專題4 烴的衍生物第一單元鹵代烴.docx

專題4 烴的衍生物第一單元鹵代烴課前預(yù)習(xí)氟氯烴對(duì)大氣的危害氟氯烴大多為無色、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)，曾被認(rèn)為是安全無害的物質(zhì)而廣泛用作冷凍設(shè)備和空氣調(diào)節(jié)裝置的制冷劑。但是由于氟氯烴的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使其在大氣中既不發(fā)生變化，也難被雨雪消除，導(dǎo)致大氣層中氟氯烴的含量逐漸升高，最終破壞了臭氧層。有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的主要類型有三種：加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和消去反應(yīng)。加成反應(yīng),如：CH2=CH2+Br2取代反應(yīng),如:CH4+Cl2CH3Cl+HCl消去反應(yīng),如：CH3CH2Br+KOHCH2=CH2+KBr+H2O知識(shí)預(yù)覽一、鹵代烴1.烴分子中的氫原子被_取代后形成的化合物叫做鹵代烴。2.鹵代烴的種類很多，按照烴基結(jié)構(gòu)的不同，可將鹵代烴分為_、鹵代烯烴、_等；按照取代鹵原子的不同，可將鹵代烴分為_、_、_、碘代烴等；按照取代鹵原子的多少，可將鹵代烴分為_和_。答案：1.鹵素原子2.鹵代烷烴鹵代芳香烴氟代烴氯代烴溴代烴一鹵代烴多鹵代烴二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響鹵代烴在環(huán)境中比較_，不易被微生物降解，有些鹵代烴還能破壞_，這使得人類對(duì)鹵代烴的使用受到較大的限制。答案：穩(wěn)定大氣臭氧層三、鹵代烴的性質(zhì)1.常溫下，鹵代烴中除了_、_、_等少數(shù)為氣體外，其余為液體或固體，通常情況下，互為同系物的鹵代烴，它們的沸點(diǎn)隨_而升高。2.除脂肪烴的_和_等部分鹵代烴外，液體鹵代烴的密度一般比水_。鹵代烴_溶于水，能溶于_、_、_等有機(jī)溶劑。某些鹵代烷烴還是很好的有機(jī)溶劑，如_、_、_等。3.鹵代烴與_共熱時(shí)會(huì)脫去鹵化氫，同時(shí)生成_。4.在一定條件下從一個(gè)有機(jī)化合物分子中脫去_生成_的反應(yīng)，叫做消去反應(yīng)。5.鹵代烴與_會(huì)發(fā)生取代反應(yīng)，但_鹵代芳香烴，如_、_等，發(fā)生水解反應(yīng)的條件較苛刻。6.鹵代烷烴與堿作用時(shí)，鹵代烷烴中_的差異，_、溶劑以及_等條件的不同，將導(dǎo)致生成的主要產(chǎn)物不同。答案：1.一氯甲烷氯乙烷氯乙烯原子數(shù)的增多2.一氟代物一氯代物大不乙醚苯環(huán)己烷二氯甲烷氯仿四氯化碳3.強(qiáng)堿不飽和烴4.一個(gè)或幾個(gè)小分子不飽和化合物5.強(qiáng)堿的水溶液共熱時(shí)鹵素原子直接與苯環(huán)相連的氯苯溴苯6.烷基結(jié)構(gòu)反應(yīng)試劑溫度三點(diǎn)剖析一、鹵代烴的定義及分類烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后形成的化合物叫做鹵代烴，鹵代烴的種類很多，按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)常有三種分類方式：(1)按照烴基結(jié)構(gòu)的不同，可將鹵代烴分為鹵代烷烴、鹵代烯烴、鹵代芳香烴等。(2)按照取代鹵原子的不同，可將鹵代烴分為氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴等。(3)按照取代鹵原子的多少，可將鹵代烴分為一鹵代烴和多鹵代烴。二、鹵代烴對(duì)人類生活的影響鹵代烴大多是由人工合成得到的，它們的用途十分廣泛，對(duì)人類生活有著重要影響。