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3.1 卤代烃 学案
【学习目标】
1.通过与烃的对比分析，认识卤代烃的组成和结构特点，并能根据官能团对卤代烃进行分类；了解卤代烃的物理性质及应用。
2.通过对卤代烃的官能团、化学键的结构研究和相关性质实验的观察与分析，了解卤代烃的不同断键方式，认识水解反应和消去反应，并能书写溴乙烷、1-溴丁烷相应的反应方程式。
3.通过对1-溴丁烷的水解反应和消去反应的对比分析，形成“有机反应可以调控”的观点，通过对不同卤代烃相关反应分析，形成对卤代烃反应基本规律的认识。
4.通过类比迁移分析卤代烃与NaCN等的取代，及尼龙66合成路线的片段设计，体会到卤代烃在有机合成中的重要价值。
【学习重难点】
1、重点：卤代烃的结构特点、性质及转化关系。
2、难点：卤代烃的结构特点、性质及转化关系。
【预习新知】
取代反应
一、卤代烃
1．定义
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。官能团是碳卤键，可表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)。
2．分类
3．物理性质
(1)状态：常温下，卤代烃中除个别为气体外，大多为液体或固体。如一氯甲烷为气体。
(2)溶解性：卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂，如CCl4、氯仿(CHCl3)等。
(3)密度与沸点：①卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃；
②卤代烃的密度一般随烃基中碳原子数目的增加而减小，如ρ(CH3Cl)＞ρ(CH3CH2Cl)；
③卤代烃的沸点一般随碳原子数目的增加而升高，如沸点CH3Cl＜CH3CH2Cl。
4．卤代烃的系统命名——类似于烃的命名方法
消去反应
二、溴乙烷的结构与性质
1．溴乙烷的物理性质
纯净的溴乙烷是无色液体，沸点是38.4 ℃，密度比水的大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂(如乙醇、苯、汽油等)。
2．溴乙烷的分子结构
3．溴乙烷的化学性质
(1)取代反应——又称水解反应
①条件：NaOH水溶液、加热。
②反应方程式：
C2H5—Br＋NaOHC2H5—OH＋NaBr。
③反应原理：
(2)消去反应——又称为消除反应。
①条件：NaOH的乙醇溶液、加热。
②反应方程式：(以溴乙烷为例)
CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。
③反应原理：
④定义：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)。
(3)加成和加聚反应
含有不饱和键(如)的卤代烃也可以发生加成和加聚反应。
①氯乙烯加聚反应生成聚氯乙烯：
。
②四氟乙烯加聚反应生成聚四氟乙烯：。
三、卤代烃破坏臭氧层原理(了解)
氟利昂可在强烈的紫外线作用下分解，产生的氯原子自由基会对臭氧层产生长久的破坏作用。以CCl3F为例，它破坏臭氧层的反应过程可表示为：
CCl3FCCl2F·＋Cl·
【巩固训练】
1.分子式为的同分异构体中，不能发生消去反应的有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
2.在碱存在的条件下，卤仿可以经过α一消除形成二卤卡宾，这种反应中间体可以被烯烃捕获，得到环丙烷化产物，如用氯仿和KOH处理环己烯可合成7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷。下列有关说法正确的是( )
A.环己烯和7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷均能使酸性溶液褪色
B.7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷中所有碳原子可能共平面
C.形成二卤卡宾的反应过程中，碳原子的杂化方式没有发生改变
D.二氯环丙烷共有2种不同的结构（不考虑立体异构）
3.下列说法不正确的是( )
A.乙烯依次通过加成、水解可获得乙二醇
B.以为原料（无机试剂任选）通过两步反应可以制备
C.苯和在光照条件下可以制备氯苯
D.以乙苯为原料可以制备苯乙酸（无机试剂任选）
4.下列说法正确的是( )
A.卤代烃均不溶于水，且浮于水面上
B.在浓硫酸的作用下发生消去反应生成乙烯
C.卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应
D.所有的卤代烃都可以发生消去反应生成相应的烯烃
5.下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物的说法正确的是( )
甲：
乙：
丙：
丁：
A.甲、乙、丙、丁中分别滴入溶液，均有沉淀生成
B.甲、乙、丙、丁中分别加入NaOH醇溶液，共热，然后加入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入溶液，均有沉淀生成
C.丙发生消去反应生成2，2-二甲基丙烯
D.甲、乙、丙、丁中分别加入NaOH水溶液，共热，然后加入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入溶液，均有沉淀生成
6.要检验溴乙烷中的溴原子，正确的实验方法是( )
A.加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现
B.滴入溶液，再加入稀，观察有无浅黄色沉淀生成
C.加入NaOH溶液共热，然后加入稀使溶液呈酸性，再滴入溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
D.加入NaOH溶液共热，冷却后加入溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
7.已知卤代烃可以和钠发生反应，如溴乙烷与钠发生反应为，应用这一反应，下列所给化合物中可以与钠合成环丁烷的是( )
