【同步课堂】2020年化学人教版选修5教案：2-3-卤代烃

第三节卤代烃●课标要求1．生疏卤代烃的典型代表物的组成和结构特点。2．知道卤代烃与其他衍生物(醇、酚、醛、羧酸、酯)的转化关系。3．依据有机化合物组成和结构的特点，生疏加成、取代和消去反应。4．结合生产、生活实际了解某些烃、烃的衍生物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的平安使用问题。●课标解读1.把握溴乙烷的组成和结构。2．理解溴乙烷水解(取代)反应和消去反应的原理及推断。3．理解卤代烃在有机合成中的桥梁作用。4．氟利昂等卤代烃作为制冷剂时，对环境的影响——臭氧空洞。●教学地位卤代烃是有机合成的重要桥梁，是引入其他官能团的重要物质。有机合成是高考命题的必考点，尤其是以卤代烃为中间产物的官能团转化(如—X转化为—OH、消去—X转化为CC或—C≡C—)更是高考的热点。●新课导入建议足球运动员在竞赛中腿部受伤常喷洒一种液体物质，使受伤部位皮肤表面温度突然下降，减轻伤员的痛感，这种物质的主要成分属于卤代烃。日常生活中经常用到卤代烃，如塑料水管PVC材料聚氯乙烯及生产原料氯乙烯，不粘锅内涂材料聚四氟乙烯等。溴乙烷是一类重要的卤代烃，也是一种重要的化工原料，今日我们主要学习有关溴乙烷的性质。●教学流程设计课前预习支配：看教材P41－42，填写【课前自主导学】，并完成【思考沟通】1、2。⇒步骤1：导入新课，本课教学地位分析。⇒步骤2：对【思考沟通】1、2进行提问，反馈同学预习效果。⇒步骤3：师生互动完成【探究1】。可利用【问题导思】中的设问作为主线。⇓步骤7：通过【例2】和教材P42“科学探究”讲解研析，对“探究2卤代烃中卤素的检验”中留意的问题进行总结。⇐步骤6：师生互动完成【探究2】，以【问题导思】的设问作为主线。⇐步骤5：指导同学自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】3、5题。⇐步骤4：通过【例1】和教材P41和P42【思考沟通】讲解研析，对“探究1卤代烃的消去反应和水解反应”中留意的问题进行总结。⇓步骤8：指导同学自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中1、2、4题。⇒步骤9：引导同学自主总结本课时主干学问，然后对比【课堂小结】。布置课下完成【课后知能检测】。课标解读重点难点1.生疏溴乙烷的结构特点和主要化学性质。2.理解卤代烃的结构特点、物理性质、化学通性以及卤代烃在合成中的桥梁作用。3.培育规律思维力量与进行科学探究的力量。1.卤代烃水解、消去反应的断键方式。(重点)2.卤代烃同分异构体的书写及推断。(难点)3.卤代烃在有机合成中官能团的转化。(重难点)卤代烃1.定义烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物，通式为R—X，官能团是—X。2．分类按分子中所含卤素原子种类的不同，分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。3．物理性质(1)状态：常温下，大多数卤代烃为液体或固体。(2)溶解性：卤代烃都不溶于水，能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。1．卤代烃属于烃类吗？【提示】卤代烃不属于烃类。烃是只含C、H两种元素的化合物，而卤代烃是指烃中的氢原子被卤素原子取代后的产物，其中含有卤素原子，属于烃的衍生物。溴乙烷1.分子组成和结构分子式：C2H5Br，结构式：CHHHCHHBr，结构简式：CH3CH2Br。2．物理性质颜色状态密度溶解性无色液体ρC2H5Br>ρH2O不溶于水，易溶于有机溶剂3.化学性质C2H5Breq\o(――→,\s\up15(取代水解),\s\do15())C2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(水),\s\do15(△))C2H5OH＋NaBreq\o(――→,\s\up15(消去反应),\s\do15())C2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O2．如何用试验证明溴乙烷在水中能否电离出Br－？【提示】将溴乙烷与AgNO3溶液混合，振荡、静置，溶液分层，无浅黄色沉淀产生，证明溴乙烷不能电离出Br－。卤代烃对人类生活的影响1.用途：用作制冷剂、灭火剂、溶剂等。2．危害：对臭氧层有破坏作用，使臭氧层产生“臭氧空洞”。卤代烃的消去反应和水解反应【问题导思】①卤代烃在肯定条件下，都能发生水解和消去反应吗？【提示】卤代烃都能发生水解反应，不肯定能发生消去反应。②卤代烃发生消去反应时，分子结构需具备什么条件？【提示】与卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳原子上连有氢原子。③卤代烃发生水解或消去反应的产物分子中，碳架结构是否发生变化？【提示】不变化。