鹵代烴是有機(jī)合成的橋梁，在有機(jī)合成中起重要作用。但鹵代烴在環(huán)境中比較穩(wěn)定，不易被微生物降解，有些鹵代烴還能破壞大氣臭氧層，這使得人類對(duì)鹵代烴的使用受到較大的限制。三、鹵代烴的性質(zhì)1.物理性質(zhì)常溫下，鹵代烴中除了一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少數(shù)為氣體外，其余為液體或固體。通常情況下，互為同系物的鹵代烴，它們的沸點(diǎn)隨著碳原子數(shù)的增多而升高。除脂肪烴的一氟代物和一氯代物等部分鹵代烴外，液態(tài)鹵代烴的密度一般比水大。鹵代烴不溶于水，能溶于乙醚、苯、環(huán)己烷等有機(jī)溶劑。CH2Cl2、CHCl3、CCl4等鹵代烴還是很好的有機(jī)溶劑。2.化學(xué)性質(zhì)(1)消去反應(yīng)：以溴乙烷為例反應(yīng)原理CH2=CH2+NaBr+H2O反應(yīng)條件有強(qiáng)堿的醇溶液存在；加熱。反應(yīng)特點(diǎn)溴乙烷的反應(yīng)是從分子中相鄰的兩個(gè)碳原子上脫去一個(gè)溴化氫分子，有機(jī)物由飽和變?yōu)椴伙柡?。消去反?yīng)的概念有機(jī)化合物在一定條件下，從一個(gè)分子中脫去一個(gè)小分子(如H2O、HBr等)而生成不飽和(含雙鍵或叁鍵)化合物的反應(yīng)，叫做消去反應(yīng)。注意：并不是所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng)，只有與溴原子相連的碳的鄰位碳上有氫，這樣的鹵代烴才能發(fā)生消去反應(yīng)。如：(CH3)3CCH2Br不能發(fā)生消去反應(yīng)，原因是溴原子所在碳原子的鄰位碳原子上無氫原子。型鹵代烴，發(fā)生消去反應(yīng)生成。(2)鹵代烴的取代反應(yīng)(水解反應(yīng))：以溴乙烷為例反應(yīng)原理CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr反應(yīng)條件強(qiáng)堿的水溶液，可加熱以加快反應(yīng)速率反應(yīng)特點(diǎn)溴乙烷分子里的溴原子被水分子中的羥基取代，溴乙烷水解生成的HBr與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，水解方程式也可寫為：C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr一鹵代烴可制一元醇：CH3Cl+H2OCH3OH+HCl二鹵代烴可制二元醇：BrCH2CH2Br+2H2OHOCH2CH2OH+2HBr鹵素原子直接與苯環(huán)相連的鹵代芳香烴，如氯苯、溴苯等，發(fā)生水解反應(yīng)的條件較苛刻。3.鹵代烴中鹵元素的檢驗(yàn)鹵代烴是極性共價(jià)化合物，只有鹵原子，并無鹵離子，而AgNO3只能與X-產(chǎn)生AgX，故必須使鹵代烴中-X轉(zhuǎn)變?yōu)閄-，再根據(jù)AgX沉淀顏色與質(zhì)量來確定鹵代烴中鹵原子種類和數(shù)目。故第一步可通過水解反應(yīng)，但此時(shí)溶液中有堿存在，得到沉淀往往是褐色的，即Ag+OH-=AgOH,2AgOH=Ag2O+H2O，因此必須在水解反應(yīng)后的溶液中加入HNO3調(diào)節(jié)至酸性，再加AgNO3溶液，Ag+X-=AgX。各個(gè)擊破【例1】 將1 mol甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，測得四種有機(jī)物的物質(zhì)的量相等，則消耗的氯氣的物質(zhì)的量為()A.0.5 molB.2 molC.2.5 molD.4 mol解析：由題意生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各為0.25 mol，該四種產(chǎn)物中n(Cl)=0.25 mol(1+2+3+4)=2.5 mol，故生成物中含Cl原子的物質(zhì)的量為5 mol，根據(jù)原子守恒可判斷參加反應(yīng)的n(Cl2)=2.5 mol。