高中化学人教版有机化学基础第二章烃和卤代烃第三节卤代烃 公开课奖

人教版选修5高二年级第二章烃和卤代烃第三节卤代烃导学案2【学习目标】认识卤代烃的组成和结构特点，能够根据溴乙烷的分子结构分析推测其化学性质，会判断卤代烃的反应类型，知道卤代烃在有机合成中的应用。了解卤代烃对人类生活的影响，了解合理使用化学物质的重要意义。【学习过程】一溴乙烷的分子结构与性质1．溴乙烷的分子式为C2H5Br，结构简式为CH3CH2Br，官能团为—Br。2．纯净的溴乙烷是无色液体，沸点为38.4℃，密度比水大，难溶于水，易溶于乙醇等3．溴乙烷分子的C—Br键为极性键，容易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代。如溴乙烷与NaOH溶液共热时，溴乙烷分子中的溴原子被水分子中的羟基取代，反应的化学方程式是CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2OH＋NaBr，该反应类型是水解反应(或取代反应)，NaOH的作用是作催化剂，同时中和生成的HBr，平衡右移使反应比较彻底。4．按表中实验操作完成实验，并填写下表：实验操作实验现象实验结论将溴乙烷加到NaOH的乙醇溶液中加热，将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中反应产生的气体经水洗后，能使酸性KMnO4溶液褪色生成的气体分子中含有碳碳不饱和键(1)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热时，溴乙烷分子中的C—Br键及相邻C原子上的C—H键断裂，生成碳碳双键，反应的化学方程式是CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O。(2)消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)，而生成含不饱和键化合物的反应。[归纳总结]卤代烃的消去反应与水解反应的比较反应类型消去反应水解反应反应条件NaOH醇溶液、加热NaOH水溶液、加热断键规律卤代烃的结构特点与X相连的C的邻位C上有H原子含C—X键即可主要生成物烯烃或炔烃醇(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。(3)卤代烃中与卤素原子相连的碳原子若有两个相邻碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成两种产物。例如：发生消去反应的产物是CH2=CH—CH2—CH3或CH3—CH=CH—CH3。(4)二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入三键。例如：CH3—CH2—CHCl2＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH3—C≡CH↑＋2NaCl＋2H2O。二卤代烃及卤代烃中卤素原子的检验1．在烃分子中引入—X原子有以下两种途径：(1)烃与卤素单质的取代反应：①CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl；②；③。(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应：①CH3—CH=CH2＋Br2→CH3CHBrCH2Br；②CH2=CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化剂))CH3—CH2Br；③CH≡CH＋2Br2→CHBr2CHBr2；④CH≡CH＋HBreq\o(→,\s\up7(催化剂))CH2=CHBr。2．卤代烃：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。3．根据分子里所含卤素原子种类的不同，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃；根据分子中卤素原子数目的不同，卤代烃可分为一卤代烃和多卤代烃。4．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，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。5．卤代烃分子中虽然含有卤素原子，但C—X键在加热时一般不易断裂，在水溶液中不电离，无X－(卤素离子)存在，所以向卤代烃中直接加入AgNO3溶液，得不到卤化银(AgCl、AgBr、AgI)沉淀。检验卤代烃中的卤素，一般是先将其转化成卤素离子，再进行检验。检验卤代烃R—X中卤素原子的实验操作如下图所示：回答下列问题：(1)加热的目的是加快水解反应速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同。