高二化学选择性必修3导学案 第三章 第一节
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第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
[明确学习目标] 1.掌握卤代烃发生取代反应和消去反应的条件及有关反应方程式。2.掌握卤代烃中确定卤素原子种类的方法。
卤代烃
1．定义
烃分子中的氢原子被□01卤素原子取代后生成的化合物，官能团是□02碳卤键。
2．分类
3．物理性质
状态 常温下，大多数卤代烃为□07液体或□08固体
溶解性 所有卤代烃都□09不溶于水，可溶于大多数有机溶剂
溴乙烷
1．分子结构
2．物理性质
溴乙烷为密度比水大的无色液体，沸点为38.4 ℃，□05难溶于水，可溶于多种有机溶剂。
3．化学性质
(1)取代反应(水解反应)
①条件：□06NaOH水溶液、□07加热。
②反应方程式：CH3CH2Br＋NaOH――→水△CH3CH2OH＋NaBr。
(2)消去反应
①概念：有机化合物在一定条件下，从一个分子中□08脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)，而生成含□09不饱和键化合物的反应。
②卤代烃的消去反应
a．条件：□10强碱的醇溶液、加热。
b．反应方程式：CH3CH2Br＋NaOH――→乙醇△□11CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高。( )
(2)溴乙烷与NaOH水溶液共热生成乙烯。( ) (3)卤代烃属于烃。( )
(4)溴乙烷通常用乙烯与溴化氢反应来制取。( )
(5)氯乙烯能加成聚合生成聚氯乙烯。( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．运动员的腿部肌肉不小心挫伤，队医马上对准该运动员的受伤部位喷射一种名叫氯乙烷的药剂(沸点约为12 ℃)进行冷冻麻醉处理。关于氯乙烷的说法不正确的是( )
A．在一定条件下能发生水解反应
B．一定条件下反应可以制备乙烯
C．该物质易溶于水
D．该物质官能团的名称是碳氯键
答案 C
解析 卤代烃都不溶于水，C错误。
3．下表为部分一氯代烷的结构简式和一些实验数据。
序号 结构简式 沸点/℃ 相对密度
① CH3Cl －24.2 0.9159
② CH3CH2Cl 12.3 0.8978
③ CH3CH2CH2Cl 46.6 0.8909
④ CH3CHClCH3 35.7 0.8617
⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78.44 0.8862
⑥ CH3CH2CHClCH3 68.2 0.8732
⑦ (CH3)3CCl 52 0.8420
下列对表中物质与数据的分析归纳，错误的是( )
A．物质①②③⑤互为同系物
B．一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高
C．一氯代烷的沸点随着碳原子数的增多而趋于升高
D．一氯代烷的相对密度随着碳原子数的增多而趋于减小 答案 B
解析 物质①②③⑤同属于饱和烷烃的一氯代物，结构相似，且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团，故互称同系物，A正确；由⑥⑦两组数据可知，支链越多，沸点越低，B错误；随着碳原子数的增多，一氯代烷的沸点趋于升高，相对密度趋于减小，C、D正确。
4．在卤代烃R—CH2—CH2—X中，化学键如下图所示，下列说法正确的是( )
A．发生水解反应时，被破坏的键是①和③
B．发生消去反应时，被破坏的键是①和③
C．发生水解反应时，被破坏的键是①和④
D．发生消去反应时，被破坏的键是①和②
答案 B
解析 发生水解反应时，—OH取代—X，被破坏的键只有①；发生消去反应时，消去的是卤素原子和连有卤素原子的碳原子相邻碳原子上的氢，故被破坏的键为①③。
5．根据下面的反应路线填空：
(1)A的结构简式是________，名称是________。
(2)填写以下反应的反应类型：
①____________；②____________；③____________。
(3)反应④反应试剂及反应条件：__________________。
(4)反应②的化学方程式为______________________________________；B水解的化学方程式为____________________________________________。
答案 (1) 环己烷 (2)取代反应 消去反应 加成反应
(3)NaOH的醇溶液、加热
(4)
解析 A与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯环己烷，则A为，一氯环己烷发生卤代烃的消去反应生成环己烯，环己烯与溴发生加成反应生成的D为，由E的结构可知，D在氢氧化钠的醇溶液、加热条件下发生消去反应生成1,3-环己二烯(E)。
知识点一 卤代烃的消去反应和水解反应
1．卤代烃消去反应与水解反应对比表
2．二者反应机理的区别 以溴乙烷为例，由其分子结构可知，条件不同，其断键位置不同：
(1)在强碱的水溶液中，在b处断键，发生取代(水解)反应。
(2)在强碱的醇溶液中，在a、b处断键，发生消去反应。
3．二者是平行的竞争反应
在强碱的水溶液中，有利于发生取代(水解)反应生成醇；在强碱的醇溶液中，因有醇的存在，抑制了醇的生成，使反应趋向于发生消去反应，也正因为如此，消去反应易发生副反应。
