第2章第1節(jié)第2課時有機化學(xué)反應(yīng)類型的應(yīng)用——鹵代烴的性質(zhì)和制備基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

素養(yǎng)目標(biāo)1.了解鹵代烴的組成和結(jié)構(gòu)特點,掌握溴乙烷的水解反應(yīng)和消去反應(yīng),會判定鹵代烴的水解和消去反應(yīng)的產(chǎn)物,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2.知道鹵代烴中鹵素原子的檢驗方法,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。3.了解鹵代烴在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用以及對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)必備知識一、鹵代烴1.定義可以看作烴分子中一個或多個氫原子被

取代后所生成的化合物。

2.分類按分子中所含鹵素原子種類的不同,分為氟代烴、

、溴代烴、碘代烴。

鹵素原子氯代烴3.制備可以通過石油化學(xué)工業(yè)易得的烷烴和烯烴為原料,利用烷烴與鹵素單質(zhì)的

反應(yīng)和烯烴與鹵素單質(zhì)以及氫鹵酸的

反應(yīng)來制取鹵代烴。

4.用途常用作

、

以及許多藥物合成的中間體。

取代加成麻醉劑溶劑二、1-溴丙烷1.分子結(jié)構(gòu)分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式官能團

C3H7BrCH3CH2CH2Br—Br2.化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)鹵代烴在NaOH的水溶液中共熱時容易發(fā)生取代反應(yīng)(也叫水解反應(yīng))。寫出1-溴丙烷在NaOH的水溶液中共熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(2)消去反應(yīng)。1-溴丙烷與NaOH的乙醇溶液共熱時,發(fā)生消去反應(yīng)。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

CH3CH2CH2Br+NaOH

CH3CH2CH2OH+NaBr

CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CH=CH2↑+NaBr+H2O【微思考1】利用1-溴丙烷的消去反應(yīng)制備丙烯時,若1-溴丙烷中混有2-溴丙烷,則對所制取的丙烯純度是否有影響?【微思考2】舉例說明是否所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng)。

提示

沒有影響。因為2-溴丙烷發(fā)生消去反應(yīng)時也是得到丙烯,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

提示

不是。如CH3Cl、(CH3)3CCH2Br都不能發(fā)生消去反應(yīng)。

自我檢測1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)鹵代烴是一類特殊的烴。(

)(2)鹵代烴中一定含有的元素為C、H和鹵素。(

)(3)CH3CH2Br是非電解質(zhì),在水中不能電離出Br-。(

)(4)碳原子數(shù)少于4的烴,在常溫下為氣體,溴乙烷中含2個碳原子,所以其在常溫下也是氣體。(

)(5)既能發(fā)生消去反應(yīng),又能發(fā)生取代(水解)反應(yīng)。(

)××√×√2.一定條件下可由烴轉(zhuǎn)化為一鹵代烴,欲得到較純的氯乙烷,應(yīng)采取的方法是(

)A.乙烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)B.乙烯與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)C.乙烯與氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)D.乙炔與氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)C解析

A選項中得到的是多種氯代烷烴;B選項中只能得到1,2-二氯乙烷;C選項中產(chǎn)物為氯乙烷;D選項不能得到氯乙烷。重難探究·能力素養(yǎng)全提升問題探究探究一鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)——取代反應(yīng)、消去反應(yīng)取一支盛有少量1-溴丙烷的試管,加入1

mL

5%

NaOH溶液,充分振蕩,并稍加熱一段時間后,冷卻、靜置,待液體分層后,用滴管小心吸取少量上層液體,移入另一支盛有1

mL

2

mol·L-1硝酸的試管中,然后加入2~3滴2%

AgNO3溶液。(1)寫出1-溴丙烷在NaOH溶液中加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型。提示

CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH2OH+NaBr,取代反應(yīng)。

(2)實驗過程中HNO3的作用是什么?(3)滴加AgNO3溶液后有什么現(xiàn)象?提示

HNO3的作用是中和未反應(yīng)的NaOH,防止NaOH與AgNO3反應(yīng)干擾Br-的檢驗。提示

會產(chǎn)生淡黃色沉淀。

深化拓展1.鹵代烴的取代反應(yīng)與消去反應(yīng)(1)在NaOH的水溶液中的取代反應(yīng)鹵代烴在NaOH的水溶液中發(fā)生反應(yīng)時,只斷裂碳鹵鍵(

