2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第2章 官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng) 烴的衍生物 1.2 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型的應(yīng)用——鹵代烴的性質(zhì)和制備學(xué)案 魯科版選擇性必修3

1、2020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第2章 官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng) 烴的衍生物 1.2 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型的應(yīng)用鹵代烴的性質(zhì)和制備學(xué)案 魯科版選擇性必修32020-2021學(xué)年高中化學(xué) 第2章 官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng) 烴的衍生物 1.2 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型的應(yīng)用鹵代烴的性質(zhì)和制備學(xué)案 魯科版選擇性必修3年級(jí)：姓名：- 15 -第2課時(shí) 有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型的應(yīng)用鹵代烴的性質(zhì)和制備 新課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1.認(rèn)識(shí)鹵代烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.了解鹵代烴在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用。證據(jù)推理與模型認(rèn)知:通過(guò)對(duì)鹵代烴水解反應(yīng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象的觀察、分析,了解檢驗(yàn)鹵代烴的實(shí)驗(yàn)方法,掌握鹵代烴的化學(xué)性質(zhì),

2、體會(huì)其在有機(jī)合成中的應(yīng)用。必備知識(shí)素養(yǎng)奠基一、鹵代烴1.概念:烴分子中的一個(gè)或多個(gè)氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物。2.結(jié)構(gòu):鹵代烴可用rx表示(x表示鹵素原子),x是鹵代烴的官能團(tuán)。3.分類分類依據(jù)種類取代鹵素的不同氟代烴、氯代烴、溴代烴和碘代烴分子中鹵素原子的個(gè)數(shù)一鹵代烴、二鹵代烴和多鹵代烴烴基的不同飽和鹵代烴、不飽和鹵代烴和芳香鹵代烴4.物理性質(zhì)常溫下,鹵代烴中除少數(shù)為氣體外,大多為液體或固體,鹵代烴不溶于水,可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。某些鹵代烴本身就是很好的有機(jī)溶劑?！厩膳袛唷?1)溴乙烷屬于烷烴。()提示:。溴乙烷屬于鹵代烴,不是烷烴。(2)鹵代烴屬于有機(jī)化合物,都易燃燒。()提示:

3、。鹵代烴是有機(jī)物,但并非均易燃燒,如ccl4。(3)一鹵代烴和二鹵代烴的分類方式是通過(guò)含有的鹵素原子的不同進(jìn)行分類的。()提示:。根據(jù)鹵素原子的個(gè)數(shù)的不同分類的。(4)鹵代烴均不溶于水,但大都易溶解在有機(jī)溶劑中。()提示:。鹵代烴在水中均不溶,由于鹵代烴是有機(jī)物故在有機(jī)溶劑中的溶解度較大。5.化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)(水解反應(yīng))實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1-溴丙烷中加入naoh溶液,加熱,振蕩?kù)o置后,液體分層,取上層清液滴入過(guò)量稀hno3,再向其中滴加agno3溶液,試管中有淺黃色沉淀生成有關(guān)的化學(xué)方程式c3h7br+naohc3h7oh+nabrnabr+agno3agbr+nano3(2)消去反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

4、操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)水洗后,使酸性kmno4溶液褪色生成的氣體分子中含有碳碳不飽和鍵由實(shí)驗(yàn)可知:1-溴丙烷與氫氧化鈉的醇溶液共熱反應(yīng),化學(xué)方程式為ch3ch2ch2br+naohch2chch3+nabr+h2o。二、鹵代烴在有機(jī)合成中的橋梁作用1.鹵代烴的制備方法(1)取代反應(yīng) (2)不飽和烴烯烴或炔烴的加成反應(yīng)如ch3chch2+br2ch3chbrch2br;ch3chch2+hbr或ch3ch2ch2br;chch+hclch2chcl。2.橋梁作用的具體體現(xiàn)【情境思考】溴乙烷是有機(jī)合成的重要原料。農(nóng)業(yè)上用作倉(cāng)儲(chǔ)谷物、倉(cāng)庫(kù)及房舍等的熏蒸殺蟲(chóng)劑。溴乙烷還常用于汽油的乙基化

