第一節(jié)鹵代烴第三章烴的衍生物素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.通過(guò)對(duì)溴乙烷的組成和化學(xué)鍵的特點(diǎn)分析,推斷鹵代烴的化學(xué)性質(zhì),逐步形成宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溴乙烷的取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的反應(yīng)條件,綜合應(yīng)用有關(guān)知識(shí)完成鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)等任務(wù),培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。3.通過(guò)參與有關(guān)鹵代烴對(duì)環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響及環(huán)境保護(hù)的議題討論,體會(huì)“綠色化學(xué)”思想在有機(jī)合成中的重要意義,關(guān)注有機(jī)化合物的安全使用,形成科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。1.區(qū)別兩種重要的反應(yīng):鹵代烴的水解反應(yīng)和消去反應(yīng)(反應(yīng)條件和反應(yīng)機(jī)理)。2.檢驗(yàn)鹵代烴中鹵素原子的方法。知識(shí)點(diǎn)一鹵代烴的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、用途與危害基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類(1)溴乙烷的分子結(jié)構(gòu)。分子式官能團(tuán)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

碳溴鍵(C—Br)

C2H5BrCH3CH2Br(2)鹵代烴的分類。

鹵素種類鹵素原子多少烴基不同2.物理性質(zhì)(1)溴乙烷的物理性質(zhì)。顏色狀態(tài)沸點(diǎn)密度溶解性無(wú)色液體38.4℃比水

難溶于水,可溶于多種有機(jī)溶劑大(2)鹵代烴的物理性質(zhì)。

不可高升高大減小3.鹵代烴的命名

2-氯丁烷氯乙烯1,2-二溴乙烷4.鹵代烴的用途與危害

臭氧空洞深度思考鹵代烴的沸點(diǎn)與對(duì)應(yīng)烴的沸點(diǎn)大小關(guān)系是由什么因素決定的?同一烴基的不同鹵代烴的沸點(diǎn)隨鹵素原子的相對(duì)原子質(zhì)量的增大如何變化?提示

鹵代烴的相對(duì)分子質(zhì)量大于相應(yīng)的烴,鹵代烴的分子的極性大于相應(yīng)的烴;同一烴基的不同鹵代烴的沸點(diǎn)隨鹵素原子的相對(duì)原子質(zhì)量的增大而增大。教材拓展β氫原子對(duì)于鹵代烴而言,α氫原子是指與鹵素原子直接相連的碳原子(就是α碳原子)上的氫原子,β氫原子是指與α碳原子相連的碳原子(但不能是醛基、酮羰基等官能團(tuán)中的碳原子)上的氫原子。如:醇、醛等有機(jī)化合物也存在此類表示方法。氯乙烷在生活中的應(yīng)用氯乙烷(C2H5Cl)的沸點(diǎn)為12.2

℃,常溫下是氣體,加壓后液化并裝入容器中,汽化時(shí)大量吸熱,對(duì)損傷處有冷卻、局部麻醉作用,在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上常用于閉合性損傷的緊急處理。易錯(cuò)辨析(1)鹵代烴中一定含有的元素為C、H和鹵素。(

)(2)鹵代烴不一定是由烴分子和鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)得到的。(

)(3)所有鹵代烴都是難溶于水、密度比水小的液體。(

)(4)CH3Cl、CH3CH2I、CHFCl2都屬于鹵代烴。(

)×提示

鹵代烴不一定含H元素,如CCl4。

√提示

鹵代烴可以由烴分子發(fā)生加成反應(yīng)得到,如乙烯與溴水中的Br2發(fā)生加成反應(yīng)得到1,2-二溴乙烷?！撂崾?/p>

很多液態(tài)鹵代烴的密度比水大。

√重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度

鹵代烴的物理性質(zhì)例

鹵代烴被譽(yù)為有機(jī)合成的橋梁。下列關(guān)于鹵代烴的敘述正確的是(

)A.隨著分子中碳原子數(shù)的增多,一氯代烴的密度逐漸增大B.所有鹵代烴的沸點(diǎn)比相應(yīng)烴的沸點(diǎn)低C.CH3CH2Cl與CH3CH2CH2Cl相比,前者的沸點(diǎn)低D.鹵代烴有著廣泛應(yīng)用,對(duì)環(huán)境無(wú)危害C解析

