第2章 第1节 第2课时 卤代烃的性质和制备-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3创新导学案word（鲁科版2019）

第2课时　卤代烃的性质和制备 核心素养 学业要求 宏观辨识与微观探析 能从官能团(—X)角度分析卤代烃的性质，以及性质与用途的关系。 1.理解卤代烃的制备方法及其性质。 2．分析与推测卤代烃取代反应，消去反应的特点和规律。 证据推理与模型认知 1.能从官能团、化学键角度分析预测卤代烃的有关化学性质，形成“结构决定性质”的观念。 2.能借助模型认识有机反应。 1．卤代烃的定义 烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。 2．卤代烃的分类 (1)按分子中所含卤素原子种类的不同，分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。 (2)按分子中卤素原子的多少分为一卤代烃、二卤代烃和多卤代烃。 (3)按烃基的不同分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃等。 3．卤代烃的性质 (1)物理性质 ①1­溴丙烷的物理性质 无色液体，比水重，沸点为71 ℃，不溶于水，易溶于有机溶剂。 ②卤代烃的物理性质 常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多为液体或固体，卤代烃不溶于水，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。 (2)化学性质 ①分析有机化合物的结构，预测反应类型 ②化学性质预测(以1­溴丙烷为例) 4．卤代烃的制备 (1)烷烃与卤素单质的取代反应。 (2)醇与氢卤酸的取代反应。 (3)烯烃与卤素单质或氢卤酸的加成反应。 5．卤代烃在有机合成中的桥梁作用 6．卤代烃的用途与危害 (1)用途：常用作制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂，合成有机化合物。 (2)危害：含氯、溴、氟的卤代烷可对臭氧层产生破坏作用，形成臭氧空洞，危及地球上的生物。 1．室温下C2H5Cl是气体，雾状C2H5Cl喷洒在伤痛部位可起到局部麻醉作用。下列关于C2H5Cl的说法正确的是(　　) A．易液化 B．所有原子共平面 C．易溶于水 D．可发生转化C2H5ClC2H4 答案　A 2．溴乙烷在某种条件下可生成乙烯或乙醇，下列说法正确的是(　　) A．生成乙烯的条件可以是热的氢氧化钾水溶液 B．生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾水溶液 C．生成乙烯的条件是加热 D．生成乙醇的条件可以是热的氢氧化钾醇溶液 答案　B 3．以溴乙烷为原料制取1，2­二溴乙烷，下列转化方案最好的是(　　) A．CH3CH2BrCH2BrCH2Br B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br C．CH3CH2BrCH2==CH2CH2BrCH3CH2BrCH2Br D．CH3CH2BrCH2==CH2CH2BrCH2Br 答案　D 解析　A项，卤代烃与HBr溶液不反应；B项，卤代烃与Br2在光照条件下发生取代反应，生成多种溴代物，其中1，2­二溴乙烷的产率低，且不易分离；C项，溴乙烷与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，乙烯再与HBr发生加成反应转化为溴乙烷，然后溴乙烷与Br2在光照条件下发生取代反应，生成物较复杂；D项，溴乙烷与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，乙烯再与Br2发生加成反应生成唯一产物1，2­二溴乙烷，产率高。 4．下列说法中正确的是(　　) A．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3水解的最终产物都是CH3OH B．将溴苯加入AgNO3溶液中会有淡黄色沉淀生成 C．1，2­二溴乙烷在NaOH水溶液中共热可生成乙炔 D．卤代烃的密度有的比水大，有的比水小 答案　D 5．C3H7Cl的结构有两种，分别为CH3CH2CH2Cl和。 (1)CH3CH2CH2Cl在NaOH水溶液中受热反应的化学方程式是_____________ _______________________________，反应类型为________。 (2) 在NaOH乙醇溶液中受热反应的化学方程式是__________________________________________________________，反应类型为________。 答案　(1)CH3CH2CH2Cl＋NaOHCH3CH2CH2OH＋NaCl　取代反应 (2) ＋NaOHCH2==CH—CH3↑＋NaCl＋H2O　消去反应 探究一　卤代烃的性质和制备 1．卤代烃的制备 (1)取代反应：如 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O (2)加成反应：如 工业上制备氯乙烷时，常用CH2==CH2与HCl发生加成反应制取，因为乙烯与氯化氢反应的产物纯净，易分离、提纯。 2．卤代烃的性质 (1)取代反应(水解反应)——与NaOH的水溶液共热 RX＋NaOHR—OH＋NaX (2)消去反应——与NaOH的乙醇溶液共热 R—CH2CH2X＋NaOHRCH==CH2＋NaX＋H2O 3．卤代烃中卤素原子的检验 (1)实验原理 R—X＋NaOHR—OH＋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(氯、溴、碘)。 (2)实验过程 ①一般思路：水解、酸化、加AgNO3溶液。 ②具体过程：少量卤代烃观察沉淀颜色。 其中，加入稀硝酸酸化，一是中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰检验结果；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。 1．卤代烃R—CH2—CH2—X中的化学键如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和② B．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④ C．当该卤代烃发生取代反应时，被破坏的键可能是① D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和② 答案　C 2．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，冷却，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，冷却，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液 答案　C 卤代烃发生消去反应时，断裂的是两种化学键——碳卤键和碳氢键，且不在同一个碳原子上，而是在两个相邻的碳原子上，因此并不是所有的卤代烃都能发生消去反应。不能发生消去反应的卤代烃有三类： (1)只有一个碳原子的卤代烃，如CH3Cl。 (2)与连接卤素原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃，如(CH3)3CCH2Cl。 (3)卤素原子与苯环直接相连的卤代烃，如。 探究二　卤代烃在有机合成中的应用 1．引入羟基 R—X＋NaOHR—OH＋NaX 2．引入不饱和键 ＋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，以1­溴丙烷为主要原料，选择相应试剂制取少量2­溴丙烷，制取过程如下： CH3CH2CH2BrCH3CH==CH2。 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，以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，制取过程如下： CH3CH2CH2BrCH3CH==CH2。 5．增长碳骨架 通过卤代烃的取代反应获得碳骨架更长的有机化合物。例如，1­溴丙烷与CH3C≡CNa在一定条件下发生取代反应： CH3CH2CH2Br＋CH3C≡CNaCH3CH2CH2C≡CCH3＋NaBr。 6．进行官能团的保护 如在氧化CH2==CHCH2OH的羟基时，碳碳双键易被氧化，常采用下列方法保护： CH2==CHCH2OH CH2==CH—COOH。 3．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。 4．有如图所示合成路线： (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___________________________。 答案　(1)①③⑤ (2) ＋2NaOH2NaBr＋2H2O＋ (3)取代(或水解)　 ＋2NaOH2NaBr＋ 本课小结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列卤代烃中沸点最低的是(　　) A．CH3CH2CHCl2 B．CH3CH(Cl)CH3 C．CH3CH2CH2Br D．CH3CH(Br)CH3 答案　B 2．下列卤代烃中，既能发生消去反应生成2种烯烃，又能发生水解反应的是(　　) A．1­溴丁烷 B．2­甲基­3­氯戊烷 C．3，3­二甲基­1­氯丁烷 D．1，3­二氯苯 答案　B 解析　A项，发生消去反应只能生成1种烯烃，为1­丁烯；B项，发生消去反应生成2种烯烃，分别为2­甲基­2­戊烯、4­甲基­2­戊烯，2­甲基­3­氯戊烷能发生水解反应生成2­甲基­3­戊醇；C项，发生消去反应只能生成1种烯烃，为3，3­二甲基­1­丁烯；D项，不能发生消去反应。 3．一氟一氯丙烷是对臭氧层有严重破坏的一类氟氯代烃，其分子式为C3H6FCl，该物质的同分异构体有(不考虑立体异构)(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 答案　C 解析　丙烷的结构简式为CH3—CH2—CH3，先固定F在—CH3上，则Cl的位置有3种：CHClF—CH2—CH3、CH2F—CHCl—CH3、CH2F—CH2—CH2Cl；再固定F在—CH2—上，则Cl的位置有2种：CH2Cl—CHF—CH3、CH3—CClF—CH3，共有5种同分异构体。 4．如图表示4­溴环己烯所发生的四个不同反应。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　题给有机物中含有碳碳双键和—Br，①为氧化反应，产物中有—COOH和—Br两种官能团；②为水解反应，产物中有碳碳双键和—OH两种官能团；③为消去反应，产物中只有碳碳双键一种官能团；④为加成反应，产物中只有—Br一种官能团。 5．为检验某卤代烃(R—X)中的X元素，有下列操作：(1)加热煮沸；(2)加入AgNO3溶液；(3)取少量该卤代烃；(4)加入足量稀硝酸酸化；(5)加入NaOH溶液；(6)冷却。正确的操作顺序是(　　) A．(3)(1)(5)(6)(2)(4) B．(3)(5)(1)(6)(2)(4) C．(3)(2)(1)(6)(4)(5) D．(3)(5)(1)(6)(4)(2) 答案　D 6．某学生将一氯丙烷和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．