苏教版高中化学专题烃的衍生物第一单元卤代烃选修教案
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[明确学习目标] 1.认识卤代烃的组成和结构特点,能根据不同的标准对卤代烃进行分类。2.通过对溴乙烷性质的学习掌握卤代烃的性质,认识消去反应的原理。3.知道卤代烃在有机合成中的重要应用。
一、卤代烃的分类及对人类生活的影响
1.概念
烃分子中的错误!氢原子被错误!卤素原子取代后形成的化合物。
2.分类
3.对人类生活的影响
(1)用途:用作溶剂、农药、制冷剂、灭火剂等。
(2)危害:氟氯代烃(俗称氟利昂)能破坏大气错误!臭氧层。
二、卤代烃的性质
1.物理性质
(1)除错误!CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2===CHCl等少数卤代烃在常温下是气体外,其他大部分为液体或固体。
(2)错误!不溶于水,错误!能溶于乙醚、苯、环己烷等有机溶剂。
(3)互为同系物的卤代烃沸点随碳原子数增多而错误!升高。
2.溴乙烷的结构和化学性质
(1)分子结构
(2)化学性质
(3)消去反应的定义
在一定条件下从一个有机化合物分子中脱去一个或几个错误!小分子生成错误!不饱和化合物(含双键或叁键)的反应。
1.溴乙烷的水解反应实质是什么?
提示:溴乙烷的水解反应可分为两步:
第一步:错误!C2H5OH+HBr
第二步:NaOH+HBr===NaBr+H2O
总反应:C2H5Br+NaOH错误!C2H5OH+NaBr
溴乙烷的水解反应实质上是取代反应,即溴乙烷中的溴原子被水中的羟基取代,生成C2H5OH和HBr,HBr与NaOH反应生成NaBr和H2O,使生成物HBr不断消耗,从而使溴乙烷和水的反应能够进
行完全。
2.溴乙烷的消去反应实质是什么?
提示:溴乙烷的消去反应可分为两步:
第一步:错误!CH2CH2↑+HBr
第二步:NaOH+HBr===NaBr+H2O
总反应:C2H5Br+NaOH错误!CH2===CH2↑+NaBr+H2O
溴乙烷与强碱(NaOH或KOH)的乙醇溶液共热时,从溴乙烷分子中脱去一个HBr,生成乙烯。生成的HBr与NaOH反应,不断减少,使溴乙烷的消去反应能够进行完全。
一、卤代烃的性质
1.卤代烃的消去反应与水解反应的比较
2.卤代烃消去反应的规律
(1)没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应。例如:CH3Cl。
(2)有邻位碳原子,但邻位碳原子上没有氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。例如:
(3)苯环上的卤素原子不能消去。
(4)有两个相邻碳原子,且相邻碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可能生成两种不同的产物。例如:
[对点练习]
1.在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图,则下列说法中正确的是()
A.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是1和4
B.当该卤代烃发生水解反应时,被破坏的键是1和3
C.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是1和4
D.当该卤代烃发生消去反应时,被破坏的键是1和3
答案D
解析水解反应是卤代烃中卤素原子被羟基取代,破坏1键;消去反应是使卤代烃失去HX,破坏1键和其相邻碳原子上的C—H键,即3键。
2.下列物质分别与NaOH醇溶液共热后,能发生消去反应,且生成的有机物不存在同分异构体的是()
答案B
解析A项有机物中的β碳原子上没有氢原子,C项有机物中无β碳原子,所以A、C项中的有机物
都不能发生消去反应。B项有机物发生消去反应后只得到。D项有机物发生消去反应后可得到两种烯烃:CH2===CH—CH2—CH3或
CH3—CH===CH—CH3。
二、卤代烃中卤素种类的确定
1.实验原理
R—X+NaOH错误!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)可确定是何种卤族元素(Cl、Br、I)。
2.实验步骤
1取少量卤代烃;2加入NaOH水溶液;3加热;4冷却;5加入稀HNO3酸化;⑥加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色。
3.实验说明
(1)加热是为了加快卤代烃的水解反应速率,而不同的卤代烃水解难易程度不同。
(2)加入稀HNO3酸化,一是为了中和过量的NaOH,防止NaOH和AgNO3反应产生沉淀,影响对实验现象的观察和AgX沉淀的质量;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
(3)量的关系:R—X~NaX~AgX↓,1mol一卤代烃可得到1mol卤化银(除F外)沉淀,常利用此量的关系来定量测定卤代烃。
[对点练习]
3.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
答案C
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,所以甲同学的实验方案有局限性;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。
4.某一氯代烷1.85g,与足量NaOH水溶液混合加热后用硝酸酸化,再加入足量的AgNO3溶液,生成白色沉淀2.87 g。
(1)写出这种一氯代烷的各种同分异构体的结构简式:______________________________________________。
(2)若此一氯代烷与足量NaOH水溶液共热后,不经硝酸酸化就加AgNO3溶液,出现的现象为____________,写出有关的化学方程式__________________________。
(3)能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷?为什么?