专题4 烃的衍生物第一单元卤代烃_专题4第1单元卤代烃

2020-02-27 其他范文下载本文

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专题4 烃的衍生物第一单元卤代烃

课前预习

氟氯烃对大气的危害

氟氯烃大多为无色、无毒、化学性质稳定的物质，曾被认为是安全无害的物质而广泛用作冷冻设备和空气调节装置的制冷剂。但是由于氟氯烃的化学性质稳定，使其在大气中既不发生变化，也难被雨雪消除，导致大气层中氟氯烃的含量逐渐升高，最终破坏了臭氧层。

有机化学反应的主要类型有三种：加成反应、取代反应和消去反应。

加成反应,如：CH2==CH2+Br2→取代反应,如:CH4+Cl2光照CH3Cl+HCl

消去反应,如：CH3CH2Br+KOH知识预览

一、卤代烃

CH2==CH2↑+KBr+H2O 1.烃分子中的氢原子被__________取代后形成的化合物叫做卤代烃。

2.卤代烃的种类很多，按照烃基结构的不同，可将卤代烃分为__________、卤代烯烃、__________等；按照取代卤原子的不同，可将卤代烃分为__________、__________、__________、碘代烃等；按照取代卤原子的多少，可将卤代烃分为__________和__________。

答案：1.卤素原子

2.卤代烷烃卤代芳香烃氟代烃氯代烃溴代烃一卤代烃多卤代烃

二、卤代烃对人类生活的影响

卤代烃在环境中比较__________，不易被微生物降解，有些卤代烃还能破坏_________________，这使得人类对卤代烃的使用受到较大的限制。

答案：稳定大气臭氧层

三、卤代烃的性质

1.常温下，卤代烃中除了__________、__________、__________等少数为气体外，其余为液体或固体，通常情况下，互为同系物的卤代烃，它们的沸点随__________而升高。2.除脂肪烃的__________和__________等部分卤代烃外，液体卤代烃的密度一般比水__________。卤代烃__________溶于水，能溶于__________、__________、__________等有机溶剂。某些卤代烷烃还是很好的有机溶剂，如__________、__________、__________等。

3.卤代烃与__________共热时会脱去卤化氢，同时生成__________。

4.在一定条件下从一个有机化合物分子中脱去__________生成__________的反应，叫做消去反应。

5.卤代烃与__________________会发生取代反应，但__________________卤代芳香烃，如__________、__________等，发生水解反应的条件较苛刻。

6.卤代烷烃与碱作用时，卤代烷烃中__________的差异，__________、溶剂以及__________等条件的不同，将导致生成的主要产物不同。

答案：1.一氯甲烷氯乙烷氯乙烯原子数的增多

2.一氟代物一氯代物大不乙醚苯环己烷二氯甲烷氯仿四氯化碳 3.强碱不饱和烃

4.一个或几个小分子不饱和化合物

5.强碱的水溶液共热时卤素原子直接与苯环相连的氯苯溴苯 6.烷基结构反应试剂温度

三点剖析

一、卤代烃的定义及分类

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物叫做卤代烃，卤代烃的种类很多，按照不同的分类标准常有三种分类方式：(1)按照烃基结构的不同，可将卤代烃分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等。(2)按照取代卤原子的不同，可将卤代烃分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等。(3)按照取代卤原子的多少，可将卤代烃分为一卤代烃和多卤代烃。

二、卤代烃对人类生活的影响

卤代烃大多是由人工合成得到的，它们的用途十分广泛，对人类生活有着重要影响。卤代烃是有机合成的桥梁，在有机合成中起重要作用。但卤代烃在环境中比较稳定，不易被微生物降解，有些卤代烃还能破坏大气臭氧层，这使得人类对卤代烃的使用受到较大的限制。

三、卤代烃的性质 1.物理性质常温下，卤代烃中除了一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体。通常情况下，互为同系物的卤代烃，它们的沸点随着碳原子数的增多而升高。除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水大。卤代烃不溶于水，能溶于乙醚、苯、环己烷等有机溶剂。CH2Cl2、CHCl3、CCl4等卤代烃还是很好的有机溶剂。

