4.1 卤代烃 学案（含答案）

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1、第一单元第一单元 卤代烃卤代烃 核心素养发展目标 1.宏观辨识与微观探析：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物分子结构特点之间的关系。 2.科学态度与社会责任：了解某些卤代烃对环境和人身健康的影响，基于绿色化学的思想， 摒弃卤代烃的使用或寻找卤代烃的替代品。 一、卤代烃对人类生活的影响 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生成的化合物。 (2)分类： 按分子中卤素原子个数分：一卤代烃和多卤代烃。 按所含卤素原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。 按烃基种类分：饱和卤代烃和不饱和卤代烃。 按是否含苯环分：

2、脂肪卤代烃和芳香卤代烃。 2卤代烃的用途与危害 (1)用途：制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂、合成有机化合物。 (2)危害：含氯、溴的氟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。 3物理性质 (1)状态 常温下，卤代烃除少数为气体外，如一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等，大多数卤代烃为液体或 固体。 (2)溶解性 卤代烃都不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。 (3)密度： 除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃外， 其余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；互为同系物的卤代烃，它们的沸点随 碳原子数的增多而升高。 例 1 三氯甲烷(氯仿)是最早应

3、用于外科手术的全身麻醉剂之一。但由于氯仿的毒性较大， 人们一直在寻找它的替代物。20 世纪 50 年代，科学家们终于发现乙烷的一种取代物氟烷 ()是一种理想的吸入性麻醉剂。氟烷具有良好的麻醉作用，起效快，35 min 即可全身麻醉，而且苏醒快，不易燃烧，不易爆。目前氟烷已被广泛使用。 阅读上述文字，判断下列各项错误的是( ) A氯仿可由甲烷制取 B氟烷属于多卤代烃 C氟烷是易溶于水的良好麻醉剂 D氟烷的毒性比氯仿小，效果比氯仿好 答案 C 解析 甲烷与 Cl2发生取代反应可生成 CHCl3，A 项正确；氟烷中含有 F、Cl、Br 三种卤族 元素，属于多卤代烃，B 项正确；卤代烃均不溶于水，C

4、项错误；由题给信息可知氟烷的毒 性较小，麻醉效果较好，D 项正确。 例 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 解析 本题主要考查溴乙烷和乙醇的溶解性及分离方法。溴乙烷难溶于水，而乙醇可与水以 任意比例互溶，故可向混合液中加水进行萃取，然后分液即可除去。 【考点】卤代烃物理性质与应用 【题点】卤代烃的物理性质 二、1- 溴丙烷 1分子结构 2- 溴丙烷与 1- 溴丙烷互为同分异构体，其结构简式为。 2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

5、气体分子中 含有碳碳不饱和键 1- 溴丙烷与氢氧化钾溶液共热反应的化学方程式为： CH3CH2CH2BrKOH 乙醇 CH3CH=CH2KBrH2O。 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(含双键或叁键)的反应。 (2)取代反应(水解反应) 实验 装置 实验 现象 中溶液分层 中有机层厚度减小，直至消失 中有黄色沉淀生成 实验结论 2- 溴丙烷与 KOH 溶液共热产生了 Br 由实验可知 2- 溴丙烷与氢氧化钾溶液共热时断裂的是 CBr 键，水中的羟基与碳原子形成 CO 键， 断下的 Br 与水中的 H 结合成 HBr。 2- 溴丙烷与 KOH

6、水溶液共热反应的化学方程式为： ； 反应类型为：取代反应。 (1)由 2- 溴丙烷的结构认识其水解反应与消去反应 2- 溴丙烷分子结构为 在强碱的水溶液中，在 b 处断键，发生取代(水解)反应。 在强碱的醇溶液中，在 a、b 处断键，发生消去反应。 条件不同，其断键位置不同。 (2)消去反应的特点 从反应机理看：消去反应是从相邻的两个碳原子上脱去一个小分子，相邻的两个碳原子各 断一个化学键。 从产物看：消去反应的产物中一定有不饱和产物和一个或几个小分子。 例 3 下列关于溴乙烷的叙述中，正确的是( ) A溴乙烷难溶于水，能溶于多种有机溶剂 B溴乙烷与 NaOH 的水溶液共热可生成乙烯 C将溴乙

