【同步課堂】2020年化學(xué)人教版選修5教案：2-3-鹵代烴

第三節(jié)鹵代烴●課標(biāo)要求1．生疏鹵代烴的典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)特點。2．知道鹵代烴與其他衍生物(醇、酚、醛、羧酸、酯)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3．依據(jù)有機化合物組成和結(jié)構(gòu)的特點，生疏加成、取代和消去反應(yīng)。4．結(jié)合生產(chǎn)、生活實際了解某些烴、烴的衍生物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響，關(guān)注有機化合物的平安使用問題?！裾n標(biāo)解讀1.把握溴乙烷的組成和結(jié)構(gòu)。2．理解溴乙烷水解(取代)反應(yīng)和消去反應(yīng)的原理及推斷。3．理解鹵代烴在有機合成中的橋梁作用。4．氟利昂等鹵代烴作為制冷劑時，對環(huán)境的影響——臭氧空洞。●教學(xué)地位鹵代烴是有機合成的重要橋梁，是引入其他官能團的重要物質(zhì)。有機合成是高考命題的必考點，尤其是以鹵代烴為中間產(chǎn)物的官能團轉(zhuǎn)化(如—X轉(zhuǎn)化為—OH、消去—X轉(zhuǎn)化為CC或—C≡C—)更是高考的熱點?！裥抡n導(dǎo)入建議足球運動員在競賽中腿部受傷常噴灑一種液體物質(zhì)，使受傷部位皮膚表面溫度突然下降，減輕傷員的痛感，這種物質(zhì)的主要成分屬于鹵代烴。日常生活中經(jīng)常用到鹵代烴，如塑料水管PVC材料聚氯乙烯及生產(chǎn)原料氯乙烯，不粘鍋內(nèi)涂材料聚四氟乙烯等。溴乙烷是一類重要的鹵代烴，也是一種重要的化工原料，今日我們主要學(xué)習(xí)有關(guān)溴乙烷的性質(zhì)?！窠虒W(xué)流程設(shè)計課前預(yù)習(xí)支配：看教材P41－42，填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】，并完成【思考溝通】1、2。?步驟1：導(dǎo)入新課，本課教學(xué)地位分析。?步驟2：對【思考溝通】1、2進行提問，反饋同學(xué)預(yù)習(xí)效果。?步驟3：師生互動完成【探究1】?？衫谩締栴}導(dǎo)思】中的設(shè)問作為主線。?步驟7：通過【例2】和教材P42“科學(xué)探究”講解研析，對“探究2鹵代烴中鹵素的檢驗”中留意的問題進行總結(jié)。?步驟6：師生互動完成【探究2】，以【問題導(dǎo)思】的設(shè)問作為主線。?步驟5：指導(dǎo)同學(xué)自主完成【變式訓(xùn)練1】和【當(dāng)堂雙基達標(biāo)】3、5題。?步驟4：通過【例1】和教材P41和P42【思考溝通】講解研析，對“探究1鹵代烴的消去反應(yīng)和水解反應(yīng)”中留意的問題進行總結(jié)。?步驟8：指導(dǎo)同學(xué)自主完成【變式訓(xùn)練2】和【當(dāng)堂雙基達標(biāo)】中1、2、4題。?步驟9：引導(dǎo)同學(xué)自主總結(jié)本課時主干學(xué)問，然后對比【課堂小結(jié)】。布置課下完成【課后知能檢測】。課標(biāo)解讀重點難點1.生疏溴乙烷的結(jié)構(gòu)特點和主要化學(xué)性質(zhì)。2.理解鹵代烴的結(jié)構(gòu)特點、物理性質(zhì)、化學(xué)通性以及鹵代烴在合成中的橋梁作用。3.培育規(guī)律思維力量與進行科學(xué)探究的力量。1.鹵代烴水解、消去反應(yīng)的斷鍵方式。(重點)2.鹵代烴同分異構(gòu)體的書寫及推斷。(難點)3.鹵代烴在有機合成中官能團的轉(zhuǎn)化。(重難點)鹵代烴1.定義烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物，通式為R—X，官能團是—X。2．分類按分子中所含鹵素原子種類的不同，分為氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴。3．物理性質(zhì)(1)狀態(tài)：常溫下，大多數(shù)鹵代烴為液體或固體。(2)溶解性：鹵代烴都不溶于水，能溶于大多數(shù)有機溶劑，某些鹵代烴本身就是很好的有機溶劑。1．鹵代烴屬于烴類嗎？【提示】鹵代烴不屬于烴類。烴是只含C、H兩種元素的化合物，而鹵代烴是指烴中的氫原子被鹵素原子取代后的產(chǎn)物，其中含有鹵素原子，屬于烴的衍生物。溴乙烷1.分子組成和結(jié)構(gòu)分子式：C2H5Br，結(jié)構(gòu)式：CHHHCHHBr，結(jié)構(gòu)簡式：CH3CH2Br。2．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)密度溶解性無色液體ρC2H5Br>ρH2O不溶于水，易溶于有機溶劑3.