),鹵素原子被羥基取代生成相應(yīng)的醇,因此所有的鹵代烴均能在NaOH的水溶液中發(fā)生取代反應(yīng),只是難易程度不同。(2)消去反應(yīng)①消去反應(yīng)的實質(zhì)從分子中相鄰的兩個碳原子上脫去一個鹵化氫分子,從而形成含不飽和鍵的化合物。②鹵代烴的消去反應(yīng)規(guī)律a.沒有β-C原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng),如CH3Br。b.有β-C原子,但β-C原子上沒有氫原子的鹵代烴也不能發(fā)生消去反應(yīng)。例如:c.鹵素原子所連碳原子有兩個相鄰碳原子,且兩個相鄰碳原子上均帶有氫原子時,發(fā)生消去反應(yīng)可能生成不同的產(chǎn)物。例如:2.鹵代烴的取代反應(yīng)與消去反應(yīng)的比較

反應(yīng)類型取代反應(yīng)消去反應(yīng)反應(yīng)條件NaOH水溶液、加熱NaOH的乙醇溶液、加熱反應(yīng)實質(zhì)—X被—OH取代脫去HX分子,形成不飽和鍵斷鍵位置C—X鍵斷裂C—X鍵與C—H鍵斷裂結(jié)構(gòu)要求鹵代烴在加熱條件下都能在NaOH的水溶液中發(fā)生取代反應(yīng)(1)含有兩個或兩個以上的碳原子;(2)與鹵素原子相連碳原子的相鄰碳原子上有氫原子反應(yīng)類型取代反應(yīng)消去反應(yīng)反應(yīng)特點有機化合物碳骨架不變,官能團—X變?yōu)椤狾H有機化合物碳骨架不變,官能團—X變?yōu)?/p>

或—C≡C—主要產(chǎn)物醇烯烴或炔烴3.鹵代烴中鹵素原子的檢驗

特別提醒

加入稀硝酸酸化的目的:①中和過量的NaOH,防止NaOH與AgNO3反應(yīng)生成的棕黑色Ag2O沉淀干擾對實驗現(xiàn)象的觀察;②檢驗生成的沉淀是否溶于稀硝酸。應(yīng)用體驗視角1鹵代烴的取代反應(yīng)與消去反應(yīng)1.下列說法正確的是(

)答案

C

2.下列化合物中既可以發(fā)生消去反應(yīng),又可以發(fā)生水解反應(yīng)的是(

)B視角2鹵代烴中鹵素離子的檢驗3.為檢驗?zāi)雏u代烴(R—X)中的X元素,有下列實驗操作:①加熱煮沸;②加入AgNO3溶液;③取少量鹵代烴;④加入稀硝酸酸化;⑤加入氫氧化鈉溶液;⑥冷卻。正確操作的先后順序是(

)A.③①⑤⑥②④ B.③②①⑥④⑤C.③⑤①⑥④② D.③⑤①⑥②④C解析

檢驗?zāi)雏u代烴(R—X)中的X元素,應(yīng)該先取少量鹵代烴,鹵代烴的水解應(yīng)在堿性條件下,所以向鹵代烴中加入氫氧化鈉溶液,然后進行加熱加快反應(yīng)速率,然后冷卻液體,堿性條件下,銀離子與氫氧根生成沉淀,存在干擾,所以向溶液中加入稀硝酸使其酸化,再加入硝酸銀溶液觀察是否生成沉淀,所以其操作順序是③⑤①⑥④②;答案選C。4.某學(xué)生將1-氯丙烷和NaOH溶液共熱煮沸幾分鐘后,冷卻,滴入AgNO3溶液,結(jié)果未見到白色沉淀生成,其主要原因是(

)A.加熱時間太短B.不應(yīng)冷卻后再滴入AgNO3溶液C.加AgNO3溶液后未加稀硝酸D.加AgNO3溶液前未加稀硝酸D解析

1-氯丙烷在堿性溶液中發(fā)生取代反應(yīng)后溶液顯堿性,不能直接加AgNO3溶液,否則Ag+與OH-反應(yīng)生成Ag2O棕黑色沉淀,影響氯離子的檢驗,所以應(yīng)先加入足量稀硝酸酸化后,再加AgNO3溶液檢驗,故選D。問題探究探究二鹵代烴的制備和鹵代烴在有機合成中的重要地位乙酸芐酯(

