2024高中化學(xué)專題4烴的衍生物第一單元鹵代烴教案蘇教版選修5

PAGE11-第一單元鹵代烴[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.相識(shí)鹵代烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鹵代烴進(jìn)行分類。2.通過(guò)對(duì)溴乙烷性質(zhì)的學(xué)習(xí)駕馭鹵代烴的性質(zhì)，相識(shí)消去反應(yīng)的原理。3.知道鹵代烴在有機(jī)合成中的重要應(yīng)用。一、鹵代烴的分類及對(duì)人類生活的影響1．概念烴分子中的eq\o(□,\s\up4(01))氫原子被eq\o(□,\s\up4(02))鹵素原子取代后形成的化合物。2．分類3．對(duì)人類生活的影響(1)用途：用作溶劑、農(nóng)藥、制冷劑、滅火劑等。(2)危害：氟氯代烴(俗稱氟利昂)能破壞大氣eq\o(□,\s\up4(08))臭氧層。二、鹵代烴的性質(zhì)1．物理性質(zhì)(1)除eq\o(□,\s\up4(01))CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少數(shù)鹵代烴在常溫下是氣體外，其他大部分為液體或固體。(2)eq\o(□,\s\up4(02))不溶于水，eq\o(□,\s\up4(03))能溶于乙醚、苯、環(huán)己烷等有機(jī)溶劑。(3)互為同系物的鹵代烴沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)增多而eq\o(□,\s\up4(04))上升。2．溴乙烷的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)(1)分子結(jié)構(gòu)(2)化學(xué)性質(zhì)(3)消去反應(yīng)的定義在肯定條件下從一個(gè)有機(jī)化合物分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)eq\o(□,\s\up4(11))小分子生成eq\o(□,\s\up4(12))不飽和化合物(含雙鍵或叁鍵)的反應(yīng)。1．溴乙烷的水解反應(yīng)實(shí)質(zhì)是什么？提示：溴乙烷的水解反應(yīng)可分為兩步：第一步：eq\o(→,\s\up17(NaOH),\s\do15(△))C2H5OH＋HBr其次步：NaOH＋HBr=NaBr＋H2O總反應(yīng)：C2H5Br＋NaOHeq\o(→,\s\up17(H2O),\s\do15(△))C2H5OH＋NaBr溴乙烷的水解反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是取代反應(yīng)，即溴乙烷中的溴原子被水中的羥基取代，生成C2H5OH和HBr，HBr與NaOH反應(yīng)生成NaBr和H2O，使生成物HBr不斷消耗，從而使溴乙烷和水的反應(yīng)能夠進(jìn)行完全。2．溴乙烷的消去反應(yīng)實(shí)質(zhì)是什么？提示：溴乙烷的消去反應(yīng)可分為兩步：第一步：eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(NaOH，醇),\s\do15(△)))CH2CH2↑＋HBr其次步：NaOH＋HBr=NaBr＋H2O總反應(yīng)：C2H5Br＋NaOHeq\o(→,\s\up17(醇),\s\do15(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O溴乙烷與強(qiáng)堿(NaOH或KOH)的乙醇溶液共熱時(shí)，從溴乙烷分子中脫去一個(gè)HBr，生成乙烯。生成的HBr與NaOH反應(yīng)，不斷削減，使溴乙烷的消去反應(yīng)能夠進(jìn)行完全。一、鹵代烴的性質(zhì)1．鹵代烴的消去反應(yīng)與水解反應(yīng)的比較2．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)。例如：CH3Cl。(2)有鄰位碳原子，但鄰位碳原子上沒(méi)有氫原子的鹵代烴也不能發(fā)生消去反應(yīng)。例如：(3)苯環(huán)上的鹵素原子不能消去。(4)有兩個(gè)相鄰碳原子，且相鄰碳原子上均帶有氫原子時(shí)，發(fā)生消去反應(yīng)可能生成兩種不同的產(chǎn)物。例如：[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]1．在鹵代烴RCH2CH2X中化學(xué)鍵如圖，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④B．當(dāng)該鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，被破壞的鍵是①和③C．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③答案D解析水解反應(yīng)是鹵代烴中鹵素原子被羥基取代，破壞①鍵；消去反應(yīng)是使鹵代烴失去HX，破壞①鍵和其相鄰碳原子上的C—H鍵，即③鍵。2．