化學(xué)性質(zhì)C2H5Breq\o(――→,\s\up15(取代水解),\s\do15())C2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(水),\s\do15(△))C2H5OH＋NaBreq\o(――→,\s\up15(消去反應(yīng)),\s\do15())C2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O2．如何用試驗證明溴乙烷在水中能否電離出Br－？【提示】將溴乙烷與AgNO3溶液混合，振蕩、靜置，溶液分層，無淺黃色沉淀產(chǎn)生，證明溴乙烷不能電離出Br－。鹵代烴對人類生活的影響1.用途：用作制冷劑、滅火劑、溶劑等。2．危害：對臭氧層有破壞作用，使臭氧層產(chǎn)生“臭氧空洞”。鹵代烴的消去反應(yīng)和水解反應(yīng)【問題導(dǎo)思】①鹵代烴在肯定條件下，都能發(fā)生水解和消去反應(yīng)嗎？【提示】鹵代烴都能發(fā)生水解反應(yīng)，不肯定能發(fā)生消去反應(yīng)。②鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時，分子結(jié)構(gòu)需具備什么條件？【提示】與鹵素原子直接相連的碳原子的鄰位碳原子上連有氫原子。③鹵代烴發(fā)生水解或消去反應(yīng)的產(chǎn)物分子中，碳架結(jié)構(gòu)是否發(fā)生變化？【提示】不變化。消去反應(yīng)取代反應(yīng)反應(yīng)條件NaOH醇溶液、加熱NaOH水溶液、加熱實質(zhì)失去HX分子，形成不飽和鍵—X被—OH取代斷鍵位置C—X與C—H斷裂C—X斷裂對鹵代烴的結(jié)構(gòu)要求(1)含有兩個或兩個以上的碳原子；(2)與鹵素原子相連的碳原子相鄰碳原子上有氫原子絕大多數(shù)鹵代烴可以水解化學(xué)反應(yīng)特點有機物碳骨架不變，官能團由—X變?yōu)镃C或—C≡C—有機物碳骨架不變，官能團由—X變?yōu)椤狾H主要產(chǎn)物烯烴或炔烴醇1．有兩個相鄰碳原子，且碳原子上均帶有氫原子時，發(fā)生消去反應(yīng)可能生成不同的產(chǎn)物。例如：CHCH3ClCH2CH3發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物為CHCH2CH2CH3或CHCH3CHCH3。2．二元鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)后，可在有機物中引入三鍵。例如：CH3—CH2—CHCl2＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))CCH3CH＋2NaCl＋2H2O(2011·全國高考Ⅰ，節(jié)選)下面是以環(huán)戊烷為原料制備環(huán)戊二烯的合成路線：其中，反應(yīng)①的產(chǎn)物名稱是________，反應(yīng)②的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件是________________，反應(yīng)③的反應(yīng)類型是____________?！窘馕觥糠磻?yīng)①的產(chǎn)物名稱氯代環(huán)戊烷；反應(yīng)②的反應(yīng)為鹵代烴的消去反應(yīng)，所需試劑是NaOH的醇溶液，反應(yīng)條件是加熱?！敬鸢浮柯却h(huán)戊烷氫氧化鈉的乙醇溶液，加熱加成反應(yīng)鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)和消去反應(yīng)的條件不同。堿醇溶液，加熱—消去反應(yīng)；堿水溶液，加熱——水解反應(yīng)。1．由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇時，需要經(jīng)過的反應(yīng)是()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【解析】由題意，要制1,2-丙二醇，需先使2-氯丙烷發(fā)生消去反應(yīng)制得丙烯：CH3CHCH3Cl＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CH3—CH===CH2↑＋NaCl＋H2O；再由丙烯與Br2加成生成1,2-二溴丙烷：CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CH—CH2BrBr，最終1,2-二溴丙烷水解得產(chǎn)物1,2-丙二醇：CH3CH—CH2BrBr＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(水),\s\do15(△))CH3CH—CH2OHOH＋2NaBr。【答案】B鹵代烴中鹵素的檢驗【問題導(dǎo)思】①鹵代烴屬于電解質(zhì)嗎？【提示】鹵代烴屬于非電解質(zhì)，在水溶液中不發(fā)生電離。②檢驗鹵代烴中的鹵素時，能否向鹵代烴中直接加入AgNO3溶液？【提示】不能。鹵代烴中無鹵素離子，不能與Ag＋反應(yīng)。