2012屆高三化學(xué) 第8單元第28講 鹵代烴和重要的有機(jī)反應(yīng)類型

1、第28講 鹵代烴和重要的有機(jī)反應(yīng)類型,一、溴乙烷 1分子結(jié)構(gòu),2物理性質(zhì) 通常情況下，溴乙烷為無色液體，沸點(diǎn)38.4，密度比水大，不溶于水。 3化學(xué)性質(zhì) 由于受到官能團(tuán)溴原子(Br)的影響，溴乙烷的化學(xué)性質(zhì)比乙烷活潑，既可發(fā)生水解反應(yīng)，又可發(fā)生消去反應(yīng)。 (1)水解反應(yīng) CH3CH2BrHOH CH3CH2OHHBr (或CH3CH2BrKOH CH3CH2OHKBr)。,溴乙烷的水解反應(yīng)是OH取代了溴乙烷分子中的溴原子，因此，該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。 (2)消去反應(yīng)：有機(jī)物在一定條件下，從一個(gè)有機(jī)化合物分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)小分子生成不飽和化合物(含雙鍵或叁鍵)的反應(yīng)叫做消去反應(yīng)。 溴乙烷在強(qiáng)堿的

2、醇溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)，分子內(nèi)脫去一個(gè)小分子HBr生成不飽和的烯烴。,溴乙烷與氫氧化鈉無論是發(fā)生取代反應(yīng)還是消去反應(yīng)，都有NaBr生成，可用AgNO3溶液檢驗(yàn)該物質(zhì)的存在。由于AgNO3溶液能與NaOH發(fā)生反應(yīng)，因此在加入AgNO3溶液之前應(yīng)先加入HNO3溶液將溶液調(diào)至酸性。,二、鹵代烴 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后形成的化合物稱為鹵代烴，故鹵素原子是鹵代烴的官能團(tuán)。 2分類,3物理通性 (1)溶解性：所有的鹵代烴都不溶于水，可溶于有機(jī)溶劑。 (2)熔、沸點(diǎn)：一鹵代烴同系物的沸點(diǎn)隨著碳原子數(shù)的增多而升高，常溫下，除低級(jí)鹵代烴如CH3Cl、CH3Br、C2H5Cl及CH2CHCl為氣

3、體外，大多為液體或固體。 鹵代烴中，當(dāng)烴基相同時(shí)，氯代物的沸點(diǎn)最低，密度最??；碘代物沸點(diǎn)最高，密度最大。鹵素相同時(shí)，其沸點(diǎn)隨烴基的增大而增高，密度則減小。,4化學(xué)通性 由于鹵素原子的非金屬性比碳強(qiáng)，所以CX之間的共用電子對(duì)偏向鹵素原子，形成一個(gè)極性較強(qiáng)的極性鍵，鹵素原子易被其他原子或原子團(tuán)所取代。鹵代烴與溴乙烷的化學(xué)性質(zhì)相似，在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)和消去反應(yīng)。 (1)消去反應(yīng) 從鹵代烴分子中相鄰的兩個(gè)碳原子上脫去一個(gè)鹵代氫小分子，可表示為：,(2)水解反應(yīng)(取代反應(yīng)) RXNaOH ROHNaX 水解反應(yīng)的特征是有水參加，常為可逆反應(yīng)，為了加速反應(yīng)，通常將鹵代烴與強(qiáng)堿溶液混合后一起加熱。水

4、解反應(yīng)的本質(zhì)是取代反應(yīng)，所有的鹵代烴都可以發(fā)生水解反應(yīng)。,(3)鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)的規(guī)律 從分子結(jié)構(gòu)來看，鹵代烴要發(fā)生消去反應(yīng)應(yīng)具備的條件是和鹵原子相連的碳原子(碳原子)的相鄰碳原子(碳原子)上有氫原子，如下列情況下的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng)： 只含一個(gè)碳原子的鹵代烴不能發(fā)生消去反應(yīng)，如：CH3Br；,5氟氯烴(氟利昂)對(duì)環(huán)境的影響 (1)氟氯烴破壞臭氧層的原理 氟氯烴在平流層中受紫外線照射產(chǎn)生Cl原子。 Cl原子可引發(fā)損耗臭氧的循環(huán)反應(yīng)ClO3ClOO2，ClOOClO2，總的反應(yīng)式：O3O 2O2。 實(shí)際上氯原子起了催化作用。 (2)臭氧層被破壞的后果 臭氧層被破壞，會(huì)使更多的紫外線照射到地