2.化学性质

(1)消去反应：以溴乙烷为例 ①反应原理

CH2==CH2↑+NaBr+H2O ②反应条件

有强碱的醇溶液存在；加热。③反应特点

溴乙烷的反应是从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个溴化氢分子，有机物由饱和变为不饱和。

消去反应的概念

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。

注意：并不是所有的卤代烃都能发生消去反应，只有与溴原子相连的碳的邻位碳上有氢，这样的卤代烃才能发生消去反应。如：(CH3)3C—CH2Br不能发生消去反应，原因是溴原子所在碳原子的邻位碳原子上无氢原子。

(2)卤代烃的取代反应(水解反应)：以溴乙烷为例 ①反应原理 CH3CH2Br+H2O

型卤代烃，发生消去反应生成NaOHCH3CH2OH+HBr ②反应条件

强碱的水溶液，可加热以加快反应速率 ③反应特点

溴乙烷分子里的溴原子被水分子中的羟基取代，溴乙烷水解生成的HBr与NaOH发生中和反应，水解方程式也可写为：

C2H5Br+NaOH→C2H5—OH+NaBr 一卤代烃可制一元醇：CH3Cl+H2O

NaOHCH3OH+HCl

HOCH2CH2OH+2HBr 二卤代烃可制二元醇：BrCH2CH2Br+2H2O

NaOH卤素原子直接与苯环相连的卤代芳香烃，如氯苯、溴苯等，发生水解反应的条件较苛刻。3.卤代烃中卤元素的检验

-卤代烃是极性共价化合物，只有卤原子，并无卤离子，而AgNO3只能与X产生AgX↓，故必须使卤代烃中-X转变为X-，再根据AgX沉淀颜色与质量来确定卤代烃中卤原子种类和数目。故第一步可通过水解反应，但此时溶液中有碱存在，得到沉淀往往是褐色的，即Ag++OH-===AgOH,2AgOH===Ag2O+H2O，因此必须在水解反应后的溶液中加入HNO3调节至酸性，再加AgNO3溶液，Ag+X===AgX↓。

各个击破

【例1】将1 mol甲烷与氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量为（）A.0.5 mol

B.2 mol

C.2.5 mol

D.4 mol 解析：由题意生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各为0.25 mol，该四种产物中n(Cl)=0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol，故生成物中含Cl原子的物质的量为5 mol，根据原子守恒可判断参加反应的n(Cl2)=2.5 mol。选C。

答案：C 【例2】已知卤代烃可与金属钠反应，生成碳链较长的烃；R-X+2Na+R′-X→R-R′+2NaX 现有碘乙烷和碘丙烷的混合物，使其与金属钠反应，不可能生成的烃是（）A.戊烷

C.2甲基丁烷

B.丁烷 D.己烷

-解析：碘丙烷有2种：CH3—CH2—CH2—I和同种碘代烷分子的反应，也有异种碘代烷分子的反应。

答案：C 【例3】下列卤代烃中沸点最低的是（）

。与钠反应时，有A.CH3—CH2—CH2—Cl

B.C.CH3—CH2—CH2—Br

D.解析：本题主要考查卤代烃物理性质中沸点的变化规律。答案：A 【例4】氯丙烷制取少量的1，2-丙二醇(步反应（）A.加成→消去→取代

B.消去→加成→水解)时，需要经过下列哪几C.取代→消去→加成D.消去→加成→消去

解析：由题意，要制1，2-丙二醇，2-氯丙烷须先发生消去反应制得丙烯:

CH2==CHCH3↑+NaCl+H2O；再由丙烯与Br2加成生成1,2-二溴丙烷；CH2 ==CHCH3+Br2→

;最后由1，2-二溴丙烷水解得到产物1，2-丙二醇：答案：B

【例5】从环己烷可制备1，4环己二醇的二醋酸酯，下面是有关的化学反应过程(其中的无机物均已略去)