③能否向鹵代烴的水解液中直接加入AgNO3溶液，檢驗鹵素離子？【提示】不能。水解液呈堿性，OH－干擾鹵素離子的檢驗。④能否利用消去反應(yīng)來檢驗鹵代烴中鹵素的存在？【提示】不能。有些鹵代烴不發(fā)生消去反應(yīng)，無法得到X－。1．試驗原理R—X＋H2Oeq\o(――→,\s\up15(NaOH),\s\do15(△))R—OH＋HXHX＋NaOH===NaX＋H2OHNO3＋NaOH===NaNO3＋H2OAgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3依據(jù)沉淀(AgX)的顏色可確定鹵素：AgCl(白色)、AgBr(淺黃色)、AgI(黃色)。2．試驗步驟(1)取少量鹵代烴；(2)加入NaOH溶液；(3)加熱(加熱是為了加快水解反應(yīng)速率)；(4)冷卻；(5)加入稀HNO3酸化(加入稀HNO3酸化，一是為了中和過量的NaOH，防止NaOH與AgNO3反應(yīng)干擾試驗；二是檢驗生成的沉淀是否溶于稀HNO3)；(6)加入AgNO3溶液即R—Xeq\o(――→,\s\up15(加NaOH水溶液),\s\do15(△))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(R—OH,NaX))eq\o(――→,\s\up15(加稀HNO3酸化))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(R—OH,HX))eq\o(――→,\s\up15(加AgNO3))溶液eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(若產(chǎn)生白色沉淀，鹵原子為Cl,若產(chǎn)生淺黃色沉淀，鹵原子為Br,若產(chǎn)生黃色沉淀，鹵原子為I))在試驗室鑒定氯酸鉀晶體和1-氯丙烷中的氯元素，現(xiàn)設(shè)計了下列試驗操作程序：①滴加AgNO3溶液；②加入NaOH溶液；③加熱；④加催化劑MnO2；⑤加蒸餾水過濾后取濾液；⑥過濾后取殘渣；⑦用HNO3酸化。(填序號)(1)鑒定氯酸鉀中氯元素的操作步驟依次是________。(2)鑒定1-氯丙烷中氯元素的操作步驟依次是______?！窘馕觥?1)鑒定KClO3中氯元素須將ClOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為Cl－；即KClO3eq\o(――→,\s\up15(MnO2),\s\do15(△))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(KCl,MnO2))eq\o(――→,\s\up15(溶解),\s\do15(過濾))KCl溶液eq\o(――→,\s\up15(AgNO3/HNO3))AgCl↓。(2)1-氯丙烷為非電解質(zhì)，鑒定其中的氯元素時須將C3H7Cl中的氯原子轉(zhuǎn)化為Cl－，即C3H7Cleq\o(――→,\s\up15(NaOH溶液),\s\do15(△))NaCl溶液eq\o(――→,\s\up15(HNO3酸化/AgNO3溶液))AgCl↓?！敬鸢浮?1)④③⑤⑦①(2)②③⑦①檢驗鹵代烴中的鹵素時，易錯點是忽視用稀硝酸酸化水解液，以防止Ag＋＋OH－===AgOH↓，造成干擾。2．為了檢驗?zāi)陈却鸁N中的氯元素，現(xiàn)進行如下操作。其中合理的是()①取氯代烴少許，加入AgNO3溶液②取氯代烴少許與NaOH水溶液共熱，然后加入AgNO3溶液③取氯代烴少許與NaOH水溶液共熱后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液④取氯代烴少許與NaOH乙醇溶液共熱后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液A．①③B．②④C．③④D．①④【解析】檢驗氯代烴中是否含有氯元素時，由于氯代烴中的氯元素并非游離態(tài)的Cl－，故應(yīng)加入NaOH水溶液或NaOH的醇溶液，并加熱，先使氯代烴水解或發(fā)生消去反應(yīng)，產(chǎn)生Cl－，然后加入稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，依據(jù)產(chǎn)生白色沉淀確定氯代烴中含有氯元素。先加稀HNO3酸化，是為了防止NaOH與AgNO3反應(yīng)生成AgOH，再轉(zhuǎn)化為Ag2O褐色沉淀干擾檢驗。【答案】C1．溴乙烷分子的3種表示式：(1)分子式：C2H5Br，(2)結(jié)構(gòu)式：CHHHCHHBr，(3)結(jié)構(gòu)簡式：CH3CH2Br2．溴乙烷的4種物理性質(zhì)無色、液體、密度比水大，難溶于水3．2個重要的化學(xué)反應(yīng)方程式C2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(水),\s\do15(△))C2H5OH＋NaBrC2H5Br＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O1．