3.1 卤代烃（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（人教版2019 单选版）

第一节　卤代烃 课程标准 核心素养目标 1.了解一些简单卤代烃的主要物理性质。 2．能列举溴乙烷的物理性质，能描述和分析溴乙烷的重要反应，并书写相应的化学方程式。 3．能分析和推断其他卤代烃的化学性质，并根据有关信息书写相应的化学方程式。 1.证据推理与模型认知：基于溴乙烷的官能团和化学键特点预测可能的断键部位和化学性质，理解溴乙烷发生水解反应和消去反应的机理，建立认识卤代烃结构与性质的认知模型。 2．科学探究与创新意识：通过1­溴丁烷取代反应和消去反应的探究实验进行对比和归纳，形成“化学反应可以调控”的观念，通过类比迁移形成对卤代烃反应基本规律的认识。 [对应学生用书P59] 一、卤代烃的分类和命名 1．卤代烃的概念 卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，如CH3Cl、BrCH2CH2Br、CH2===CHCl、等。 2．卤代烃的分类 3．卤代烃的命名 (1)卤代烃的命名一般用系统命名法，与烃类的命名相似。 (2)命名步骤： 例如，CH3CHBrCH2Br的系统名称为1，2­二溴丙烷。 二、卤代烃的性质 1．物理性质 (1)常温下，卤代烃中除个别为气体外，大多为液体或固体。 (2)卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身是很好的有机溶剂。 (3)卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃，它们的密度一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小，沸点随碳原子数目的增加而升高。 2．化学性质 以溴乙烷(CH3CH2Br)为例来探究卤代烃的主要化学性质。 (1)取代反应(水解反应) ①理论分析 电负性对 键的影响 在卤代烃分子中，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－)，形成一个极性较强的共价键：Cδ＋—Xδ－ 影响结果 卤代烃在化学反应中，C—X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子而离去 ②实验探究(教材·实验3­1) 实验操作 实验现象 静置后，液体出现分层现象；上层水溶液加入稀硝酸中，再滴加AgNO3溶液，试管中出现浅黄色沉淀 得出结论 反应生成AgBr，反应产物中存在Br－，证明溴乙烷在NaOH水溶液中加热时，溴原子可以被取代 溴乙烷发生水解反应的化学方程式为CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr。 (2)消去反应 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叫做消去反应(消除反应)。 ②溴乙烷的消去反应 将溴乙烷与强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液共热，溴乙烷可以从分子中脱去HBr，生成乙烯，反应的化学方程式为CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。 3．卤代烯烃的性质 (1)卤代烯烃的某些化学性质与烯烃的相似，能发生加成反应和加成聚合反应。例如，四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯，反应的化学方程式为nCF2===CF2―→CF2—CF2。 (2)聚氯乙烯和聚四氟乙烯都是用途广泛的高分子材料。 ◆名师点拨 认识卤代烃 (1)卤代烃是烃类的衍生物，其官能团是碳卤键()。 (2)单卤代烃可表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)，饱和单卤代烃的分子通式为CnH2n＋1X[可看作烷基(—CnH2n＋1)和卤素原子(—X)构成]。 (3)卤代烃不一定通过烃类与卤素发生取代反应生成，如CH2===CH2和HCl加成可得到CH3CH2Cl。 (4)卤代烃按烃基种类，可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃。 (5)卤代烃的命名以烃为母体，将卤素原子看作取代基，按烃类的命名原则命名。 ◆深化理解 卤代烃的取代反应及分析 (1)卤代烃中C—X的极性最强，发生取代反应时卤代烃断裂C—X。 (2)卤代烃的水解反应是取代反应，卤代烃中—X被水分子中的—OH取代。 (3)所有的卤代烃都能发生水解反应，得到相应的醇、酚等。 (4)卤代烃发生水解反应时，存在定量关系：R—X～NaX～AgX↓。 ◆深化理解 全面认识卤代烃的消去反应 (1)卤代烃的消去反应是邻位消去，即从卤代烃分子中相邻的两个碳原子上消去HX，生成含不饱和键的烃。 (2)卤代烃的消去反应条件是强碱(NaOH或KOH)的醇溶液，加热。 (3)从分子结构看，若卤代烃连有卤素原子的碳原子不含邻位碳(如CH3Cl)，或邻位碳上不含氢原子[如(CH3)3CCH2Cl]，则不能发生消去反应。 