[解析] 本题给出的四个选项都能发生水解反应，但能发生消去反应的卤代烃的结构特征为，即连有卤素原子碳原子的相邻碳原子上至少有一个氢原子。A、C、D三项，与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有H原子，不能发生消去反应。B选项，消去反应产生的有机物为。
[答案] B 方法规律
三类不能发生消去反应的卤代烃
(1)卤代烃分子中必须含有两个或两个以上的碳原子，CH3Br只含1个碳原子，故不能发生消去反应。
(2)与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。、(CH3)3CCH2Br都不能反应。
(3)直接连接在苯环上的卤素原子不能发生消去反应。如。
[练1] 下列卤代烃在KOH的醇溶液中加热不能发生消去反应的是( )
①C6H5Cl ②(CH3)2CHCH2Cl ③(CH3)3CCH2Cl
④CHCl2—CHBr2 ⑤ ⑥CH2Cl2
A．①③⑥ B．②③⑤ C．②④ D．全部
答案 A
解析 (CH3)3CCH2Cl不能发生消去反应，因为与—Cl相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子；CH2Cl2也不能发生消去反应，因其分子中只有一个碳原子。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。
[练2] 下列各组中的反应，属于同一反应类型的是( )
A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇
B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸
C．由氯代环己烷制环己烯；由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷
D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇
答案 D
解析 A项由溴丙烷水解制丙醇为取代反应，由丙烯与水反应制丙醇为加成反应；B项由甲苯硝化制对硝基甲苯为硝化反应(取代反应)，由甲苯氧化制苯甲酸为氧化反应；C项由氯代环己烷制环己烯为消去反应，由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷为加成反应；D项由乙酸和乙醇制乙酸乙酯为酯化反应(取代反应)，由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇为水解反应(取代反应)。
知识拓展
(1)与卤素原子相连的碳原子有两种或三种邻位碳原子，且邻位碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应时可生成不同的产物。
(2) 型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R。
知识点二 卤代烃中卤素原子的检验
1．实验原理
R—X＋NaOH――→H2O△R—OH＋NaX
HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3
2．实验操作流程
3．实验结论推测
[解析] 本实验的反应原理是：
R—X＋NaOH―→R—OH＋NaX，HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O，NaX＋AgNO3===AgX↓＋NaNO3。
(1)因有的R—X的熔、沸点较低，加热时易挥发，所以装置中的长玻璃管的作用是防止卤代烃挥发(或冷凝回流)。
(2)R—OH虽然能与水互溶，但难以电离，所以沉淀AgX吸附的离子只能是Na＋、NO－3和过量的Ag＋。
(3)因所得卤化银AgX沉淀是白色的，所以该卤代烃中所含的卤素是氯。
(4)R—Cl ～ AgCl
Mr 143.5
a g·cm－3·b mL c g
Mra g·cm－3·b mL＝143.5c g Mr＝143.5abc。
(5)若加入的酸不足，则步骤④所得的固体还会混有Ag2O，使其质量c偏大。
[答案] (1)防止卤代烃挥发(或冷凝回流)
(2)Ag＋、Na＋和NO－3
(3)氯 得到的卤化银沉淀是白色的
(4)143.5abc (5)A
易错警示
卤代烃中卤素原子检验的常见误区
(1)直接检验
向卤代烃中加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，无明显现象。因为卤代烃是非电解质且不溶于水，向其中加入水溶液只会出现分层，由于没有卤素离子的存在，故不能与Ag＋发生离子反应而产生卤化银沉淀。
(2)未加稀硝酸酸化
向卤代烃水解反应后的溶液中，直接加AgNO3溶液，此时生成卤化银的同时，还会有AgOH生成，而AgOH在水中会迅速转化为黑色的Ag2O沉淀，从而干扰对卤素离子的检验。因此应将水解后的溶液用稀硝酸酸化后，才能用AgNO3溶液来检验卤素离子。
[练3] 某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，最终未得到白色沉淀，其主要原因是( )
A．加热时间太短
B．不应冷却后再加入AgNO3溶液
C．加AgNO3溶液前未用稀HNO3酸化
D．反应后的溶液中不存在Cl－
答案 C
解析 检验时应先加入过量的稀HNO3中和未反应完的NaOH，然后再加入AgNO3溶液，可以检验Cl－的存在。
[练4] 在实验室里鉴定氯酸钾晶体和1-氯丙烷中的氯元素，现设计了下列
