人教版選修5 第二章第三節(jié)　鹵代烴 學案 (1).doc

第三節(jié)鹵代烴【學習目標】1、認識鹵代烴的組成和結(jié)構特點；2、根據(jù)鹵代烴的組成和結(jié)構特點，認識取代和消去反應?！疽c梳理】要點一、溴乙烷的結(jié)構和性質(zhì) 1分子結(jié)構。 溴乙烷的分子式為c2h5br，結(jié)構式為，結(jié)構簡式為ch3ch2br或c2h5br。 2物理性質(zhì)。 純凈的溴乙烷是無色液體，沸點38.4，密度比水大，難溶于水，溶于多種有機溶劑。 3化學性質(zhì)。 (1)水解反應(或取代反應)。 c2h5br+hohc2h5oh+hbr或c2h5br+naohc2h5oh+nabr 注意：鹵代烴的水解反應的實質(zhì)是取代反應。naoh的作用是中和掉反應中生成的hbr，從而加快反應速率，并提高鹵代烴的利用率。 (2)消去反應。 注意：鹵代烴發(fā)生消去反應時，主要是鹵素原子與相鄰含氫較少的碳原子上的氫一起結(jié)合成鹵化氫脫去。如果相鄰碳原子上無氫原子，則不能發(fā)生消去反應。要點二、鹵代烴 1烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物叫做鹵代烴。 2鹵代烴有多種分類方法。根據(jù)分子里所含鹵素的不同，鹵代烴可分為氟代烴、氯代烴、溴代烴等；根據(jù)分子中鹵素原子的多少可分為一鹵代烴和多鹵代烴；根據(jù)分子中烴基的不同可分為飽和鹵代烴、不飽和鹵代烴和芳香鹵代烴，等等。 一鹵代烴的結(jié)構式為rx。 3鹵代烴的物理性質(zhì)。 (1)常溫下，鹵代烴中除少數(shù)為氣體外，大多為液體或固體。 (2)所有鹵代烴都不溶于水，可溶于大多數(shù)有機溶劑。某些鹵代烴是很好的有機溶劑。 (3)鹵代烴的同系物的沸點隨烴基中碳原子數(shù)的增加而升高，且均高于相應烷烴。 (4)鹵代烴的同分異構體的沸點隨烴基中支鏈的增加而降低。 (5)同一烴基的不同鹵代烴的沸點隨鹵素原子的相對原子質(zhì)量的增大而增大。如：沸點：rfrclrbrri。 (6)鹵代烴的同系物的密度隨碳原子數(shù)的增加而降低，且密度均比相應的烷烴密度大；鹵代烴的同分異構體的密度隨分子中支鏈的增加而降低。 4鹵代烴的化學性質(zhì)。 鹵代烴的化學性質(zhì)一般比烴活潑，能發(fā)生許多化學反應，如取代反應、消去反應等，從而轉(zhuǎn)化為各種其他類型的化合物。(1)取代反應rx+h2oroh+hx或rx+naohroh+nax(2)消去反應 注意：若與鹵素原子相連的碳原子的鄰位碳原子上都有氫原子，則可能有多種消去方式，如：在發(fā)生消去反應時，生成物可能為或。 5鹵代烴中鹵素原子的檢驗方法。(1)實驗原理。rx+h2oroh+hxhx+naoh=nax+h2ohno3+naoh=nano3+h2oagno3+nax=agx+nano3 根據(jù)沉淀(agx)的顏色(白色、淺黃色、黃色)可確定是何種鹵族元素(cl、br、i)。 (2)實驗步驟。 取少量鹵代烴；加入naoh水溶液；加熱；冷卻；加入稀硝酸酸化；加入agno3溶液，觀察沉淀的顏色。 (3)實驗說明。 加熱是為了加快鹵代烴的水解反應速率，因不同的鹵代烴水解難易程度不同。 加入稀hno3酸化，一是為了中和過量的naoh，防止naoh與agno3反應產(chǎn)生沉淀，影響對實驗現(xiàn)象的觀察和agx沉淀的質(zhì)量；二是檢驗生成的沉淀是否溶于稀硝酸。 量的關系：rxnaxagx，1 mol一鹵代烴可得到1 mol鹵化銀(除f外)沉淀，常利用此量的關系來進行定量測定鹵代烴。要點三、鹵代烴對人類生活的影響 1鹵代烴用途十分廣泛，對人類的生產(chǎn)生活有著巨大的影響，如：有些鹵代烴可用作溶劑、農(nóng)藥、制冷劑、滅火劑等。 