2020高中化学 卤代烃（基础）知识讲解学案 新人教版选修5

2020高中化学 卤代烃（基础）知识讲解学案 新人教版选修5

卤代烃 ‎【学习目标】‎ ‎1、认识卤代烃的组成和结构特点；‎ ‎2、根据卤代烃的组成和结构特点，认识取代和消去反应。‎ ‎【要点梳理】‎ ‎【高清课堂：卤代烃#溴乙烷】‎ 要点一、溴乙烷的结构和性质 ‎ 1．分子结构。‎ ‎ 溴乙烷的分子式为C2H5Br，结构式为，结构简式为CH3CH2Br或C2H5—Br。‎ ‎ 2．物理性质。‎ ‎ 纯净的溴乙烷是无色液体，沸点‎38.4℃‎，密度比水大，难溶于水，溶于多种有机溶剂。‎ ‎【高清课堂：卤代烃#化学性质】‎ ‎ 3．化学性质。‎ ‎ （1）水解反应（或取代反应）。‎ ‎ C2H5—Br—H—OHC2H5—OH+HBr或C2H5—Br+NaOHC2H5—OH+NaBr ‎ 注意：卤代烃的水解反应的实质是取代反应。NaOH的作用是中和掉反应中生成的HBr，从而加快反应速率，‎ 并提高卤代烃的利用率。‎ ‎ （2）消去反应。‎ ‎ ‎ ‎ 注意：卤代烃发生消去反应时，主要是卤素原子与相邻含氢较少的碳原子上的氢一起结合成卤化氢脱去。如 果相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。‎ 要点二、卤代烃 ‎ 1．烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物叫做卤代烃。‎ ‎ 2．卤代烃有多种分类方法。根据分子里所含卤素的不同，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃等；根据分子中卤素原子的多少可分为一卤代烃和多卤代烃；根据分子中烃基的不同可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳香卤代烃，等等。‎ ‎ 一卤代烃的结构式为R—X。‎ ‎ 3．卤代烃的物理性质。‎ ‎ （1）常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多为液体或固体。‎ ‎ （2）所有卤代烃都不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃是很好的有机溶剂。‎ ‎ （3）卤代烃的同系物的沸点随烃基中碳原子数的增加而升高，且均高于相应烷烃。‎ ‎ （4）卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低。‎ ‎ （5）同一烃基的不同卤代烃的沸点随卤素原子的相对原子质量的增大而增大。如：沸点：RF＜RCl＜RBr＜RI。‎ ‎ （6）卤代烃的同系物的密度随碳原子数的增加而降低，且密度均比相应的烷烃密度大；卤代烃的同分异构体的密度随分子中支链的增加而降低。‎ ‎ 4．卤代烃的化学性质。‎ ‎ 卤代烃的化学性质一般比烃活泼，能发生许多化学反应，如取代反应、消去反应等，从而转化为各种其他类型的化合物。‎ 4‎ ‎（1）取代反应 R—X+H2OR—OH+HX或R—X+NaOHR—OH+NaX ‎（2）消去反应 ‎ 注意：若与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上都有氢原子，则可能有多种消去方式，如：在发生消去反应时，生成物可能为或。‎ ‎ 5．卤代烃中卤素原子的检验方法。‎ ‎（1）实验原理。‎ R—X+H2OR—OH+HX HX+NaOH==NaX+H2O HNO3+NaOH==NaNO3+H2O AgNO3+NaX==AgX↓+NaNO3‎ ‎ 根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定是何种卤族元素（Cl、Br、I）。‎ ‎ （2）实验步骤。‎ ‎ ①取少量卤代烃；②加入NaOH水溶液；③加热；④冷却；⑤加入稀硝酸酸化；⑥加入AgNO3溶液，观察沉淀的颜色。‎ ‎ （3）实验说明。‎ ‎ ①加热是为了加快卤代烃的水解反应速率，因不同的卤代烃水解难易程度不同。‎ ‎ ②加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应产生沉淀，影响对实验现象的观察和AgX沉淀的质量；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。