高中化學(xué)人教版有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第二章烴和鹵代烴第三節(jié)鹵代烴 公開課獎(jiǎng)

人教版選修5高二年級(jí)第二章烴和鹵代烴第三節(jié)鹵代烴導(dǎo)學(xué)案2【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)鹵代烴的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能夠根據(jù)溴乙烷的分子結(jié)構(gòu)分析推測(cè)其化學(xué)性質(zhì)，會(huì)判斷鹵代烴的反應(yīng)類型，知道鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用。了解鹵代烴對(duì)人類生活的影響，了解合理使用化學(xué)物質(zhì)的重要意義?！緦W(xué)習(xí)過程】一溴乙烷的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．溴乙烷的分子式為C2H5Br，結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2Br，官能團(tuán)為—Br。2．純凈的溴乙烷是無色液體，沸點(diǎn)為38.4℃，密度比水大，難溶于水，易溶于乙醇等3．溴乙烷分子的C—Br鍵為極性鍵，容易斷裂，溴原子易被其他原子或原子團(tuán)取代。如溴乙烷與NaOH溶液共熱時(shí)，溴乙烷分子中的溴原子被水分子中的羥基取代，反應(yīng)的化學(xué)方程式是CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2OH＋NaBr，該反應(yīng)類型是水解反應(yīng)(或取代反應(yīng))，NaOH的作用是作催化劑，同時(shí)中和生成的HBr，平衡右移使反應(yīng)比較徹底。4．按表中實(shí)驗(yàn)操作完成實(shí)驗(yàn)，并填寫下表：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將溴乙烷加到NaOH的乙醇溶液中加熱，將產(chǎn)生的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)水洗后，能使酸性KMnO4溶液褪色生成的氣體分子中含有碳碳不飽和鍵(1)溴乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱時(shí)，溴乙烷分子中的C—Br鍵及相鄰C原子上的C—H鍵斷裂，生成碳碳雙鍵，反應(yīng)的化學(xué)方程式是CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O。(2)消去反應(yīng)：有機(jī)化合物在一定條件下，從一個(gè)分子中脫去一個(gè)或幾個(gè)小分子(如H2O、HX等)，而生成含不飽和鍵化合物的反應(yīng)。[歸納總結(jié)]鹵代烴的消去反應(yīng)與水解反應(yīng)的比較反應(yīng)類型消去反應(yīng)水解反應(yīng)反應(yīng)條件NaOH醇溶液、加熱NaOH水溶液、加熱斷鍵規(guī)律鹵代烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與X相連的C的鄰位C上有H原子含C—X鍵即可主要生成物烯烴或炔烴醇(1)通過鹵代烴的水解反應(yīng)可在碳鏈上引入羥基；通過鹵代烴的消去反應(yīng)可在碳鏈上引入碳碳雙鍵或碳碳三鍵。(2)與—X相連碳原子的鄰位碳上有氫原子的鹵代烴才能發(fā)生消去反應(yīng)，否則不能發(fā)生消去反應(yīng)。(3)鹵代烴中與鹵素原子相連的碳原子若有兩個(gè)相鄰碳原子，且碳原子上均帶有氫原子時(shí)，發(fā)生消去反應(yīng)可生成兩種產(chǎn)物。例如：發(fā)生消去反應(yīng)的產(chǎn)物是CH2=CH—CH2—CH3或CH3—CH=CH—CH3。(4)二元鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)后，可在有機(jī)物中引入三鍵。例如：CH3—CH2—CHCl2＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(乙醇),\s\do5(△))CH3—C≡CH↑＋2NaCl＋2H2O。二鹵代烴及鹵代烴中鹵素原子的檢驗(yàn)1．