A項(xiàng),碳原子數(shù)越多,一氯代烴密度越小,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鹵代烴的沸點(diǎn)比相應(yīng)烴的高,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鹵代烴會(huì)破壞臭氧層,錯(cuò)誤?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】(1)比較CCl4、H2O、CH3Cl、CH3CH2Cl、CH3CH3的密度。(2)碳原子數(shù)少于4的烴在常溫下為氣體,溴乙烷中碳原子數(shù)少于4,所以其在常溫下也是氣體嗎?提示

CCl4>H2O>CH3Cl>CH3CH2Cl>CH3CH3。密度:CCl4>1

g·cm-3,H2O=1

g·cm-3,CH3Cl、CH3CH2Cl、CH3CH3常壓下都呈氣態(tài)(密度都小于1

g·cm-3);對(duì)于相同狀態(tài)的鹵代烴,當(dāng)鹵素原子相同時(shí),分子中碳原子數(shù)越少,密度越大,且密度比相同碳原子數(shù)的烷烴大。提示

不正確。溴乙烷常溫下是液體。

名師點(diǎn)撥

鹵代烴的沸點(diǎn)高于相應(yīng)烴的原因1.鹵代烴的相對(duì)分子質(zhì)量大于相應(yīng)的烴;2.鹵代烴的分子極性大于相應(yīng)的烴,鹵代烴分子之間的范德華力強(qiáng)于相應(yīng)的烴。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]下列敘述正確的是(

)A.所有鹵代烴都不溶于水,且在常溫下都是液體B.所有鹵代烴都是通過(guò)取代反應(yīng)制得的C.鹵代烴不屬于烴類D.鹵代烴都是良好的有機(jī)溶劑C解析

鹵代烴不溶于水,但在常溫下不一定都是液體,如氯乙烷在常溫下是氣體,A項(xiàng)錯(cuò)誤。烯烴與鹵素單質(zhì)或鹵化氫通過(guò)加成反應(yīng)也可制得鹵代烴,B項(xiàng)錯(cuò)誤。鹵代烴中含有鹵素原子,不屬于烴類,屬于烴的衍生物,C項(xiàng)正確。鹵代烴不一定都是良好的有機(jī)溶劑,如氣態(tài)或固態(tài)鹵代烴,D項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)二鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)1.取代反應(yīng)(水解反應(yīng))——實(shí)驗(yàn)3-1實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①中溶液

②中有機(jī)層厚度減小,直至

④中有

生成

實(shí)驗(yàn)解析溴乙烷與NaOH溶液共熱產(chǎn)生了

化學(xué)方程式

、

斷鍵方式斷裂

鍵

分層

消失淡黃色沉淀Br-

C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr

NaBr+AgNO3══AgBr↓+NaNO3C—Br2.消去反應(yīng)(1)概念:有機(jī)化合物在一定條件下,從一個(gè)分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)小分子(如H2O、HX等),而生成含

的化合物的反應(yīng)。

(2)溴乙烷的消去反應(yīng)反應(yīng)條件

_________________________斷鍵方式斷裂

和鄰位碳原子上的

化學(xué)方程式_________________________________________________不飽和鍵

NaOH的乙醇溶液、加熱

C—BrC—H(3)【實(shí)驗(yàn)探究】1-溴丁烷的化學(xué)性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)水洗后,使酸性KMnO4溶液

色

實(shí)驗(yàn)解釋生成的氣體分子中含有

褪

碳碳不飽和鍵反應(yīng)原理CH3CH2CH2CH2Br

CH3CH2CH2CH2Br+NaOH

問(wèn)題討論①實(shí)驗(yàn)中盛有水的試管的作用是

,原因是

②除酸性高錳酸鉀溶液外還可以用

來(lái)檢驗(yàn)丁烯,此時(shí)氣體還用先通入水中嗎?