常溫常壓下為無色液體，而且密度大于水的是()①苯②硝基苯③溴苯④四氯化碳⑤溴乙烷⑥乙酸乙酯A．①⑥ B．②③④⑥C．②③④⑤ D．③④⑤⑥【解析】題給六種物質(zhì)均為無色液體，其中苯、乙酸乙酯的密度小于水?！敬鸢浮緾2．下列分子中，核磁共振氫譜中有3個峰的是()A．一氯甲烷 B．溴乙烷C．1-氯丙烷 D．鄰氯甲苯【解析】A項，CH3Cl中只有1種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子；B項，CH3CH2Br中有2種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子；C項，CH3CH2CH2Cl有3種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子；D項，有5種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子?！敬鸢浮緾3．(2021·福州高二質(zhì)檢)1溴丙烷和2溴丙烷分別和NaOH的醇溶液混合加熱，則()A．產(chǎn)物不同B．產(chǎn)物相同C．碳氫鍵的斷裂位置相同D．碳溴鍵的斷裂位置相同【解析】2-溴丙烷的消去方式：CHHHCHBrCH3＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CH2CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrB．CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrC．CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(NaOH醇溶液))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(HBr))CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2BrD．CH3CH2Breq\o(――→,\s\up15(NaOH醇溶液))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(Br2))CH2BrCH2Br【解析】在有機物的制備反應(yīng)中，應(yīng)選擇的合成路線是用完量少的步驟，生成副反應(yīng)產(chǎn)物干擾最少的主產(chǎn)物?！敬鸢浮緿9．下列鹵代烴在KOH醇溶液中加熱不反應(yīng)的是()①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2—CHBr2⑤Br⑥CH2Cl2A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④【解析】依據(jù)鹵代烴消去反應(yīng)的實質(zhì)，分子中與連接鹵素原子的碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng)。(CH3)3CCH2Cl不能發(fā)生消去反應(yīng)；因CH2Cl2分子中只有一個碳原子故其也不能發(fā)生消去反應(yīng)。此外C6H5Cl若發(fā)生消去反應(yīng)，將破壞苯環(huán)的穩(wěn)定性，故C6H5Cl也不能發(fā)生消去反應(yīng)?！敬鸢浮緼10．將1-氯丙烷跟NaOH的醇溶液共熱，生成的產(chǎn)物再跟溴水反應(yīng)，得到一種有機物，它的同分異構(gòu)體有幾種()A．2種B．3種C．4種D．5種【解析】在NaOH醇溶液中，1-氯丙烷發(fā)生消去反應(yīng)：CH3CH2CH2Cl＋NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CH2===CH—CH3↑＋NaCl＋H2O，丙烯加溴后，生成1,2-二溴丙烷，即CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2—CH—CH3BrBr，它的同分異構(gòu)體有三種。【答案】B11．依據(jù)下面的合成路線及所給信息填空：Aeq\o(――→,\s\up15(Cl2，光照),\s\do15(①))Cleq\o(――→,\s\up15(NaOH，乙醇，△),\s\do15(②))eq\o(――→,\s\up15(Br2的CCl4溶液),\s\do15(③))Beq\o(――→,\s\up15(),\s\do15(④))(1)A的結(jié)構(gòu)簡式是________，名稱是________。(2)①的反應(yīng)類型是________，③的反應(yīng)類型是________。(3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________?！