资料摘要
第三节卤代烃1.掌握卤代烃的消去反应及卤代烃的消去反应规律;教学目标2.通过消去反应和水解反应的比较,重点掌握卤代烃的水解反应;3.知道检验卤代烃中卤元素的方法;4.知道在烃分子中引入卤元素的方法。教学内容一、课前回顾比较溴乙烷的取代反应和消去反应,体会反应条件对化学反应的影响。课前回顾参考答案反应
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归纳与整理全国优秀课堂实录
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正文
第三节
卤代烃
1.
掌握卤代烃的消去反应及卤代烃的消去反应规律;
教学目标
2.
通过消去反应和水解反应的比较,重点掌握卤代烃的水解反应;
3.
知道检验卤代烃中卤元素的方法;
4.
知道在烃分子中引入卤元素的方法。
教学内容
一、课前回顾
比较溴乙烷的取代反应和消去反应,体会反应条件对化学反应的影响。
课前回顾参考答案
反应物
反应条件
生成物
结论
二、知识点讲解
(一)卤代烃的物理性质
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,可溶于大量溶剂,某些卤代烃本身是很好的有机溶剂。
(二)卤代烃的消去反应有哪些规律?与水解反应有哪些区别?
卤代烃的化学性质较活泼,这是由于卤原子(官能团)的作用所致。卤原子结合电子的能力比碳原子强,当它与碳原子形成碳卤键时,共用电子对偏向卤原子,故碳卤键的极性较强,在其他试剂作用下,碳卤键很容易断裂而发生化学反应。
1.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,从而形成不饱和化合物。
醇+NaOH ―△―→
NaCl+CH2===CH↑+H2O 取代反应
CH3CH2Br NaOH水溶液,加热
CH3CH2OH、NaBr 消去反应
CH3CH2Br NaOH醇溶液,加热
CH2===CH2、NaBr、H2O 溴乙烷与NaOH在不同条件下发生不同类型的反应
例如:CH3CH2Cl:
(2)卤代烃的消去反应规律
①没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Br。
②有邻位碳原子,但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。例如:
。
③有两个相邻碳原子,且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:
CH3—CH===CH—CH3+NaCl+H2O (3)二元卤代烃发生消去反应时要比一元卤代烃困难些。有些二元卤代烃发生消去反应后可在有机物中引入三键。
醇例如:CH3—CH2—CHCl2+2NaOH―△―→CH3—C≡CH+2NaCl+2H2O 【典例1】下列物质中,不能发生消去反应的是(
)
答案
BC 解析
根据消去反应发生的条件,与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子;B中CH2Br2无相邻碳
原子,C中与氯原子相连的碳原子的相邻碳原子上无氢原子,故都不能发生消去反应。
拓展延伸
判断卤代烃能否发生消去反应主要看一点,即卤素原子所连碳原子的相邻碳原子上是否有氢原子,如
果有,就能发生消去反应,否则,不能发生。
【练习1】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(
)
A.CH3Cl
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Cl原子所连碳原子的邻碳原子上均没有相应的氢原子,不能发生消去反应。
2.消去反应水解反应的比较
反应类型
水解反应
反应条件
NaOH水溶液
键的变化
C—X与H—O键断裂
C—O与H—X键生成
C—X与C—H键断裂
消去反应
NaOH醇溶液
与X相连的C的邻
(或—C≡C—) 与H—X键生成
位C上有H 烯烃或炔烃
卤代烃的结构特点
含C—X即可
主要生成物
醇
特别提醒:
(1)通过卤代烃的水解反应可在碳链上引入羟基;通过卤代烃的消去反应可在碳链上引入碳碳双键或碳碳三键。
(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。
【典例2】卤代烃在NaOH存在的条件下水解,这是一个典型的取代反应,其实质是带负电的原子团(例如OH-
等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子。例如:CH3CH2CH2-Br+NaOH―→NaBr+CH3CH2CH2OH。写出下列反应
的化学方程式。
(1)溴乙烷跟NaHS反应。
(2)碘甲烷跟CH3COONa反应。
(3)溴乙烷跟NaCN反应。
答案
(1)CH3CH2Br+NaHS―→CH3CH2SH+NaBr
(2)CH3I+CH3COONa―→CH3COOCH3+NaI (3)CH3CH2Br+NaCN―→CH3CH2CN+NaBr 解析
这是一道信息题,考查学生的自学和信息迁移能力。根据信息知识简单的模仿,不过应注意用-SH(而不是
用-HS),和—CN连在原来连有卤素原子的碳原子上,取而代之即可。
(三)怎样检验卤代烃中的卤素?