(2)加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰实验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)生成的AgX沉淀若为白色，则X为氯元素；若为淡黄色，则X为溴元素；若为黄色，则X为碘元素。(4)若上述卤代烃R—X为CH3CH2CH2Br，请写出检验溴元素的化学方程式：①CH3CH2CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2CH2OH＋NaBr，②HNO3＋NaOH=NaNO3＋H2O，③AgNO3＋NaBr=AgBr↓＋NaNO3。[归纳总结](1)卤代烃均属于非电解质，不能电离出X－，不能用AgNO3溶液直接检验卤代烃中卤素的存在。(2)将卤代烃中的卤素转化为X－也可用卤代烃的消去反应。(3)检验卤代烃中的卤素时，常出现的错误是忽略用稀硝酸酸化以中和NaOH。四、检测题1.下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2－CHBr2⑤⑥CH2Cl2A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④2.为了检验某氯代烃中的氯元素，现在进行如下操作。其合理的是()①取氯代烃少许，加入AgNO3溶液②取氯代烃少许与NaOH水溶液共热，然后加入AgNO3溶液③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④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A．①③ B．②④ C．③④ D．①④3.下列分子式表示的物质具有同分异构体的是()A．C3H7Cl B．C3H8C．CH2Cl2 D．CH4.下列物质中，加入少量硝酸酸化的AgNO3溶液，能得到沉淀的是()A．C2H5Br B．氯水C．溴的CCl4溶液 D．KClO3溶液5.某有机物的结构简式为，下列叙述中不正确的是()A．1mol该有机物在加热和催化剂作用下，最多能和4molH2反应B．该有机物能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色C．该有机物遇AgNO3溶液产生白色沉淀D．该有机物在一定条件下，能发生消去反应或取代反应6.欲证明某一卤代烃为溴代烃，甲、乙两同学设计了如下方案。甲同学：取少量卤代烃，加入NaOH的水溶液，加热，冷却后加入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。乙同学：取少量卤代烃，加入NaOH的乙醇溶液，加热，冷却后，用硝酸酸化，加入AgNO3溶液，若有淡黄色沉淀生成，则为溴代烃。关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是()A．甲同学的方案可行B．乙同学的方案可行C．甲、乙两位同学的方案都有局限性D．甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样7.1­溴丙烷和2­溴丙烷分别与氢氧化钠的乙醇溶液共热的反应中，两反应()A．碳氢键断裂的位置相同B．碳溴键断裂的位置相同C．产物相同，反应类型相同D．产物不同，反应类型相同8.在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图，，则对该卤代烃的下列说法中正确的是()A．不能发生水解反应和消去反应B．能发生水解反应，条件是强碱的醇溶液且加热，被破坏的键是①和④C．能发生消去反应，条件是强碱的水溶液且加热，被破坏的键是①和②D．发生水解反应时，被破坏的键是①；发生消去反应时，被破坏的键是①和③9.某液态卤代烃R—X(R是烷基，X是卤素原子)的密度ag/cm3，该卤代烃可以与稀碱液发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的相对分子质量，拟定的实验方案如下：①准确量取该卤代烃bmL，放入锥形瓶中。②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发生反应。③反应完全后，冷却溶液，加稀硝酸酸化，滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀。④过滤、洗涤、干燥后称量，得固体cg。回答下列问题：(1)装置中长玻璃管的作用是；(2)步骤④中，洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的________离子；(3)该卤代烃中所含卤素的名称是_______，判断的依据是______；(4)该卤代烃的相对分子质量是________(列出计算式)；(5)如果在步骤③中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤④中测得的c徝______。