鲁科版高中化学选择性必修3有机化学基础精品课件 第2课时有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备

操作:RX
R—OH NaX
若产生白色沉淀,卤素原子为氯原子 若产生浅黄色沉淀,卤素原子为溴原子 若产生黄色沉淀,卤素原子为碘原子
特别提醒加入稀硝酸酸化的目的:①中和过量的NaOH,防止NaOH与 AgNO3反应生成的棕黑色Ag2O沉淀干扰对实验现象的观察;②检验生成的 沉淀是否溶于稀硝酸。
应用体验 【典例1】下列说法正确的是( C ) A.CH3CH2Br在NaOH的水溶液中共热反应得到CH2==CH2
卤代烃在NaOH的水溶液中发生反应时,只断裂碳卤键(
),卤素原子
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被羟基取代生成相应的醇,因此所有的卤代烃均能在NaOH的水溶液中发
生取代反应,只是难易程度不同。
(2)消去反应 ①消去反应的实质 从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个卤化氢分子,从而形成含不饱和键 的化合物。
例如:
+NaOH CH2==CH2↑+NaCl+H2O。
方程式为
+NaOH CH3CH==CH2↑+NaBr+H2O。
【微思考2】举例说明是否所有的卤代烃都能发生消去反应。 提示 不是。如CH3Cl、(CH3)3CCH2Br都不能发生消去反应。
自我检测
1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)卤代烃是一类特殊的烃。( × ) (2)卤代烃中一定含有的元素为C、H和卤素。( × ) (3)CH3CH2Br是非电解质,在水中不能电离出Br-。( √ ) (4)碳原子数少于4的烃,在常温下为气体,溴乙烷中含2个碳原子,所以其在 常温下也是气体。( × )
解析 A 与氯气反应生成 B,B 与 Cl2 发生加成反应生成
,则 B 为
ClCH2CH==CH2,反应①为取代反应,A 为 CH3CH==CH2。反应③发生卤代烃 的消去反应生成 C,C 与氯气发生加成反应生成 D,D 发生消去反应生成 E。
比较
和
的结构,可以
确定 E 为 ClCH2CCl==CHCl,D 在反应⑤中生成的 E,其结构只有一种可能,则
(5)
既能发生消去反应,又能发生取代(水解)反应。( √ )
2.一定条件下可由烃转化为一卤代烃,欲得到较纯的氯乙烷,应采取的方法 是( ) A.乙烷与氯气发生取代反应 B.乙烯与氯气发生加成反应 C.乙烯与氯化氢发生加成反应 D.乙炔与氯化氢发生加成反应 答案 C 解析 A选项中得到的是多种氯代烷烃;B选项中只能得到1,2-二氯乙烷;C选 项中产物为氯乙烷;D选项不能得到氯乙烷。
D 为 ClCH2CCl2CH2Cl,C 为
。
(1)反应①属于取代反应,反应③属于消去反应。
(2)由上述分析可知,C 的结构简式为
。
(3)B 的结构简式为 ClCH2CH==CH2,其系统命名为 3-氯丙烯,E 的结构简式为
ClCH2CCl==CHCl,含有官能团的结构式为—Cl、
。
(4)ClCH2—CHCl—CH2Cl 与 NaOH 水溶液在加热条件下发生反应的化学方
CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
+Br2
+HBr
+Cl2
+HCl
(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应,如: CH3—CH==CH2+Br2 CH3—CHBr—CH2Br
CH3—CH==CH2+HBr
CH3—CHBr—CH3
CH≡CH+HBr
Br—CH==CH2
+Br2
(3)醇与卤化氢的取代反应,如 CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O
(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:C
。
(3)B物质的系统命名为
,E中官能团的结构式
为
。
(4)ClCH2—CHCl—CH2Cl与NaOH水溶液在加热时发生反应的化学方程式
为
。
(5)C的一种同分异构体的核磁共振氢谱只有一组峰,试写出该同分异构体