在烴分子中引入—X原子有以下兩種途徑：(1)烴與鹵素單質(zhì)的取代反應(yīng)：①CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CH2Cl＋HCl；②；③。(2)不飽和烴與鹵素單質(zhì)、鹵化氫等的加成反應(yīng)：①CH3—CH=CH2＋Br2→CH3CHBrCH2Br；②CH2=CH2＋HBreq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3—CH2Br；③CH≡CH＋2Br2→CHBr2CHBr2；④CH≡CH＋HBreq\o(→,\s\up7(催化劑))CH2=CHBr。2．鹵代烴：烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物。3．根據(jù)分子里所含鹵素原子種類的不同，鹵代烴可分為氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴；根據(jù)分子中鹵素原子數(shù)目的不同，鹵代烴可分為一鹵代烴和多鹵代烴。4．常溫下，鹵代烴中除少數(shù)為氣體外，大多數(shù)為液體或固體，鹵代烴不溶于水，可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。某些鹵代烴本身就是很好的有機(jī)溶劑。5．鹵代烴分子中雖然含有鹵素原子，但C—X鍵在加熱時(shí)一般不易斷裂，在水溶液中不電離，無X－(鹵素離子)存在，所以向鹵代烴中直接加入AgNO3溶液，得不到鹵化銀(AgCl、AgBr、AgI)沉淀。檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵素，一般是先將其轉(zhuǎn)化成鹵素離子，再進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)鹵代烴R—X中鹵素原子的實(shí)驗(yàn)操作如下圖所示：回答下列問題：(1)加熱的目的是加快水解反應(yīng)速率，因?yàn)椴煌柠u代烴水解難易程度不同。(2)加入稀硝酸酸化，一是為了中和過量的NaOH，防止NaOH與AgNO3反應(yīng)干擾實(shí)驗(yàn)；二是檢驗(yàn)生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)生成的AgX沉淀若為白色，則X為氯元素；若為淡黃色，則X為溴元素；若為黃色，則X為碘元素。(4)若上述鹵代烴R—X為CH3CH2CH2Br，請(qǐng)寫出檢驗(yàn)溴元素的化學(xué)方程式：①CH3CH2CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH3CH2CH2OH＋NaBr，②HNO3＋NaOH=NaNO3＋H2O，③AgNO3＋NaBr=AgBr↓＋NaNO3。[歸納總結(jié)](1)鹵代烴均屬于非電解質(zhì)，不能電離出X－，不能用AgNO3溶液直接檢驗(yàn)鹵代烴中鹵素的存在。(2)將鹵代烴中的鹵素轉(zhuǎn)化為X－也可用鹵代烴的消去反應(yīng)。(3)檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵素時(shí)，常出現(xiàn)的錯(cuò)誤是忽略用稀硝酸酸化以中和NaOH。四、檢測(cè)題1.下列鹵代烴在KOH醇溶液中加熱不反應(yīng)的是()①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2－CHBr2⑤⑥CH2Cl2A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④2.為了檢驗(yàn)?zāi)陈却鸁N中的氯元素，現(xiàn)在進(jìn)行如下操作。其合理的是()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．①③ B．②④ C．③④ D．①④3.下列分子式表示的物質(zhì)具有同分異構(gòu)體的是()A．C3H7Cl B．C3H8C．CH2Cl2 D．CH4.下列物質(zhì)中，加入少量硝酸酸化的AgNO3溶液，能得到沉淀的是()A．C2H5Br B．氯水C．溴的CCl4溶液 D．KClO3溶液5.某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為，下列敘述中不正確的是()A．1mol該有機(jī)物在加熱和催化劑作用下，最多能和4molH2反應(yīng)B．該有機(jī)物能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色C．