A．偏大B．偏小C．不变10.为了测定某饱和卤代烃的分子中卤素原子的种类和数目，可按下列步骤进行实验：eq\x(准确量取mL液体试样)→eq\x(加过量的NaOH溶液)→eq\x(反应完全后冷却)→eq\x(加入过量硝酸)→eq\x(加入AgNO3溶液至沉淀完全)→eq\x(过滤并洗涤沉淀)→eq\x(干燥后称量质量为g)回答下列问题：(1)准确量取mL液体所用仪器是________；(2)加入AgNO3溶液时产生的沉淀为浅黄色，则此卤代烃中的卤素原子是________；(3)已知此卤代烃液体的密度是1.65g·mL－1，其蒸气对甲烷的相对密度是，则每个此卤代烃分子中卤素原子的数目为________；此卤代烃的结构简式为______________________________________。参考答案1.【解析】根据卤代烃消去反应的实质，分子中与连接卤素原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃不能发生消去反应。(CH3)3CCH2Cl不能发生消去反应；因CH2Cl2分子中只有一个碳原子故其也不能发生消去反应。此外C6H5Cl若发生消去反应以后，将破坏苯环稳定性，故C6H5Cl也不能发生消去反应。理解有机反应，要注意反应的实质：卤代烃发生消去反应时，断裂的是两种化学键—碳卤键和碳氢键，且不在同一个碳原子上，而是在两个相邻的碳原子上，因此并不是所有的卤代烃都能发生消去反应。不能发生消去反应的卤代烃有两类：①只有一个碳原子的卤代烃，如CH3Cl；②与连接卤原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃，如(CH3)3CCH2Cl。【答案】A2.【解析】检验氯代烃中是否含有氯元素时，由于氯代烃中的氯元素并非游离态的Cl－，故应加入NaOH水溶液或NaOH的醇溶液，并加热，先使氯代烃水解或发生消去反应，产生Cl－，然后加入稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定氯代烃中含有氯元素。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。【答案】C3.【解析】C3H7Cl的同分异构体为CH3CH2CH2Cl、，故选A。【答案】A4.【解析】C2H5Br不能电离，在酸性条件下也不发生水解(取代)反应，故溶液中没有Br－，因此，加入少量硝酸酸化的AgNO3溶液，不能得到沉淀。氯水中有Cl－，故能生成AgCl沉淀。溴的CCl4溶液中既没有Br－也没有Cl－，也不能生成沉淀。KClO3能电离出K＋和ClOeq\o\al(－,3)，不能电离出Cl－，故也不能得到沉淀。【答案】B5.【解析】1个分子中含1个苯环、1个双键，所以1mol该有机物能消耗4mol氢气，A项正确；分子中含双键，所以能与溴水和酸性KMnO4溶液反应使之褪色，B项正确；分子中的氯原子与分子中的碳原子形成的是共价键，不能与AgNO3溶液反应，C项错误；卤代烃能水解即能发生取代反应，该有机物也能发生消去反应，D项正确。【答案】C6.【解析】甲同学让卤代烃水解，在加热冷却后没有用稀硝酸酸化，由于OH－也会与Ag＋作用生成褐色的Ag2O，会掩盖AgBr的淡黄色，不利于观察现象，所以甲同学的实验有局限性；乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离子，但是，不是所有的卤代烃都能发生消去反应，所以此法也有局限性。【答案】C7.【解析】1­溴丙烷中所断C—H在2号位、C—Br在1号位；2­溴丙烷中所断C—H在1号位，C—Br在2号位。发生的均是消去反应，产物均为丙烯。【答案】C8.【解析】卤代烃的水解反应实质上就是取代反应，反应中—X被—OH取代了，所以被破坏的只有①；卤代烃的消去反应是相邻两个碳原子上的一个—X和一个—H一同被脱去，而生成不饱和烃和卤化氢的反应，被破坏的键应该是①和③。【答案】D9.【解析】(1)因R—X(属于卤代烃)的熔沸点较低，加热时易挥发，所以装置中长导管的作用是防止卤代烃挥发和冷凝回流。(2)醇(ROH)虽然能与水互溶，但不能电离，所以沉淀AgX上吸附的离子只能是Na＋、NOeq\o\al(－,3)和Ag＋。(3)因为所得的AgX沉淀为白色，所以该卤代烃中所含卤素是氯。(4)R—Cl～AgClMag/mL×bmLcgM＝eq\f,c)。(5)若加HNO3的量不足，未将溶液酸化，则沉淀中还有Ag2O沉淀，故测得的c值将偏大。【答案】（1）防止卤代烃挥发和冷凝回流（2）Na＋、NOeq\o\al(－,3)和Ag＋（3）氯、所得AgX沉淀为白色（4）M＝eq\f,c)（5）A10.【解析】(1)因为所量卤代烃液体体积为mL，又因碱式滴定管有橡胶，会