2020版高考化学一轮复习 第3节 卤代烃教师用书(选修5)
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第3节 卤代烃[考试说明] 1.掌握卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。
2.了解加成反应、取代反应和消去反应。
[命题规律] 卤代烃是有机合成的中间产物,高考中考查的机率比较大,主要考查卤代烃的水解反应和消去反应以及卤素原子的检验等。
知识梳理1.组成与结构(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被□01卤素原子取代后生成的化合物。
饱和一元卤代烃的通式为□02C n H 2n +1X 。
(2)官能团是□03—X(F 、Cl 、Br 、I)。
2.物理性质(1)通常情况下,除□04CH 3Cl 、CH 3CH 2Cl 、CH 2===CHCl 等少数为气体外,其余为液体或固体。
(2)沸点①比同碳原子数的烷烃沸点□05高; ②互为同系物的卤代烃,沸点随分子内碳原子数的增加而□06升高。
(3)溶解性:水中□07难溶,有机溶剂中□08易溶。
(4)密度:一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余比水大。
3.化学性质 (1)水解反应①反应条件:□09氢氧化钠水溶液,加热。
②C 2H 5Br 水解的反应方程式为 □10C 2H 5Br +NaOH ――→H 2O △C 2H 5OH +NaBr 。
③用R —X 表示卤代烃,水解方程式为 □11R —X +NaOH ――→H 2O△R —OH +NaX 。
(2)消去反应 ①概念有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如□12H 2O 、HBr 等),而生成含□13不饱和键(如□14碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应。
②反应条件:□15氢氧化钠醇溶液,加热。
③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为 □16C 2H 5Br +NaOH ――→醇△CH 2===CH 2↑+NaBr +H 2O 。
④+2NaOH ――→醇△□17CHCH↑+2NaX +2H 2O 。
4.卤代烃的获取方法 (1)取代反应如乙烷与Cl 2:□18CH 3CH 3+Cl 2――→光CH 3CH 2Cl +HCl ;苯与Br 2:□19;C 2H 5OH 与HBr :□20C 2H 5OH +HBr ――→△C 2H 5Br +H 2O 。
第二章烃和卤代烃第三节卤代烃一、教学目标【知识与技能】1、掌握溴乙烷的主要化学性质,理解在NaOH水溶液中发生的取代反应和在NaOH醇溶液中发生的消去反应。
2、了解卤代烃的一般通性和用途,并通过对有关卤代烃数据的分析、讨论,培养学生的分析、综合能力。
3、对氟利昂对环境的不良作用有一个大致的印象,增强环境保护意识。
【过程与方法】注意“结构决定性质”的思想,即卤代烃中的官能团——卤素原子(—X)决定了卤代烃的化学性质。
【情感、态度与价值观】分析有关卤代烃所发生化学反应的反应类型和反应规律,培养学生的逻辑思维能力和进行科学探究的能力。
二、教学重点溴乙烷的结构特点和主要化学性质三、教学难点溴乙烷发生取代反应和消去反应的基本规律四、课时安排1课时五、教学过程【引入】师:在高一我们就已经接触了1,2—二溴乙烷、氯乙烯、溴苯,它们属于烃的衍生物中的一类。
像这些在结构上可以看作是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物,称为卤代烃。
下面我们先来学习卤代烃的代表物——溴乙烷。
【板书】第三节卤代烃一、溴乙烷1、溴乙烷的分子结构分子式:C2H5Br 结构简式:C2H5Br或者CH3CH2Br (官能团:—Br)师:从结构上看,溴乙烷可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被溴原子取代后的产物,但由于官能团是(—Br),所以它的性质与乙烷有很大的差别。
【板书】2、物理性质溴乙烷是无色液体,沸点38.4ºC,密度比水大,难溶于水,易溶于有机溶剂。
师:从溴乙烷的核磁共振氢谱图中可以看到有两个吸收峰,可见只有其分子中只含两种不同的氢原子。
接下来我们重点学习溴乙烷的化学性质。
【板书】3、化学性质(1)溴乙烷的水解反应CH3CH2—Br + NaOH→CH3CH2—OH + NaBr【讲解】强调溴乙烷的水解反应的条件:碱性条件下水解。
【提问】1、乙烯与溴发生加成反应生成1,2—二溴乙烷;乙烯如何加成反应生成溴乙烷?2、溴乙烷能否生成乙烯?3、溴乙烷中的化学键如何断裂才能生成乙烯?(引导学生根据溴乙烷的结构分析、思考溴乙烷化学键可能的断裂方式。
第2节烃[考试说明] 1.掌握烷、烯、炔和芳香烃的结构与性质。
2.能举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
[命题规律] 本节内容是有机化学的基础,也是高考考查的重要内容。
