2017-2018學(xué)年度高二化學(xué)《鹵代烴》知識點(diǎn)歸納以及典例解析

1、鹵代烴【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、認(rèn)識鹵代烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2、根據(jù)鹵代烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)識取代和消去反應(yīng)。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、溴乙烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1分子結(jié)構(gòu)。溴乙烷的分子式為C2H5Br ，結(jié)構(gòu)式為，結(jié)構(gòu)簡式為CH 3CH 2Br 或 C2H 5 Br。2物理性質(zhì)。純凈的溴乙烷是無色液體，沸點(diǎn) 38.4，密度比水大， 難溶于水，溶于多種有機(jī)溶劑。3化學(xué)性質(zhì)。(1) 水解反應(yīng) ( 或取代反應(yīng) ) 。C2H5 Br+H OHNaOHC2H 5 OH+HBr 或 C2H5Br+NaOHH 2 OC2H5 OH+NaBr注意：鹵代烴的水解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是取代反應(yīng)。NaOH 的作用是中和掉反應(yīng)中生成的HBr ，從

2、而加快反應(yīng)速率，并提高鹵代烴的利用率。(2) 消去反應(yīng)。注意： 鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，主要是鹵素原子與相鄰含氫較少的碳原子上的氫一起結(jié)合成鹵化氫脫去。如果相鄰碳原子上無氫原子，則不能發(fā)生消去反應(yīng)。要點(diǎn)二、鹵代烴1烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物叫做鹵代烴。2鹵代烴有多種分類方法。根據(jù)分子里所含鹵素的不同，鹵代烴可分為氟代烴、氯代烴、溴代烴等；根據(jù)分子中鹵素原子的多少可分為一鹵代烴和多鹵代烴； 根據(jù)分子中烴基的不同可分為飽和鹵代烴、 不飽和鹵代烴和芳香鹵代烴，等等。一鹵代烴的結(jié)構(gòu)式為R X 。3鹵代烴的物理性質(zhì)。(1) 常溫下，鹵代烴中除少數(shù)為氣體外，大多為液體或固體。(2) 所有

3、鹵代烴都不溶于水，可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。某些鹵代烴是很好的有機(jī)溶劑。(3) 鹵代烴的同系物的沸點(diǎn)隨烴基中碳原子數(shù)的增加而升高，且均高于相應(yīng)烷烴。(4) 鹵代烴的同分異構(gòu)體的沸點(diǎn)隨烴基中支鏈的增加而降低。(5) 同一烴基的不同鹵代烴的沸點(diǎn)隨鹵素原子的相對原子質(zhì)量的增大而增大。如：沸點(diǎn)： RF RCl RBr RI。(6) 鹵代烴的同系物的密度隨碳原子數(shù)的增加而降低，且密度均比相應(yīng)的烷烴密度大；鹵代烴的同分異構(gòu)體的密度隨分子中支鏈的增加而降低。4鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)。鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)一般比烴活潑，能發(fā)生許多化學(xué)反應(yīng)，如取代反應(yīng)、消去反應(yīng)等，從而轉(zhuǎn)化為各種其他類型的化合物。第 1頁(1) 取代反應(yīng)RX+

4、H 2ONaOHR OH+HX 或 R X+NaOH水ROH+NaX(2) 消去反應(yīng)注意：若與鹵素原子相連的碳原子的鄰位碳原子上都有氫原子，則可能有多種消去方式，如：在發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，生成物可能為或。5鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)方法。(1) 實(shí)驗(yàn)原理。RX+H 2ONaOHR OH+HXHX+NaOH=NaX+H2OHNO 3+NaOH=NaNO 3+H2OAgNO 3+NaX=AgX +NaNO 3根據(jù)沉淀 (AgX) 的顏色 ( 白色、淺黃色、黃色)可確定是何種鹵族元素(Cl 、 Br 、 I) 。(2) 實(shí)驗(yàn)步驟。取少量鹵代烴；加入NaOH 水溶液；加熱；冷卻；加入稀硝酸酸化；加入AgNO

5、3 溶液，觀察沉淀的顏色。(3) 實(shí)驗(yàn)說明。加熱是為了加快鹵代烴的水解反應(yīng)速率，因不同的鹵代烴水解難易程度不同。加入稀 HNO 3 酸化，一是為了中和過量的NaOH ，防止 NaOH 與 AgNO 3 反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，影響對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和 AgX 沉淀的質(zhì)量；二是檢驗(yàn)生成的沉淀是否溶于稀硝酸。量的關(guān)系： R X NaX AgX，1 mol 一鹵代烴可得到1 mol 鹵化銀 (除 F 外 )沉淀，常利用此量的關(guān)系來進(jìn)行定量測定鹵代烴。要點(diǎn)三、鹵代烴對人類生活的影響1鹵代烴用途十分廣泛，對人類的生產(chǎn)生活有著巨大的影響，如：有些鹵代烴可用作溶劑、農(nóng)藥、制冷劑、滅火劑等。2鹵代烴通常比較穩(wěn)定，不易被微

