高中化学 第二章 第三节 卤代烃学案 新人教版选修5

第三节 卤代烃

[学习目标定位] 认识卤代烃的组成和结构特点，能够根据溴乙烷的分子结构分析推测其化学性质，会判断卤代烃的反应类型，知道卤代烃在有机合成中的应用。

1．在烃分子中引入—X 原子有以下两种途径： (1)烃与卤素单质的取代反应： ①CH 3CH 3＋Cl 2――→光照CH 3CH 2Cl ＋HCl ；

(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应： ①CH 3—CH===CH 2＋Br 2―→CH 3CHBrCH 2Br ； ②CH 2===CH 2＋HBr ――→催化剂CH 3—CH 2Br ； ③CH≡CH＋2Br 2―→CHBr 2CHBr 2； ④CH≡CH＋HBr ――→催化剂CH 2===CHBr 。

2．卤代烃：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。

3．根据分子里所含卤素原子种类的不同，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃；根据分子中卤素原子数目的不同，卤代烃可分为一卤代烃和多卤代烃。

4．常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多数为液体或固体，卤代烃不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。

探究点一 溴乙烷的分子结构与性质

1．纯净的溴乙烷是无色液体，沸点为38.4 ℃，密度比水大，难溶于水，易溶于乙醇等有

机溶剂。溴乙烷的分子式为C2H5Br，结构简式为CH3CH2Br，官能团为—Br。

2．溴乙烷分子的C—Br键为极性键，容易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代。如溴乙烷与NaOH溶液共热时，溴乙烷分子中的溴原子被水分子中的羟基取代，反应的化学方程式是CH3CH2Br＋NaOH――→

水

△CH3CH2OH＋NaBr，该反应类型是水解反应(或取代反应)，NaOH的作用是作催化剂，同时中和生成的HBr，平衡右移使反应比较彻底。

3．按表中实验操作完成实验，并填写下表：

实验操作实验现象实验结论将溴乙烷加到NaOH的乙

醇溶液中加热，将产生的

气体通入酸性高锰酸钾

溶液中

反应产生的气体经水洗

后，能使酸性KMnO4溶液

褪色

生成的气体分子中含有

碳碳不饱和键

(1)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热时，溴乙烷分子中的C—Br键及相邻C原子上的C—H键断裂，生成碳碳双键，反应的化学方程式是

(2)消去反应：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)，而生成含不饱和键化合物的反应。

[归纳总结]

卤代烃的消去反应与水解反应的比较

反应类型反应条件断键规律

卤代烃的结构

特点

主要生成物水解反应

NaOH水溶

液，加热

含C—X即可醇

消去反应

NaOH醇溶

液，加热

与X相连的C的

邻位C上有H 烯烃或炔烃

碳双键或碳碳三键。

(2)与—X相连碳原子的邻位碳上有氢原子的卤代烃才能发生消去反应，否则不能发生消去

反应。

[活学活用]

1．有关溴乙烷的下列叙述中，正确的是( )

A．在溴乙烷中滴入AgNO3溶液，立即有淡黄色沉淀生成

B．溴乙烷不溶于水，能溶于大多数有机溶剂

C．溴乙烷与NaOH的醇溶液反应，可生成乙醇

D．溴乙烷通常用溴与乙烷直接反应来制取

答案 B

解析CH3CH2Br中的溴不能与AgNO3发生反应，A选项错误；CH3CH2Br与NaOH醇溶液反应生成乙烯，C选项错误；溴与CH3CH3的反应产物有多种，不能用来制备CH3CH2Br，D选项错误。2．下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是( )

答案 B

解析卤代烃均能发生水解反应，选项中的四种物质均为卤代烃；卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。C、D项中的两物质卤素原子所连碳原子的邻位碳原子上均没有相应的氢原子，A中无邻位碳原子，不能发生消去反应。

探究点二卤代烃中卤素原子的检验

卤代烃分子中虽然含有卤素原子，但C—X键在加热时一般不易断裂，在水溶液中不电离，无X－(卤素离子)存在，所以向卤代烃中直接加入AgNO3溶液，得不到卤化银(AgCl、AgBr、AgI)沉淀。检验卤代烃中的卤素，一般是先将其转化成卤素离子，再进行检验。

1．检验卤代烃R—X中卤素原子的实验操作如下图所示：

回答下列问题：

(1)加热的目的是加快水解反应速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同。

(2)加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH ，防止NaOH 与AgNO 3反应干扰实验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。

(3)生成的AgX 沉淀若为白色，则X 为氯元素；若为淡黄色，则X 为溴元素；若为黄色，则X 为碘元素。

2．若上述卤代烃R —X 为CH 3CH 2CH 2Br ，请写出检验溴元素的化学方程式： (1)CH 3CH 2CH 2Br ＋NaOH ――→水

△CH 3CH 2CH 2OH ＋NaBr ，(2)HNO 3＋NaOH===NaNO 3＋H 2O ， (3)AgNO 3＋NaBr===AgBr↓＋NaNO 3。

[归纳总结]

(1)卤代烃均属于非电解质，不能电离出X －

，不能用AgNO 3溶液直接检验卤代烃中卤素的存在。

(2)将卤代烃中的卤素转化为X －

也可用卤代烃的消去反应。

(3)检验卤代烃中的卤素时，常出现的错误是忽略用稀硝酸酸化以中和NaOH 。 [活学活用]

3．为了检验溴乙烷中含有溴元素，有以下操作，其中顺序合理的是( ) ①加AgNO 3溶液 ②加NaOH 溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性 A ．②①③⑤ B ．②④⑤③ C ．②③⑤①

D ．②①⑤③

答案 C

解析 溴乙烷中的溴元素不是以离子状态存在的，因此，不能与AgNO 3溶液直接反应，必须使之变为溴离子。由题意可知，应通过溴乙烷在碱性水溶液中水解得到溴离子，但反应后溶液显碱性，不能直接加入AgNO 3溶液检验，否则Ag ＋

与OH －

反应得到AgOH 白色沉淀，影响溴的检验，故需加入足量稀硝酸使溶液变为酸性，再加AgNO 3溶液检验。

4．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)通过计算，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 ， 写出有关的化学反应方程式 。 (3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烃反应来鉴别卤代烷？为什么？