7、烷滴入 AgNO3溶液中，立即有淡黄色沉淀生成 D实验室通常用乙烯与溴水反应制取溴乙烷 答案 A 解析 溴乙烷与 NaOH 的水溶液共热发生水解反应(取代反应)生成乙醇，溴乙烷与 NaOH 醇 溶液共热发生消去反应生成乙烯；二者的条件不同，其反应的类型和产物也不同，不能混淆， B 错误；溴乙烷难溶于水，也不能在水中电离出 Br ，将其滴入 AgNO 3溶液中，不会发生反 应，C 错误；乙烯与溴水反应生成 1,2- 二溴乙烷，通常用乙烯与溴化氢反应制取溴乙烷，D 错误。 例 4 2- 溴丁烷在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应后的产物有几种( ) A1 B2 C3 D4 答案 B 解析 2- 溴丁烷

8、发生消去反应的产物有 CH2=CHCH2CH3和 CH3CH=CHCH3两种。 卤代烃发生消去反应时，消去的产物取决于分子氢原子( 氢原子)的类型，有几类氢原子( 氢原子)，则有几种产物： 如：，有三类 氢原子，则有三种产物。 三、卤代烃的化学性质及应用 1化学性质 (1)取代反应(水解反应) RXNaOH 水 ROHNaX。 (2)消去反应 NaOH 醇 NaXH2O。 2卤代烃中卤素原子的检验 (1)实验流程 (2)实验要点： 通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子。 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。 3卤代烃在有机合成中的应

9、用 (1)利用消去反应生成不饱和键。 (2)利用取代反应生成碳氧、碳碳单键。 (3)制格氏试剂增长碳链。 卤代烃水解反应和消去反应的比较 水解反应 消去反应 卤代烃 结构特点 一般是 1 个碳原子上只 有 1 个X 与卤素原子所在碳原子相邻的碳原子上 有氢原子 反应实质 X 被羟基取代 脱去 HX 反应条件 强碱的水溶液、加热 强碱的醇溶液，加热 反应特点 碳骨架不变，官能团由 X 变成OH 碳骨架不变，官能团由X 变成 或CC，生成不饱和键 主要产物 醇 烯烃或炔烃 例 5 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( ) ACH3Cl B C D 答案 B 解析 卤代烃均

10、能发生水解反应，选项中的四种物质均为卤代烃；与卤素原子所连碳原子的 邻位碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。C、D 项中的两物质卤素原子所连碳原 子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子，A 中无邻位碳原子，都不能发生消去反应。 【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律 方法规律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，如 CH3Cl。 (2)邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。 (3)有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，可得到不同产物。 (4)卤代烃发生消去反应可生成炔烃。 例 6 为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行

11、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 解析 检验卤代烃中是否含有氯元素时，由于卤代烃中的氯元素并非游离态的 Cl，故应加 入 NaOH 的水溶液或 NaOH 的醇溶液， 并加热， 先使卤代烃水解或发生消去反应，产生 Cl， 然后加入稀 HNO3酸化，再加 AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定卤代烃中含有氯元素。先 加 HNO3

12、酸化，是为了防止 NaOH 与 AgNO3反应生成 AgOH，再转化为 Ag2O 褐色沉淀干扰 检验；D 项，有的氯代烃不能发生消去反应，故不选。 【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法 特别提醒 (1)卤代烃不能电离出 X ，必须转化成 X，方可用 AgNO 3溶液来检验。 (2)将卤代烃中的卤素转化为 X ，可用卤代烃的取代反应，也可用消去反应。 例 7 由碘乙烷制取乙二醇(HOCH2CH2OH)，依次发生的反应类型是( ) A取代 加成 水解 B消去 加成 取代 C水解 消去 加成 D消去 水解 取代 答案 B 解析 碘乙烷通过消去反应生成乙烯，乙烯和溴水