6、生物降解，有些鹵代烴(如氟氯代烴 ) 還會(huì)破壞大氣臭氧層，這使得人類對鹵代烴的使用受到了較大的限制。要點(diǎn)四、鹵代烴的水解反應(yīng)與消去反應(yīng)的比較鹵代烴的水解反應(yīng)與消去反應(yīng)的比較(見下表 )。比較項(xiàng)目水解反應(yīng)消去反應(yīng)鹵 代 烴結(jié) 構(gòu) 特一般是一個(gè)碳原子上只有一個(gè) X與 X 相連的碳原子的鄰位碳原子上必須點(diǎn)有氫原子反應(yīng)實(shí)質(zhì) X 被 OH 取代從碳鏈上脫去 HX 分子反應(yīng)條件NaOH 的水溶液，常溫或加熱NaOH 的醇溶液，加熱反應(yīng)特點(diǎn)有機(jī)物碳架結(jié)構(gòu)不變，X 變?yōu)?OH ，無副有機(jī)物碳架結(jié)構(gòu)不變，可能有副反應(yīng)反應(yīng)示例CH CH Br+NaOH水CH CH OH+NaBrCHCH醇3Br+NaOH3232

7、2CH 2CH2 +NaBr+H2O【典型例題】類型一：鹵代烴的結(jié)構(gòu)與主要性質(zhì)第 2頁例 1 化合物 X 的分子式為 C5H 11Cl ，用 NaOH的醇溶液處理X ，可得分子式為 C5H10 的兩種產(chǎn)物 Y 、Z，Y 、Z 經(jīng)催化加氫后都可得到2-甲基丁烷。若將化合物X 用 NaOH 的水溶液處理，則所得有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式可能是 ()CH 3A CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2OHB CH 3 CCH 2 CH 3CH 3C 3OHCCH 3 CH CH CH3D CH 3 CCH 2Cl【答案】 B 、C OHCH 3【解析】化合物 X(C 5H11Cl) 用 NaOH 的醇溶液處

8、理發(fā)生消去反應(yīng)生成Y 、Z 的過程中，有機(jī)物X 的碳架結(jié)構(gòu)不變，而 Y 、 Z 經(jīng)催化加氫后，其有機(jī)物的碳架結(jié)構(gòu)也未變，由2-甲基丁烷的結(jié)構(gòu)可推知X 的碳架結(jié)構(gòu)為：，其連接 Cl 原子的相鄰碳原子上都有氫原子且氫原子的化學(xué)環(huán)境不同。從而推知有機(jī)物X 的結(jié)構(gòu)簡式為或。則 X 水解的產(chǎn)物可能是B，也可能是C。【總結(jié)升華】要注意鹵代烴的消去反應(yīng)和水解反應(yīng)的區(qū)別。舉一反三：【變式 1】有機(jī)物CH3 CH CHC1 能發(fā)生的反應(yīng)有()取代反應(yīng)加成反應(yīng)消去反應(yīng)使溴水褪色使 KMnO 4 酸性溶液褪色與 AgNO 3 溶液生成白色沉淀聚合反應(yīng)A 以上反應(yīng)均可發(fā)生B 只有不能發(fā)生C只有不能發(fā)生D只有不能發(fā)生【

9、答案】 C【變式 2】在有機(jī)反應(yīng)中，反應(yīng)物相同而條件不同會(huì)得到不同的主產(chǎn)物，下圖中R 代表烴基，副產(chǎn)物均已略去。（請注意H 和 Br 所加成的位置）請寫出實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)變的各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，特別注意要寫明反應(yīng)條件。(1) 由 CH 3CH 2CH 2CH 2Br 分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)?CH3CH2CHBrCH 3；(2) 由 (CH 3)2CHCH CH 2 分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)?(CH 3)2CHCH 2CH 2OH ?！敬鸢浮?(1)CH 3CH 2CH 2CH 2Br+NaOH乙醇CH 3CH 2CH CH2 +NaBr+H2O類型二：鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用例 2 席夫堿類化合物 G 在催化、藥物、新

10、材料等方面有廣泛應(yīng)用。合成G 的一種路線如下：已知以下信息： 1 mol B 經(jīng)上述反應(yīng)可生成 2 mol C ，且 C 不能發(fā)生銀鏡反應(yīng) D 屬于單取代芳烴，其相對分子質(zhì)量為106第 3頁核磁共振 示F 苯 上有兩種化學(xué) 境的 回答下列 ：(1) 由 A 生成 B 的化學(xué)方程式 _，反 型 _。(2)D 的化學(xué)名稱是 _，由 D 生成 E 的化學(xué)方程式 _。(3)G 的 構(gòu) 式 _。(4)F 的同分異構(gòu)體中含有苯 的 有_種( 不考 立體異構(gòu))，其中核磁共振 4 峰，且面 比為 6 2 2 1 的是 _(寫出其中一種的 構(gòu) 式)。(5) 由苯及化合物 C 如下步 可合成 N 異丙基苯胺：反