窘馕觥坑煞磻?yīng)①：A在光照條件下與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)得Cl，從而推知A的結(jié)構(gòu)簡式為；反應(yīng)②是Cl在NaOH的醇溶液中共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成；反應(yīng)③應(yīng)是在Br2的CCl4溶液中發(fā)生加成反應(yīng)生成B：BrBr；反應(yīng)④是BrBr在NaOH、乙醇、加熱的條件下發(fā)生消去反應(yīng)，脫去2個HBr分子得到?！敬鸢浮?1)環(huán)己烷(2)取代反應(yīng)加成反應(yīng)(3)BrBr＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(乙醇),\s\do15(△))＋2NaBr＋2H2O12．下列框圖是八種有機化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，請回答下列問題：A(CH3CHCH3CH—CH3CH3)eq\o(――→,\s\up15(①),\s\do15(Cl2、光照))B(CH3CH—CClCH3)CH3CH3eq\o(――→,\s\up15(②),\s\do15(NaOH、△、醇))C2eq\o(――→,\s\up15(Br2),\s\do15(③))D2NaOH、△、醇,④Eeq\o(――→,\s\up15(Br2),\s\do15(⑤))F11,4-加成產(chǎn)物F21,2-加成產(chǎn)物C1請回答下列問題：(1)依據(jù)系統(tǒng)命名法，化合物A的名稱是________。(2)上述框圖中，①是________反應(yīng)，③是________反應(yīng)。(填反應(yīng)類型)(3)化合物E是重要的工業(yè)原料，寫出由D生成E的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(4)C1的結(jié)構(gòu)簡式是________；F1的結(jié)構(gòu)簡式是________。F1和F2的關(guān)系為________。【答案】(1)2,3-二甲基丁烷(2)取代加成(3)CBrH3CCH3CBrCH3CH3＋2NaOHeq\o(――→,\s\up15(醇),\s\do15(△))CCH2H3CCCH3CH2＋2NaBr＋2H2O(4)CH3CHCH3CCH3CH2CH3CCH2BrCCH3CH2Br同分異構(gòu)體13．已知R—CH===CH2＋HX―→R—CH—CH2XH(主要產(chǎn)物)下列轉(zhuǎn)化中A、B分別是化學(xué)式C3H7Cl的兩種同分異構(gòu)體，請依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系和反應(yīng)條件，推斷并寫出：(1)A、B、C、D、E的結(jié)構(gòu)簡式。(2)由E轉(zhuǎn)化為B，由D轉(zhuǎn)化為E的化學(xué)方程式?！窘馕觥坑蒀3H7Cl的兩種同分異構(gòu)體為CH3CH2CH2—Cl和CHClCH3CH3，由信息可知B為CH3—CH—CH3Cl，則A肯定為CH3CH2CH2—Cl，C為CH3CH2CH2OH，D為CHOHCH3CH3，E為CH3—CH===CH2?！敬鸢浮?1)A：CH3CH2CH2ClB：CHClCH3CH3C：CH3CH2CH2OHD：CHOHCH3CH3E：CH3—CH===CH2(2)CH3—CH===CH2＋HCl―→CHClCH3CH3CHOHCH3CH3eq\o(――→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(△))CH3—CH===CH2↑＋H2O14．依據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給信息，回答下列問題：Aeq\f(Cl2,光照)Beq\f(NaOH/醇,△①)Deq\o(――→,\s\up15(Br2/CCl4),\s\do15(②))Eeq\o(――→,\s\up15(NaOH/H2O),\s\do15(③))FCeq\f(NaOH/醇,△)(1)11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的烴A在氧氣中充分燃燒可以產(chǎn)生88gCO2和45gH2O。A的分子式是________________________________________________________________________。(2)B和C均為一氯代烴，它們的名稱(系統(tǒng)命名)分別為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)D的結(jié)構(gòu)簡式________________，D中碳原子是否都處于同一平面？________。(4)E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是___________________________________________________________________________________________________