)存在于烤煙煙葉、白肋煙煙葉、香料煙煙葉中。純品用于配制茉莉型等花香香精和皂用香精,普通品用作樹脂的溶劑,也用于噴漆、油墨等。煙葉中含有乙酸芐酯

實驗室中可用甲苯和乙酸為原料合成乙酸芐酯,合成路線如下:(1)寫出反應(yīng)①②③的反應(yīng)類型。

(2)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式。

(3)結(jié)合反應(yīng)①思考,可通過哪些反應(yīng)制備鹵代烴?提示

均為取代反應(yīng)。

提示

可通過烷烴、芳香烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)制備鹵代烴;可通過烯烴、炔烴與鹵素單質(zhì)或鹵化氫的加成反應(yīng)制備鹵代烴;可通過醇與鹵化氫的取代反應(yīng)制備鹵代烴。深化拓展1.在烴分子中引入鹵素原子的方法鹵素原子的引入是改變分子結(jié)構(gòu)的第一步反應(yīng),在有機合成和有機推斷中起著橋梁的作用。在烴分子中引入—X有以下三種途徑:(1)烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng),如:(2)不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫等的加成反應(yīng),如:2.鹵代烴在有機合成中的重要地位鹵代烴是建立在烴與其他烴的衍生物之間的一座重要橋梁,鹵代烴又是有機合成中一類重要的中間體。(1)利用鹵代烴的取代反應(yīng),可實現(xiàn)烷烴、烯烴及炔烴向醇、醛、羧酸的轉(zhuǎn)化。如乙烯轉(zhuǎn)化為乙酸的途徑為:乙烯→溴乙烷→乙醇→乙醛→乙酸。(2)利用鹵代烴的消去反應(yīng),可實現(xiàn)烴的衍生物中官能團的種類與數(shù)量的變化,如乙醇轉(zhuǎn)化為乙二醇的途徑為:乙醇→乙烯→1,2-二溴乙烷→乙二醇。(3)利用鹵代烴的消去反應(yīng)與取代反應(yīng),還可以實現(xiàn)官能團位置的變化,引入合成環(huán)狀有機化合物的官能團,也可以利用鹵代烴的其他性質(zhì)增長碳鏈等。如以乙烯為原料制備乙二酸乙二酯的途徑為: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。應(yīng)用體驗視角1烴分子中引入鹵素原子的方法1.[2023上海華東師大附中高二合格考]1mol乙炔先與足量HCl發(fā)生加成反應(yīng),再與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),最多消耗Cl2(

)A.1mol B.2mol C.4mol D.6molC解析

1

mol乙炔先與足量HCl發(fā)生加成反應(yīng)可生成二氯乙烷,其分子式為C2H4Cl2,再與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),取代1個H原子需要消耗1個Cl2,若全部取代完,則最多消耗4

mol

Cl2,C項符合題意。視角2鹵代烴在有機合成中的重要地位2.根據(jù)下面的反應(yīng)路線填空:(1)A的結(jié)構(gòu)簡式是

,其名稱是

。

(2)填寫以下反應(yīng)的反應(yīng)類型:①

;②

;③

。

(3)反應(yīng)④的反應(yīng)條件:

。

環(huán)己烷取代反應(yīng)消去反應(yīng)加成反應(yīng)NaOH的乙醇溶液、加熱(4)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為

;

反應(yīng)④的化學(xué)方程式為

。

方法技巧

有機化學(xué)反應(yīng)中,很多典型反應(yīng)都有特征條件,熟悉有機反應(yīng)的特征條件,對準(zhǔn)確判斷有機反應(yīng)的類型、解答有機綜合推斷題非常重要。本題反應(yīng)①中的光照條件,是飽和烴基與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)的特征條件;強堿的乙醇溶液并加熱,是鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)的特征條件。3.二氯烯丹是一種播前除草劑,其合成路線如下:已知:D在反應(yīng)⑤中生成的E,其結(jié)構(gòu)只有一種可能。(1)寫出下列反應(yīng)的類型:反應(yīng)①是

,反應(yīng)③是

。

取代反應(yīng)

消去反應(yīng)(2)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式:C

。

(3)B