消去反应取代反应反应条件NaOH醇溶液、加热NaOH水溶液、加热实质失去HX分子，形成不饱和键—X被—OH取代断键位置C—X与C—H断裂C—X断裂对卤代烃的结构要求(1)含有两个或两个以上的碳原子；(2)与卤素原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子绝大多数卤代烃可以水解化学反应特点有机物碳骨架不变，官能团由—X变为CC或—C≡C—有机物碳骨架不变，官能团由—X变为—OH主要产物烯烃或炔烃醇1．有两个相邻碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可能生成不同的产物。例如：CHCH3ClCH2CH3发生消去反应的产物为CHCH2CH2CH3或CHCH3CHCH3。2．二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\up15(乙醇),\s\do15(△))CCH3CH＋2NaCl＋2H2O(2011·全国高考Ⅰ，节选)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：其中，反应①的产物名称是________，反应②的反应试剂和反应条件是________________，反应③的反应类型是____________。【解析】反应①的产物名称氯代环戊烷；反应②的反应为卤代烃的消去反应，所需试剂是NaOH的醇溶液，反应条件是加热。【答案】氯代环戊烷氢氧化钠的乙醇溶液，加热加成反应卤代烃发生水解反应和消去反应的条件不同。碱醇溶液，加热—消去反应；碱水溶液，加热——水解反应。1．由2­氯丙烷制取少量的1,2­丙二醇时，需要经过的反应是()A．加成→消去→取代B．消去→加成→水解C．取代→消去→加成D．消去→加成→消去【解析】由题意，要制1,2­丙二醇，需先使2­氯丙烷发生消去反应制得丙烯：CH3CHCH3Cl＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CH3—CH===CH2↑＋NaCl＋H2O；再由丙烯与Br2加成生成1,2­二溴丙烷：CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CH—CH2BrBr，最终1,2­二溴丙烷水解得产物1,2­丙二醇：CH3CH—CH2BrBr＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(水),\s\do15(△))CH3CH—CH2OHOH＋2NaBr。【答案】B卤代烃中卤素的检验【问题导思】①卤代烃属于电解质吗？【提示】卤代烃属于非电解质，在水溶液中不发生电离。②检验卤代烃中的卤素时，能否向卤代烃中直接加入AgNO3溶液？【提示】不能。卤代烃中无卤素离子，不能与Ag＋反应。③能否向卤代烃的水解液中直接加入AgNO3溶液，检验卤素离子？【提示】不能。水解液呈碱性，OH－干扰卤素离子的检验。④能否利用消去反应来检验卤代烃中卤素的存在？【提示】不能。有些卤代烃不发生消去反应，无法得到X－。1．试验原理R—X＋H2Oeq\o(――→,\s\up15(NaOH),\s\do15(△))R—OH＋HXHX＋NaOH===NaX＋H2OHNO3＋NaOH===NaNO3＋H2OAgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3依据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素：AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。2．试验步骤(1)取少量卤代烃；(2)加入NaOH溶液；(3)加热(加热是为了加快水解反应速率)；(4)冷却；(5)加入稀HNO3酸化(加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰试验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀HNO3)；(6)加入AgNO3溶液即R—Xeq\o(――→,\s\up15(加NaOH水溶液),\s\do15(△))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(R—OH,NaX))eq\o(――→,\s\up15(加稀HNO3酸化))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(R—OH,HX))eq\o(――→,\s\up15(加AgNO3))溶液eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若产生白色沉淀，卤原子为Cl,若产生浅黄色沉淀，卤原子为Br,若产生黄色沉淀，卤原子为I))在试验室鉴定氯酸钾晶体和1­氯丙烷中的氯元素，现设计了下列试验操作程序：①滴加AgNO3溶液；②加入NaOH溶液；③加热；④加催化剂MnO2；⑤加蒸馏水过滤后取滤液；⑥过滤后取残渣；⑦用HNO3酸化。(填序号)(1)鉴定氯酸钾中氯元素的操作步骤依次是________。(2)鉴定1­氯丙烷中氯元素的操作步骤依次是______。