選C。答案：C【例2】 已知鹵代烴可與金屬鈉反應(yīng)，生成碳鏈較長的烴；R-X+2Na+R-XR-R+2NaX現(xiàn)有碘乙烷和碘丙烷的混合物，使其與金屬鈉反應(yīng)，不可能生成的烴是()A.戊烷B.丁烷C.2甲基丁烷D.己烷解析：碘丙烷有2種：CH3CH2CH2I和。與鈉反應(yīng)時(shí)，有同種碘代烷分子的反應(yīng)，也有異種碘代烷分子的反應(yīng)。答案：C【例3】 下列鹵代烴中沸點(diǎn)最低的是()A.CH3CH2CH2ClB. C.CH3CH2CH2BrD.解析：本題主要考查鹵代烴物理性質(zhì)中沸點(diǎn)的變化規(guī)律。答案：A【例4】 氯丙烷制取少量的1，2-丙二醇()時(shí)，需要經(jīng)過下列哪幾步反應(yīng)()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，2-氯丙烷須先發(fā)生消去反應(yīng)制得丙烯: CH2=CHCH3+NaCl+H2O；再由丙烯與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產(chǎn)物1，2-丙二醇：答案：B【例5】 從環(huán)己烷可制備1，4環(huán)己二醇的二醋酸酯，下面是有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)過程(其中的無機(jī)物均已略去)二醇的二醋酸酯)，在以上八步反應(yīng)中：(1)屬于取代反應(yīng)的是_，屬于加成反應(yīng)的是_。(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析：盡管題中有的有機(jī)物和化學(xué)反應(yīng)是陌生的，但利用目前已學(xué)習(xí)過的知識(shí)，比較有機(jī)物的分子組成與結(jié)構(gòu)，完全可以完成對(duì)本題的解答。答案：(1)(2) 【例6】 要檢驗(yàn)?zāi)充逡彝橹械匿逶?，正確的實(shí)驗(yàn)方法是()A.加入氯水振蕩，觀察水層是否有棕紅色出現(xiàn)B.滴入AgNO3溶液，再加入稀硝酸，觀察有無淺黃色沉淀生成C.加入NaOH溶液共熱，然后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，觀察有無淺黃色沉淀生成D.加入NaOH溶液共熱，冷卻后加入AgNO3溶液，觀察有無淺黃色沉淀生成解析：要檢驗(yàn)溴乙烷中的溴元素，必須先將溴乙烷中的溴原子通過水解或消去反應(yīng)，變?yōu)殇咫x子，再滴入AgNO3溶液檢驗(yàn)，但要注意必須先用硝酸中和水解或消去反應(yīng)后的溶液，調(diào)節(jié)溶液呈酸性再加入AgNO3溶液。答案：C基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.下列反應(yīng)中，屬于消去反應(yīng)的是()A.溴乙烷與NaOH水溶液混合加熱B.一氯甲烷與KOH的乙醇溶液混合加熱C.氯苯與NaOH水溶液混合加熱D.2溴丁烷與KOH的乙醇溶液混合加熱解析：本題考查鹵代烴的基本化學(xué)性質(zhì)。A選項(xiàng)中溴乙烷發(fā)生取代反應(yīng)，C選項(xiàng)也是取代反應(yīng)，B選項(xiàng)中一氯甲烷無法發(fā)生消去反應(yīng)，故應(yīng)選D。答案：D2.下列物質(zhì)中，不屬于鹵代烴的是()A.氯乙烯B.溴苯C.四氯化碳D.硝基苯解析：考查鹵代烴的定義。從結(jié)構(gòu)上看，鹵代烴可以看成是由鹵素原子取代烴中的氫原子而得到的，而硝基苯從結(jié)構(gòu)上看可以看成是由硝基取代了苯環(huán)上的氫原子得到，故不符合鹵代烴的定義。