5、,冷凍劑和麻醉劑。溴乙烷可以通過(guò)兩種途徑制取,一種方法是可以用乙烷與溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)制備,另一種方法是可以用乙烯與溴化氫加成制備,哪一種方法更好?為什么?提示:第二種方法更好,因第一種方法會(huì)產(chǎn)生多種副產(chǎn)物,但是第二種方法沒(méi)有副產(chǎn)物發(fā)生。關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成知識(shí)點(diǎn)一鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)和檢驗(yàn)1.鹵代烴消去反應(yīng)與水解反應(yīng)的比較鹵代烴在官能團(tuán)鹵素原子的作用下化學(xué)性質(zhì)較活潑,在其他試劑作用下,碳鹵鍵很容易斷裂而發(fā)生取代反應(yīng)和消去反應(yīng)。消去反應(yīng)水解反應(yīng)反應(yīng)條件naoh醇溶液,加熱naoh水溶液、加熱實(shí)質(zhì)消去hx分子,形成不飽和鍵x被oh取代鍵的變化cx與ch斷裂形成(或cc)與hxcx斷裂形成coh對(duì)鹵代烴的

6、要求(1)含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的碳原子,如ch3br不能發(fā)生消去反應(yīng)(2)與鹵素原子相連的碳原子相鄰碳原子上有氫原子(含有-h)。如、(ch3)3cch2br都不能發(fā)生消去反應(yīng),而ch3ch2cl可以含有x的鹵代烴絕大多數(shù)都可以發(fā)生水解反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)有機(jī)物碳骨架不變,官能團(tuán)由x變?yōu)榛騝c有機(jī)物碳骨架不變,官能團(tuán)由x變?yōu)閛h主要產(chǎn)物烯烴或炔烴醇(或酚)2.鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)原理rx+h2oroh+hxhx+naohnax+h2ohno3+naohnano3+h2oagno3+naxagx+nano3根據(jù)沉淀(agx)的顏色(白色、淺黃色、黃色)可確定鹵素(氯、溴、碘)。(2)實(shí)驗(yàn)操

7、作取少量鹵代烴加入試管中;加入naoh溶液;加熱;冷卻;加入稀硝酸酸化;加入agno3溶液?！疽族e(cuò)提醒】鹵代烴中鹵素原子檢驗(yàn)的誤區(qū)(1)鹵代烴分子中雖然含有鹵素原子,但cx鍵在加熱時(shí),一般不易斷裂。在水溶液中不電離,無(wú)x-(鹵素離子)存在,所以向鹵代烴中直接加入agno3溶液,得不到鹵化銀(agcl、agbr、agi)的沉淀。檢驗(yàn)鹵代烴的鹵素原子,一般是先將其轉(zhuǎn)化成鹵素離子,再進(jìn)行檢驗(yàn)。(2)檢驗(yàn)的步驟可總結(jié)為水解(或消去)中和檢驗(yàn)?！舅伎加懻摗葵u代烴屬于烴嗎?鹵代烴中的鹵素如何存在?提示:鹵代烴含有鹵素原子,不是烴,鹵代烴中的鹵素以鹵素原子的形式存在。【典例】(2020安慶高二檢測(cè))下列化合

8、物中,既能發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴,又能發(fā)生水解反應(yīng)的是()a.ch3clb.c.d.【解題指南】解答本題注意鹵代烴消去反應(yīng)和水解反應(yīng)的規(guī)律?！窘馕觥窟xb。鹵代烴均能發(fā)生水解反應(yīng),選項(xiàng)中的四種物質(zhì)均為鹵代烴;鹵素原子所連碳原子的鄰位碳原子上連有氫原子的鹵代烴能發(fā)生消去反應(yīng)。c、d項(xiàng)中的兩物質(zhì)鹵素原子所連碳原子的鄰位碳原子上均沒(méi)有相應(yīng)的氫原子,a中無(wú)鄰位碳原子,都不能發(fā)生消去反應(yīng)?！痉椒ㄒ?guī)律】鹵代烴消去反應(yīng)的規(guī)律(1)含有-h的鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng),無(wú)-h不能發(fā)生消去反應(yīng)。如ch3cl、(ch3)3cch2cl。(2)有兩個(gè)鄰位且不對(duì)稱的碳原子上均有氫原子時(shí),可得到兩種不同產(chǎn)物。(3)鹵代烴發(fā)生消去反