加AgNO3溶液前未加稀HNO3 D．加AgNO3溶液后未加稀HNO3 答案　C 解析　一氯丙烷在碱溶液中水解后溶液显碱性，不能直接加AgNO3溶液，否则Ag＋与OH－反应影响氯离子的检验，所以应加入足量稀硝酸酸化后，再加AgNO3溶液检验。 7．有人认为CH2==CH2与Br2的加成反应实质是Br2先断裂为Br＋和Br－，然后Br＋首先与CH2==CH2一端的碳原子结合，第二步才是Br－与另一端的碳原子结合。根据该观点如果让CH2==CH2与Br2在盛有NaCl和NaI的水溶液中反应，则得到的有机物不可能是(　　) A．BrCH2CH2Br B．ClCH2CH2Cl C．BrCH2CH2I D．BrCH2CH2Cl 答案　B 解析　根据反应机理，碳碳双键中的一个不饱和碳原子先结合Br＋，另外一个碳原子可以结合Cl－、Br－、I－，故不可能产生B项中的有机物。 8．下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是(　　) A．向甲、乙、丙、丁中分别加入氯水，均有红棕色液体生成 B．向甲、乙、丙、丁中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸调至溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成 C．向甲、乙、丙、丁中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸调至溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成 D．乙与氢氧化钠醇溶液反应得到两种烯烃 答案　B 解析　向甲、乙、丙、丁中分别加入氯水，均不反应，没有红棕色液体生成，故A错误；向甲、乙、丙、丁中加入NaOH的醇溶液共热，只有乙可以发生消去反应，因此加入稀硝酸调至溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，只有乙有沉淀生成，故C错误；乙发生消去反应只能得到一种烯烃，即丙烯，故D错误。 9．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图所示，则下列说法正确的是(　　) ABC A．A的结构简式是 B．①②的反应类型分别是取代反应、消去反应 C．反应②③的条件分别是浓硫酸、加热，光照 D．加入酸性KMnO4溶液，若溶液褪色则可证明已完全转化为 答案　B 10．工业上以石油裂解气E为原料，通过下列化学反应制取1，3­丙二醇。 已知E能使酸性高锰酸钾溶液褪色；同温同压下，E的密度是H2的21倍；E分子中有3种不同化学环境的氢原子，其个数比为1∶2∶3。下列关于E的叙述不正确的是(　　) A．E的相对分子质量为42 B．E的结构简式为CH2==CHCH3 C．E分子中所有的碳原子在同一平面上 D．反应①是将E通入溴的四氯化碳溶液中 答案　D 解析　同温同压下，E的密度是H2的21倍，则E的相对分子质量为21×2＝42，A正确。根据反应①所得产物CH2==CHCH2Br，可知E分子中含有3个碳原子，结合其相对分子质量为42，可知E的分子式为C3H6；因E分子中含有3种不同化学环境的H，并且个数比为1∶2∶3，所以E的结构简式为CH2==CHCH3，B正确。E分子中含有碳碳双键，根据乙烯的结构特点，可知E分子中所有的碳原子在同一平面上，C正确。反应①中CH2==CHCH3→CH2==CHCH2Br发生的是甲基上的氢原子被取代的反应，D错误。 二、非选择题 11．已知： 根据图示回答下列问题。 (1)写出A、E、F的结构简式： A________，E________，F____________。 (2)写出C的名称：__________________。 (3)写出反应②的化学方程式(包括反应条件)：_________________________。 (4)写出①、④的反应类型： ①__________，④________。 答案　(1)CH2==CH2　　HOCH2CH2OH (2)1，2­二氯乙烷 (3)ClCH2CH2Cl＋NaOHCH2==CHCl↑＋NaCl＋H2O (4)加成反应　取代反应(或水解反应) 解析　有机物A的分子式为C2H4，可知A为乙烯，乙烯和B反应生成C，结合D和F的分子式可以推断反应①是乙烯和Cl2的加成反应，C是1，2­二氯乙烷，反应②是消去反应，得到的D为一氯乙烯，E是聚氯乙烯，反应④为卤代烃的水解反应，得到的F是乙二醇。 12．溴乙烷在不同溶剂中与NaOH反应生成不同的产物，同学们据此展开探究。 [实验1]　甲同学利用如图所示装置进行实验： (1)甲同学的实验目的为________________________________________。 (2)实验过程中可观察到试管Ⅱ中的现象为________________________。 (3)试管Ⅰ的作用为______________________________________。 [实验2]　乙同学在试管中加入3 mL溴乙烷和3 mL NaOH水溶液，振荡，加热。 (4)此反应的化学方程式为______________________________________。 (5)停止加热并冷却后，欲证明上述反应中有Br－生成，还应进行的操作为__________________________________________。 答案　(1)验证溴乙烷和氢氧化钠的醇溶液在加热条件下发生消去反应，有CH2==CH2生成 (2)酸性KMnO4溶液褪色 (3)除去乙烯中混有的乙醇蒸气和HBr (4)CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr (5)取适量反应后的溶液，先加硝酸酸化，再滴入几滴硝酸银溶液，若有淡黄色沉淀产生，则证明有Br－生成 1 学科网（北京）股份有限公司 $$