高中化学 专题4 烃的衍生物 第一单元 卤代烃学案 苏教版选修5

第一单元卤代烃

[学习目标定位] 1.认识卤代烃的组成和结构特点，能根据不同的标准对卤代烃进行分类。

2.通过对1­溴丙烷性质的学习掌握卤代烃的性质，认识消去反应的原理。

3.知道卤代烃在有机合成中的重要应用。

一、卤代烃的结构和性质

1．卤代烃的概念和分类

(1)概念

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。

(2)分类

2．卤代烃对人类生活的影响

(1)卤代烃的用途：制冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂、合成有机物。

(2)卤代烃对环境的危害

①卤代烃比较稳定，在环境中不易被降解。

②部分卤代烃对大气臭氧层有破坏作用。

3．物理性质

(1)除CH 3Cl 、CH 3CH 2Cl 、CH 2===CHCl 常温下是气体外，其他大部分为液体，且密度比水大。 (2)难溶于水，易溶于乙醚、苯、环己烷等有机溶剂。 (3)互为同系物的卤代烃沸点随碳原子数增多而升高。 4．化学性质 (1)实验探究

(2)消去反应

①概念：在一定条件下从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物(含双键或叁键)的反应。

②反应条件：与强碱的醇溶液共热。 ③1­溴丙烷发生消去反应的化学方程式为 CH 3CH 2CH 2Br ＋KOH ――→醇△CH 3CH===CH 2↑＋KBr ＋H 2O 。 (3)水解反应

①反应条件：与强碱的水溶液共热。 ②1­溴丙烷发生水解反应的化学方程式为 CH 3CH 2CH 2Br ＋KOH ――→水△CH 3CH 2CH 2OH ＋KBr ③反应类型：取代反应。

卤代烃的消去反应与水解反应的比较

例1(2017·南京六合高二期中)下列化合物中，既能发生水解反应，又能发生消去反应，且消去反应生成的烯烃只有一种的是( )

A．CH3Br

答案 B

解析题中所给的化合物都是卤代烃，都能发生水解反应。能发生消去反应的有

和，其中的消去反应的产物只有

一种烯烃，的消去反应生成的烯烃有2种(2­甲基­1­丁烯、2­甲基­2­丁烯)。

【考点】卤代烃结构与性质的综合考查

【题点】卤代烃性质的综合考查

规律方法卤代烃消去反应的规律

(1)没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应，如CH3Cl。

(2)邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。

(3)有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，可得到不同产物。

(4)卤代烃发生消去反应可生成炔烃。

二、卤代烃中卤素原子的检验

1．实验原理

卤代烃中的卤素原子是以共价键与碳原子相结合的，在水中不能直接电离产生卤素离子(X －)，更不可能与AgNO

3溶液反应，因此不能直接用AgNO3溶液来检验卤代烃中的卤族元素。而应先使其转化成卤素离子，再加稀硝酸酸化，最后加AgNO3溶液，根据产生沉淀的颜色检验。

2．实验流程

卤代烃的检验

(1)实验原理

R —X ＋NaOH ――→H 2O

△R —OH ＋NaX HNO 3＋NaOH===NaNO 3＋H 2O AgNO 3＋NaX===AgX↓＋NaNO 3

根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素原子(氯、溴、碘)。 (2)实验主要问题

在加入硝酸银溶液之前必须先加入硝酸进行酸化，防止硝酸银与剩余氢氧化钠反应干扰实验现象。

例2 (2018·扬州邗江中学期末)能够鉴定氯乙烷中氯元素的存在的操作是( ) A ．在氯乙烷中直接加入AgNO 3溶液

B ．在氯乙烷中加蒸馏水，然后加入AgNO 3溶液

C ．在氯乙烷中加入NaOH 溶液，加热、冷却后再酸化，然后加入AgNO 3溶液

D ．在氯乙烷中加入硫酸加热后，然后加入AgNO 3溶液 答案 C

解析 氯乙烷可以在氢氧化钠水溶液中水解生成氯离子，也可以在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成氯离子，最后加入硝酸酸化，再加入硝酸银，观察是否有白色沉淀生成。 【考点】卤代烃结构与性质的综合考查 【题点】卤代烃中卤素原子的检验方法

特别提醒 (1)卤代烃不能电离出X －

，必须转化成X －

，方可用AgNO 3溶液来检验。 (2)将卤代烃中的卤素转化为X －

，可用卤代烃的取代反应，也可用消去反应。

例3 某一氯代烷1.85 g ，与足量NaOH 水溶液混合加热后用硝酸酸化，再加入足量的AgNO 3溶液，生成白色沉淀2.87 g 。

(1)写出这种一氯代烷的各种同分异构体的结构简式：

________________________________________________________________________。 (2)若此一氯代烷与足量NaOH 水溶液共热后，不经硝酸酸化就加AgNO 3溶液，出现的现象为________________________________________________________________________， 写出有关的化学方程式______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷？为什么？

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)

(2)将会产生褐色沉淀

AgNO 3＋NaOH===AgOH↓＋NaNO 3、 2AgOH===Ag 2O ＋H 2O

(3)不能，因卤代烷中的卤素均是以卤原子的形式与碳原子结合的，不能与Ag ＋

反应 解析 AgCl 的物质的量为 2.87 g

143.5 g·mol －1＝0.02 mol ，

一氯代烷的相对分子质量为1.85 g 0.02 mol

＝92.5 g·mol －1

，

设其分子式为C n H 2n ＋1Cl ，则12n ＋2n ＋1＋35.5＝92.5，n ＝4，该卤代烷为C 4H 9Cl 。 三、卤代烃在有机合成中的应用

卤代烃的化学性质比较活泼，能发生许多反应，例如取代反应、消去反应等，从而转化成其他类型的化合物。因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用。 1．在烃分子中引入羟基

例如由乙烯制乙二醇，先用乙烯与氯气发生加成反应制取1,2­二氯乙烷，再用1,2­二氯乙烷和氢氧化钠溶液发生水解反应制得乙二醇。 2．在特定碳原子上引入卤原子

例如由1­溴丁烷制取1,2­二溴丁烷，先由1­溴丁烷发生消去反应得到1­丁烯，再由1­丁烯与溴加成得到1,2­二溴丁烷。 3．改变某些官能团的位置

例如由1­丁烯制取2­丁烯，先由1­丁烯与溴化氢加成得到2­氯丁烷，再由2­氯丁烷发生消去反应得到2­丁烯。 4．增长碳链或构成碳环

例如卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃反应，生成更长碳链的烃。 RX ＋Mg ――→无水乙醚RMgX ，CH 2===CHCH 2Cl ＋RMgCl ―→CH 2===CHCH 2R ＋MgCl 2。