【解析】(1)鉴定KClO3中氯元素须将ClOeq\o\al(－,3)转化为Cl－；即KClO3eq\o(――→,\s\up15(MnO2),\s\do15(△))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(KCl,MnO2))eq\o(――→,\s\up15(溶解),\s\do15(过滤))KCl溶液eq\o(――→,\s\up15(AgNO3/HNO3))AgCl↓。(2)1­氯丙烷为非电解质，鉴定其中的氯元素时须将C3H7Cl中的氯原子转化为Cl－，即C3H7Cleq\o(――→,\s\up15(NaOH溶液),\s\do15(△))NaCl溶液eq\o(――→,\s\up15(HNO3酸化/AgNO3溶液))AgCl↓。【答案】(1)④③⑤⑦①(2)②③⑦①检验卤代烃中的卤素时，易错点是忽视用稀硝酸酸化水解液，以防止Ag＋＋OH－===AgOH↓，造成干扰。2．为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行如下操作。其中合理的是()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．①③B．②④C．③④D．①④【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AgNO3溶液，依据产生白色沉淀确定氯代烃中含有氯元素。先加稀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】C1．溴乙烷分子的3种表示式：(1)分子式：C2H5Br，(2)结构式：CHHHCHHBr，(3)结构简式：CH3CH2Br2．溴乙烷的4种物理性质无色、液体、密度比水大，难溶于水3．2个重要的化学反应方程式C2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(水),\s\do15(△))C2H5OH＋NaBrC2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O1．常温常压下为无色液体，而且密度大于水的是()①苯②硝基苯③溴苯④四氯化碳⑤溴乙烷⑥乙酸乙酯A．①⑥ B．②③④⑥C．②③④⑤ D．③④⑤⑥【解析】题给六种物质均为无色液体，其中苯、乙酸乙酯的密度小于水。【答案】C2．下列分子中，核磁共振氢谱中有3个峰的是()A．一氯甲烷 B．溴乙烷C．1­氯丙烷 D．邻氯甲苯【解析】A项，CH3Cl中只有1种化学环境不同的氢原子；B项，CH3CH2Br中有2种化学环境不同的氢原子；C项，CH3CH2CH2Cl有3种化学环境不同的氢原子；D项，有5种化学环境不同的氢原子。【答案】C3．(2021·福州高二质检)1溴丙烷和2溴丙烷分别和NaOH的醇溶液混合加热，则()A．产物不同B．产物相同C．碳氢键的断裂位置相同D．碳溴键的断裂位置相同【解析】2-溴丙烷的消去方式：CHHHCHBrCH3＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CH2CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(170℃))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrB．CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrC．CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(NaOH醇溶液))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(HBr))CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrD．CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(NaOH醇溶液))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2Br【解析】在有机物的制备反应中，应选择的合成路线是用完量少的步骤，生成副反应产物干扰最少的主产物。【答案】D9．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2—CHBr2⑤Br⑥CH2Cl2A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④【解析】依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，将破坏苯环的稳定性，故C6H5Cl也不能发生消去反应。【答案】A10．将1­氯丙烷跟NaOH的醇溶液共热，生成的产物再跟溴水反应，得到一种有机物，它的同分异构体有几种()A．2种B．3种C．4种D．5种【解析】在NaOH醇溶液中，1­氯丙烷发生消去反应：CH3CH2CH2Cl＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CH2===CH—CH3↑＋NaCl＋H2O，丙烯加溴后，生成1,2­二溴丙烷，即CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2—CH—CH3BrBr，它的同分异构体有三种。