二醇的二醋酸酯)，在以上八步反应中：

(1)属于取代反应的是________，属于加成反应的是______________________________。

(2)反应④的化学方程式是________________。

解析：尽管题中有的有机物和化学反应是陌生的，但利用目前已学习过的知识，比较有机物的分子组成与结构，完全可以完成对本题的解答。

答案：(1)①⑥⑦ ③⑤⑧

(2)

【例6】要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是（）A.加入氯水振荡，观察水层是否有棕红色出现

B.滴入AgNO3溶液，再加入稀硝酸，观察有无浅黄色沉淀生成 C.加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成D.加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成解析：要检验溴乙烷中的溴元素，必须先将溴乙烷中的溴原子通过水解或消去反应，变为溴离子，再滴入AgNO3溶液检验，但要注意必须先用硝酸中和水解或消去反应后的溶液，调节溶液呈酸性再加入AgNO3溶液。

答案：C

基础达标

1.下列反应中，属于消去反应的是（）A.溴乙烷与NaOH水溶液混合加热 B.一氯甲烷与KOH的乙醇溶液混合加热 C.氯苯与NaOH水溶液混合加热

D.2溴丁烷与KOH的乙醇溶液混合加热

解析：本题考查卤代烃的基本化学性质。A选项中溴乙烷发生取代反应，C选项也是取代反应，B选项中一氯甲烷无法发生消去反应，故应选D。

答案：D 2.下列物质中，不属于卤代烃的是（）A.氯乙烯

B.溴苯

C.四氯化碳

D.硝基苯

解析：考查卤代烃的定义。从结构上看，卤代烃可以看成是由卤素原子取代烃中的氢原子而得到的，而硝基苯从结构上看可以看成是由硝基取代了苯环上的氢原子得到，故不符合卤代烃的定义。

答案：D 3.下列各组液体混合物，用分液漏斗能分开的是 …（）A.溴乙烷和氯仿

C.甲苯和水

B.氯乙烷和水 D.苯和溴苯

解析：考查卤代烃等的物理性质，若要用分液漏斗分开，则两种液体必须互不相溶，相互分层。A、D选项中两种液体相互溶解。

答案：BC 4.某卤代烷烃C5H11Cl发生消去反应时，可以得到两种烯烃，则该卤代烷烃的结构简式可能为（）A.CH3CH2CH2CH2CH2Cl

解析：考查卤代烃的消去反应规律，通常情况下，我们把与官能团直接相连的碳原子称为α碳原子，把与α碳原子相连的碳原子称为β碳原子。卤代烷烃消去卤代氢时，卤素原子来自α 碳原子，氢原子来自β碳原子。当卤代烷烃分子中存在2个或3个β碳原子，且这些碳原子都连接有氢原子时，发生消去反应的产物就可能有多种。该题目中A选项只有一个β碳原子，B选项有两个β碳原子，但两个效果等同。C选项中有两个β碳原子，且效果不同，故C符合题目要求，两种烯烃分别为：CH2==CHCH2CH2CH3和CH3—CH==CH—CH2—CH3。D选项中有3个β碳原子，有两个效果等同，一个不同，故D选项也可得到两种烯烃，分别为答案：CD

和。

5.从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷，下列转化方案中最好的是（）

解析：涉及有机合成问题，除了要考虑到反应原理是否正确外，还要考虑到对环境是否造成污染，以及生产成本问题。本题中B、C选项犯了同一个错误，即不能保证CH3CH2Br和Br2发生取代反应时只生成这一种产物，必然还有其他产物。A和D相比较，A多了一步，这样使合成变得复杂，增加了生产成本。

答案：D 6.二溴苯有三种同分异构体，其中一种为M，M的苯环上的氢原子被一个溴原子取代后，只能得到一种产物，则由M对应的三溴苯只能是（）

解析：M是答案：D，M对应的三溴苯是D项。

7.1-溴丙烷(共热的反应中，两反应（）A.产物相同，反应类型相同 B.产物不同，反应类型不同 C.碳氢键断裂的位置相同 D.碳溴键断裂的位置相同)和2-溴丙烷()分别与NaOH的乙醇溶液解析：分别写出1-溴丙烷和2溴丙烷发生消去反应的方程式，可知A选项正确。答案：A 8.没有同分异构体的一组是（）①C3H7Cl ②C2H5Cl ③C6H5Cl ④C2H4Cl2 A.①②