答案：D3.下列各組液體混合物，用分液漏斗能分開的是 ()A.溴乙烷和氯仿B.氯乙烷和水C.甲苯和水D.苯和溴苯解析：考查鹵代烴等的物理性質(zhì)，若要用分液漏斗分開，則兩種液體必須互不相溶，相互分層。A、D選項(xiàng)中兩種液體相互溶解。答案：BC4.某鹵代烷烴C5H11Cl發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，可以得到兩種烯烴，則該鹵代烷烴的結(jié)構(gòu)簡式可能為()A.CH3CH2CH2CH2CH2Cl解析：考查鹵代烴的消去反應(yīng)規(guī)律，通常情況下，我們把與官能團(tuán)直接相連的碳原子稱為碳原子，把與碳原子相連的碳原子稱為碳原子。鹵代烷烴消去鹵代氫時(shí)，鹵素原子來自 碳原子，氫原子來自碳原子。當(dāng)鹵代烷烴分子中存在2個(gè)或3個(gè)碳原子，且這些碳原子都連接有氫原子時(shí)，發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物就可能有多種。該題目中A選項(xiàng)只有一個(gè)碳原子，B選項(xiàng)有兩個(gè)碳原子，但兩個(gè)效果等同。C選項(xiàng)中有兩個(gè)碳原子，且效果不同，故C符合題目要求，兩種烯烴分別為：CH2=CHCH2CH2CH3和CH3CH=CHCH2CH3。D選項(xiàng)中有3個(gè)碳原子，有兩個(gè)效果等同，一個(gè)不同，故D選項(xiàng)也可得到兩種烯烴，分別為和。答案：CD5.從溴乙烷制取1,2-二溴乙烷，下列轉(zhuǎn)化方案中最好的是()解析：涉及有機(jī)合成問題，除了要考慮到反應(yīng)原理是否正確外，還要考慮到對(duì)環(huán)境是否造成污染，以及生產(chǎn)成本問題。本題中B、C選項(xiàng)犯了同一個(gè)錯(cuò)誤，即不能保證CH3CH2Br和Br2發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)只生成這一種產(chǎn)物，必然還有其他產(chǎn)物。A和D相比較，A多了一步，這樣使合成變得復(fù)雜，增加了生產(chǎn)成本。答案：D6.二溴苯有三種同分異構(gòu)體，其中一種為M，M的苯環(huán)上的氫原子被一個(gè)溴原子取代后，只能得到一種產(chǎn)物，則由M對(duì)應(yīng)的三溴苯只能是()解析：M是，M對(duì)應(yīng)的三溴苯是D項(xiàng)。答案：D7.1-溴丙烷()和2-溴丙烷()分別與NaOH的乙醇溶液共熱的反應(yīng)中，兩反應(yīng)()A.產(chǎn)物相同，反應(yīng)類型相同B.產(chǎn)物不同，反應(yīng)類型不同C.碳?xì)滏I斷裂的位置相同D.碳溴鍵斷裂的位置相同解析：分別寫出1-溴丙烷和2溴丙烷發(fā)生消去反應(yīng)的方程式，可知A選項(xiàng)正確。答案：A8.沒有同分異構(gòu)體的一組是()C3H7ClC2H5ClC6H5ClC2H4Cl2A.B.C.D.解析：本題考查鹵代烴的同分異構(gòu)體問題，C3H7Cl有兩種同分異構(gòu)體；和;C2H5Cl只有一種：CH3CH2Cl;只有一種：;有兩種：和。答案：B9.根據(jù)下面合成路線完成有關(guān)問題：(1)寫出A、B、C結(jié)構(gòu)簡式：A：_，B：_，C：_。(2)各步反應(yīng)類型：_,_,_,_,_。(3)AB的反應(yīng)試劑及條件：_。解析：在一系列的反應(yīng)中，有機(jī)物保持了六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但苯環(huán)變成了環(huán)己烷環(huán)，反復(fù)的“消去”“加成”可在環(huán)己烷環(huán)上增加氯原子，且氯原子能定位、定數(shù)。答案：(1) (2)加成反應(yīng)消去反應(yīng)加成反應(yīng)消去反應(yīng)加成反應(yīng)(3)NaOH醇溶液，加熱10.