1.实验原理
NaOHR—X+H2O―△―→R—OH+HX HX+NaOH===NaX+H2O
HNO3+NaOH===NaNO3+H2O
AgNO3+NaX===AgX↓+NaNO3
根据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素:AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。
2.实验步骤
(1)取少量卤代烃;
(2)加入NaOH水溶液;
(3)加热;
(4)冷却;
(5)加入稀HNO3酸化;
(6)加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色。
若产生白色沉淀,卤原子为氯原子加NaOH水溶液加稀HNO3酸化加AgNO3即RX―△―→R—OH
――→R—OH――→溶液若产生浅黄色沉淀,卤原子为溴原子
NaXHX若产生黄色沉淀,卤原子为碘原子3.实验说明
(1)加热是为了加快卤代烃的水解反应速率,因不同的卤代烃水解难易程度不同。
(2)加入稀HNO3酸化,一是为了中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应产生沉淀,影响对实验现象的观
察和AgX沉淀的质量;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
(3)量的关系:R—X~NaX~AgX,1 mol一卤代烃可得到1 mol 卤化银(除F外)沉淀,常利用此量的关系来进
行定量测定卤代烃。
特别提醒:(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X,不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在。
(2)将卤代烃中的卤素转化为X也可用卤代烃的消去反应。
【典例3】在实验室鉴定KClO3晶体和1-氯丙烷中的氯元素,现设计了下列实验操作程序:
①滴加AgNO3溶液
②滴加NaOH溶液
③加热
④加催化剂MnO2
⑤加蒸馏水,振荡、过滤后取滤液
⑥过滤后取滤渣
⑦用HNO3酸化
(1)鉴定KClO3中氯元素的操作步骤是_______________________________________________;
(2)鉴定1-氯丙烷中氯元素的操作步骤是_____________________________________________。
答案
(1)④③⑤⑦①
(2)②③⑦①
--
解析
用AgNO3检验氯元素时,需将KClO3和1-氯丙烷中的氯元素转化为Cl,并用稀HNO3酸化,克服其他离
子的干扰,实验才会成功。
MnO2-将KClO3晶体与1-氯丙烷中的氯元素分别转变为Cl的方法为:2KClO3=====△2KCl+3O2↑,CH3CH2CH2Cl水-+NaOH―△―→CH3CH2CH2OH+NaCl。再将溶液中的Cl转变为AgCl,通过沉淀颜色和不溶于稀HNO3的性质,来判断氯元素。
误区警示
卤代烃中卤素原子的检验,特别要注意OH的干扰。所以,一定要先滴加硝酸中和完NaOH使溶液呈
酸性后,再滴入AgNO3溶液。
【练习2】为鉴别卤代烃中所含卤素原子,现有下列实验操作步骤,正确的顺序是(
)
①加入AgNO3
②加入少许卤代烃试样
③加热
④加入5 mL 4 mol·L1NaOH溶液⑤加入5 mL 4 mol·L1HNO3溶液
A.②④③①
B.②③①
C.②④③⑤①
D.②⑤③①
答案
C 解析
卤代烃不溶于水,也不能电离出卤离子,所以鉴定卤代烃中所含卤素原子时,应先使卤代烃水解生成相应的
卤离子,再加入HNO3中和碱,最后加入AgNO3溶液检验出卤素,其中加HNO3的作用是防止过量的碱干扰。
(四)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性能的第一步反应,在有机合成和有机推断中起着桥梁作用。
在烃分子中引入—X原子有以下两种途径:
光照(1)烃与卤素单质的取代反应:CH3CH3+Cl2――→CH3CH2Cl+HCl
(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应
催化剂CH3—CH===CH2+Br2―→CH3—CHBr—CH2Br
CH3—CH===CH2+HBr――→
催化剂CH≡CH+HBr――→CH2===CHBr
【典例4】已知:CH3—CH===CH2+HBr―→
(1)A的化学式:
,A的结构简式:
。
(2)上述反应中,①是
反应,⑦是
反应。(填反应类型) (3)写出C,D,E,H物质的结构简式:
C
,D
,E
,H
。
(4)写出D―→F反应的化学方程式___________________________________________________________。
答案
(1)C8H8
(主要产物),1 mol某烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2
催化剂+Br2――→+HBr --和4 mol H2O。该烃A在不同条件下能发生如下面所示的一系列变化。
(2)加成
酯化(或取代)
解析
1 mol烃A充分燃烧后可以得到8 mol CO2和4 mol H2O,则该烃的化学式为C8H8。由于A能发生加聚反应,
能与Br2的CCl4溶液和HBr反应,说明A中含有不饱和的碳碳键,由A→B→E→C8H6Br4,可得出A的结构简式应为