,理由是

CH3CH2CH=CH2↑+HBrCH3CH2CH=CH2↑+NaBr+H2O

為了除去揮發(fā)出來(lái)的乙醇

乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,干擾丁烯的檢驗(yàn)溴的四氯化碳溶液不用乙醇與溴不反應(yīng),不會(huì)干擾丁烯的檢驗(yàn)3.鹵代烯烴的性質(zhì)(1)氯乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚氯乙烯的化學(xué)方程式:

。

(2)四氟乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚四氟乙烯的化學(xué)方程式:

。

深度思考(1)一般檢驗(yàn)鹵代烴中鹵素原子時(shí)最好用NaOH水溶液還是NaOH乙醇溶液?為什么?(2)檢驗(yàn)氯乙烷中的氯元素用NaOH水溶液,能否成功?提示

NaOH水溶液。鹵代烴都可以水解,但不一定都能發(fā)生消去反應(yīng)。

提示

不能。氯乙烷常溫下為氣態(tài),與NaOH水溶液共熱時(shí)易揮發(fā),而氯乙烷可以溶于乙醇。(3)2-溴丁烷發(fā)生消去反應(yīng)的可能產(chǎn)物有幾種?寫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

提示

2種。CH3CH2CH=CH2,CH3CH=CHCH3。

易錯(cuò)辨析(1)C2H5Br屬于電解質(zhì),在堿的水溶液中加熱可生成C2H5OH。(

)(2)在溴乙烷的水解反應(yīng)中NaOH作催化劑。(

)(3)在CH3CH2Br中滴入AgNO3溶液,有淡黃色沉淀生成。(

)(4)所有鹵代烴在適當(dāng)條件下都能發(fā)生消去反應(yīng)。(

)×提示

C2H5Br不屬于電解質(zhì)。

×提示

NaOH為反應(yīng)物,不是催化劑。

×提示

CH3CH2Br在水中不發(fā)生電離,滴入AgNO3溶液,沒(méi)有淡黃色沉淀生成。×提示

有的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng),如CH3Cl。

(5)CH3CH2Br發(fā)生取代反應(yīng)和消去反應(yīng),都斷裂C—Br。(

)√提示

CH3CH2Br發(fā)生取代反應(yīng)斷裂C—Br,發(fā)生消去反應(yīng),斷裂C—Br和鄰位碳原子上的C—H。教材拓展鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)的規(guī)則鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),消去的氫原子主要來(lái)自含氫原子較少的相鄰碳原子。思考:C3H6FCl有一種結(jié)構(gòu)是CH2Cl—CHF—CH3,試預(yù)測(cè)其發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物可能是什么?提示

CH2=CF—CH3、CHCl=CH—CH3、CH2Cl—CH=CH2、CH≡C—CH3。

重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)例1[2024上海浦東高二?？计谀為確定某鹵代烴分子中所含鹵素原子的種類,可按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):a.取少量該鹵代烴液體;b.加入過(guò)量NaOH溶液;c.冷卻后加入稀硝酸酸化;d.加入AgNO3溶液,觀察反應(yīng)現(xiàn)象?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)步驟b的目的是

;

步驟c的目的是

。

促進(jìn)鹵代烴水解,使鹵代烴水解完全

中和過(guò)量的NaOH(2)若加入AgNO3溶液時(shí)產(chǎn)生的沉淀為淡黃色,則此鹵代烴中的鹵素原子是

(填元素符號(hào))。

(3)能否向該鹵代烴中直接加入AgNO3溶液以確定鹵素原子的種類?