9、應(yīng)可生成炔烴。如:ch2clch2cl+2naohchch+2nacl+2h2o?！具w移應(yīng)用】1.(2020惠州高二檢測(cè))下列物質(zhì)能發(fā)生消去反應(yīng),生成物中存在同分異構(gòu)體的是()a.b.c.d.ch3ch2br【解析】選b。c、d選項(xiàng)中與鹵素原子相連的碳原子只有一個(gè)鄰位碳,且都有氫原子,消去產(chǎn)物只有一種;a項(xiàng)雖然有兩個(gè)鄰位碳,但其為對(duì)稱結(jié)構(gòu),消去產(chǎn)物只有一種;b項(xiàng)中有三個(gè)鄰位碳原子,但其中兩個(gè)為甲基,消去產(chǎn)物有兩種,互為同分異構(gòu)體。2.為了檢驗(yàn)?zāi)陈却鸁N中的氯元素,現(xiàn)進(jìn)行如下操作。其中合理的是()a.取氯代烴少許,加入agno3溶液b.取氯代烴少許與naoh水溶液共熱,然后加入agno3溶液c.取

10、氯代烴少許與naoh水溶液共熱后,加入稀硝酸酸化,再加入agno3溶液d.取氯代烴少許與naoh乙醇溶液共熱后,加入稀硝酸酸化,再加入agno3溶液【解析】選c。檢驗(yàn)鹵代烴中是否含有氯元素時(shí),由于鹵代烴中的氯元素并非游離態(tài)的cl-,故應(yīng)加入naoh的水溶液或naoh的醇溶液,并加熱,先使鹵代烴發(fā)生水解或消去反應(yīng),產(chǎn)生cl-,然后加入稀hno3酸化,再加agno3溶液,根據(jù)產(chǎn)生白色沉淀確定鹵代烴中含有氯元素。先加hno3酸化,是為了防止naoh與agno3反應(yīng)生成agoh,再轉(zhuǎn)化為ag2o棕色沉淀干擾檢驗(yàn);d項(xiàng),有的氯代烴不能發(fā)生消去反應(yīng),故不選?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2020宜昌高二檢測(cè))鹵代烴r

11、ch2ch2x中化學(xué)鍵如下,則下列說(shuō)法中正確的是()a.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是和b.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是c.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是和d.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是和【解析】選b。本題考查了鹵代烴rch2ch2x發(fā)生水解反應(yīng)和消去反應(yīng)時(shí)斷鍵的位置。發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),只斷cx鍵,發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),要斷cx鍵和碳原子上的ch鍵(即)。2.(2020西安高二檢測(cè))下列物質(zhì)中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液,能得到沉淀的是()a.c2h5brb.氯水c.溴的ccl4溶液d.kclo3溶液【解析】選b。c2h5br不溶于水,不能電離出br-,不與硝酸銀

12、溶液反應(yīng),a不對(duì);溴的ccl4溶液中也無(wú)br-,即使加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,因溴在ccl4中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在水中的溶解度,因此不反應(yīng),c不對(duì);kclo3與硝酸銀不反應(yīng),d不對(duì)。中國(guó)古代有“女?huà)z補(bǔ)天”的傳說(shuō),現(xiàn)代人因?yàn)榉却樵斐傻某粞鯇涌斩匆苍谶M(jìn)行著“補(bǔ)天”。已知,大氣中的臭氧每減少1%,照射到地面的紫外線就增加2%,人的皮膚癌就增加3%,還受到白內(nèi)障、免疫系統(tǒng)缺陷和發(fā)育停滯等疾病的襲擊。(1)氟氯代烷是烷烴嗎?為什么?提示:不是,因其中含有氟和氯兩種元素。(2)c3h6fcl有一種結(jié)構(gòu)是ch2clchfch3,試預(yù)測(cè)其發(fā)生完全水解反應(yīng)的產(chǎn)物是什么?提示:1,2-丙二醇。知識(shí)點(diǎn)二鹵代烴在