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)在溴乙烷中滴加AgNO3溶液，产生浅黄色沉淀(　×　) (2)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应(　×　) (3)1­氯丙烷和2­氯丙烷在NaOH醇溶液中加热，所得有机产物相同(　√　) [对应学生用书P61] 探究一__卤代烃的取代反应及基本规律 1­溴丁烷()常用作医药、染料和香料的原料，某研究小组的同学欲通过实验探究1­溴丁烷在NaOH水溶液中发生取代反应的机理： [实验操作](1)取一支试管，加入10～15滴1­溴丁烷，再加入1 mL 5% NaOH溶液，振荡后加热，静置，观察实验现象。 (2)用胶头滴管小心吸取少量上层水溶液，移入另一支盛有1 mL稀硝酸的试管中，再加入2滴AgNO3溶液，观察实验现象。 [实验现象](1)混合液出现分层现象；(2)试管中有浅黄色沉淀生成。 [问题设计] (1)写出1­溴丁烷在NaOH溶液中发生反应的化学方程式，并说明有机物中共价键的变化。 提示：CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH2CH2OH＋NaBr；断裂C—Br，形成C—O。 (2)向1­溴丁烷中加入AgNO3溶液能否产生浅黄色沉淀？为什么？ 提示：不能；1­溴丁烷是非电解质，不能产生Br－，故不能与AgNO3反应。 (3)设计实验验证1­溴丁烷中含有溴元素。 提示：向1­溴丁烷中加入NaOH溶液，充分振荡后加热，冷却后先加入稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，产生浅黄色沉淀，证明1­溴丁烷中含有溴元素。 (1)卤代烃的取代反应机理及分析 (2)检验卤代烃中卤素的种类 检验原理 R—X＋NaOHR—OH＋NaX、 NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O、 AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3 实验操作 卤代烃振荡加热、冷却酸化液观察现象 现象及结论 ①若生成白色沉淀含有氯元素；②若生成浅黄色沉淀含有溴元素；③若生成黄色沉淀含有碘元素 【例1】 (2023·牡丹江高二期末)为测定某卤代烃(只含一种卤素原子)分子中卤素原子的种类和数目，设计实验如下： 已知：相同条件下，该卤代烃蒸气对氢气的相对密度是94。下列说法不正确的是(　　) A．加入过量稀硝酸的目的是中和未反应的NaOH，防止干扰卤素原子的测定 B．该卤代烃分子中含有溴原子 C．该卤代烃的分子式是C2H4Br2 D．该卤代烃的名称是1，2­二溴乙烷 D　解析：卤代烃的水解需要在强碱性溶液中进行，加入硝酸银溶液检验卤素原子前需要先加入稀硝酸中和过量NaOH，防止干扰卤素原子的测定，A正确；根据信息得到浅黄色沉淀可知，该卤代烃分子中含有溴原子，B正确；相同条件下，该卤代烃蒸气对氢气的相对密度是94，则其相对分子质量为94×2＝188，卤代烃样品的质量为18.8 g, 该卤代烃的物质的量为n＝＝＝0.1 mol，称得沉淀质量为37.6 g，n(AgBr)＝＝＝0.2 mol，Br的物质的量与卤代烃的物质的量之比为2∶1，则卤代烃中含有2个溴原子，其相对分子质量为188，分子中烃基的式量为188－80×2＝28，根据“商余法”可知该烃基为—C2H4—，故该卤代烃的分子式为C2H4Br2，C正确；该卤代烃的分子式为C2H4Br2，其结构简式为CH2BrCH2Br或CH3CHBr2，故其名称为1，2­二溴乙烷或1，1­二溴乙烷，D错误。 1．下列关于卤代烃RCH2X性质的说法正确的是(　　) A．该卤代烃易溶于水 B．发生水解反应的条件是强碱的醇溶液、加热 C．可以直接加入AgNO3溶液，根据沉淀颜色检验卤素原子种类 D．该卤代烃发生水解得到产物是醇 D　解析：卤代烃都不溶于水，A错误；卤代烃发生水解反应的条件是强碱的水溶液、加热，B错误；卤代烃是非电解质，直接加入AgNO3溶液，不发生反应，C错误；该卤代烃发生水解反应生成RCH2OH，属于醇类有机物，D正确。 探究二__卤代烃的消去反应及基本规律 某研究小组的同学欲通过实验探究1­溴丁烷(Br)在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应的机理，实验装置及操作如下： 向圆底烧瓶中加入2.0 g NaOH和15 mL无水乙醇，搅拌。再向其中加入5 mL 1­溴丁烷和几片碎瓷片，微热。将产生的气体通入盛水的洗气瓶后，再用酸性KMnO4溶液进行检验。 [问题设计] (1)装置C中酸性KMnO4溶液的作用是什么？若去掉装置B，对实验产生什么影响？ 提示：检验反应生成的1­丁烯；装置B中的水用于吸收挥发出的乙醇，若去掉装置B，装置A中挥发出的乙醇可将KMnO4还原而使溶液褪色。 (2)写出1­溴丁烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应的化学方程式，并说明有机物中共价键的变化。 