5、面，會(huì)危害地球上的人類、動(dòng)物和植物，造成全球性的氣溫變化。,(1)關(guān)于鹵代烴，重點(diǎn)強(qiáng)化水解反應(yīng)和消去反應(yīng)，注意兩者反應(yīng)條件的區(qū)別，這兩個(gè)反應(yīng)在有機(jī)合成和推斷中應(yīng)用廣泛。 (2)鹵原子的檢驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)原理：RXNaOH ROHNaX、HNO3NaOH=NaNO3H2O、AgNO3NaX=AgXNaNO3。若鹵化銀沉淀的顏色為白色，則鹵原子為氯；若鹵化銀沉淀的顏色為淺黃色，則鹵原子為溴；若鹵化銀沉淀的顏色為黃色，則鹵原子為碘。 實(shí)驗(yàn)步驟：取少量鹵代烴加入NaOH溶液加熱煮沸冷卻加入稀HNO3酸化加入AgNO3溶液。,三、鹵代烴在有機(jī)合成中的作用,在有機(jī)合成反應(yīng)中，鹵代烴是聯(lián)系烴和烴的衍生物之間的一

6、座橋梁，是有機(jī)合成中引入官能團(tuán)的“中轉(zhuǎn)站”。,有機(jī)合成的難點(diǎn)是官能團(tuán)的引入。因此在有機(jī)合成中需要引進(jìn)官能團(tuán)時(shí)，首先需要考慮到鹵代烴。如以乙醇為原料合成乙二醇，關(guān)鍵是碳碳雙鍵的形成，根據(jù)順推和逆推可選擇如下最佳合成路線：,1引入方法 鹵素原子的引入是改變分子性能的第一步反應(yīng)，在有機(jī)合成和有機(jī)推斷中起著橋梁作用。 在烴分子中引入一個(gè)X原子有以下兩種途徑： (1)烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng),2所有鹵代烴都可發(fā)生水解反應(yīng)。 3鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)和取代反應(yīng)的外界條件不同。在醇和強(qiáng)堿存在的條件下發(fā)生消去反應(yīng)，在水和強(qiáng)堿存在的條件下發(fā)生取代反應(yīng)。,四、重要有機(jī)反應(yīng)類型及判斷 1重要有機(jī)反應(yīng)類型 有機(jī)四大基本反應(yīng)

7、類型： ：取代反應(yīng)（鹵代反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、其他反應(yīng)） ：加成反應(yīng) ：消去反應(yīng) ：聚合反應(yīng)（加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)）,2.有機(jī)反應(yīng)類型的判斷 (1)根據(jù)有機(jī)物斷鍵方式判斷 根據(jù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)概念確定斷鍵方式，如取代反應(yīng)：RXABRAXB；加成反應(yīng)一定是斷裂雙鍵或叁鍵，斷鍵原子形成單鍵。 (2)根據(jù)試劑和條件判斷 根據(jù)常見有機(jī)試劑和反應(yīng)條件，可以推斷有機(jī)物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和反應(yīng)類型，常見試劑、反應(yīng)條件與反應(yīng)類型關(guān)系如表所示：,除此之外還要注意下面兩個(gè)反應(yīng)類型： 1裂化反應(yīng)：在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的長(zhǎng)鏈烴，斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的短鏈烴的反應(yīng)。裂化屬于化學(xué)過程。如C16H34C8H1

8、8C8H16，深度裂化叫裂解。 2顏色反應(yīng)(顯色反應(yīng))：(1)苯酚溶液滴加氯化鐵溶液顯紫色。 (2)淀粉溶液加碘水顯藍(lán)色。 (3)蛋白質(zhì)(分子中含苯環(huán)的)加濃硝酸顯黃色。,對(duì)鹵代烴性質(zhì)的考查,【典例1】 能發(fā)生消去反應(yīng)，生成物中存在同分異構(gòu)體的是(),B,點(diǎn)撥：本題主要考查鹵代烴的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。重點(diǎn)是鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)必須具備的條件，即主鏈碳原子至少為2個(gè)，且與鹵素原子相連碳原子的鄰近碳原子上必須有氫原子。,【遷移訓(xùn)練1】在有機(jī)反應(yīng)中，反應(yīng)物相同而條件不同可得到不同的主產(chǎn)物。下式中R代表烴基，副產(chǎn)物均已略去。,寫出實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)變的各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，特別注意要寫明反應(yīng)條件。 (1)由CH

9、3CH2CH2CH2Br分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)?CH3CH2CHBrCH3。,答案：(CH3)2CH=CHCH2HBr (CH3)2CHCH2CH2Br (CH3)2CHCH2CH2BrH2O (CH3)2CHCH2CH2OHHBr,(2)由(CH3)2CHCH=CH2分兩步轉(zhuǎn)變?yōu)?(CH3)2CHCH2CH2OH。,【解析】 (1)這是Br原子從1號(hào)碳位移到2號(hào)碳位上的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。由于兩者都是飽和的有機(jī)物，又不能發(fā)生取代直接完成其轉(zhuǎn)化，所以必須先進(jìn)行消去反應(yīng)，使鹵代烴變成烯烴，然后烯烴再和HBr加成。只要找到適當(dāng)?shù)臈l件，Br可以加成到2號(hào)碳位上，這也是這類問題的解題規(guī)律。 (2)如果烯烴與水直接發(fā)