主要考点有:一是几种烃的代表物的结构与性质;二是判断有机分子的共线共面情况,命题往往以乙烯、乙炔、苯及甲烷为母体,考查有机分子的空间结构;三是考查有机物的燃烧规律。
考点1 脂肪烃的结构和性质知识梳理1.烷烃、烯烃、炔烃的组成及结构特点2.脂肪烃的物理性质3.脂肪烃的化学性质(1)氧化反应(2)烷烃的卤代反应如乙烷和氯气生成一氯乙烷:□17CH 3CH 3+Cl 2――→光照CH 3CH 2Cl +HCl 。
①反应条件:□18光照。
②无机试剂:□19卤素单质。
③产物特点:□20多种卤代烃混合物+HX(X 为卤素原子)。
④量的关系:取代1 mol 氢原子,消耗□211_mol 卤素单质。
(3)烯烃、炔烃的加成反应(写出有关反应方程式)(4)烯烃、炔烃的加聚反应 ①丙烯的加聚反应方程式:□31n CH 2===CH —CH 3――→催化剂。
②乙炔的加聚反应方程式:□32n CH≡CH ――→催化剂CH===CH 。
4.脂肪烃的来源和用途(1)烷烃与卤素单质的取代反应是分子中的氢原子逐步被取代,产物是烃的多种卤代物的混合物和卤化氢。
(2)实验室制备C2H4时:温度计的水银球插入反应混合液的液面下;反应温度迅速升至170 ℃;浓硫酸作催化剂和脱水剂。
(3)实验室制备C2H2时:不能使用启普发生器;为了得到比较平缓的乙炔气流,可用饱和食盐水代替水。
(4)氧化反应:可以燃烧,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,一般乙炔被氧化成CO2;烯烃在酸性KMnO4溶液的作用下,分子中的碳碳双键断开,双键碳原子上连有两个氢原子的被氧化成CO2,双键碳原子上连有一个氢原子的最终被氧化成羧酸,双键碳原子上无氢原子的被氧化成酮。
具体的反应:(1)溴水和酸性KMnO4溶液既可除去乙烷中的乙烯,也可以鉴别乙烷与乙烯。
高中化学选修5 第二章第三节 卤代烃〔学案〕环节一:观察构造简式,归纳其特点:CH 3Cl CH 2Cl 2 CHCl 3 CCl 4 CH 3CH 2Br CH 2Br-CH 2BrCH 2=CHCl共同点: 。
定义及分类:环节二:认识溴乙烷活动:①观察溴乙烷 ②观察溴乙烷中加水,振荡、静置③观察溴乙烷、(KMnO 4溶液)、苯三层液体,加少量水,振荡、静置归纳溴乙烷的物理性质: 。
环节三:溴乙烷的化学性质[科学探究1] 溴乙烷与NaOH 溶液加热,可发生如下反响:CH 3CH 2Br +NaOH CH 3CH 2OH +NaBr ,根据信息答复下列问题。
〔1〕观察判断,溴乙烷与NaOH 水溶液的反响类型为 。
〔2〕某学习小组为了验证溴乙烷中的溴元素的存在,设计完成以下实验:甲同学:分别用试管取1~2mL 溴化钠溶液和溴乙烷,各加适量AgNO 3溶液,结果发现溴化钠溶液中有 生成,而溴乙烷中未出现明显现象,该同学得出结论: 。
乙同学:取1~2mL 溴乙烷,参加NaOH 溶液,微热,冷却后滴加AgNO 3溶液,未观察到预期的淡黄色沉淀,却出现了棕黑色沉淀,出现该现象的原因是: ,生成棕黑色沉淀的化学方程式是 。
丙同学:经认真分析乙同学的操作错误,设计了较为科学的实验方案如下:①取溴乙烷2mL ,加NaOH 溶液,微热;③取②中的上层溶液,参加AgNO 3溶液,观察到淡黄色沉淀结论:溴乙烷中含有 ,经水解〔取代〕反响生成 ,说明溴乙烷中含溴元素。
整理:溴乙烷〔卤代烃〕化学性质★考虑:卤代烃的水解反响能制取含有 官能团的物质,受此启发,请选取适当的原料制 乙二醇,写出化学反响方程式: 。
[科学探究2] :将溴乙烷与强碱〔NaOH 或KOH 〕的乙醇溶液共热,发生以下反响:Br H 2O,根据信息答复下列问题。
〔1〕观察溴乙烷在反响中化学键的断裂和形成情况:溴乙烷的化学性质:〔2〕:溴乙烷的沸点38.4o C ,乙醇的沸点78.5o C ,溴乙烷与NaOH 醇溶液在加热的条件才在易发生明显反响,结合反响特点设计实验探究该反响的发生并检验不饱和烯烃的生成。
第3节 卤代烃[考试说明] 1.掌握卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。
2.了解加成反应、取代反应和消去反应。
[命题规律] 卤代烃是有机合成的中间产物,高考中考查的机率比较大,主要考查卤代烃的水解反应和消去反应以及卤素原子的检验等。
知识梳理1.组成与结构(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被□01卤素原子取代后生成的化合物。
饱和一元卤代烃的通式为□02C n H 2n +1X 。
(2)官能团是□03—X(F 、Cl 、Br 、I)。
2.物理性质(1)通常情况下,除□04CH 3Cl 、CH 3CH 2Cl 、CH 2===CHCl 等少数为气体外,其余为液体或固体。
(2)沸点①比同碳原子数的烷烃沸点□05高; ②互为同系物的卤代烃,沸点随分子内碳原子数的增加而□06升高。
(3)溶解性:水中□07难溶,有机溶剂中□08易溶。
(4)密度:一氟代烃、一氯代烃密度比水小,其余比水大。
3.化学性质 (1)水解反应①反应条件:□09氢氧化钠水溶液,加热。
②C 2H 5Br 水解的反应方程式为 □10C 2H 5Br +NaOH ――→H 2O △C 2H 5OH +NaBr 。