該有機(jī)物遇AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀D．該有機(jī)物在一定條件下，能發(fā)生消去反應(yīng)或取代反應(yīng)6.欲證明某一鹵代烴為溴代烴，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案。甲同學(xué)：取少量鹵代烴，加入NaOH的水溶液，加熱，冷卻后加入AgNO3溶液，若有淡黃色沉淀生成，則為溴代烴。乙同學(xué)：取少量鹵代烴，加入NaOH的乙醇溶液，加熱，冷卻后，用硝酸酸化，加入AgNO3溶液，若有淡黃色沉淀生成，則為溴代烴。關(guān)于甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)正確的是()A．甲同學(xué)的方案可行B．乙同學(xué)的方案可行C．甲、乙兩位同學(xué)的方案都有局限性D．甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)所涉及的鹵代烴的性質(zhì)一樣7.1-溴丙烷和2-溴丙烷分別與氫氧化鈉的乙醇溶液共熱的反應(yīng)中，兩反應(yīng)()A．碳?xì)滏I斷裂的位置相同B．碳溴鍵斷裂的位置相同C．產(chǎn)物相同，反應(yīng)類型相同D．產(chǎn)物不同，反應(yīng)類型相同8.在鹵代烴RCH2CH2X中化學(xué)鍵如圖，，則對(duì)該鹵代烴的下列說法中正確的是()A．不能發(fā)生水解反應(yīng)和消去反應(yīng)B．能發(fā)生水解反應(yīng)，條件是強(qiáng)堿的醇溶液且加熱，被破壞的鍵是①和④C．能發(fā)生消去反應(yīng)，條件是強(qiáng)堿的水溶液且加熱，被破壞的鍵是①和②D．發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，被破壞的鍵是①；發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，被破壞的鍵是①和③9.某液態(tài)鹵代烴R—X(R是烷基，X是鹵素原子)的密度ag/cm3，該鹵代烴可以與稀堿液發(fā)生水解反應(yīng)生成ROH(能跟水互溶)和HX。為了測(cè)定RX的相對(duì)分子質(zhì)量，擬定的實(shí)驗(yàn)方案如下：①準(zhǔn)確量取該鹵代烴bmL，放入錐形瓶中。②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)。③反應(yīng)完全后，冷卻溶液，加稀硝酸酸化，滴加過量AgNO3溶液得到白色沉淀。④過濾、洗滌、干燥后稱量，得固體cg?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置中長玻璃管的作用是；(2)步驟④中，洗滌的目的是為了除去沉淀上吸附的________離子；(3)該鹵代烴中所含鹵素的名稱是_______，判斷的依據(jù)是______；(4)該鹵代烴的相對(duì)分子質(zhì)量是________(列出計(jì)算式)；(5)如果在步驟③中，加HNO3的量不足，沒有將溶液酸化，則步驟④中測(cè)得的c徝______。A．偏大B．偏小C．不變10.為了測(cè)定某飽和鹵代烴的分子中鹵素原子的種類和數(shù)目，可按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：eq\x(準(zhǔn)確量取mL液體試樣)→eq\x(加過量的NaOH溶液)→eq\x(反應(yīng)完全后冷卻)→eq\x(加入過量硝酸)→eq\x(加入AgNO3溶液至沉淀完全)→eq\x(過濾并洗滌沉淀)→eq\x(干燥后稱量質(zhì)量為g)回答下列問題：(1)準(zhǔn)確量取mL液體所用儀器是________；(2)加入AgNO3溶液時(shí)產(chǎn)生的沉淀為淺黃色，則此鹵代烴中的鹵素原子是________；(3)已知此鹵代烴液體的密度是1.65g·mL－1，其蒸氣對(duì)甲烷的相對(duì)密度是，則每個(gè)此鹵代烴分子中鹵素原子的數(shù)目為________；此鹵代烴的結(jié)構(gòu)簡式為______________________________________。參考答案1.【解析】根據(jù)鹵代烴消去反應(yīng)的實(shí)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(gè)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)以后，將破壞苯環(huán)穩(wěn)定性，故C6H5Cl也不能發(fā)生消去反應(yīng)。