拓展延伸
在有机合成中,利用卤代烃的消去反应可以形成不饱和键,能得到烯烃、炔烃等。利用卤代烃的取代
反应可以形成碳氧单键(C—O)、碳碳单键等。现总结如下:
【练习3】根据右面的有机物合成路线,回答下列问题:
(1)写出A、B、C的结构简式:
A:________________,B:____________,C:_______________________________。
(2)各步反应类型:
①____________,②____________,③______________,④______________,⑤____________。
(3)A―→B的反应试剂及条件:_______________________________________________________。
(4)反应④和⑤的化学方程式为:
④________________________________________________________________________,
⑤________________________________________________________________________。
答案
(1)
(2)①加成反应
②消去反应
③加成反应
④消去反应
⑤加成反应
(3)NaOH的醇溶液、加热
(4)
解析
在一系列的反应中,有机物保持了六元环状结构,但苯环变成了环己烷环。反复的“消去”、“加成”可在环己烷环上增加氯原子,且氯原子能定位、定数。
三、课堂练习
1.下列物质中,不属于卤代烃的是(
)
A.CH2Cl2
B.CCl2F2
C.答案
D 解析
卤代烃是卤素原子取代了烃分子中的氢原子,卤代烃中含有碳、氢和卤素原子,也可不含氢原子,但不能
含有其他元素的原子。
2.为了使氯乙烷的水解反应进行比较完全,水解时需加入(
)
A.NaCl
B.NaHSO4
C.NaOH
D.乙醇
答案
C 3.为保护臭氧层,可采取的有效措施是(
)
A.减少二氧化硫的排放量
B.减少含铅废气的排放量
C.减少氟氯代烃的排放量
D.减少CO2的排放量
答案
C 4.下列关于卤代烃的叙述中正确的是(
)
A.所有卤代烃都是难溶于水,密度比水小的液体
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C.所有卤代烃都含有卤原子
D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的
答案
C 解析
A有的是气体;B有的不行如CH3Cl;D有的可以通过加成制得。
5.为了检验某氯代烃中的氯元素,现进行如下操作。其中合理的是(
)
A.取氯代烃少许,加入AgNO3溶液
B.取氯代烃少许与NaOH水溶液共热,然后加入AgNO3溶液
C.取氯代烃少许与NaOH水溶液共热后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
D.取氯代烃少许与NaOH乙醇溶液共热后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液
答案
CD 解析
检验卤代烃中是否含有氯元素时,由于卤代烃中的氯元素并非游离态的Cl—,故应加入NaOH溶液或NaOH 的醇溶液,并加热,先使卤代烃水解或发生消去反应,产生Cl—,然后加入稀HNO3酸化,再加AgNO3溶液,根据产生白色沉淀确定卤代烃中含有氯元素。先加HNO3酸化,是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH,再转化为Ag2O褐色沉淀干扰检验。
6.没有同分异构体的一组是(
)
①C3H7Cl
②C2H3Cl
③C6H5Cl
④C2H4Cl2
A.①②
B.②③
C.③④
D.①③④
答案
B 解析
C3H7Cl存在有1-氯丙烷和2-氯丙烷两种同分异构体,C2H4Cl2存在有1,1-二氯乙烷和1,2-二氯乙烷两种同分
异构体。
7.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是(
)
D.CH3COCl
A.①③⑥
B.②③⑤
C.全部
D.②④
答案
A 醇,△Br28.化合物Z由如下反应得到:C4H9Br――→Y――→Z,Z的结构简式不可能是(
)
NaOHCCl4A.CH3CH2CHBrCH2Br
B.CH3CH(CH2Br)2
C.CH3CHBrCHBrCH3
D.CH2BrCBr(CH3)2
答案
B 9.(1)写出下列物质与NaOH水溶液反应的化学方程式。
①(CH3)2CBr—CH2CH3
②
(2)写出下列物质与NaOH的乙醇溶液反应的化学方程式。
①
②CH3CHBrCH3
(3)以为原料,制取,写出有关反应的化学方程式。
答案
(1)①水+NaOH―△―→水+NaOH―△―→+NaBr
②+NaBr (2)①醇+2NaOH―△―→CHCH↑+2NaCl+2H2O;
醇+NaOH―△―→CH2CHCH3+NaBr+H2O ②(3)①醇+NaOH―△―→+NaBr+H2O;
10.某一氯代烷1.85 g,与足量的NaOH水溶液混合加热后,用硝酸酸化,再加入足量AgNO3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溶液共热后,不经硝酸酸化就加AgNO3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?