③用R —X 表示卤代烃,水解方程式为 □11R —X +NaOH ――→H 2O△R —OH +NaX 。
(2)消去反应 ①概念有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如□12H 2O 、HBr 等),而生成含□13不饱和键(如□14碳碳双键或碳碳三键)化合物的反应。
②反应条件:□15氢氧化钠醇溶液,加热。
③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为□16C 2H 5Br +NaOH ――→醇△CH 2===CH 2↑+NaBr +H 2O 。
④+2NaOH ――→醇△□17CHCH↑+2NaX +2H 2O 。
4.卤代烃的获取方法 (1)取代反应如乙烷与Cl 2:□18CH 3CH 3+Cl 2――→光CH 3CH 2Cl +HCl ; 苯与Br 2:□19;C 2H 5OH 与HBr :□20C 2H 5OH +HBr ――→△C 2H 5Br +H 2O 。
(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 CH 3—CH===CH 2+Br 2―→□21CH 3CHBrCH 2Br ; CHCH +HCl ――→催化剂△□22CH 2===CHCl 。
5.卤代烃对环境的影响含氯、溴的氟代烷是造成□23臭氧层空洞的主要原因。
(1)卤代烃的水解反应①多元卤代烃水解可生成多元醇,如BrCH 2CH 2Br +2NaOH ――→水△HOCH 2—CH 2OH +2NaBr 。
②卤代烃水解消耗NaOH 的量n (卤素原子)∶n (NaOH)=1∶1,特殊情况下n ()∶n (NaOH)=1∶2。
(2)卤代烃的消去反应①两类不能发生消去反应的卤代烃a .与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子,如CH 3Cl 。
b .与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子,但邻位碳原子上没有氢原子,如等。
②有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。
例如:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”,错误的指明错因。
(1)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应。
(×)错因:所有的卤代烃都能发生水解反应,但不一定都能发生消去反应,因为消去反应是连卤素原子的碳原子的邻位碳上必须有H原子。
(2)用AgNO3溶液和稀硝酸便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素。
(×)错因:卤代烃在水溶液中不会电离出氯、溴、碘等离子。
(3)溴乙烷与NaOH的醇溶液反应,可生成乙醇。
(×)错因:溴乙烷与NaOH的醇溶液加热条件下发生消去反应生成乙烯。
(4)C2H5Br属于电解质,在碱的水溶液中加热可生成C2H5OH。
(×)错因:C2H5Br属于非电解质。
题组训练题组一卤代烃的水解反应和消去反应1.下列反应中属于消去反应的是( )A.溴乙烷和氢氧化钠溶液混合共热B.一氯甲烷和苛性钠的乙醇溶液混合共热C.氯苯与氢氧化钠溶液混合共热D.1溴丁烷与氢氧化钾的乙醇溶液混合共热答案 D解析溴乙烷的消去反应应在氢氧化钠的醇溶液中发生,在水溶液中发生水解反应,A错误;一氯甲烷只含有一个碳原子,不能发生消去反应,B错误;氯苯不能发生消去反应,C错误;1溴丁烷与氢氧化钾的乙醇溶液混合共热可发生消去反应生成1丁烯,D正确。
2.由2氯丙烷制取少量的1,2丙二醇(),需要经过下列哪几步反应( )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→消去答案 B解析题组二卤代烃中卤素原子的检验3.检验1溴丙烷中含有溴元素的实验步骤、操作和顺序正确的是( )①加入AgNO3溶液②加入NaOH溶液③加入适量稀HNO3④加热⑤取上层液体⑥取下层液体A.②④⑤③① B.②④⑥③①C.②④⑤① D.②④⑥①答案 A解析利用溴离子和硝酸银反应生成淡黄色沉淀来检验溴元素,1溴丙烷中含有的是溴原子,需要把溴原子转化为溴离子,先将1溴丙烷在氢氧化钠溶液中加热发生水解生成溴化钠,静置分层,未水解的1溴丙烷在下层,溴化钠溶于水,在上层,取上层溶液加适量的酸中和后,加入硝酸银生成淡黄色沉淀证明含有溴元素,所以实验步骤、操作和顺序为②④⑤③①。
4.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:准确量取11.40 mL液体试样―→加过量的NaOH溶液―→反应完全后冷却―→加入过量硝酸―→加入AgNO3溶液至沉淀完全―→过滤并洗涤沉淀―→干燥后称量质量为37.6 g 回答下列问题:(1)加入AgNO 3溶液时产生的沉淀为浅黄色,则此卤代烃中的卤素原子是________; (2)已知此卤代烃液体的密度是1.65 g·mL -1,其蒸气对甲烷的相对密度是11.75,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________________。