理解有機(jī)反應(yīng)，要注意反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，斷裂的是兩種化學(xué)鍵—碳鹵鍵和碳?xì)滏I，且不在同一個(gè)碳原子上，而是在兩個(gè)相鄰的碳原子上，因此并不是所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng)。不能發(fā)生消去反應(yīng)的鹵代烴有兩類：①只有一個(gè)碳原子的鹵代烴，如CH3Cl；②與連接鹵原子的碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子的鹵代烴，如(CH3)3CCH2Cl。【答案】A2.【解析】檢驗(yàn)氯代烴中是否含有氯元素時(shí)，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，再加入AgNO3溶液，根據(jù)產(chǎn)生白色沉淀確定氯代烴中含有氯元素。先加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(yàn)?！敬鸢浮緾3.【解析】C3H7Cl的同分異構(gòu)體為CH3CH2CH2Cl、，故選A?！敬鸢浮緼4.【解析】C2H5Br不能電離，在酸性條件下也不發(fā)生水解(取代)反應(yīng)，故溶液中沒有Br－，因此，加入少量硝酸酸化的AgNO3溶液，不能得到沉淀。氯水中有Cl－，故能生成AgCl沉淀。溴的CCl4溶液中既沒有Br－也沒有Cl－，也不能生成沉淀。KClO3能電離出K＋和ClOeq\o\al(－,3)，不能電離出Cl－，故也不能得到沉淀?！敬鸢浮緽5.【解析】1個(gè)分子中含1個(gè)苯環(huán)、1個(gè)雙鍵，所以1mol該有機(jī)物能消耗4mol氫氣，A項(xiàng)正確；分子中含雙鍵，所以能與溴水和酸性KMnO4溶液反應(yīng)使之褪色，B項(xiàng)正確；分子中的氯原子與分子中的碳原子形成的是共價(jià)鍵，不能與AgNO3溶液反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵代烴能水解即能發(fā)生取代反應(yīng)，該有機(jī)物也能發(fā)生消去反應(yīng)，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾6.【解析】甲同學(xué)讓鹵代烴水解，在加熱冷卻后沒有用稀硝酸酸化，由于OH－也會(huì)與Ag＋作用生成褐色的Ag2O，會(huì)掩蓋AgBr的淡黃色，不利于觀察現(xiàn)象，所以甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)有局限性；乙同學(xué)是利用消去反應(yīng)讓鹵代烴中的鹵素原子變成離子，但是，不是所有的鹵代烴都能發(fā)生消去反應(yīng)，所以此法也有局限性。【答案】C7.【解析】1-溴丙烷中所斷C—H在2號(hào)位、C—Br在1號(hào)位；2-溴丙烷中所斷C—H在1號(hào)位，C—Br在2號(hào)位。發(fā)生的均是消去反應(yīng)，產(chǎn)物均為丙烯?！敬鸢浮緾8.【解析】鹵代烴的水解反應(yīng)實(shí)質(zhì)上就是取代反應(yīng)，反應(yīng)中—X被—OH取代了，所以被破壞的只有①；鹵代烴的消去反應(yīng)是相鄰兩個(gè)碳原子上的一個(gè)—X和一個(gè)—H一同被脫去，而生成不飽和烴和鹵化氫的反應(yīng)，被破壞的鍵應(yīng)該是①和③?！敬鸢浮緿9.【解析】(1)因R—X(屬于鹵代烴)的熔沸點(diǎn)較低，加熱時(shí)易揮發(fā)，所以裝置中長導(dǎo)管的作用是防止鹵代烴揮發(fā)和冷凝回流。(2)醇(ROH)雖然能與水互溶，但不能電離，所以沉淀AgX上吸附的離子只能是Na＋、NOeq\o\al(－,3)和Ag＋。(3)因?yàn)樗玫腁gX沉淀為白色，所以該鹵代烴中所含鹵素是氯。(4)R—Cl～AgClMag/mL×bmLcgM＝eq\f,c)。(5)若加HNO3的量不足，未將溶液酸化，則沉淀中還有Ag2O沉淀，故測(cè)得的c值將偏大?！敬鸢浮浚?）防止鹵代烴揮發(fā)和冷凝回流（2）Na＋、NOeq\o\al(－,3)和Ag＋（3）氯、所得AgX沉淀為白色（4）M＝eq\f,c)（5）A10.【解析】(1)因?yàn)樗葵u代烴液體體積為mL，又因堿式滴定管有橡膠，會(huì)