________________________________________________________________________。
(2)将会产生褐色沉淀
AgNO3+NaOH===AgOH↓+NaNO3
2AgOH===Ag2O+H2O AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 (3)不能
因卤代烃中的卤素均是以卤原子的形式与碳原子结合的,不能与Ag反应第三节
卤代烃
四、课堂小结
1.卤代烃的物理性质。
2.卤代烃的消去反应有哪些规律?与水解反应有哪些区别?
3.怎样检验卤代烃中的卤素?
4.在烃分子中引入卤素原子的方法。
五、课后作业
1.下列各组液体混合物中,可以用分液漏斗分离的是(
)
A.溴乙烷和水
B.苯酚和乙醇
C.酒精和水
D.乙醛和苯
答案
A解析
溴乙烷密度比水大且不溶于水,而苯酚和乙醇,酒精和水,乙醛和苯皆互溶,故选A。
2.下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应生成醇的是(
)
A.①③⑤
B.②④⑥
C.③④⑤
D.①②⑥答案
B
3.以溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列转化方案中最好的是(
)
HBr溶液A.CH3CH2Br―△―→
Br2B.CH3CH2Br――→CH2BrCH2Br 光照NaOH醇溶液HBrBr2C.CH3CH2Br―△―→CH2===CH2――→CH2BrCH3――→CH2BrCH2Br 光照NaOH醇溶液溴水D.CH3CH2Br――→CH===CH――→CH2BrCH2Br 22△答案
D 解析
在有机物的制备反应中,应尽量选择步骤少、产率高、副反应少的合成路线。对此题而言,选择加成反应
比取代反应要好得多,而使用加成反应,必须先发生消去反应生成不饱和烃,显然D的步骤较少,产率也较高。
4.《斯德哥尔摩公约》禁用的12种持久性有机污染物之一是滴滴涕,其结构简式为法正确的是(
)
A.它属于芳香烃
B.分子中最多有23个原子共面
C.分子式为C14H8Cl5
D.1 mol该物质最多能与5 mol H2加成
,有关滴滴涕的说
答案
B解析
该分子有氯原子,所以不属于烃类;该物质的分子式为C14H9Cl5;由于分子内有两个苯环,所以最多可以与
6 mol H2加成;两个苯环上的所有原子共平面,所以最多有23个原子共面。
5.将1-氯丙烷跟NaOH的醇溶液共热,生成的产物再跟溴水反应,得到一种有机物,它的同分异构体有(
)
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
答案
B解析
此题考查了卤代烃的消去反应,二卤代烃的同分异构体的写法。在NaOH醇溶液中,1-氯丙烷发生醇消去反应:CH3CH2CH2Cl+NaOH―△―→CH2===CH—CH3↑+NaCl+H2O,丙烯加溴后,生成1,2-二溴丙烷,即
CH2===CH—CH3+Br2―→故正确答案为B。
,它的同分异构体有3种:。
6.某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时,可以得到两种烯烃,则该卤代烷烃的结构简式可能为(
)
A.CH3CH2CH2CH2CH2Cl
答案
CD 解析
A中卤代烃发生消去反应只得到一种烯烃,CH3CH2CH2CH===CH2;B中卤代烃发生消去反应也只能得到一
种烯烃CH3CH===CHCH2CH3;C中卤代烃发生消去反应可得烯烃CH2===CHCH2CH2CH3和
CH3CH===CHCH2CH3;D中卤代烃发生消去反应可得到
两种烯烃。
7.由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇(
)时,需要经过下列哪几步反应(
)
A.消去→消去→取代
B.消去→加成→水解
C.消去→消去→加成
D.消去→加成→消去