提示：CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHCH3CH2CH===CH2↑＋NaBr＋H2O；1­溴丁烷分子断裂C—Br及邻位碳上的C—H，形成C===C (3)若用2­溴丁烷进行上述实验，反应可能得到几种有机产物？试写出其结构简式。 提示：2种；CH3CH2CH===CH2、CH3CH===CHCH3 (1)卤代烃的消去反应机理及分析 (2)卤代烃的消去反应规律 【例2】 下列卤代烃能发生消去反应且有机产物可能有两种的是(　　) ①CH3Cl　②CH3CHBrCH3 ③CH3CH2CHBrCH3 　④ ⑤CH3CH2C(CH3)2CHClC(CH3)3 A．②③④⑤ B．③④⑤ C．①③④ D．③ 解答本题的思路如下： (1)分析卤代烃的结构，判断与卤素原子相连的碳原子是否存在邻位碳原子及邻位碳原子上是否连有氢原子； (2)判断卤代烃分子结构的对称性，若关于连有卤素原子的碳原子对称，则消去产物有1种，若不对称，消去产物可能有两种。 D　解析： CH3Cl中连接卤素原子的碳原子没有邻位碳原子，不能发生消去反应，①错误；CH3CHBrCH3分子结构对称，能发生消去反应，但有机产物只有一种，②错误；CH3CH2CHBrCH3分子结构不对称，发生消去反应可得到两种产物，③正确；中连接卤素原子的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，④错误；CH3CH2C(CH3)2CHClC(CH3)3中连接卤素原子的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，⑤错误。 B　解析：6种卤代烃都能发生水解反应生成相应的醇；若卤代烃能够发生消去反应生成烯烃，要求与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子有氢原子存在。中与卤素原子相连碳原子的邻位碳上不存在氢原子，不能发生消去反应，①⑤错误。CH3F中与卤素原子相连碳原子不存在邻位碳原子，不能发生消去反应，③错误。 [对应学生用书P63] 1．卤代烃对人类生活影响较大，可以用于制冷剂、灭火剂、麻醉剂等，但由于在环境中不易降解以及对臭氧层的破坏，危害人体健康和生态环境。下列有关卤代烃的叙述正确的是(　　) A．CH2Cl2有两种结构 B．甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，生成的一氯甲烷具有酸性 C．检验溴乙烷中的溴元素可将其与过量NaOH水溶液共热充分反应后，再滴入AgNO3溶液，可观察到浅黄色沉淀生成 D．卤代烃既能发生水解反应，又能发生消去反应，且消去反应生成的烯烃不存在同分异构体 A　解析：分子中苯环结构稳定，不能发生消去反应，①错误；(CH3)2C===CHCl分子中，与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上不含氢原子，不能发生消去反应，③错误；CH3Cl分子中只有1个碳原子，不能发生消去反应，⑥错误。 3．如图装置可用于溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应的生成物乙烯的检验，下列说法不正确的是(　　) A．该反应为消去反应 B．反应过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色 C．可用溴水代替酸性KMnO4溶液 D．乙烯难溶于水，故装置②可以省去 D　解析：溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应生成乙烯，反应类型为消去反应，制备的乙烯中混有乙醇蒸气，为了防止乙醇干扰乙烯的检验，需要用水吸收乙醇后再检验乙烯。溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应生成乙烯，反应类型为消去反应，A正确；生成的乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确；乙烯也能使溴水褪色，可用溴水代替酸性KMnO4溶液，C正确；乙醇易挥发，制备的乙烯中混有乙醇，乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，装置②的目的是除去乙醇，不能省略，D错误。 4．如图是8种有机化合物的转换关系： 请回答下列问题： (1)A的系统命名为____________________。 (2)D中官能团的名称为________。 (3)反应①、②、③的反应类型分别是________、________、________。 (4)写出由D生成E的化学方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 E的核磁共振氢谱中有________组峰，且峰面积之比为________。 (5)属于炔烃的E的同分异构体一共有_____种。 (6)F1中最多有________个原子共平面。 (7)证明B中氯元素的存在，有下列几步，其正确的操作顺序是________。 ①加入硝酸银溶液 ②加入氢氧化钠溶液 ③加热 ④加入稀硝酸至溶液呈酸性 [课时梯级训练(11)见P207] 学科网（北京）股份有限公司 $$