13、有機(jī)合成中的橋梁作用1.利用鹵代烴的取代反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)烷烴或烯烴向醇、醛、羧酸的轉(zhuǎn)化如乙烯轉(zhuǎn)化為乙酸的轉(zhuǎn)化途徑為乙烯溴乙烷乙醇乙醛乙酸。反應(yīng)的化學(xué)方程式為ch2ch2+hbrch3ch2br。2.利用鹵代烴的消去反應(yīng),可實(shí)現(xiàn)烴的衍生物中官能團(tuán)的種類和數(shù)量發(fā)生變化如乙醇轉(zhuǎn)化為乙二醇的轉(zhuǎn)化途徑為乙醇乙烯1,2-二溴乙烷乙二醇。反應(yīng)的化學(xué)方程式為+2naoh+2nabr。3.利用鹵代烴的消去反應(yīng)與水解反應(yīng)還可以實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)位置的變化【易錯(cuò)提醒】鹵代烴反應(yīng)的注意點(diǎn):(1)有兩個(gè)相鄰碳原子,且碳原子上均帶有氫原子時(shí),發(fā)生消去反應(yīng)可能生成不同的產(chǎn)物。例如:發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物為ch2chch2ch3或ch3chc

14、hch3。(2)二元鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)后,可在有機(jī)物中引入三鍵。例如:ch3ch2chcl2+2naohch3cch+2nacl+2h2o?！舅伎加懻摗?1)乙醇得到乙二醇需要經(jīng)歷哪些反應(yīng)?提示:乙醇先發(fā)生消去反應(yīng)得到乙烯,然后乙烯與溴單質(zhì)加成得到1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷水解即可得到乙二醇。(2)鹵代烴的水解可以實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)位置的改變嗎?為什么?提示:不能,鹵代烴的水解只能實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)種類的變化,不能實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)位置的改變?！镜淅?2020濟(jì)南高二檢測(cè))由ch3ch2ch2br制備ch3ch(oh)ch2oh,依次發(fā)生的反應(yīng)類型和反應(yīng)條件都正確的是()選項(xiàng)反應(yīng)類型反應(yīng)條件a加成反應(yīng)、取代

15、反應(yīng)、消去反應(yīng)koh醇溶液/加熱、koh水溶液/加熱、常溫b消去反應(yīng)、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)naoh醇溶液/加熱、常溫、naoh水溶液/加熱c氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)、消去反應(yīng)加熱、koh醇溶液/加熱、koh水溶液/加熱d消去反應(yīng)、加成反應(yīng)、水解反應(yīng)naoh水溶液/加熱、常溫、naoh醇溶液/加熱【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)注意鹵代烴發(fā)生的兩類反應(yīng)的條件;(2)注意官能團(tuán)增加的位置?！窘馕觥窟xb。由1-溴丙烷制取少量的1,2-丙二醇,可用逆推法判斷:ch3chohch2ohch3chbrch2brch3chch2ch3ch2ch2br,則1-溴丙烷應(yīng)首先發(fā)生消去反應(yīng)生成ch3chch2,ch

16、3chch2發(fā)生加成反應(yīng)生成ch3chbrch2br,ch3chbrch2br發(fā)生水解反應(yīng)(或取代反應(yīng))可生成1,2-丙二醇,故選b?！灸割}追問(wèn)】(1)上述反應(yīng)需要經(jīng)過(guò)幾步反應(yīng)完成?提示:三步反應(yīng)。(2)寫(xiě)出上述反應(yīng)中的第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示:ch3ch2ch2br+naohch3chch2+nabr+h2o?！具w移應(yīng)用】(2020濱州高二檢測(cè))由1-氯環(huán)己烷()制備1,2-環(huán)己二醇()時(shí),需要經(jīng)過(guò)下列哪幾步反應(yīng)()a.加成消去取代b.消去加成取代c.取代消去加成d.取代加成消去【解析】選b。正確的途徑是,即依次發(fā)生消去反應(yīng)、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2020正定高二檢測(cè))下列關(guān)

17、于甲、乙、丙、丁四種有機(jī)物的說(shuō)法正確的是()a.丁屬于芳香烴b.四種物質(zhì)中加入naoh溶液共熱,然后加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,均有沉淀生成c.四種物質(zhì)中加入naoh的醇溶液共熱,后加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,均有沉淀生成d.乙發(fā)生消去反應(yīng)得到兩種烯烴【解析】選b。烴只含有c、h兩種元素,丁不屬于芳香烴,故a錯(cuò)誤;甲和丙中加入naoh溶液共熱,水解生成氯化鈉,故加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,有白色沉淀生成;乙和丁中加入naoh溶液共熱,水解生成溴化鈉,故加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,有淡黃色沉淀生成,故b正確;甲只含有1個(gè)碳原子,加入naoh的醇溶液

