蘇教版選修5 專題4第一單元 鹵代烴——教材梳理 學案.docVIP

專題4烴的衍生物第一單元 鹵代烴教材梳理與拓展教材梳理知識點一烴的衍生物和官能團1烴的衍生物：定義：烴分子中的氫原子被其他原子或原子團取代后生成的有機物。如：ch3cl、ch3ch2oh。2官能團：（1）定義：決定有機物的化學性質的原子或原子團。（2）種類：x鹵素原子、oh羥基、cho醛基、cooh羧基、no2硝基、nh2氨基、so3h磺酸基； （3）說明：官能團是有機物在反應過程中容易發(fā)生變化的部位； 在烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴中，只有cc和cc才是官能團。 知識點二 鹵代烴的概述1鹵代烴的定義及分類（1）概念：烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后形成的化合物叫做鹵代烴。一鹵代烴的表達式為：rx（x為鹵素原子）。從結構上說鹵代烴是烴分子中的氫原子被取代，但并不是一定要由取代反應生成。如烯烴與鹵素的加成反應，也可以生成鹵代烴。（2）鹵代烴的分類 2鹵代烴的應用鹵代烴廣泛應用于化工生產、藥物生產及日常生活。如：七氟丙烷滅火劑，聚氯乙烯塑料制品，作為不粘鍋表面涂層的聚四氟乙烯，作為溶劑的二氯甲烷、三氯甲烷（又叫氯仿）、四氯化碳，合成藥物、農藥、染料、香料的重要基礎原料溴乙烷，它也是向有機化合物分子中引入乙基的重要試劑。3鹵代烴對環(huán)境的影響鹵代烴在環(huán)境中比較穩(wěn)定，不易被微生物降解。因此，對鹵代烴的不合理使用會對環(huán)境造成破壞，引起一系列的環(huán)境問題。例如，ddt作為優(yōu)異的廣譜殺蟲劑，其應用歷史僅僅20年，原因是ddt相當穩(wěn)定，能在自然界長期滯留，并可以通過食物鏈富集在動物體內，形成累積性殘留，給人體健康和生態(tài)環(huán)境造成不利影響。氟氯代烷大多為無色、無臭的氣體，化學性質穩(wěn)定、無毒，曾被認為是完全無害的物質，加之其具有不燃燒、易揮發(fā)、易液化等特性，幾十年來被廣泛用作冷凍設備和空氣調節(jié)裝置的制冷劑，以及用于制取霧化劑、聚乙烯等泡沫塑料的發(fā)泡劑，電子和航空工業(yè)的溶劑、滅火劑等。氟氯烴破壞臭氧層的原理：氟氯烴在平流層中受紫外線作用產生cl原子。cl原子作為催化劑，引發(fā)損耗臭氧的循環(huán)反應：clo3cloo2、clooclo2總反應式：o3o2o2因此，我們在合理利用物質的同時，要有一定的預見性，要關注整個環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。知識點三 溴乙烷的結構和性質1溴乙烷的組成與分子結構分子式電子式結構式結構簡式球棍模型官能團c2h5brch3ch2br或c2h5brbr在溴乙烷的分子中，由于溴原子非金屬性比較強，吸引電子的能力比碳原子強，因此cbr鍵是極性鍵，其中溴帶有部分負電荷，碳帶有部分正電荷。這種結構特點導致cbr鍵容易斷裂，同時這種結構還會影響更遠一些的ch鍵。2溴乙烷的化學性質（1）溴乙烷的水解反應在溴乙烷中，碳溴鍵的共用電子對偏向于溴原子，使碳原子帶有部分正電荷，因此，碳原子極易受到帶孤對電子的中性分子或帶負電荷的離子的進攻，溴原子則帶著一對電子以陰離子的形式離去。ch3ch2br + koh ch3ch2oh + kbr說明：反應本質：取代反應（x被oh取代）。 naoh作用：a.催化劑；b.此反應可逆，加堿促進水解。溴乙烷的水解反應是oh取代了溴乙烷分子中的溴原子，因此，該反應屬于取代反應。該反應的條件是在koh（或naoh）的水溶液（堿溶液）中加熱進行。（2）溴乙烷的消去反應鹵代烴的消去反應是有機合成的基礎反應，在有機化學反應中常利用此反應原理增加碳鏈中的不飽和鍵。a. 原理：ch3ch2brkoh ch2ch2 kbr h2ob. 裝置：如圖所示。c. 步驟：向大試管中注入5ml溴乙烷和15ml飽和氫氧化鉀的醇溶液；加熱；用排水法收集產生的氣體；取大試管中反應后的少量剩余物于另一試管中，再向該試管中加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴加硝酸銀溶液；觀察現(xiàn)象，推測結論。d. 現(xiàn)象和結論：加熱一段時間后，有無色氣體產生，在小試管中可以收集到氣體；大試管中的剩余溶液經(jīng)硝酸酸化后能和硝酸銀反應，生成淺黃色沉淀。知識點四鹵代烴的性質1物理性質（1）常溫下，鹵代烴中除了一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少數(shù)為氣體外，其余為液體或固體。除脂肪烴的一氟代物和一氯代物等部分鹵代烴外，液態(tài)鹵代烴的密度一般比水大。（2）所有鹵代烴都不溶于水，可溶于大多數(shù)有機溶劑。