10、生加成，可以生成醇，但羥基的位置不能確定，因而無法一步完成這一變化，同時(shí)也不符合題目要用兩步反應(yīng)完成這一轉(zhuǎn)化的要求。所以，烯烴只能先與HBr加成，使Br原子加成在1號(hào)碳位上，再與水溶液發(fā)生水解反應(yīng)，使羥基取代溴原子。,【典例2】 要檢驗(yàn)?zāi)充宕橹械匿逶?，下列?shí)驗(yàn)方法一定正確的是() A加入氯水振蕩，觀察水層是否有橙紅色出現(xiàn) B滴入AgNO3溶液，再加入稀鹽酸呈酸性，觀察有無淺黃色沉淀生成 C加入NaOH溶液，共熱，然后加入稀HNO3酸化，再滴入AgNO3溶液，觀察有無淺黃色沉淀生成 D加入NaOH醇溶液，共熱，然后加入稀HNO3酸化，再滴入AgNO3溶液，觀察有無淺黃色沉淀生成,檢驗(yàn)鹵代烴分

11、子中鹵素的方法,C,【解析】鹵代烴是共價(jià)化合物，是非電解質(zhì)，在水中不能電離出鹵素離子，故在進(jìn)行鹵素原子檢驗(yàn)時(shí)，必須先將鹵代烴水解，生成鹵素離子再進(jìn)行檢驗(yàn)。 因此A、B項(xiàng)所加的氯水、鹽酸不能與溴代烷反應(yīng)生成Br。 D項(xiàng)，并不是所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng)，如CH3Cl、(CH3)3CCH2Br都不能發(fā)生消去反應(yīng)，所以用消去反應(yīng)去檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵原子，并不一定正確。,點(diǎn)撥: 鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)以及與NaOH在不同溶劑中反應(yīng)類型的探究一直是有機(jī)實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)考查的內(nèi)容，過量的反應(yīng)物NaOH會(huì)與AgNO3反應(yīng)、與Br2反應(yīng)，對(duì)鹵素原子和不飽和烴的檢驗(yàn)都有干擾，應(yīng)在檢驗(yàn)之前將溶液調(diào)至酸性。與之相反，蔗糖

12、、淀粉的水解是在稀硫酸中進(jìn)行的，而產(chǎn)物葡萄糖需在堿性條件下用銀氨溶液或新制氫氧化銅檢驗(yàn)，檢驗(yàn)之前需將溶液調(diào)至堿性。,【遷移訓(xùn)練2】(2010江蘇鹽城中學(xué))二英是公認(rèn)最危險(xiǎn)的致癌物質(zhì)之一，是兩大類芳香族化合物二苯并二英和二苯并呋喃的多氯代衍生物的總稱，其代表物如下：,2,3,7,8四氯二苯并二英2,3,7,8四氯二苯并呋喃 下列有關(guān)敘述中不正確的是( ) A二英與氟利昂等均屬于純凈物 B2,3,7,8四氯二苯并二英的分子中所有原子可能在一個(gè)平面上 C2,3,7,8四氯二苯并二英與2,3,7,8四氯二苯并呋喃屬于同系物 D1mol 2,3,7,8四氯二苯并二英在適宜條件下可與8mol NaOH反應(yīng)

13、,AC,【解析】二英和氟利昂均含多種化學(xué)成分，屬于混合物； 苯環(huán)上各原子均處于同一平面上，故2,3,7,8四氯二苯并二英分子中所有原子可能在一個(gè)平面上； 同系物是指結(jié)構(gòu)相似，且組成上相差一個(gè)或若干個(gè)“CH2”基團(tuán)的化合物的互稱，2,3,7,8四氯二苯并二英與2,3,7,8四氯二苯并呋喃分子組成上并不相差若干個(gè)“CH2”； 2,3,7,8四氯二苯并二英完全水解后氯原子被OH取代，生成4個(gè)酚羥基，同時(shí)生成4分子的HCl，故最多可與8mol NaOH反應(yīng)。所以應(yīng)選AC。,鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用,【典例3】 以C2H5Br為原料制備1,2二溴乙烷，下列轉(zhuǎn)化關(guān)系最合理的是(),D,【解析】考查鹵代烴的