11、條件1 所 用的 _，反 條件2 所 用的 _ ，I 的 構(gòu) 式 _?！舅悸伏c(diǎn) 】 代 在NaOH 醇溶液、加 條件下 生消去反 。【答案】(5) 硝酸、 硫酸 粉稀 酸【解析】 (1)1 mol 烯烴 B 能生成 2 mol C， B 構(gòu) 稱的 ，又因C 不能 生 反 ，故C 為， B 為， 而可確定A 為。10612=8 10，故 D 的分子式 C8H10，D 取代芳 ，則 D 為， 合信息可確定E 為， F 為。 (2)D 乙苯， D 生成 E 是苯 中乙基 位上的 原子被 NO2 取代的反 ， 方程式 答案。 (3) 由信息知G 為。（ 4）的含有苯 的同分異構(gòu)體考 如下：中的 1 個(gè)

12、 H 原子被 NH 2 取代的 物有4 種：( 為 NH 2 取代的位置，下同)；的取代 物有2 種：；的取代 物有3 種：；的取代 物有4 種：， 有、，共 19 種。其中核磁共振 有4 峰，且面 比 6 2 21 的有和。(5) 用逆推法不 確定N 異丙基苯胺的合成途徑 ，故反 條件1 所 用的 硝酸、 硫酸，反 條件2 所 用的 粉稀 酸，I 的 構(gòu) 式 ?！?升 】 代 的水解反 律：所有 代 在NaOH 的水溶液中均能 生水解反 ；多 代 水解可生成多元醇。 代 的消去反 律：兩 代 不能 生消去反 ，分 是與 素原子相 的碳沒有 位碳原子以及與 素原子相 的碳有 位碳原子，但 位碳

13、原子上無 原子；有兩種或三種 位碳原子，且碳原子上均 有第 4頁氫原子時(shí)，發(fā)生消去反應(yīng)可生成不同的產(chǎn)物；型鹵代烴，發(fā)生消去反應(yīng)可以生成。舉一反三：【變式1 】 (1) 由2 溴丙烷制取1 ， 2 丙二醇 () ，需要經(jīng)歷的有機(jī)反應(yīng)類型依次是_ _ 。(2)經(jīng)兩步反應(yīng)可得到1， 2，3， 4 四氯環(huán)戊烷，請寫出第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式，并注明必要的反應(yīng)條件?！敬鸢浮?(1) 消去反應(yīng)加成反應(yīng)取代反應(yīng) (或水解反應(yīng) )【解析】 (1) 要制取 1，2 丙二醇，應(yīng)先使2 溴丙烷發(fā)生消去反應(yīng)制得丙烯：再由丙烯與Br：發(fā)生加成反應(yīng)得到1， 2二溴丙烷：最后由 1， 2二溴丙烷水解得到產(chǎn)物1， 2 丙二醇：

14、(2)由題給條件可推知A 的結(jié)構(gòu)簡式是，據(jù)此寫出第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。類型三：鹵代烴中鹵原子的鑒定例 3 在實(shí)驗(yàn)室里鑒定氯酸鉀晶體和1-氯丙烷中的氯元素，現(xiàn)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)操作程序：滴加 AgNO 3 溶液；加入NaOH 溶液；加熱；加入MnO 2 固體；加蒸餾水過濾后取濾液；過濾后取濾渣；用稀HNO 3酸化。(1) 鑒定氯酸鉀晶體中氯元素的操作步驟是_(填序號 )。(2) 鑒定 1-氯丙烷中氯元素的操作步驟是 _(填序號 )?！敬鸢浮?(1) （ 2）【解析】要鑒定樣品中是否含有氯元素，通常采用的實(shí)驗(yàn)方法是先設(shè)法將樣品中的氯元素轉(zhuǎn)化為Cl ，再使Cl 轉(zhuǎn)化為 AgCl 沉淀，利用沉淀的顏色和鹵化銀(氟化銀除外 )不溶于稀硝酸的性質(zhì)來判斷氯元素的存在。(1) 鑒定氯酸鉀晶體中的氯元素，可先用催化加熱分解的方法得到氯化鉀，再利用酸化AgNO 3 溶液來檢驗(yàn) Cl，從而確認(rèn)氯酸鉀中氯元素的存在。(2) 鑒定 1-氯丙烷中的氯元素， 必須先將1-氯丙烷中的氯原子通過水解或消去反應(yīng)變?yōu)槁入x子，再滴入 AgNO 3溶液來檢驗(yàn)。即先取少量1-氯丙烷加入 NaOH 的水溶液，使其水解后，再加入稀HNO 3 酸化，然后加入 AgNO 3溶液，觀察沉淀的顏色來判斷是哪種鹵素原子。其實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是在加入AgNO 3 溶液之前，應(yīng)加入稀HNO 3 酸化，以中和過量的 NaOH 溶液，