一定量的某有機(jī)物與NaOH的醇溶液共熱，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為896 mL，同時(shí)得溶液100 mL，取出10 mL溶液先用HNO3酸化后再加入AgNO3溶液直到不再產(chǎn)生白色沉淀為止，用去0.1 molL-1AgNO3溶液40 mL，所得氣體完全燃燒時(shí)消耗O2 0.18 mol，試確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式和名稱。解析：有機(jī)物與NaOH的醇溶液發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是消去反應(yīng)，白色沉淀是AgCl，有機(jī)物是氯代烴。經(jīng)計(jì)算知，消去反應(yīng)生成的烴與AgCl的物質(zhì)的量比為11，則氯代烴是一氯代烴；烴與燃燒所耗O2的物質(zhì)的量比為29。在中：,4x+y=18答案：CH3CH2CH2Cl，1-氯丙烷或，2-氯丙烷。11.某液態(tài)鹵代烷RX(R是烷基，X是某種鹵素原子)的密度是ag/cm3。該RX可以跟稀堿發(fā)生水解反應(yīng)生成ROH(能跟水互溶)和HX。為了測定RX的相對(duì)分子質(zhì)量，擬定的實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)確量取該鹵代烷6 mL，放入錐形瓶中。在錐形瓶中加入過量稀NaOH溶液，塞上帶有長玻璃管的塞子，加熱，發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)完成后，冷卻溶液，加稀HNO3酸化，滴加AgNO3溶液，得白色沉淀。過濾、洗滌、干燥后稱重，得到cg固體。完成下面問題：(1)裝置中長玻璃管的作用是_。(2)步驟中，洗滌的目的是為了除去沉淀物上吸附的_離子。(3)該鹵代烷中所含鹵素的名稱是_，判斷的依據(jù)是_。(4)該鹵代烷的相對(duì)分子質(zhì)量是_ (列出算式)。(5)如果在步驟中加入HNO3的量不足，沒有將溶液酸化，則步驟中測得的c值(填下列選項(xiàng)代碼) _。A.偏大B.偏小C.不變D.大小不定解析：在步驟中，若加HNO3的量不足，則NaOH會(huì)與AgNO3反應(yīng)生成AgOH(最終轉(zhuǎn)化為Ag2O)沉淀，這樣生成的AgX沉淀中因混有AgOH而使其質(zhì)量偏大。答案：(1)防止鹵代烷揮發(fā)(或冷凝)(2)Ag、Na+和NO-3(3)氯得到的鹵化銀沉淀是白色的(4)143.5 ab/c(5)A綜合運(yùn)用12.(經(jīng)典回放)六氯苯是被聯(lián)合國有關(guān)公約禁止或限制使用的有毒物質(zhì)之一。下式中能表示六氯苯的是()解析：本題主要考查對(duì)物質(zhì)的命名等有關(guān)知識(shí)的了解。六氯苯分子中應(yīng)含有一個(gè)苯環(huán)的結(jié)構(gòu)，可排除A、B兩個(gè)選項(xiàng)，而D選項(xiàng)中的結(jié)構(gòu)可稱為六氯環(huán)己烷。答案：C13.(經(jīng)典回放)比賽中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員肌肉挫傷或扭傷時(shí)，隊(duì)醫(yī)隨即對(duì)準(zhǔn)球員的受傷部位噴射藥劑氯乙烷(沸點(diǎn)12.27 )進(jìn)行局部冷凍麻醉應(yīng)急處理。乙烯和氯化氫在一定條件下制得氯乙烷的化學(xué)反應(yīng)方程式(有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡式表示)是_，該反應(yīng)的類型是_反應(yīng)，決定氯乙烷能用于冷凍麻醉應(yīng)急處理的具體性質(zhì)是_。解析：乙烯分子中含有C=C雙鍵，在一定條件下可與HCl