(填“能”或“不能”),原因是

。Br不能鹵代烴為非電解質(zhì),不能電離出鹵素離子解析

(1)鹵代烴水解生成醇和鹵化物,加入過(guò)量NaOH溶液的目的是中和鹵代烴水解產(chǎn)生的鹵化物,促進(jìn)鹵代烴水解,使鹵代烴水解完全;反應(yīng)后的溶液中有剩余的NaOH,加入稀硝酸是為了中和過(guò)量的NaOH,使溶液呈酸性,防止過(guò)量的NaOH對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。(2)若生成的沉淀為淡黃色,則該沉淀為AgBr,所以該鹵代烴中的鹵素原子是Br。(3)鹵代烴為非電解質(zhì),在水中不能電離出鹵素離子,所以不能直接加入AgNO3溶液進(jìn)行檢驗(yàn),應(yīng)先使其發(fā)生水解反應(yīng)(或消去反應(yīng))生成鹵素離子后再進(jìn)行檢驗(yàn)?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】(1)如何判斷CH3CH2Br是否完全水解?(2)上述實(shí)驗(yàn)方法能否用于確定氯代烴分子中含有的氯原子個(gè)數(shù)?提示

看反應(yīng)后的溶液是否出現(xiàn)分層,若分層,則沒(méi)有完全水解。

提示

能。通過(guò)稱量加入過(guò)量硝酸銀溶液后產(chǎn)生的白色沉淀(洗滌干燥后)的質(zhì)量,確定氯原子的物質(zhì)的量,再結(jié)合鹵代烴的物質(zhì)的量可確定氯代烴分子中氯原子的個(gè)數(shù)。歸納總結(jié)

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]要檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵素為溴元素,下列實(shí)驗(yàn)方法正確的是(

)A.加入氯水振蕩,觀察上層是否有紅棕色B.滴加硝酸酸化的硝酸銀,觀察有無(wú)淺黃色沉淀生成C.滴加NaOH溶液共熱,然后加入稀硝酸酸化,再滴加硝酸銀溶液,觀察有無(wú)淺黃色沉淀D.滴加NaOH溶液共熱,冷卻后滴加硝酸銀溶液,觀察有無(wú)淺黃色沉淀C解析

要檢驗(yàn)鹵代烴中含有溴元素,首先將溴原子轉(zhuǎn)化為溴離子,采用鹵代烴的水解方法,即加入氫氧化鈉溶液并加熱,水解后生成的溴離子可以和銀離子反應(yīng),生成淺黃色不溶于硝酸的沉淀溴化銀,由此來(lái)檢驗(yàn)鹵代烴中的溴元素。所以實(shí)驗(yàn)方法為加入NaOH溶液,加熱,鹵代烴在堿性條件下水解生成溴化鈉和相應(yīng)的醇,加入稀硝酸酸化后再加入AgNO3溶液,溴離子和銀離子反應(yīng)生成淺黃色不溶于硝酸的溴化銀沉淀。探究角度2

鹵代烴的消去反應(yīng)規(guī)律例2下列物質(zhì)分別與NaOH的乙醇溶液共熱后,能發(fā)生消去反應(yīng),且只生成一種有機(jī)化合物的是(

)B解析

A分子中與—Cl相連的碳原子的相鄰碳上沒(méi)有氫原子,不能發(fā)生消去反應(yīng),故A不符合題意;B分子中能發(fā)生消去反應(yīng),且生成的烯烴只有

,故B符合題意;C分子中與—Cl相連的碳原子的相鄰碳上沒(méi)有氫原子,不能發(fā)生消去反應(yīng),故C不符合題意;D分子能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成兩種烯烴:H2C=CH—CH2—CH3、H3C—CH=CH—CH3,故D不符合題意?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】寫出

在NaOH的乙醇溶液中加熱時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式。方法規(guī)律

鹵代烴消去反應(yīng)的規(guī)律(1)沒(méi)有鄰位碳原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng),如CH3Cl。(2)鄰位碳原子上無(wú)氫原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng)。(3)有兩個(gè)鄰位且不對(duì)稱的碳原子上均有氫原子時(shí),可得到不同產(chǎn)物。(4)鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)可生成炔烴。(5)巧記鹵代烴取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的條件和產(chǎn)物:無(wú)醇(水溶液)則有醇(生成醇),有醇(醇溶液)則無(wú)醇(產(chǎn)物中沒(méi)有醇)。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]鹵代烴RCH2CH2X中化學(xué)鍵如下,則下列說(shuō)法中正確的是(