的结构简式:
。
答案 (1)取代反应 消去反应 (2) (3)3-氯丙烯 —Cl、 (4)ClCH2—CHCl—CH2Cl+3NaOH HOCH2—CHOH—CH2OH+3NaCl (5)
(2)消去反应。
1-溴丙烷与NaOH的乙醇溶液共热时,发生消去反应。写出反应的化学方
程式: CH3CH2CH2Br+NaOH
CH3CH==CH2↑+NaBr+H2O。
【微思考1】利用1-溴丙烷的消去反应制备丙烯时,若1-溴丙烷中混有2-溴 丙烷,则对所制取的丙烯纯度是否有影响? 提示 没有影响。因为 2-溴丙烷发生消去反应时也是得到丙烯,该反应的化学
基础落实•必备知识全过关
必备知识
一、卤代烃 1.定义 可以看作烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。 2.分类 按分子中所含卤素原子种类的不同,分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代 烃。
3.制备 可以通过石油化学工业易得的烷烃和烯烃为原料,利用烷烃与卤素单质的 取代反应和烯烃与卤素单质以及氢卤酸的加成反应来制取卤代烃。 4.用途 常用作麻醉剂、溶剂以及许多药物合成的中间体。
应用体验 【典例2】根据下面的反应路线填空:
A
D
(1)A的结构简式是
,其名称是
。
(2)填写以下反应的反应类型:
①
;②
;③
。
(3)反应④的反应条件: 。
(4)反应②的化学方程式为 ;
反应④的化学方程式为 。
答案 (1)
环己烷
(2)取代反应 消去反应 加成反应 (3)NaOH 的乙醇溶液、加热
(4)
程式为 ClCH2—CHCl—CH2Cl+3NaOH HOCH2—CHOH—
CH2OH+3NaCl。
(5)C(
)的一种同分异构体的核磁共振氢谱只有一组峰,其结
构简式为
。
学以致用•随堂检测全达标
1.(2022广东广州高二检测)下列化合物中既可以发生消去反应,又可以发 生水解反应的是( ) A.CH3Cl B.
乙酸苄酯(
)存在于烤烟烟叶、白肋烟烟叶、香料烟烟叶中。纯
品用于配制茉莉型等花香香精和皂用香精,普通品用作树脂的溶剂,也用于
喷漆、油墨等。
烟叶中含有乙酸苄酯
实验室中可用甲苯和乙酸为原料合成乙酸苄酯,合成路线如下:
(1)写出反应①②③的反应类型。 提示 均为取代反应。
(2)写出反应②的化学方程式。
提示
②卤代烃的消去反应规律
a.没有β-C原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Br。 b.有β-C原子,但β-C原子上没有氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。
例如:
、
。
c.卤素原子所连碳原子有两个相邻碳原子,且两个相邻碳原子上均带有氢 原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如: 发生消去反应的产物为CH2==CH—CH2—CH3或CH3—CH==CH—CH3。
二、1-溴丙烷 1.分子结构
分子式
结构式
C3H7Br
结构简式
官能团
CH3CH2CH2Br —Br
2.化学性质 (1)取代反应 卤代烃在NaOH的水溶液中共热时容易发生取代反应(也叫水解反应)。写 出1-溴丙烷在NaOH的水溶液中共热时发生反应的化学方程式:
CH3CH2CH2Br+NaOH
CH3CH2CH2OH+NaBr。
乙:向反应后的混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了 消去反应。
丙:向反应后的混合液中滴入酸性KMnO4溶液,若溶液颜色变浅,则可证明 发生了消去反应。
其中正确的是( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.上述实验方案都不正确
答案 D
探究二 卤代烃的制备和卤代烃在有机合成中的重要地位 问题探究
③二元卤代烃发生消去反应后可在有机化合物中引入三键。 例如:CH3—CH2—CHCl2+2NaOH
2.卤代烃的取代反应与消去反应的比较
反应类型 取代反应
消去反应
反应条件 NaOH水溶液、加热 NaOH的乙醇溶液、加热
反应实质 —X被—OH取代
脱去HX分子,形成不饱和键
断键位置 C—X键断裂
C—X键与C—H键断裂
B.