【答案】B11．依据下面的合成路线及所给信息填空：Aeq\o(――→,\s\up15(Cl2，光照),\s\do15(①))Cleq\o(――→,\s\up15(NaOH，乙醇，△),\s\do15(②))eq\o(――→,\s\up15(Br2的CCl4溶液),\s\do15(③))Beq\o(――→,\s\up15(),\s\do15(④))(1)A的结构简式是________，名称是________。(2)①的反应类型是________，③的反应类型是________。(3)反应④的化学方程式是________________________________________________________________________。【解析】由反应①：A在光照条件下与Cl2发生取代反应得Cl，从而推知A的结构简式为；反应②是Cl在NaOH的醇溶液中共热发生消去反应生成；反应③应是在Br2的CCl4溶液中发生加成反应生成B：BrBr；反应④是BrBr在NaOH、乙醇、加热的条件下发生消去反应，脱去2个HBr分子得到。【答案】(1)环己烷(2)取代反应加成反应(3)BrBr＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))＋2NaBr＋2H2O12．下列框图是八种有机化合物的转化关系，请回答下列问题：A(CH3CHCH3CH—CH3CH3)eq\o(――→,\s\up15(①),\s\do15(Cl2、光照))B(CH3CH—CClCH3)CH3CH3eq\o(――→,\s\up15(②),\s\do15(NaOH、△、醇))C2eq\o(――→,\s\up15(Br2),\s\do15(③))D2NaOH、△、醇,④Eeq\o(――→,\s\up15(Br2),\s\do15(⑤))F11,4­加成产物F21,2­加成产物C1请回答下列问题：(1)依据系统命名法，化合物A的名称是________。(2)上述框图中，①是________反应，③是________反应。(填反应类型)(3)化合物E是重要的工业原料，写出由D生成E的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)C1的结构简式是________；F1的结构简式是________。F1和F2的关系为________。【答案】(1)2,3­二甲基丁烷(2)取代加成(3)CBrH3CCH3CBrCH3CH3＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CCH2H3CCCH3CH2＋2NaBr＋2H2O(4)CH3CHCH3CCH3CH2CH3CCH2BrCCH3CH2Br同分异构体13．已知R—CH===CH2＋HX―→R—CH—CH2XH(主要产物)下列转化中A、B分别是化学式C3H7Cl的两种同分异构体，请依据转化关系和反应条件，推断并写出：(1)A、B、C、D、E的结构简式。(2)由E转化为B，由D转化为E的化学方程式。【解析】由C3H7Cl的两种同分异构体为CH3CH2CH2—Cl和CHClCH3CH3，由信息可知B为CH3—CH—CH3Cl，则A肯定为CH3CH2CH2—Cl，C为CH3CH2CH2OH，D为CHOHCH3CH3，E为CH3—CH===CH2。【答案】(1)A：CH3CH2CH2ClB：CHClCH3CH3C：CH3CH2CH2OHD：CHOHCH3CH3E：CH3—CH===CH2(2)CH3—CH===CH2＋HCl―→CHClCH3CH3CHOHCH3CH3eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))CH3—CH===CH2↑＋H2O14．依据下面的反应路线及所给信息，回答下列问题：Aeq\f(Cl2,光照)Beq\f(NaOH/醇,△①)Deq\o(――→,\s\up15(Br2/CCl4),\s\do15(②))Eeq\o(――→,\s\up15(NaOH/H2O),\s\do15(③))FCeq\f(NaOH/醇,△)(1)11.2L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88gCO2和45gH2O。A的分子式是________________________________________________________________________。(2)B和C均为一氯代烃，它们的名称(系统命名)分别为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)D的结构简式________________，D中碳原子是否都处于同一平面？________。(4)E的同分异构体的结构简式是___________________________________________________________________________________________________