高二化学溴乙烷 卤代烃人教版知识精讲

www.dearedu.com 高二化学溴乙烷 卤代烃人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容 溴乙烷 卤代烃 二. 重点、难点 1. 掌握烃的衍生物的概念，初步认识常见官能团； 2. 了解溴乙烷的物理性质并掌握其化学性质； 3. 学会操作溴乙烷的水解实验； 4. 掌握溴乙烷的水解反应、消去反应； 5. 了解氟利昂的用途及危害。 3.​ 具体内容 （一）烃的衍生物 烃分子里的氢原子被其他原子或原子团所取代，生成的一系列有机化合物。这些有机化合物从结构上都可以看作是由烃为母体衍变而来，所以叫烃的衍生物。上一章所见到的官能团有—X、—OH、—NO2和“C=C”等不饱和键。如烯烃的加成反应是由“C=C”决定的。 （二）官能团 决定化合物的化学特性的原子或原子团叫做官能团。 一般说来，具有相同官能团的有机物就具有类似的化学性质。官能团是有机物分类的重要依据之一。 （三）溴乙烷 1. 溴乙烷的结构 乙烷分子里的一个氢原子被溴原子取代就得到溴乙烷，分子式是C2H5Br， 2. 溴乙烷的物理性质 无色液体，沸点38.4℃，密度比水的大。 3. 溴乙烷的化学性质 受官能团溴原子—Br的影响，溴乙烷的化学性质比乙烷活泼，既易发生水解反应，又可以发生消去反应。 （1）水解反应 溴乙烷在NaOH存在的条件下可以跟水发生水解反应，生成乙醇和溴化氢： C2H5—Br＋H—OH—→C2H5—OH＋HBr 根据化学平衡的原理分析，若要加快此反应的反应速率，提高CH3CH2OH产量，可加入NaOH溶液。 思考：如何检验溴乙烷中含有溴元素？ 提示：溴乙烷中溴以原子形成存在。只有Br－与Ag+才会产生AgBr沉淀，直接加AgNO3会与NaOH作用生成棕黑色沉淀。 （2）消去反应 溴乙烷与强碱（NaOH或KOH）的醇溶液共热，从分子中脱去HBr，生成乙烯： 像这样，有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如H2O、HBr等），而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫做消去反应。 由于溴原子的出现，使C－Br键极性较强，易断裂，因此化学性质比乙烷活泼，在一定条件下易发生消去反应或取代反应。溴乙烷断键后形成乙烯，C－H键和C－Br键断裂后产生的H、Br结合成HBr，由于有强碱存在最终生成了NaBr。卤代烃的水解与消去反应同时存在，相互竞争。由于醇的存在抑制水解,发生消去反应。强调C－Br键断裂后产生的Br与邻近碳原子C－H键断裂后产生的H结合成。 强调：溴乙烷的水解反应的条件：碱性条件下水解。消去反应发生的条件：与强碱的醇溶液共热。 ：比较溴乙烷的水解反应和消去反应发生的条件，得出结论：无醇生成醇，有醇不生成醇。如果反应没有加醇就发生水解反应生成醇；加醇就发生消去反应生成烯烃。 （四）卤代烃 1. 概念： 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物，叫做卤代烃。 2. 分类： 按卤原子数目：一卤、二卤、多卤代烃。 按卤元素不同：氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等。 3. 卤代烃的命名： A. 含连接—X的C原子的最长碳链为主链，命名“某烷”。 B. 从离—X原子最近的一端编号，命名出—原子与其它取代基的位置和名称。 例： 4. 卤代烃的同分异构体： 一氯丁烯（C4H7Cl）有几种同分异构体？说明思路并总结出写的规律和技巧。一氯代烃是否具有碳链异构、位置异构和类别异构？ 一卤代烃同分异构体的书写方法 （1） 等效氢问题（对称轴） 如：正丁烷分子中的对称：1CH32CH23CH24CH3，其中1与4，2与3号碳上的氢是等效的；异丁烷分子中的对称：（1CH3）22CH3CH3，其中1号位的氢是等效的。 （2）C4H9Cl分子中存在着“碳链异构”和“官能团位置异构”两种异构类型。先写最长碳链，Cl原子位置转换： 5. 二卤代烃同分异构体的书写方法： 如，C3H6Cl2的各种同分异构体： 6.  多卤代烃同分异构体的书写方法：（等效思想） 如，二氯代苯有三种同分异构体，四氯代苯也有三种同分异构体，即苯环上的二氯与四氢等效，可进行思维转换。 7. 物理通性： ① 溶解性 a. 不溶于水； b. 可溶于大多数有机溶剂。 ② 沸点和相对密度 a. 溴代烃的相对密度大于1（如溴乙烷），一氯代烷的相对密度小于1； b. 在一系列正某烷的“1—氯代烃”中，随着分子里碳原子数的增加（相对分子质量逐渐增大），物质的沸点逐渐升高，相对密度逐渐减小； c. 分子里碳原子数相同的一氯代烷中，“1—氯”代烃比非“1—氯”代烃沸点高、相对密度大，主碳链长的比主碳链短的沸点高、相对密度大； d. 在常温常压下，CH3—Cl、CH3—CH2—Cl、CH3—Br为气体，其他氯代烷、溴化烷为液体或固体； e. CHCl3、CCl4、CH3CH2Br、CH2Br—CH2Br、CHBr2—CHBr2等卤代烃，相对密度大于1。 8. 化学性质： 卤代烃的化学性质通常比烃活泼，能发生许多化学反应。卤代烃化学性质比烃活泼是由卤素原子决定的。 ① 水解反应 写出1—氯丙烷和2—氯丙烷分别发生水解反应的化学方程式。 结论：卤代烃分子中卤原子的位置，即水解后羟基的位置；反之，产物醇中羟基的位置即反应物卤代烃中的卤原子的位置。 ② 消去反应 写出1—氯丙烷和2—氯丙烷分别发生消去反应的化学方程式。 思考：什么样结构的卤代烃不能发生消去反应， 什么样结构的卤代烃发生消去反应后的产物会出现同分异构现象。 结论： A. 卤代烃分子中与卤原子相邻的碳上没有氢，或者根本没有相邻的碳，则不可能发生消去反应。 B. 若在分子中可以找到以卤原子为对称轴的结构，则消去产物不可能出现同分异构现象。 （五）氟里昂 又称氟氯烷。是甲烷和乙烷的氟和氯的衍生物的混合物。用作致冷剂，破坏臭氧层，危害环境。 【典型例题】 [例1] 下列有机物中，含有两种官能团的是（ ）   A. CH3—CH2—Cl B. C. CH2 CHBr D. 答案：C 解析：烃的衍生物具有跟相应的烃不同的化学特性，是因为取代氢原子的原子或原子团对于烃的衍生物的性质起着很重要的作用，这些取代氢原子的原子或原子团称为官能团，碳碳双键、碳碳三键属于官能团，但不能把—CH3、—C6H5称为官能团。 [例2] 写出分子组成为C5H11Br的有机物的同分异体构体中，只能发生水解反应、不能发生消去反应的物质的结构简式，并命名。 答案：该有机物的结构简式是 ,命名为1—溴—2，2—二甲基丙烷。 解析：分子中烃基—C5H11符合烷基的通式（—CnH2n+1）,该有机物为饱和卤代烃，C原子间以C—C单键相连。它的碳链结构有三种： ① C—C—C—C—C ② ③ 第①、②种碳链结构中，所有的碳原子上都连接有氢原子，Br原子连在任何碳原子上都能发生消去反应。第③种碳链结构中，带*号的碳原子连了四个碳原子，当Br原子连接到它周围的任一碳原子上，不能发生消去反应，生成具有相同碳架的烯烃。 [例3] 卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应。其实质是带负电荷的原子团（例如OH－等阴离子）取代了卤代烃中的卤原子。如：CH3CH2CH2—Br+OH－（或NaOH）→ CH3CH2CH2—OH +Br－（或NaBr） 写出下列反应的化学方程式： （1）溴乙烷跟NaHS的反应_______________________。 （2）碘甲烷跟CH3COONa反应____________________。 （3）碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚（CH3—O—CH2CH3）___________。   （提示：2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2） 答案：  （1）CH3CH2Br+NaHS→CH3CH2SH+NaBr （2）CH3I+CH3COONa→CH3COOCH3+NaI （3）2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；CH3I+CH3CH2ONa→CH3CH2OCH3+NaI 解析：根据题中给出的信息，体会出反应的实质是“带负电荷的原子团取代卤原子”，因此只要找出带负电基团，并取代卤原子，即可写出正确的方程式。第（3）小题从生成物CH3—O—CH2CH3可以分析出，该物质可用CH3CH2O－发生取代反应合成，而CH3CH2O－可用CH3CH2OH和Na反应制得。 [例4] 化合物丙由如下反应得到： 丙的结构简式不可能是（ ） A. CH3CH2CHBrCH2Br B. C. CH3CHBrCHBrCH3 D. 答案：B 解析：由题中的反应关系可知：乙为烯烃，丙为乙与 Br2发生加成反应的产物，故在丙中两个溴原子必连在两个相邻碳原子上，故答案B不可能。 [例5] 分子式为C3H6Cl2的有机物，发生一元氯代反应后，可生成2种同分异构体，则原C3H6Cl2应是（    ） A. 1，3﹣二氯丙烷　　 B. 1，1﹣二氯丙烷 C. 1，2﹣二氯丙烷          D. 2，2﹣二氯丙烷 答案：A 解析：考察卤代烃同分异构体的数目。适于中等学生。考查（A）～（D）的4种有机物，它们再发生一氯取代，得到的生成物的同分异构体分别为2种、3种、3种、1种。 评注：本题主要考查卤代烃同分异构体的数目，解题的关键是思维的有序性。 [例6] 怎样用实验证明CHCl3中含有氯元素？实验操作中应注意些什么？ 答案：先将CHCl3与NaOH的水溶液混合共热，使氯原子经过取代反应变为Cl－，此时加入HNO3，使溶液呈酸性后再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。 操作时应注意，由于水解反应是在碱性条件下进行，必须在水解反应后加入足量稀HNO3，把过量的OH－完全中和掉，然后再加入AgNO3溶液，才会出现AgCl白色沉淀。若不加稀HNO3中和，直接加入AgNO3溶液，得到的是棕褐色Ag2O沉淀。这样会使实验失败。 解析：CHCl3是共价化合物，氯元素是以氯原子的形式存在于CHCl3分子中。要证明CHCl3中含有氯元素，则必须将氯原子转化为Cl－。 [例7] 在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产物。下式中R代表烃基，副产物均已略去。 请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件。 ① 由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3 ② 由 分两步转变为： 答案： （1） （2） 　 　 【模拟试题】 1. 下列物质中，不属于卤代烃的是（ ） A. CH2＝CHBr B. CH3COCl C. CH2Cl2 D. C6H5Br 2. 下列化合物中，既能发生消去反应，又能发生水解反应，还能发生加成反应的是（ ） A. 氯仿 B. 2—氯丙烷 C. 氯化铵 D. 氯乙烯 3. 分子式为C3H6Cl2的氯代烷分子中的一个氢原子被氯原子取代后，可得到两种同分异构体，则C3H6Cl2的名称是（ ） A. 1.3—二氯丙烷 B. 1.1—二氯丙烷 C. 1.2—二氯丙烷 D. 2.2—二氯丙烷 4. 证明溴乙烷中溴元素的存在，下列操作步骤中正确的是（ ） ① 加入硝酸银溶液；② 加入氢氧化钠溶液；③ 加热；④ 加入蒸馏水；⑤ 加入稀硝酸至溶液呈酸性；⑥ 加入氢氧化钠醇溶液。 A. ④③①⑤ B. ②③⑤① C. ④⑥③① D. ⑥③⑤① 5. 