在 NaOH 的乙醇溶液中共热反应得到
C. 一种 D.
在 NaOH 的乙醇溶液中共热得到的有机产物不止 在 NaOH 的水溶液中共热得到的有机产物不止一种
变式训练1为探究一溴环己烷(
)与NaOH的乙醇溶液共热发生的
是取代反应还是消去反应,甲、乙、丙三位同学分别设计如下三个实验方
案:
甲:向反应后的混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后再滴入AgNO3溶液,若 有淡黄色沉淀生成则可证明发生了消去反应。
重难探究•能力素养全提升
探究一 卤代烃的化学性质—取代反应、消去反应
问题探究
取一支盛有少量1-溴丙烷的试管,加入1 mL 5% NaOH溶液,充分振荡,并稍 加热一段时间后,冷却、静置,待液体分层后,用滴管小心吸取少量上层液 体,移入另一支盛有1 mL 2 mol·L-1硝酸的试管中,然后加入2~3滴2% AgNO3溶液。 (1)写出1-溴丙烷在NaOH溶液中加热时发生反应的化学方程式,并注明反 应类型。
卤代烃在加热条件下都 (1)含有两个或两个以上的碳原子;
结构要求 能在NaOH的水溶液中 (2)与卤素原子相连碳原子的相邻
发生取代反应
碳原子上有氢原子
反应特点
有机化合物碳骨架不变, 官能团—X变为—OH
有机化合物碳骨架不变,官能团—X
变为
或—C≡C—
主要产物 醇
烯烃或炔烃
3.卤代烃中卤素原子的检验
+NaOH
+NaCl
(3)结合反应①思考,可通过哪些反应制备卤代烃? 提示 可通过烷烃、芳香烃与卤素单质的取代反应制备卤代烃;可通过烯烃、 炔烃与卤素单质或卤化氢的加成反应制备卤代烃;可通过醇与卤化氢的取 代反应制备卤代烃。
深化拓展 1.在烃分子中引入卤素原子的方法 卤素原子的引入是改变分子结构的第一步反应,在有机合成和有机推断中 起着桥梁的作用。在烃分子中引入—X有以下三种途径: (1)烃与卤素单质的取代反应,如:
+NaOH
+NaCl+H2O
+2NaBr+2H2O
+2NaOH
解析 由反应①A 在光照条件下与 Cl2 发生取代反应得
,从而推知
A 的结构简式为
;反应②是
在 NaOH 的乙醇溶液中共热发
生消去反应生成
;反应③应是
在 Br2 的 CCl4 溶液中发生加成反
应生成
;反应④是
在 NaOH 的乙醇溶液中加热时发生消
第2章
第2课时 有机化学反应类型的应用 ——卤代烃的性质和制备
内
01 基础落实•必备知识全过关
容
索
02 重难探究•能力素养全提升
引
03 学以致用•随堂检测全达标
素养目标
1.了解卤代烃的组成和结构特点,掌握溴乙烷的水解反应和消去反应,会判 定卤代烃的水解和消去反应的产物,培养宏观辨识与微观探析的化学学科 核心素养。 2.知道卤代烃中卤素原子的检验方法,培养科学探究与创新意识的化学学 科核心素养。 3.了解卤代烃在工农业生产和日常生活中的应用以及对环境和健康可能 产生的影响,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
去反应,脱去 2 个 HBr 分子得到
。
方法技巧有机化学反应中,很多典型反应都有特征条件,熟悉有机反应的特 征条件,对准确判断有机反应的类型、解答有机综合推断题非常重要。本 题反应①中的光照条件,是饱和烃基与卤素单质发生取代反应的特征条件; 强碱的乙醇溶液并加热,是卤代烃发生消去反应的特征条件。
变式训练2二氯烯丹是一种播前除草剂,其合成路线如下: 已知:D在反应⑤中生成的E,其结构只有一种可能。
提示 CH3CH2CH2Br+NaOH
CH3CH2CH2OH+NaBr,取代反应。
(2)实验过程中HNO3的作用是什么? 提示 HNO3的作用是中和未反应的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应干扰Br的检验。
(3)滴加AgNO3溶液后有什么现象? 提示 会产生淡黄色沉淀。
深化拓展
1.卤代烃的取代反应与消去反应 (1)在NaOH的水溶液中的取代反应
+HCl
+H2O
2.卤代烃在有机合成中的重要地位 卤代烃是建立在烃与其他烃的衍生物之间的一座重要桥梁,卤代烃又是有 机合成中一类重要的中间体。 (1)利用卤代烃的取代反应,可实现烷烃、烯烃及炔烃向醇、醛、羧酸的转 化。如乙烯转化为乙酸的途径为:乙烯→溴乙烷→乙醇→乙醛→乙酸。 (2)利用卤代烃的消去反应,可实现烃的衍生物中官能团的种类与数量的变 化,如乙醇转化为乙二醇的途径为:乙醇→乙烯→1,2-二溴乙烷→乙二醇。 (3)利用卤代烃的消去反应与取代反应,还可以实现官能团位置的变化,引 入合成环状有机化合物的官能团,也可以利用卤代烃的其他性质增长碳链 等。如以乙烯为原料制备乙二酸乙二酯的途径为:乙烯→1,2-二溴乙烷→ 乙二醇→乙二醛→乙二酸,乙二醇+乙二酸→乙二酸乙二酯。