高中化学专题4烃的衍生物第一单元卤代烃教学案苏教版

1 / 15 第一单元 卤代烃

[目标导航] 1.了解常见卤代烃在生产生活中的应用，了解氟氯代烷对大气臭氧层的破坏作用。2.认识卤代烃的组成和结构特点，了解卤代烃的物理性质、化学性质及其用途。

一、卤代烃

1.卤代烃的概念和分类

(1)概念

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。

(2)分类

2.卤代烃对人类生活的影响

(1)卤代烃的用途：制冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂、合成有机物。

(2)卤代烃对环境的危害

①卤代烃比较稳定，在环境中不易被降解。

②部分卤代烃对大气臭氧层有破坏作用。

议一议

1.卤代烃是否属于烃？________(填“是”或“否”)；

下列物质中，不属于卤代烃的是________(填字母)。

答案 否 D

解析 卤代烃是卤素原子取代了烃分子中的氢原子，卤代烃中含有碳、氢和卤素原子，也可不含氢原子，但不能含有其他元素的原子。

2.卤代烃中卤素原子的存在形式是什么？

答案 以原子的形式。 2 / 15 二、卤代烃的性质

1.物理性质

(1)状态：常温下除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体。

(2)沸点：互为同系物的卤代烃，它们的沸点随碳原子数的增多而升高。

(3)密度：除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外，液态卤代烃密度一般比水大。

(4)溶解性：水中：不溶，有机溶剂中：能溶，某些卤代烃是很好的有机溶剂，如二氯甲烷、氯仿(CHCl3)和四氯化碳等。

2.1­溴丙烷的结构和化学性质

(1)分子结构

(2)化学性质

①取代反应(水解反应)

a.条件：强碱(NaOH或KOH)水溶液、加热。

b.化学方程式：CH3CH2CH2Br＋NaOH――→水△

CH3CH2CH2OH＋NaBr。

②消去反应

a.定义：在一定条件下，从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)，而生成不饱和(含双键或叁键)化合物的反应。

b.消去反应条件：强碱醇溶液、加热。

c.化学方程式：CH3CH2CH2Br＋KOH――→乙醇△CH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O。

议一议

1.通过哪些反应能生成卤代烃？写出你所知道的几个化学方程式。

答案 (1)烃与卤素单质的取代反应。

CH3CH3＋Cl2――→光CH3CH2Cl＋HCl

(2)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应。

3 / 15

CH≡CH＋HBr――→催化剂CH2==CHBr

2.你所知道的密度比水大的有机物还有哪些？

答案 CCl4、溴苯、硝基苯、二溴乙烷等。

3.讨论比较卤代烃的水解反应和消去反应，请思考是否所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应？

答案 一般来说，所有卤代烃在一定条件下都能发生水解反应。但不是所有的卤代烃都能发生消去反应，因为卤代烃的消去反应是烃分子中两个相邻碳上的卤素原子和氢原子结合成卤化氢脱去，两个碳原子间形成不饱和键。由此可以看出只有和卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子时，才能发生消去反应。故只有1个碳原子的卤代烃(如)和与卤素原子相连的碳原子的邻位碳上无氢原子的卤代烃(如)不能发生消去反应，但可分别发生水解反应生成CH3OH和。

4.以2­溴丙烷为原料制取1,2­丙二醇，需要经过的反应是哪些？写出反应的化学方程式，注明反应类型。

答案 (1)＋NaOH――→乙醇△CH2===CH—CH3↑＋NaBr＋H2O 消去反应；

(2)CH2==CH—CH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3加成反应；

(3)CH2BrCHBrCH3＋2NaOH――→△

＋2NaBr 取代反应。

一、卤代烃的消去反应与水解反应的区别

卤代烃在官能团卤素原子的作用下化学性质较活泼，在其他试剂作用下，碳卤键很容易断裂4 / 15 而发生水解反应和消去反应。

消去反应

水解反应

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

键的变化 C—X与C—H断裂形成C==C或C≡C与H—X C—X断裂形成C—OH键

对卤代烃

的要求 (1)含有两个或两个以上的碳原子，如CH3Br不能发生；

(2)与卤原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子，

如、

(CH3)3CCH2Br都不行，而CH3—CH2—Cl可以 含有—X的卤代烃绝大多数都可以水解

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(或酚)

特别提示 (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：

发生消去反应的产物为CH2==CH—CH2—CH3或CH3—CH==CH—CH3。

(2)二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入叁键。

例如：CH3—CH2CHCl2＋2NaOH――→乙醇△

CH3—C≡CH↑＋2NaCl＋2H2O。

例1 下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是( )

A.CH3ClB. 5 / 15 C.D.