答案
B 解析
要制取1,2-丙二醇,应先使2-氯丙烷发生消去反应制得丙烯:
醇+NaOH―△―→CH3—CH===CH2↑+NaCl+H2O 再由丙烯与Br2发生加成反应得到1,2-二溴丙烷:CH3—CH===CH2+Br2―→
,最后由1,2-△二溴丙烷水解得到产物1,2-丙二醇:
+2NaOH――→
+2NaBr,所以答案
为B。
8.有机物CH3CHCHCl能发生的反应有(
)
①取代反应
②加成反应
③消去反应
④使溴水褪色
⑤使酸性KMnO4溶液褪色
⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀
⑦聚合反应
A.以上反应均可发生
B.只有⑦不能发生
C.只有⑥不能发生
D.只有②不能发生
答案
C 解析
有机物性质主要由分子的结构特征所决定。该物质属卤代烯烃,因此具有烯烃和卤代烃的性质。但由于氯
原子与碳原子以共价键结合,不是自由移动的Cl,故不能与AgNO3溶液反应,只有在碱性条件下水解之后酸化才可与AgNO3溶液反应,产生白色沉淀。
9.卤代烃能够发生反应:2CH3CH2Br+2Na―→CH3CH2CH2CH3+2NaBr,下列有机物中可合成环丙烷的是(
)
A.CH3CH2CH2Br
B.CH3CHBrCH2Br
C.BrCH2CH2CH2Br
D.CH3CH2CHBr2
答案
C 10.卤代烃与NaOH水溶液共热,发生________反应,______被________代替,这是有机合成中引入________的
方法之一;该反应可用于卤代烃中卤原子的鉴定,实验时应注意__________,卤代烃在______________条件下,
发生______________反应生成烯烃,这是有机合成中引入______________的方法之一。
答案
取代
卤原子
羟基
羟基
加入AgNO3溶液前先加入稀HNO3酸化
强碱的乙醇溶液中加热
消去
不饱和键
11.根据下面的反应路线及所给信息填空。
(1)A的结构简式是__________,名称是__________。
(2)①的反应类型是________,③的反应类型是______ ____________。
(3)反应④的化学方程式是_________________________________________________。
乙醇+2NaOH―△―→答案
(1)
环己烷
(2)取代反应
加成反应
(3)+2NaBr+2H2O
12.下图是8种有机化合物的转换关系:
请回答下列问题:
(1)根据系统命名法,化合物A的名称是________。
(2)上述框图中,①是______反应,③是_______反应(填反应类型)。
(3)化合物E是重要的工业原料,写出由D生成E的化学方程式:
___________________________________________________。
(4)C1的结构简式是______________;F1的结构简式是
______________。F1和F2互为____________。
(5)上述8种化合物中,属于二烯烃的是__________,二烯烃的通式是__________。
(6)若将反应④中的条件改为NaOH的水溶液,请写出由D生成E的化学方程式:__________________。
答案
(1)2,3-二甲基丁烷
(2)取代
加成
醇+2NaOH―△―→(3)+2NaBr+2H2O (4)(CH3)2C===C(CH3)2
同分异构体
(5)E
CnH2n-2(n≥4)
解析
本题的前两问比较简单,第(1)问考查有机物的命名,第(2)问考查有机反应的基本类型。第(3)、(4)
问是利用有关反应和性质来确定物质的结构,由B的结构及反应条件可知C1、C2可能为或,由于E可发生1,4-加成和1,2-加成,则E为二烯烃,不难推出C1为
,E为。
(CH3)2C===C(CH3)2,D为
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