某些鹵代烴還是很好的有機溶劑。（3）互為同系物的鹵代烴，它們的沸點隨烴基中碳原子數(shù)的增加而升高，且均高于碳原子數(shù)相同的烷烴。如沸點：ch3ch3ch3ch2clch3ch2ch2clch3ch2ch2ch2cl。（4）鹵代烴的同分異構體的沸點隨烴基中支鏈的增加而降低。如沸點：ch3ch2ch2ch2ch2cl(ch3)2chch2ch2clc(ch3)3ch2cl。（5）同一烴基的不同鹵代烴的沸點隨鹵素原子的相對原子質量的增大而升高。如沸點：rfrclrbrri。（6）鹵代烴的同系物的密度隨碳原子數(shù)的增加而降低，且密度均比相應的烷烴密度大。如密度：ch3ch2clch3ch2ch2clch3ch2ch2ch2cl；ch3ch2clch3ch3；ch3ch2ch2clch3ch2ch3。2鹵代烴的分子結構及化學性質（1）鹵代烴的結構：鹵素原子是鹵代烴的官能團。由于氟、氯、溴、碘的非金屬性比碳強，所以cx之間的共用電子對偏向鹵素原子，形成一個極性較強的共價鍵，鹵素原子易被其他原子或原子團所取代，形成新的烴的衍生物。（2）鹵代烴的化學性質：鹵代烴的化學性質通常比烴活潑，能發(fā)生許多化學反應，如取代反應、消去反應等，從而轉化為各種其他類型的化合物。消去反應：在一定條件下，從一個有機化合物分子中脫去一個或幾個小分子（如h2o、hbr等）生成不飽和（含雙鍵或叁鍵）化合物的反應，叫做消去反應。鹵代烴發(fā)生消去反應的實驗條件：與強堿的醇溶液共熱。實質：從鹵代烴分子中相鄰的兩個碳原子上脫去一個鹵化氫小分子。可用下式表示：鹵代烴發(fā)生消去反應的規(guī)律：a下列情況下的鹵代烴不能發(fā)生消去反應：只含一個碳原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應，如ch3br和鹵素原子相連的碳原子（碳原子）的相鄰碳原子（碳原子）上無氫原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應，如。苯環(huán)上的鹵素原子不能發(fā)生消去反應，如等。b當鹵代烴分子中存在2個或3個碳原子，且這些碳原子都連接有氫原子時，發(fā)生消去反應的產物就可能有多種。如消去反應的主要產物是在雙鍵碳上連有較多烷基的烯烴，也就是說，脫鹵化氫如有兩個不同的氫原子可以脫去，則消去的氫原子主要來自含氫原子數(shù)較少的碳原子上。水解反應：鹵代烴在氫氧化鈉的稀溶液中發(fā)生水解反應，從有機反應的分類來看也可以把此反應歸為取代反應。鹵代烴與強堿的水溶液共熱時，rx naoh roh nax；若鹵素原子直接與苯環(huán)相連，如cl、br等，發(fā)生水解反應的條件較苛刻。說明：a. 鹵代烴水解反應的實質是取代反應，naoh的作用是中和掉反應中生成的鹵化氫，加快反應速率。b. 所有的鹵代烴都可以發(fā)生水解反應。c. rchx2、rcx3等鹵代烴水解的產物往往不是醇。如： rchx2rh ； rcx3rohd. 鹵代烴水解反應和消去反應的反應機理不同。知識點五鹵代烴中鹵素原子的檢驗1實驗原理rx + naoh roh + naxhno3 + naohnano3 + h2oagno3 + naxagx+ nano3根據(jù)沉淀（agx）的顏色（白色、淺黃色、黃色）可確定是何種鹵族元素（cl、br、i）。2實驗步驟取少量鹵代烴；加入naoh水溶液；加熱；冷卻；加入稀hno3酸化；加入agno3溶液，觀察沉淀的顏色。（3）實驗說明a. 加熱是為了加快鹵代烴的水解反應速率，而不同的鹵代烴水解難易程度不同。b. 加入稀hno3酸化，一是為了中和過量的naoh，防止naoh與agno3反應產生沉淀，影響對實驗現(xiàn)象的觀察和agx沉淀的質量；二是檢驗生成的沉淀是否溶于稀硝酸。c. 定量的關系：rx nax agx，1mol一鹵代烴可得到1mol鹵化銀（除f外）沉淀，常利用此量的關系來定量測定鹵代烴。教材（課本第65頁）答案與提示1. 取該品牌涂改液少許，加入酒精，攪拌后過濾；往濾液中加入足量的氫氧化鈉水溶液，混合后加熱2分鐘左右；然后冷卻，加入稀硝酸至溶液呈酸性，再滴加硝酸銀溶液，觀察是否有白色（或淺黃色或黃色）沉淀產生。若有白色（或淺黃色或黃色）沉淀產生，則說明該品牌涂改液中含有鹵代化合物；反之則無。2. 先將溴乙烷與強堿的醇溶液共熱，制得乙烯；再將乙烯跟溴水（或溴的四氯化碳溶液）反應，制得1，2-二溴乙烷；最后將1，2-二溴乙烷與與強堿的水溶液共熱，即可制得乙二醇。ch3ch2br naoh ch2ch2 nabr h2o ；ch2ch2 br2 ch2brch2br ；ch2brch2br 2naoh ch2ohch2oh 2nabr 。3. (1) ch3chclch3 naoh ch3ch(oh)ch3 nacl (2) ch3ch2ch2br koh ch3chch2 kbr h2o4. (1) ch3