答案 (1)溴原子(2)2 CH 2BrCH 2Br 或CH 3CHBr 2解析 (1)因加入AgNO 3溶液时产生的沉淀为浅黄色,故卤代烃中卤素原子为溴原子。
(2)溴代烃的质量为11.40 mL×1.65 g·mL -1=18.81 g ,摩尔质量为16×11.75=188 g·mol -1。
因此溴代烃的物质的量为18.81 g 188 g·mol-1≈0.1 mol。
n (AgBr)=37.6 g188 g·mol-1=0.2 mol 。
故每个卤代烃分子中溴原子数目为2,根据相对分子质量判断其分子式为C 2H 4Br 2,其结构简式可能为CH 2BrCH 2Br 或CH 3CHBr 2。
卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法RX ――→加NaOH 水溶液△⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫R —OH NaX NaOH ――→①加稀硝酸酸化②加AgNO 3溶液 ⎩⎪⎨⎪⎧若产生白色沉淀―→X是氯原子若产生浅黄色沉淀―→X是溴原子若产生黄色沉淀―→X是碘原子高考真题实战1.(2015·上海高考)卤代烃的制备有多种方法,下列卤代烃不适合由相应的烃经卤代反应制得的是( )答案 C解析利用氯代反应制备一氯代烃时最好烃分子中只有一种等效氢,否则得到的往往是多种氯代烃的混合物。
A项,环己烷中只有1种等效氢,适合;B项,相应烃为新戊烷,只有1种等效氢,适合;C项,相应烃为异丁烷,分子中含有两种等效氢,不适合;D项,相应烃为2,2,3,3-四甲基丁烷,分子中只含1种等效氢,适合。
2.(2017·全国卷Ⅲ)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。
实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:回答下列问题:(1)A的结构简式为________________。
C的化学名称是________。
(2)③的反应试剂和反应条件分别是_________________________,该反应的类型是________。
(3)⑤的反应方程式为_______________________________________。
吡啶是一种有机碱,其作用是_____________________________________。
(4)G的分子式为________。
(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有________种。
(6)4甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线(其他试剂任选)。
答案(1) 三氟甲苯(2)浓HNO3/浓H2SO4、加热取代反应(3)++HCl 吸收反应产生的HCl,提高反应转化率(4)C11H11F3N2O3(5)9(6)解析(1)根据B的结构简式与反应①的试剂和条件可知,氯原子应取代A分子中甲基上的氢原子,因此A的结构简式为;根据甲苯的名称和三氯甲烷的名称,可判断C的化学名称为三氟甲苯。
(3)根据G的结构简式可知,反应⑤发生的是取代反应,因此反应方程式为++HCl;有碱性,由题给信息“吡啶是一种有机碱”可知,吡啶可以与该反应生成的HCl反应,防止HCl与反应物发生反应,从而提高反应产率。
(4)通过观察法可写出G的分子式为C11H11F3N2O3。
(5)根据“定二移一”法可判断苯环上有三个不同的取代基的结构共有10种,所以除G 外还有9种。
(6)根据原料和目标产物的不同,以及流程图中的提示,可用逆推法设计合成路线。
3.(2017·江苏高考)1溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71 ℃,密度为1.36 g·cm-3。
实验室制备少量1溴丙烷的主要步骤如下:步骤1:在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL 水,冰水冷却下缓慢加入28 mL 浓H2SO4;冷却至室温,搅拌下加入24 g NaBr。
步骤2:如图所示搭建实验装置,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
步骤3:将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。
步骤4:将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得1溴丙烷。
(1)仪器A的名称是________;加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。
(2)反应时生成的主要有机副产物有2溴丙烷和________。
(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是________。