下列物質(zhì)分別與NaOH醇溶液共熱后，能發(fā)生消去反應(yīng)，且生成的有機(jī)物不存在同分異構(gòu)體的是()答案B解析A項(xiàng)有機(jī)物中的β碳原子上沒(méi)有氫原子，C項(xiàng)有機(jī)物中無(wú)β碳原子，所以A、C項(xiàng)中的有機(jī)物都不能發(fā)生消去反應(yīng)。B項(xiàng)有機(jī)物發(fā)生消去反應(yīng)后只得到。D項(xiàng)有機(jī)物發(fā)生消去反應(yīng)后可得到兩種烯烴：CH2=CH—CH2—CH3或CH3—CH=CH—CH3。二、鹵代烴中鹵素種類的確定1．試驗(yàn)原理R—X＋NaOHeq\o(→,\s\up17(H2O),\s\do15(△))R—OH＋NaXHNO3＋NaOH=NaNO3＋H2OAgNO3＋NaX=AgX↓＋NaNO3依據(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．試驗(yàn)步驟①取少量鹵代烴；②加入NaOH水溶液；③加熱；④冷卻；⑤加入稀HNO3酸化；⑥加入AgNO3溶液，視察沉淀的顏色。3．試驗(yàn)說(shuō)明(1)加熱是為了加快鹵代烴的水解反應(yīng)速率，而不同的鹵代烴水解難易程度不同。(2)加入稀HNO3酸化，一是為了中和過(guò)量的NaOH，防止NaOH和AgNO3反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，影響對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的視察和AgX沉淀的質(zhì)量；二是檢驗(yàn)生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)量的關(guān)系：R—X～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(guān)系來(lái)定量測(cè)定鹵代烴。[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]3．欲證明某一鹵代烴為溴代烴，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案。甲同學(xué)：取少量鹵代烴，加入NaOH的水溶液，加熱，冷卻后加入AgNO3溶液，若有淡黃色沉淀生成，則為溴代烴。乙同學(xué)：取少量鹵代烴，加入NaOH的乙醇溶液，加熱，冷卻后，用硝酸酸化，加入AgNO3溶液，若有淡黃色沉淀生成，則為溴代烴。關(guān)于甲、乙兩位同學(xué)的試驗(yàn)評(píng)價(jià)正確的是()A．甲同學(xué)的方案可行B．乙同學(xué)的方案可行C．甲、乙兩位同學(xué)的方案都有局限性D．甲、乙兩位同學(xué)的試驗(yàn)所涉及的鹵代烴的性質(zhì)一樣答案C解析甲同學(xué)讓鹵代烴水解，在加熱冷卻后沒(méi)有用稀硝酸酸化，由于OH－也會(huì)與Ag＋作用生成褐色的Ag2O，會(huì)掩蓋AgBr的淡黃色，不利于視察現(xiàn)象，所以甲同學(xué)的試驗(yàn)方案有局限性；乙同學(xué)是利用消去反應(yīng)讓鹵代烴中的鹵素原子變成離子，但是，不是全部的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng)，所以此法也有局限性。4．某一氯代烷1.85g，與足量NaOH水溶液混合加熱后用硝酸酸化，再加入足量的AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87g。(1)寫(xiě)出這種一氯代烷的各種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：______________________________________________。(2)若此一氯代烷與足量NaOH水溶液共熱后，不經(jīng)硝酸酸化就加AgNO3溶液，出現(xiàn)的現(xiàn)象為_(kāi)___________，寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)方程式__________________________。(3)能否用硝酸銀溶液干脆與鹵代烷反應(yīng)來(lái)鑒別鹵代烷？為什么？________________________________________________________________。答案(1)(2)將會(huì)產(chǎn)生褐色沉淀AgNO3＋NaOH=AgOH↓＋NaNO3、2AgOH=Ag2O＋H2O(3)不能，因鹵代烷中的鹵素均是以鹵原子的形式與碳原子結(jié)合的，不能與Ag＋反應(yīng)解析AgCl的物質(zhì)的量為eq\f(2.87g,143.5g·mol－1)＝0.02mol，一氯代烷的相對(duì)分子質(zhì)量為eq\f(1.85g,0.02mol)＝92.5g·mol－1，設(shè)其分子式為CnH2n＋1Cl，則12n＋2n＋1＋35.5＝92.5，n＝4，該鹵代烷為C4H9Cl。三、鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用1．引入羥基：通過(guò)鹵代烴的水解反應(yīng)會(huì)引入—OH。