B.②③

C.③④

D.①③④

解析：本题考查卤代烃的同分异构体问题，①C3H7Cl有两种同分异构体；和

;②C2H5Cl只有一种：CH3—CH2Cl;③只有一种：;④有两种：和。答案：B 9.根据下面合成路线完成有关问题：

(1)写出A、B、C结构简式：A：____________，B：____________，C：____________。(2)各步反应类型：①_________,②_________,③_________,④_________,⑤________。(3)A→B的反应试剂及条件：____________________。

解析：在一系列的反应中，有机物保持了六元环状结构，但苯环变成了环己烷环，反复的“消去”“加成”可在环己烷环上增加氯原子，且氯原子能定位、定数。

答案：(1)

(2)加成反应消去反应加成反应消去反应加成反应(3)NaOH醇溶液，加热

10.一定量的某有机物与NaOH的醇溶液共热，产生的气体在标准状况下为896 mL，同时得溶液100 mL，取出10 mL溶液先用HNO3酸化后再加入AgNO3溶液直到不再产生白色

-1沉淀为止，用去0.1 mol·LAgNO3溶液40 mL，所得气体完全燃烧时消耗O2 0.18 mol，试确定该有机物的结构简式和名称。

解析：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，则氯代烃是一氯代烃；烃与燃烧所耗O2的物质的量比为2∶9。

在CxH1xy4y(xy4)O2CO点燃2y2H2O中：

29,4x+y=18

答案：CH3—CH2—CH2—Cl，1-氯丙烷或，2-氯丙烷。

311.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。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6 mL，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AgNO3溶液，得白色沉淀。④过滤、洗涤、干燥后称重，得到cg固体。

完成下面问题：

(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物上吸附的____________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中加入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.大小不定

解析：在步骤③中，若加HNO3的量不足，则NaOH会与AgNO3反应生成AgOH(最终转化为Ag2O)沉淀，这样生成的AgX沉淀中因混有AgOH而使其质量偏大。

答案：(1)防止卤代烷挥发(或冷凝)

(2)Ag、Na+和NO-3

(3)氯得到的卤化银沉淀是白色的(4)143.5 ab/c(5)A 综合运用

12.(经典回放)六氯苯是被联合国有关公约禁止或限制使用的有毒物质之一。下式中能表示六氯苯的是（）

解析：本题主要考查对物质的命名等有关知识的了解。六氯苯分子中应含有一个苯环的结构，可排除A、B两个选项，而D选项中的结构可称为六氯环己烷。答案：C 13.(经典回放)比赛中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点12.27 ℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。乙烯和氯化氢在一定条件下制得氯乙烷的化学反应方程式(有机物用结构简式表示)是______________________________，该反应的类型是_________反应，决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质是____________________________________。

解析：乙烯分子中含有C==C双键，在一定条件下可与HCl分子发生加成反应，CH2==CH2+HCl→CH3—CH2Cl而生成氯乙烷，氯乙烷的沸点低，易挥发，挥发时吸收热量可具体应用于冷冻麻醉。

答案：CH2==CH2+HCl→CH3CH2Cl 加成氯乙烷沸点低，易挥发，挥发时吸收热量

14.(2004广东广西高考，23)根据下面的反应路线及所给信息填空。

(1)A的结构简式是_________，名称是_________。(2)①的反应类型是__________________。

③的反应类型是___________________________。

(3)反应④的化学方程式是___________________________________________________。

解析：由,可知为A发生取代反应的产物，所以A为环己烷；又分子中含有双键，故可与Br2的CCl4溶液发生加成反应而生成B，反应为，比较B与的结构可知，B应发生下列消去反应而得到，化学方程式为：。

答案：(1)

环己烷

(2)取代反应加成反应

(3)+2NaBr+2H2O

拓展探究