下列一氯代烃中，不能发生消去反应的是（ ） A. CH3CH2Cl B. CH3CHClCH3 C. D. 6. 下列卤代烃发生消去反应，生成物中存在同分异构体的是（ ） A B C D 7. 下列卤代烃中沸点最低的是（ ） A. CH3—CH2—CH2—Cl B. C. CH3—CH2—CH2—Br D. 8. 化学式C5H7Cl的有机物，其结构不可能是（ ） A. 只含1个 双键的直链有机物 B. 含2个 双键的直链有机物 C. 含1个 双键的环状有机物 D. 含1个—C≡C—叁键的直链有机物 9. 在C6H14的各种同分异构体中，所含甲基数目和它的一氯取代物的数目与下列叙述相符的是（ ） A. 2个—CH3，能生成4种一氯代物 B. 3个—CH3，能生成4种一氯代物 C. 3个—CH3，能生成5种一氯代物 D. 4个—CH3，能生成4种一氯代物 10. 下列混合物中可用分液漏斗分离，且有机物应从分液漏斗的上口倒出的是（ ） A. 　 B. CH3CH2CH2CH2Cl 　H2O C. CCl4 　CHCl3　 D. CH2Br—CH2Br　 二. 综合题 11. 以 为原料，制取 ，写出有关反应的化学方程式。 12. 根据下面的有机物合成路线回答有关问题： （1）写出A、B、C的结构简式： A：___________ B：___________ C：___________ （2）各步反应类型： ① ___________ ②___________ ③___________ ④ ___________ ⑤___________ （3）A→B反应试剂及条件______________________。 13. （1）在NaCl溶液中滴加AgNO3溶液，现象为_______，离子方程式为_________。 （2）在CH3CH2CH2Cl中滴加AgNO3溶液，现象为__________，原因是__________。 （3）若先将CH3CH2CH2Cl与NaOH溶液共热，然后用硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，现象为__________，反应的化学方程式为_________。 14. 某液态卤代烷RX（R是烷基，X是某种卤素原子）的密度是ag·cm－3。该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH（能跟水互溶）和HX。为了测定RX的相对分子质量，拟定的实验步骤如下： ① 准确量取该卤代烷 bmL，放入锥形瓶中。 ② 在锥形瓶中加入过量稀 NaOH溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发生反应。 ③ 反应完成后，冷却溶液，加稀 HNO3酸化，滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀。 ④ 过滤、洗涤、干燥后称量，得到固体cg。 回答下面问题： （1）装置中长玻璃管的作用是_____________。 （2）步骤④中，洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的________离子。 （3）该卤代烷中所含卤素的名称是_______，判断的依据是___________。 （4）该卤代烷的相对分子质量是___________（列出算式）。 （5）如果在步骤③中，加HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤④中测得的c值___________（填下列选项代码）。 A. 偏大　　 B. 偏小　　 C. 不变　　 D. 大小不变 15. 如图所示是检验1，2—二氯乙烷的某性质实验的装置。 （1）按如图所示，连接好仪器后，首先应进行的操作是_________。 （2）在试管A里加入2mL 1，2—二氯乙烷和5mL 10% NaOH的乙醇溶液，再向试管里加入几小块碎瓷片。加入碎瓷片的作用是_________。 （3）用水浴加热试管A里的混合物（其主要生成物仍为卤代烃），试管A中发生反应的化学方程式是_____________，其反应类型是_________。 （4）为检验产生的气体，可在试管B中盛放________，现象是_____________；向反应后试管A中的溶液里加入足量的稀硝酸，再加入几滴AgNO3溶液，现象是______________。 16. 一定量的某有机物与NaOH的醇溶液共热，产生的气体在状况下为896mL，同时得溶液100mL。取出10ml溶液先用HNO3酸化后再加入AgNO3溶液直到不再产生白色沉淀为止，用去0.1mol·L－1 AgNO3溶液40mL。所得气体完全燃烧时消耗O2 0.18mol。试确定该有机物的结构简式和名称。 试题答案 1. 据卤代烃的定义可知选B。 　2. 卤代烃能否发生消去反应，要看与卤原子相连的碳相邻的碳原子上是否有氢，有氢才能发生消去反应。A中物质只能水解，B中物质不能发生加成反应，C中物质为无机只能水解，选D。 　3. A中物质 一个氢原子被氯原子取代有这样两种产物 ，同样可推知B和C中物质有三种，D中物质只有一种，选A。 　4. 溴乙烷中溴元素不能电离，要检验溴元素的存在必须利用溴乙烷的水解反应或消去反应把溴元素转化为Br－，然后用HNO3酸化的AgNO3溶液检验，选BD。 　5. D中物质 与氯原子相连的碳相邻的碳上没有氢原子，不能发生消去反应，选D。 　6. A中物质三个—CH3等效，消去产物只有一种，B中物质是对称的，两边去氢产物一样，C中物质去氢只有一种形式，D中物质消去产物有 两种，选D。 　7. 本题主要考查卤代烷物理性质中沸点变化规律，选B。 　8. 该物质的不饱和度为 ＝2，C＝C、环状各为一个不饱和度，C≡C为二个不饱和度，故选A。 　9. A中物质碳链为C—C—C—C—C—C，一氯代物只有三种；B、C中物质碳链为 ，一氯代物分别为5种和4种；D中物质碳链为 一氯代物分别为3种和2种。选BC。 　10. 液体分层的是B和D，分层后有机物在上层的是B，选B。 11. 12. （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醇溶液、加热 提示：在一系列的反应中，有机物保持了六元环状结构，但苯环变成了环已烷环。反复的“消去”、“加成”可在环已烷环上增加氯原子，且氯原子能定位、定数。 13. （1）产生白色沉淀，Ag＋+Cl－＝AgCl↓ （2）溶液分层，CH3CH2CH2Cl不溶于水 （3）产生白色沉淀， 14. （1）防止卤代烷挥发（或答冷凝） （2）Ag＋、Na＋和NO3－ （3）氯；得到的卤化银沉淀是白色的 （4） （5）A 提示：本题的实验原理为： 　　（1）因RX（属有机物卤代烃）熔沸点较低，加热时易挥发，所以装置中长导管的作用是防止卤代烃挥发（或冷凝回流）。 　　（2）醇ROH虽然能与水互溶，但不能电离， 　　　　 所以沉淀AgX吸附的离子只能是Na＋、NO3－和过量的Ag＋。 　　（3）因为所得AgX沉淀为白色，所以该卤代烷中所含卤素的名称是氯。 　　（4）RCl　　　 ～ 　　AgCl↓ 　　　　　M 　　　　　　　143.5 　　　　ag·cm－3·bmL 　　cg 　　　　 　　（5）若加HNO3的量不足，未将溶液酸化，则沉淀中还有AgOH→Ag2O沉淀，故测得的c值将偏大。选A。 15. （1）检查装置气密性 （2）防止暴沸 （3） ，消去反应 （4）溴水；溶液褪色；产生白色沉淀 16. CH3CH2CH2Cl，1—氯丙烷或 ，2—氯丙烷。 提示：有机物与 NaOH的醇溶液发生的化学反应是消去反应。白色沉淀是AgCl。有机物是氯代烃。 经计算知，消去反应生成的烃与AgCl的物质的量比为1:1，则氯代烃为一氯代烃，烃与燃烧所耗O2物质的量比为2:9。