解析 卤代烃均能发生水解反应，选项中的四种物质均为卤代烃；卤素原子所连碳原子上的邻碳原子上连有氢原子的卤代烃能发生消去反应。C、D项中的两物质中Br原子所连碳原子的邻碳原子上均没有相应的氢原子而A中无邻位碳原子，都不能发生消去反应。

答案 B

变式训练1 根据下面的有机物合成路线，回答下列问题：

(1)写出A、B、C的结构简式：

A：____________________，B：____________________，

C：________________。

(2)写出各步反应的反应类型：

①____________________，②______________________，

③____________________，④______________________，

⑤____________________。

(3)写出A→B的反应试剂及条件：

________________________________________________________________________。

(4)反应④和⑤的化学方程式为

④________________________________________________________________________；

⑤________________________________________________________________________。

答案 (1)

(2)①加成反应 ②消去反应 ③加成反应 ④消去反应 ⑤加成反应

(3)NaOH的醇溶液、加热

(4)④ 6 / 15 ⑤

解析 在一系列的反应中，有机物保持了六元环状结构，但苯环变成了环己烷环。反复的“消去”、“加成”可在环己烷环上增加氯原子，且氯原子能定位、定数。

二、卤代烃中卤素原子的检验

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)的沉淀。检验卤代烃中的卤素原子，一般是先将其转化成卤素离子，再进行检验。具体实验原理和检验方法如下：

1.实验原理

R—X＋NaOH――→H2O△R—OH＋NaX

HNO3＋NaOH==NaNO3＋H2O

AgNO3＋NaX==AgX↓＋NaNO3

根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素原子(氯、溴、碘)。

2.实验步骤

取少量卤代烃加入试管中→加入NaOH溶液→加热→冷却→

加入稀HNO3酸化→加入AgNO3溶液

 若产生白色沉淀，则卤素原子为氯原子若产生浅黄色沉淀，则卤素原子为溴原子若产生黄色沉淀，则卤素原子为碘原子

特别提醒 (1)加热是为了加快反应速率。

(2)加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰实验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀HNO3。

(3)用NaOH的醇溶液也可把R—X中的—X转化为X－，再进行检验，但此种方法要多用一种试剂——醇，所以通常是用NaOH溶液把R—X中的—X转化为X－。

(4)量的关系，R—X～NaX～AgX,1mol一卤代烃可得到1molAgX(除氟外)，常利用此量的关系进行定量测定卤代烃。

例2 要检验某卤乙烷中的卤素是不是溴元素，正确的实验方法是( )

①加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色的溴出现 ②滴入AgNO3溶液，再加入稀硝酸，观察有无淡黄色沉淀生成 ③加入NaOH溶液共热，冷却后加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶7 / 15 液，观察有无淡黄色沉淀生成 ④加入NaOH的醇溶液共热，冷却后加入稀硝酸至酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无淡黄色沉淀生成

A.①③B.②④

C.①②D.③④

答案

D

解题反思 卤代烃中卤素原子的检验

(1)卤代烃中的卤原子与碳原子之间是以共价键相连，均属于非电解质，不能电离出X－，不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在。必须先转化成X－，再用AgNO3溶液来检验。

(2)将卤代烃中的卤素转化为X－可用卤代烃的取代反应也可用消去反应。

(3)检验卤代烃中的卤素原子时，在加入AgNO3溶液之前，一定先加过量稀HNO3中和过量的NaOH，以免对X－的检验产生干扰。

变式训练2 运动场上，当运动员受伤时，队医常常在碰撞受伤处喷洒一些液体，已知该液体是一种卤代烃R—X。

试回答下列问题：

(1)为了证明该卤代烃(R—X)是氯代烃还是溴代烃，可设计如下实验：

a.取一支试管，滴入10～15滴R—X；

b.再加入1mL5%的NaOH溶液，充分振荡；

c.加热，反应一段时间后，取溶液少许，冷却；

d.再加入5mL稀HNO3酸化；

e.再加入AgNO3溶液，若出现________沉淀，则证明该卤代烃(R—X)是氯代烃；若出现________沉淀，则证明该卤代烃(R—X)是溴代烃。

①写出c中发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

②有同学认为d步操作可省略。你认为该同学说法__________(填“正确”或“不正确”)，请简要说明理由：_____________________________________________________________。

(2)从环境保护角度看，能否大量使用该卤代烃？为什么？

________________________________________________________________________。

答案 (1)白色 浅黄色 ①R—X＋NaOH――→H2O△ROH＋NaX

②不正确 在b步中NaOH溶液是过量的，若没有d步骤，直接加入AgNO3溶液，将会产生褐色沉淀，干扰观察沉淀颜色，无法证明是Cl－还是Br－

(2)不能大量使用该卤代烃，因为有毒的卤代烃挥发到空气中，会污染环境

解析 (1)根据出现的沉淀的颜色可知，卤素原子的种类，在加AgNO3溶液之前，必须加入稀HNO3酸化，因为过量的NaOH能与AgNO3反应生成AgOH，AgOH不稳定，立即分解为褐色的Ag2O