 g H2O；E的蒸气与氢气的相对密度为30，则E的分子式为________________。 (2)A为一取代芳香烃，B中含有一个甲基。由B生成C的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)由B生成D、由C生成D的反应条件分别是______________、__________。 (4)由A生成B、由D生成G的反应类型分别是____________、______________。 (5)F的结构简式为__________________。 (6)在G的同分异构体中，苯环上的一硝化产物只有一种的共有________个，其中1H核磁共振谱有两组峰，且峰面积比为1∶1的是________(填结构简式)。 答案：(1)C2H4O2 (2) ＋NaOH＋NaCl (3)氢氧化钠的醇溶液、加热　浓硫酸、加热 (4)取代反应　加成反应 (5) (6)7　 解析：(1)E的相对分子质量为60，根据题意知1 mol E中含有2 mol C、4 mol H，则1 mol E中C、H总质量为28 g，所以还含有32 g O，O的物质的量为2 mol，则E的分子式为C2H4O2。 (2)A的分子式为C8H10且为一取代芳香烃，所以A为，与氯气在光照条件下反应生成的B中含有一个甲基，所以B为；依据反应条件知B到C发生的是水解反应，E和C发生的是酯化反应，所以C为，F为。 (6)苯环上有一个取代基，不符合题述要求；苯环上有两个取代基，只有符合题述要求，有1种；苯环上有三个取代基，不符合题述要求；苯环上有四个取代基，有、、、、、6种符合题述要求，共有7种。 13．有机化合物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中所生成的E，其结构只有一种可能，E分子中有3种不同类型的氯原子(不考虑立体异构)。试回答下列问题： (1)利用题干中的信息推测有机化合物D的名称是______________________。 (2)写出下列反应的类型：反应①是________，反应③是________。 (3)有机化合物E的同类同分异构体共有________种(不包括E，不考虑立体异构)。 (4)写出反应③的化学方程式：_____________________________________________ ___________________。 答案：(1)1，2，2，3­四氯丙烷　 (2)取代反应　消去反应 (3)5 (4)CH2ClCHClCH2Cl＋NaOHCH2===CCl—CH2Cl＋NaCl＋H2O 解析：本题采用逆推法：E是D发生消去反应后的产物，分子中含有碳碳双键，且有3种不同类型的氯原子，由此可得E为ClCH2CCl===CHCl；D在发生消去反应时生成的E只有一种结构，所以D是一种对称结构，D应为CH2Cl—CCl2—CH2Cl；由反应②中B通过加成反应生成了CH2Cl—CHCl—CH2Cl，可推出B为CH2Cl—CH===CH2，进一步可推出A为CH3—CH===CH2；CH2Cl—CHCl—CH2Cl通过反应③得到C，根据D的结构简式判断，则C为CH2===CCl—CH2Cl。 15 学科网（北京）股份有限公司 $$