18、共熱,不能發(fā)生消去反應(yīng),故加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,無(wú)沉淀生成;乙中加入naoh的醇溶液共熱,發(fā)生消去反應(yīng),生成溴化鈉,故加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,有淡黃色沉淀生成;丙中與氯原子相連的碳原子的相鄰碳原子上沒(méi)有氫原子,故加入naoh的醇溶液共熱,不能發(fā)生消去反應(yīng),故加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,無(wú)沉淀生成;丁中與溴原子相連的碳原子的相鄰碳原子上沒(méi)有氫原子,故加入naoh的醇溶液共熱,不能發(fā)生消去反應(yīng),故加入稀硝酸至酸性,再滴入agno3溶液,無(wú)沉淀生成,故c錯(cuò)誤;乙中與溴原子相連的碳原子的相鄰碳原子上只有1種氫原子,故乙發(fā)生消去反應(yīng),只能生成1種烯烴,故d錯(cuò)

19、誤。(1)工業(yè)上用電石-乙炔法生產(chǎn)氯乙烯的反應(yīng)如下:cao+3ccac2+cocac2+2h2ohcch+ca(oh)2hcch+hclch2chcl電石-乙炔法的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單,產(chǎn)品純度高,而且不依賴于石油資源。電石-乙炔法的缺點(diǎn)是什么?提示:根據(jù)流程可知,反應(yīng)需要高溫,因此缺點(diǎn)之一是高能耗,需要氯化汞作催化劑,汞是重金屬,因此缺點(diǎn)之二是會(huì)污染環(huán)境。(2)乙烯和氯氣反應(yīng)可制得clch2ch2cl,clch2ch2cl加熱分解得到氯乙烯和氯化氫。設(shè)計(jì)一種以乙烯和氯氣為原料制取氯乙烯的方案(其他原料自選),用化學(xué)方程式表示(不必注明反應(yīng)條件)。要求:反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫必須用于氯乙烯的制備;不再產(chǎn)生

20、其他廢液。提示:乙烯和氯氣反應(yīng)可制得clch2ch2cl,clch2ch2cl加熱分解得到氯乙烯和氯化氫,產(chǎn)生的氯化氫可以與乙炔反應(yīng)又生成氯乙烯,因此方案為ch2ch2+cl2clch2ch2cl、clch2ch2clch2chcl+hcl、hcch+hclch2chcl?！菊n堂回眸】課堂檢測(cè)素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2020銀川高二檢測(cè))有機(jī)物大多易揮發(fā),因此許多有機(jī)物保存時(shí)為避免揮發(fā)損失,可加一層水,即“水封”,下列有機(jī)物可以用“水封法”保存的是()a.乙醇b.氯仿c.乙醛d.乙酸乙酯【解析】選b。乙醇、乙醛與水混溶,則不能用“水封法”保存;而乙酸乙酯的密度比水小,與水混合后在水的上層,不能用“水封法

21、”保存;氯仿不溶于水,且密度比水大,則可用“水封法”保存,故選b。2.某學(xué)生將氯乙烷與naoh溶液共熱幾分鐘后,冷卻,滴入agno3溶液,結(jié)果最終未得到白色沉淀,其主要原因是()a.加熱時(shí)間太短b.不應(yīng)冷卻后再加入agno3溶液c.加agno3溶液前未用稀硝酸酸化d.反應(yīng)后的溶液中不存在cl-【解析】選c。氯乙烷在堿性條件下加熱水解,先加入過(guò)量的稀硝酸中和未反應(yīng)完的naoh,然后再加入agno3溶液,可以檢驗(yàn)cl-的存在。3.(2020鷹潭高二檢測(cè))化合物z由如下反應(yīng)得到:c4h9bryz,z的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不可能是()a.ch3ch2chbrch2brb.ch3ch(ch2br)2c.ch3chbrchbrch3d.ch2