A. B.
C. D.
8.类推是化学学习与研究中一种常用的推理方法。下列有关类推正确的是( )
A.乙烯分子中所有原子在同一平面上，丙烯分子中所有原子也在同一平面上
B.甲烷为正四面体结构，一氯甲烷也为正四面体结构
C.溴乙烷能发生消去反应，1-溴丙烷也能发生消去反应
D.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
9.研究1-溴丙烷是否发生消去反应，用如图所示装置进行实验，观察到酸性高锰酸钾溶液褪色。下列叙述中正确的是( )
A.反应后向①试管中滴加溶液，产生浅黄色沉淀
B.根据实验现象说明①中发生了消去反应，生成的丙烯使②中溶液褪色
C.若②中试剂改为溴水，观察到溴水褪色，则①中一定发生了消去反应
D.将1-溴丙烷换成2-溴丙烷，生成的有机物不相同
10.下列卤代烃可以发生消去反应的是( )
A. B.
C. D.
参考答案
1.答案：A
解析：分子式为的溴代烃不能发生消去反应，说明溴代烃的分子结构中与Br原子直接相连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，符合要求的结构只有。故选A。
2.答案：D
解析：7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷属于饱和氯代烃，不能被酸性溶液氧化，故不能使酸性溶液褪色，A错误；7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷分子中含有多个直接相连的饱和碳原子，则分子中所有碳原子不可能共平面，B错误；由反应机理可知，形成二卤卡宾的反应过程中，碳原子的杂化方式由转化为，C错误；二氯环丙烷的结构有和两种，D正确。
3.答案：C
解析：乙烯先通过和加成引入2个溴原子，然后溴原子水解转化为2个羟基，获得乙二醇，A正确；和发生1,4-加成生成，中2个溴原子水解转化为2个羟基，获得，B正确；苯在光照条件下和不能制备氯苯，C错误；乙苯中的乙基和在光照条件下反应生成，然后水解生成，中的羟基被催化氧化，转化为苯乙酸，D正确。
4.答案：C
解析：卤代烃均不溶于水，大多数卤代烃的密度比水的密度大，在水层的下面，A错误；在NaOH醇溶液的作用下加热发生消去反应生成乙烯，B错误；并不是所有的卤代烃都可以发生消去反应，如不能发生消去反应，D错误。
5.答案：D
解析：卤代烃和不反应，甲、乙、丙、丁中分别滴入溶液，均没有沉淀生成，A错误；甲、丙、丁不能发生消去反应生成HX，所以甲、丙、丁和NaOH醇溶液共热后，再加入稀硝酸酸化的溶液不能生成沉淀，B错误；丙不能发生消去反应生成烯烃，C错误；卤代烃和NaOH水溶液发生水解反应生成NaX，检验卤素离子，应在酸性条件下，因此加入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入溶液，均有沉淀生成，D正确。
6.答案：C
解析：A、B选项所加的氯水和溶液均不能与溴乙烷反应；
D选项加NaOH溶液共热，发生水解反应后溶液呈碱性，直接加溶液会生成AgOH沉淀，AgOH随后转化为，从而干扰实验；
C选项用稀硝酸中和过量的碱，再加溶液，如有浅黄色沉淀生成，则证明溴乙烷中含有溴原子。
7.答案：C
解析：根据卤代烃与Na反应的断键和成键方式分析，
A.与Na反应生成，不能合成环丁烷；
B.与Na反应可生成、、，不能合成环丁烷；
C.与Na反应可生成环丁烷；
D.与Na反应可生成，不能合成环丁烷；
故选C。
8.答案：C
解析：A.丙烯含有饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面上，故A错误；
B.一氯甲烷中C-H键和C-Cl键键长不一样，一氯甲烷不是正四面体结构，故B错误；
C.溴乙烷、1-溴丙烷分子中溴原子连接的碳原子的邻位碳原子上都含有氢原子，则溴乙烷、1-溴丙烷都可以发生消去反应，故C正确；
D.连接苯环的碳原子上含有氢原子的苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D错误；
故选C。
9.答案：C
解析：①试管中有溶液，反应后向①试管中滴加溶液，与反应生成，分解产生黑色固体，无法观察到浅黄色沉淀，A错误；由于乙醇易挥发，②中溶液褪色也可能是①中挥发出的乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；②中试剂改为溴水，由于溴水与乙醇不反应，若观察到溴水褪色，则①中一定发生了消去反应，C正确；有机反应常伴有副反应发生，将1-溴丙烷换成2-溴丙烷，生成的有机物相同，仍为丙烯，D错误。
10.答案：B
解析：仅有B项对应物质的卤素碳的相邻碳原子上含有氢元素，其可发生消去反应，B项正确。

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