14、取代反應(yīng)與消去反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系，并在實(shí)際中應(yīng)用。要制取1,2二溴乙烷，最好通過CH2CH2和Br2的加成反應(yīng)得到，而不用C2H5Br的取代反應(yīng)得到。因?yàn)榍罢弋a(chǎn)物較純凈，后者副反應(yīng)較多，產(chǎn)物不純。而CH2CH2可由CH3CH2Br或CH3CH2OH消去反應(yīng)得到。A、D相比，D步驟更簡(jiǎn)潔。,點(diǎn)撥：由于受到官能團(tuán)溴原子(Br)的影響，溴乙烷的化學(xué)性質(zhì)比乙烷活潑，既能發(fā)生水解反應(yīng)，又能發(fā)生消去反應(yīng)。但反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物不同?？筛爬椋骸坝写紕t無醇，無醇則有醇”。關(guān)注條件的變化。,(1) a的名稱為 。與b具有相同基團(tuán)的同分異構(gòu)體共有_種(不包括b)。 (2)上述轉(zhuǎn)化過程中含有取代反應(yīng)的有 _ (選填序

15、號(hào))。,鄰二氯苯(1,2二氯苯),5,有機(jī)產(chǎn)物為 (寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。,CH3CH2OH,有機(jī)產(chǎn)物為 CH3CH2OH (寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。,(5)化合物h可能具有的性質(zhì)是 。 A兩性 B能使溴的四氯化碳溶液褪色 C能發(fā)生水解反應(yīng) D能發(fā)生聚合反應(yīng) (6)原料EMME的合成途徑為3C2H5OH ，HC(OC2H5)3 EMME2C2H5OH，則DEM的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。,ABCD,CH2(COOC2H5)2,【解析】(1)寫b的同分異構(gòu)體時(shí)，可先考慮二氯苯共有3種，再引入硝基，共6種，扣除1種b，故共有5種。 (2)本題首先要審清題意，題中不要求考慮反應(yīng)。和顯然屬于取代反應(yīng)，屬于硝基的還原，是亞氨基上的氫

16、原子被乙基取代，中含有酯的水解反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)，中氯原子被取代。 (3)反應(yīng)可看做Fe和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，生成的H2把硝基還原成氨基，還原過程是去氧加氫的過程。,(4)從原料的鍵線式分析，產(chǎn)物中肯定有乙醇。 (5)化合物h中既有羧基又有亞氨基，具有兩性。環(huán)上含有碳碳雙鍵，因此能和溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)，也能發(fā)生加聚反應(yīng)。含有鹵原子F，因此也能發(fā)生水解反應(yīng)。 (6)初步判斷后一步反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，再利用給出的定量關(guān)系，結(jié)合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分析DEM的可能結(jié)構(gòu)。,有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和類型的判斷,【典例4】心酮胺是治療冠心病的藥物，它具有如下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：,下列關(guān)于心酮胺的敘述錯(cuò)誤的是( ) A可以發(fā)生加

17、成反應(yīng) B在催化劑作用下可以和溴反應(yīng) C可以發(fā)生銀鏡反應(yīng) D在一定條件下可以發(fā)生酯化反應(yīng),C,【解析】心酮胺分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，能在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)，也能與Br2在催化劑存在條件下發(fā)生取代反應(yīng)；又分子中含有醇羥基，故可發(fā)生酯化反應(yīng)；而分子中不存在醛基，所以不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。,點(diǎn)撥：加成反應(yīng)主要有：(1)與氫氣的加成反應(yīng)(還原)：在催化劑的作用下，含有不飽和碳原子的有機(jī)物跟氫氣發(fā)生加成反應(yīng)：a.烯、二烯、炔的催化加氫；b.苯、苯的同系物、苯乙烯催化加氫；c.醛、酮催化加氫；d.油脂的加氫硬化。 (2)與鹵素單質(zhì)的加成反應(yīng)：含有不飽和碳原子的有機(jī)物很容易跟鹵素單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)。 (3)與鹵化氫的加成反應(yīng)：含有不飽和碳原子的有機(jī)物能跟鹵化氫發(fā)生加成反應(yīng)。例如：乙炔氯乙烯。 (4)與水的加成反應(yīng)：含有不飽和碳原子的有機(jī)物在催化劑作用下，可以跟水發(fā)生加成反應(yīng)。例如：烯烴水化生成醇。,取代反應(yīng)主要有：(1)鹵代反應(yīng)：有機(jī)物分子中的氫原子被鹵原子取代的反應(yīng)。 (2)硝化反應(yīng)：有機(jī)物分子中的氫原子被硝基取代的反應(yīng)。 (3)磺化反應(yīng)：有機(jī)物分子中的氫原子被磺酸基取代的反應(yīng)。 (4)其他：鹵代烴的水解、酯化反應(yīng)、酯的水解、醇分子間