13、发生加成反应生成 1,2- 二溴乙烷，该产物 在碱性条件下水解可得乙二醇。 【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃性质的综合考查 1正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)卤代烃是一种特殊的烃( ) (2)卤代烃中一定含有 C、H 和卤族元素( ) (3)常温下卤代烃均为液体且都不溶于水( ) (4)卤代烃都能发生水解反应和消去反应( ) (5)溴乙烷属于电解质，在碱的水溶液中加热可生成乙醇( ) (6)检验卤代烃中卤素原子的实验中，在加入 AgNO3溶液之前一定要加入稀硝酸( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 2下列物质中，不属于卤代烃的是( ) AC

14、H2Cl2 BCCl2F2 C D 答案 C 解析 A 选项是 CH4中两个氢原子被两个氯原子取代的产物，A 属于卤代烃；B 选项是 CH4 中两个氢原子被两个氯原子取代，另两个氢原子被两个氟原子取代，都是卤素原子，B 属于 卤代烃；C 选项中的氢原子被硝基取代，属于硝基化合物，不属于卤代烃；D 选项中的氢原 子被溴原子取代，属于卤代烃。 【考点】卤代烃的结构 【题点】卤代烃的组成与结构 3下列物质分别与 NaOH 的醇溶液共热后，能发生消去反应，且生成物只有一种的是( ) A B CCH3Cl D 答案 B 解析 能发生消去反应的卤代烃， 其结构特点是有 - 碳原子(与卤素原子相连碳原子的邻

15、位碳 原子)，而且 - 碳原子上连有氢原子。C 中无 - 碳原子，A 中的 - 碳原子上没有氢原子，所以 A、C 都不能发生消去反应；D 中发生消去反应后可得到两种烯烃：CH2=CHCH2CH3 或 CH3CH=CHCH3；B 中发生消去反应后只得到。 【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃水解反应和消去反应的规律 4欲证明某一卤代烃为溴代烃，甲、乙两同学设计了如下方案。甲同学：取少量卤代烃，加 入 NaOH 的水溶液，加热，冷却后加入 AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。 乙同学：取少量卤代烃，加入 NaOH 的乙醇溶液，加热，冷却后，用硝酸酸化，加入 AgNO3 溶

16、液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是( ) A甲同学的方案可行 B乙同学的方案可行 C甲、乙两位同学的方案都有局限性 D甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样 答案 C 解析 甲同学让卤代烃水解，在加热冷却后没有用稀硝酸酸化，由于 OH 也会与 Ag作用生 成褐色的 Ag2O， 会掩盖 AgBr 的淡黄色， 不利于观察现象， 所以甲同学的实验方案有局限性； 乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离子，但是，不是所有的卤代烃都能发生 消去反应，所以此法也有局限性。 【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法 5根据下面的

17、反应路线及所给信息，回答下列问题： (1)标准状况下的气态烃 A 11.2 L 在氧气中充分燃烧可以产生 88 g CO2和 45 g H2O，则 A 的 分子式是_。 (2)B 和 C 均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为_。 (3)D 的结构简式为_， D 中碳原子是否都处于同一平面？_(填“是” 或“否”)。 (4)E 的一种同分异构体的结构简式是_。 (5)、的反应类型依次是_。 (6)写出、反应的化学方程式：_、 _。 答案 (1)C4H10 (2)2- 甲基- 1- 氯丙烷和 2- 甲基- 2- 氯丙烷(可互换) (3)是 (4) (答案合理即可) (5)消去反应、加成反应、

18、取代反应(或水解反应) (6) 解析 (1)88 g CO2为 2 mol,45 g H2O 为 2.5 mol， 标准状况下的气态烃 A 11.2 L， 即为 0.5 mol， 所以 1 分子烃 A 中含碳原子数为 4，氢原子数为 10，则化学式为 C4H10。 (2)C4H10存在正丁烷和异丁烷两种， 但从框图上看， A 与 Cl2在光照条件下发生取代反应时有 两种产物，且在 NaOH 醇溶液作用下的产物只有一种，则 A 只能是异丁烷，取代后的产物为 2- 甲基- 1- 氯丙烷和 2- 甲基- 2- 氯丙烷。 (3)B、 C 发生消去反应后生成 2- 甲基丙烯， 在 Br2的 CCl4 溶液中发生加成反应，生成 E：，再在 NaOH 的水溶液中发生水解反应生 成 F：，从而顺利解答第(4)(6)问。 【考点】氯代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃性质的综合考查