2鹵代烴通常比較穩(wěn)定，不易被微生物降解，有些鹵代烴(如氟氯代烴)還會破壞大氣臭氧層，這使得人類對鹵代烴的使用受到了較大的限制。要點四、鹵代烴的水解反應與消去反應的比較 鹵代烴的水解反應與消去反應的比較(見下表)。比較項目水解反應消去反應鹵代烴結(jié)構特點一般是一個碳原子上只有一個x與x相連的碳原子的鄰位碳原子上必須有氫原子反應實質(zhì)x被oh取代從碳鏈上脫去hx分子反應條件naoh的水溶液，常溫或加熱naoh的醇溶液，加熱反應特點有機物碳架結(jié)構不變，x變?yōu)閛h，無副反應有機物碳架結(jié)構不變，可能有副反應示例ch3ch2br+naohch3ch2oh+nabrch3ch2br+naoh ch2ch2+nabr+h2o【典型例題】類型一：鹵代烴的結(jié)構與主要性質(zhì)例1 化合物x的分子式為c5h11cl，用naoh的醇溶液處理x，可得分子式為c5h10的兩種產(chǎn)物y、z，y、z經(jīng)催化加氫后都可得到2-甲基丁烷。若將化合物x用naoh的水溶液處理，則所得有機產(chǎn)物的結(jié)構簡式可能是( )ch3cch2ch3ch3ohach3ch2ch2ch2ch2oh bch3cch2clch3ch3ch3chchch3ch3ohc d 【答案】b、c【解析】化合物x(c5h11cl)用naoh的醇溶液處理發(fā)生消去反應生成y、z的過程中，有機物x的碳架結(jié)構不變，而y、z經(jīng)催化加氫后，其有機物的碳架結(jié)構也未變，由2-甲基丁烷的結(jié)構可推知x的碳架結(jié)構為：，其連接cl原子的相鄰碳原子上都有氫原子且氫原子的化學環(huán)境不同。從而推知有機物x的結(jié)構簡式為或 。則x水解的產(chǎn)物可能是b，也可能是c。 【總結(jié)升華】要注意鹵代烴的消去反應和水解反應的區(qū)別。舉一反三： 【變式1】有機物ch3chchc1能發(fā)生的反應有( )取代反應 加成反應 消去反應 使溴水褪色 使kmno4酸性溶液褪色 與agno3溶液生成白色沉淀 聚合反應 a以上反應均可發(fā)生b只有不能發(fā)生c只有不能發(fā)生 d只有不能發(fā)生 【答案】c 【變式2】在有機反應中，反應物相同而條件不同會得到不同的主產(chǎn)物，下圖中r代表烴基，副產(chǎn)物均已略去。 （請注意h和br所加成的位置） 請寫出實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)變的各步反應的化學方程式，特別注意要寫明反應條件。 (1)由ch3ch2ch2ch2br分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)閏h3ch2chbrch3； (2)由(ch3)2chchch2分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)?ch3)2chch2ch2oh?！敬鸢浮?1)ch3ch2ch2ch2br+naohch3ch2chch2+nabr+h2o 類型二：鹵代烴在有機合成中的應用 例2 席夫堿類化合物g在催化、藥物、新材料等方面有廣泛應用。合成g的一種路線如下： 已知以下信息： 1 mol b經(jīng)上述反應可生成2 mol c，且c不能發(fā)生銀鏡反應 d屬于單取代芳烴，其相對分子質(zhì)量為106核磁共振氫譜顯示f苯環(huán)上有兩種化學環(huán)境的氫 回答下列問題： (1)由a生成b的化學方程式為_，反應類型為_。 (2)d的化學名稱是_，由d生成e的化學方程式為_。 (3)g的結(jié)構簡式為_。 (4)f的同分異構體中含有苯環(huán)的還有_種(不考慮立體異構)，其中核磁共振氫譜為4組峰，且面積比為6221的是_(寫出其中一種的結(jié)構簡式)。 (5)由苯及化合物c經(jīng)如下步驟可合成n異丙基苯胺： 反應條件1所選用的試劑為_，反應條件2所選用的試劑為_，i的結(jié)構簡式為_。 【思路點撥】鹵代烴在naoh醇溶液、加熱條件下發(fā)生消去反應。 【答案】(5)濃硝酸、濃硫酸 鐵粉稀鹽酸 【解析】(1)1 mol烯烴b能生成2 mol c，則b為結(jié)構對稱的烯烴，又因c不能發(fā)生銀鏡反應，故c為，b為，進而可確定a為。10612=810，故d的分子式為c8h10，d為單取代芳烴，則d為，結(jié)合信息可確定e為，f為。(2)d為乙苯，d生成e是苯環(huán)中乙基對位上的氫原子被no2取代的反應，方程式見答案。(3)由信息知g為。（4）的含有苯環(huán)的同分異構體考慮如下：中的1個h原子被nh2取代的產(chǎn)物有4種：(為nh2取代的位置，下同)；的取代產(chǎn)物有2種：；的取代產(chǎn)物有3種：；的取代產(chǎn)物有4種：，還有、，共19種。其中核磁共振氫譜有4組峰，且面積比為6221的有和。(5)用逆推法不難確定n異丙基苯胺的合成途徑為，故反應條件1所選用的試劑為濃硝酸、濃硫酸，反應條件2所選用的試劑為鐵粉稀鹽酸，i的結(jié)構簡式為。【總結(jié)升華】鹵代烴的水解反應規(guī)律：所有鹵代烴在naoh的水溶液中均能發(fā)生水解反應；多鹵代烴水解可生成多元醇。鹵代烴的消去反應規(guī)律：兩類鹵代烴不能發(fā)生消去反應，分別是與鹵素原子相連的碳沒有鄰位碳原子以及與鹵素原子相連的碳有鄰位碳原子，但鄰位碳原子上無氫原子；有兩種或三種鄰位碳原子，且碳原子上均帶有氫原子時，發(fā)生消去反應可生成不同的產(chǎn)物；型鹵代烴，發(fā)生消去反應可以生成。舉一反三：【變式1】(1)由2溴丙烷制取1，2丙二醇()，需要經(jīng)歷的有機反應類型依次是_。 (2)經(jīng)兩步反應可得到1，2，3，4四氯環(huán)戊烷，請寫出第一步反應的化學方程式，并注明必要的反應條件?！敬鸢浮?1)消去反應 加成反應 取代反應(或水解反應)【解析】(1)要制取1，2丙二醇，應先使2溴丙烷發(fā)生消去反應制得丙烯：；再由丙烯與br：發(fā)生加成反應得到1，2二溴丙烷：最后由1，2二溴丙烷水解得到產(chǎn)物1，2丙二醇： (2)由題給條件可推知a的結(jié)構簡式是，據(jù)此寫出第一步反應的化學方程式。類型三：鹵代烴中鹵原子的鑒定 例3 在實驗室里鑒定氯酸鉀晶體和1-氯丙烷中的氯元素，現(xiàn)設計了下列實驗操作程序：滴加agno3溶液；加入naoh溶液；加熱；加入mno2固體；加蒸餾水過濾后取濾液；過濾后取濾渣；用稀hno3酸化。 (1)鑒定氯酸鉀晶體中氯元素的操作步驟是_(填序號)。 (2)鑒定1-氯丙烷中氯元素的操作步驟是_(填序號)。 【答案】(1) （2）【解析】要鑒定樣品中是否含有氯元素，通常采用的實驗方法是先設法將樣品中的氯元素轉(zhuǎn)化為cl，再使cl轉(zhuǎn)化為agcl沉淀，利用沉淀的顏色和鹵化銀(氟化銀除外)不溶于稀硝酸的性質(zhì)來判斷氯元素的存在。 (1)鑒定氯酸鉀晶體中的氯元素，可先用催化加熱分解的方法得到氯化鉀，再利用酸化agno3溶液來檢驗cl，從而確認氯酸鉀中氯元素的存在。 (2)鑒定1-氯丙烷中的氯元素，必須先將1-氯丙烷中的氯原子通過水解或消去反應變?yōu)槁入x子，再滴入agno3溶液來檢驗。即先取少量1-氯丙烷加入naoh的水溶液，使其水解后，再加入稀hno3酸化，然后加入agno3溶液，觀察沉淀的顏色來判斷是哪種鹵素原子。其實驗的關鍵是在加入agno3溶液之前，應加入稀hno3酸化，以中和過量的naoh溶液，防止naoh與