R—X＋NaOHeq\o(→,\s\up17(水),\s\do15(△))ROH＋NaX。2．引入不飽和鍵：通過(guò)鹵代烴的消去反應(yīng)會(huì)引入3．變更官能團(tuán)的位置通過(guò)鹵代烴的消去反應(yīng)獲得烯烴，再通過(guò)烯烴與HX在肯定條件下的加成反應(yīng)，又得到鹵代烴，但鹵素原子的位置發(fā)生了變更。例如由1-溴丙烷為主要原料，選擇相應(yīng)試劑制取少量2-溴丙烷，制取過(guò)程示例如下：4．變更官能團(tuán)的數(shù)目通過(guò)鹵代烴的消去反應(yīng)獲得烯烴，再通過(guò)烯烴與X2的加成反應(yīng)，得到二鹵代烴。例如由1-溴丙烷為主要原料，選擇相應(yīng)試劑制取少量1,2-二溴丙烷，制取過(guò)程示例如下：5．增長(zhǎng)碳鏈或構(gòu)成碳環(huán)鹵代烴能與多種金屬作用，生成金屬有機(jī)化合物，其中格氏試劑是金屬有機(jī)化合物中最重要的一類化合物，是有機(jī)合成中特別重要的試劑之一，它是鹵代烴在乙醚的存在下與金屬鎂作用，生成的有機(jī)鎂化合物，再與活潑的鹵代烴反應(yīng)，生成更長(zhǎng)碳鏈的烴。RX＋Mgeq\o(→,\s\up17(無(wú)水乙醚))RMgX，CH2=CHCH2Cl＋RMgCl→CH2=CHCH2R＋MgCl2。[對(duì)點(diǎn)練習(xí)]5．化合物Z由如下反應(yīng)得到：C4H9Br(X)eq\o(→,\s\up17(醇、△),\s\do15(NaOH))Yeq\o(→,\s\up17(Br2),\s\do15(CCl4))Z，Z的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不行能是()A．CH3CH2CHBrCH2Br B．CH3CH(CH2Br)2C．CH3CHBrCHBrCH3 D．CH2BrCBr(CH3)2答案B解析從合成途徑看，X→Y為消去反應(yīng)，Y→Z為加成反應(yīng)，故兩個(gè)—Br需加在相鄰的兩個(gè)碳原子上。6．依據(jù)下面的反應(yīng)路途及所給信息填空：(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____________，名稱是________。(2)①的反應(yīng)類型是________，③的反應(yīng)類型是____________。(3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式是____________________________________。答案(1)環(huán)己烷(2)取代反應(yīng)加成反應(yīng)本課歸納總結(jié)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)。1．下列關(guān)于鹵代烴的敘述正確的是()A．全部鹵代烴都是難溶于水，比水重的液體B．全部鹵代烴在適當(dāng)條件下都能發(fā)生消去反應(yīng)C．全部鹵代烴都含有鹵原子，都能發(fā)生取代反應(yīng)D．全部鹵代烴都是通過(guò)取代反應(yīng)制得的答案C解析鹵代烴中有氣態(tài)的；CH3Cl不能發(fā)生消去反應(yīng)；鹵代烴可以通過(guò)加成反應(yīng)制得。2．某學(xué)生將1-氯乙烷與NaOH溶液共熱幾分鐘后，冷卻，滴入AgNO3溶液，結(jié)果未見(jiàn)到白色沉淀生成，其主要緣由是()A．加熱時(shí)間太短B．不應(yīng)冷卻后再加入AgNO3C．加AgNO3溶液前未用稀HNO3酸化D．反應(yīng)后的溶液中不存在Cl－答案C解析用AgNO3溶液檢驗(yàn)Cl－時(shí)要在硝酸酸化的條件下進(jìn)行。3．如圖4-溴環(huán)己烯所發(fā)生的4個(gè)不同反應(yīng)。其中，產(chǎn)物只含有一種官能團(tuán)的反應(yīng)是()A．①④ B．③④C．②③ D．①②答案B解析已知發(fā)生四個(gè)反應(yīng)得到的產(chǎn)物如圖所示：只有Y、Z中只含一種官能團(tuán)。4．已知：依據(jù)圖示回答下列問(wèn)題。(1)寫(xiě)出A、E、F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A________，E____________，F(xiàn)________。(2)寫(xiě)出C的名稱：______________。(3)寫(xiě)出反應(yīng)②的化學(xué)方程式(包括反應(yīng)條件)：______________________。(4)寫(xiě)出①、④的反應(yīng)類型：①________，④____________。答案(1)CH2=CH2HOCH2CH2OH(2)1,2-二氯乙烷(3)ClCH2CH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up17(乙醇),\s\do15(△))CH2=CHCl＋NaCl＋H2O(4)加成反應(yīng)取代反應(yīng)(或水解反應(yīng))解析有機(jī)物A的分子式為C2H4，可知A為乙烯，乙烯和B反應(yīng)生成C，結(jié)合D和F的分子式可以推斷反應(yīng)①是乙烯和Cl2的加成反應(yīng)，C是