)A.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是①和③B.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是①C.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是①和④D.當(dāng)該鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),被破壞的鍵是①和②B解析

本題考查了鹵代烴RCH2CH2X發(fā)生水解反應(yīng)和消去反應(yīng)時(shí)斷鍵的位置。發(fā)生水解反應(yīng)時(shí),只斷C—X(即①),發(fā)生消去反應(yīng)時(shí),要斷C—X(即①)和β碳原子上的C—H(即③)。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3][2024河北承德高二期中]下列鹵代烴既能發(fā)生消去反應(yīng)生成烯烴,又能發(fā)生水解反應(yīng)生成醇的是(

)A.①③⑤ B.②③⑥C.②④⑥ D.①④⑤C解析

①只有一個(gè)碳原子,不能發(fā)生消去反應(yīng);②與溴原子相連接的碳原子的鄰位碳原子上含有氫原子,可以發(fā)生消去反應(yīng)和水解反應(yīng);③與氯原子相連接的碳原子的鄰位碳上沒(méi)有氫原子,所以不能發(fā)生消去反應(yīng);④與溴原子相連接的碳原子的鄰位碳原子含有氫原子,可以發(fā)生消去反應(yīng)和水解反應(yīng);⑤與溴原子相連接的碳原子的鄰位碳原子沒(méi)有氫原子,不能發(fā)生消去反應(yīng);⑥與溴原子相連接的碳原子的鄰位碳原子含有氫原子,可以發(fā)生消去反應(yīng)和水解反應(yīng)。學(xué)以致用隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)12345題組1鹵代烴的結(jié)構(gòu)1.中國(guó)古代有“女媧補(bǔ)天”的傳說(shuō),現(xiàn)代人因?yàn)榉却樵斐傻某粞鯇涌斩匆苍谶M(jìn)行著“補(bǔ)天”。下列關(guān)于氟氯代烷的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.都是有機(jī)物B.CH2ClF有兩種結(jié)構(gòu)C.大多無(wú)色、無(wú)臭D.是一類鹵代烴的總稱B解析

氟氯代烷屬于鹵代烴,鹵代烴屬于有機(jī)物,A正確;CH2ClF為CH4的二取代物,因?yàn)镃H4為正四面體結(jié)構(gòu),4個(gè)H完全一樣,所以F和Cl取代其中任意兩個(gè)H完全一樣,CH2ClF只有1種結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;氟氯代烷大多都無(wú)色、無(wú)臭,C正確;氟氯代烷是烷烴中氫原子被F、Cl取代的產(chǎn)物,屬于鹵代烴中的鹵代烷,D正確。1234512345題組2鹵代烴的物理性質(zhì)2.下列物質(zhì)沸點(diǎn)的比較不正確的是(

)A.CH3CH2Cl>CH3CH3B.CH3CH2Br<CH3CH2ClC.CH3(CH2)3CH3>CH3CH2CH(CH3)2>C(CH3)4D.CH3CH2CH2Br>CH3CH2BrB解析

鹵代烴的沸點(diǎn)比相應(yīng)烴的沸點(diǎn)高,A項(xiàng)正確;烴基相同的鹵代烴的沸點(diǎn)隨鹵素原子的相對(duì)原子質(zhì)量的增大而升高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于因碳架異構(gòu)而形成的同分異構(gòu)體,支鏈越多,沸點(diǎn)越低,C項(xiàng)正確;鹵素原子相同的單鹵代烴,烴基碳原子數(shù)越多,沸點(diǎn)越高,D項(xiàng)正確。12345題組3鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)3.溴乙烷在某種條件下可生成乙烯或乙醇,下列說(shuō)法正確的是(

)A.生成乙烯的條件可以是熱的氫氧化鉀水溶液B.生成乙醇的條件可以是熱的氫氧化鉀水溶液C.生成乙烯的條件是加熱D.生成乙醇的條件可以是熱的氫氧化鉀的乙醇溶液B解析