‎ ‎ ③量的关系：R—X～NaX～AgX↓，1 mol一卤代烃可得到1 mol卤化银（除F外）沉淀，常利用此量的关系来进行定量测定卤代烃。‎ 要点三、卤代烃的水解反应与消去反应的比较 ‎ 卤代烃的水解反应与消去反应的比较（见下表）。‎ 比较项目 水解反应 消去反应 卤代烃结构特点 一般是一个碳原子上只有一个—X 与—X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子 反应实质 ‎—X被—OH取代 从碳链上脱去HX分子 反应条件 NaOH的水溶液，常温或加热 NaOH的醇溶液，加热 反应特点 有机物碳架结构不变，—X变为—OH，无副反应 有机物碳架结构不变，可能有副反应 示例 CH3CH2Br+NaOH ‎ CH3CH2OH+NaBr CH3CH2Br+NaOH ‎ CH2＝CH2↑+NaBr+ H2O ‎【典型例题】‎ 类型一：卤代烃的结构与主要性质 CH3—CH—CH2—CH3‎ Br ‎ 例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（ ）。‎ 4‎ ‎ A．CH3Cl B．‎ CH3—C—CH2Br CH3‎ CH3‎ C． D．CH3—CH2—CH2Br ‎ ‎ ‎【答案】B、D ‎【解析】能发生消去反应生成烯烃的卤代烃的结构特征为，符合此结构特点的选项有B、D，选项A、C不能发生消去反应，而所有的卤代烃在一定条件下都能发生水解反应。‎ 举一反三：‎ ‎【高清课堂：卤代烃#例1】‎ ‎ 【变式1】C5H11Cl有几种异构体。‎ A．5种 B．6种 C．7种 D．8种 ‎ 【答案】D ‎ 【变式2】有机物CH3—CH＝CHC1能发生的反应有（ ）。‎ ‎①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ‎ ‎④使溴水褪色 ⑤使KMnO4酸性溶液褪色 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 ⑦聚合反应 ‎ A．以上反应均可发生 B．只有⑦不能发生 C．只有⑥不能发生 D．只有②不能发生 ‎ 【答案】C 类型二：卤代烃在有机合成中的应用 ‎ 例2 二氯烯丹是一种播前除草剂，其合成路线如下：‎ ‎ ‎ ‎ D在反应⑤中所生成的E，其结构只有一种可能。‎ ‎ （1）写出下列反应的类型：反应①是________，反应③是________。‎ ‎ （2）写出下列物质的结构简式：A：________，C：________，D：________，E：________。‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）取代反应 消去反应 ‎（2）CH3—CH＝CH2 CH2＝CCl—CH2Cl CH2Cl—CCl2—CH2Cl CH2Cl—CCl＝CHCl ‎【解析】该题可分两段进行逆推。首先由第②步B通过加成反应生成了CH2Cl—CHCl—CHCl，推出B为CH2Cl—CH＝CH2，进一步可推出A为CH3CH＝CH2。CH2ClCHClCH2Cl通过反应③得到C，此时有些难以判断：消去哪个氯？消去几个？此时可从另一段开始逆推。由最终产物可推知E为CH2Cl—CCl＝CHCl；D的消去产物E只有一种结构，所以D应该是一种对称结构。D为CH2Cl—CCl2—CH2Cl。再进一步联系反应③，可推知C为CH2＝CCl—CH2Cl。‎ 4‎ ‎【总结升华】氯代烃在一定条件下水解生成醇：；通常情况下，多个—OH连在同一个碳上，分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键：。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】傅瑞德尔—克拉福茨反应是在苯环上引入烷基的反应，例如：‎ ‎，‎ 乙苯还可发生下列反应：。已知烯烃在发生加成反应时，加成试剂HA中的氢总是加在含氢较多的不饱和碳上：R—CH＝CH2+HA—→R—CH(A)—CH3。‎ 试以电石、苯为原料制备，写出各步反应的化学方程式。‎ ‎　　【答案】CaC2+2H2O—→Ca(OH)2+C2H2↑ CH≡CH+H2CH2＝CH2‎ ‎ CH2＝CH2+HCl—→CH3CH2Cl ‎ ‎ 4‎