2022年高中化学 专题4 第一单元 卤代烃教案 苏教版选修5

2022年高中化学 专题4 第一单元 卤代烃教案 苏教版选修5课标要求1认识卤代烃的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的性质及其应用。2结合生产、生活实际了解卤代烃对环境和健康可能产生的影响。课标解读1理解卤代烃的水解反应，消去反应及其应用。2了解卤代烃的分类及其对环境和健康可能产生的影响。教学地位卤代烃在有机合成中起到桥梁作用，理解其性质和应用是非常重要的，同时每年的高考题均有涉及。(教师用书独具)新课导入建议氟利昂作为氟氯烃物质中的一类，是一种化学性质非常稳定、极难被分解、不可燃、无毒的物质，被广泛应用于现代生活的各个领域。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大气后，其稳定性决定它将长时间滞留于此达数十年到一百年。由于氟利昂不能在对流层中自然消除，当其缓慢地从对流层流向平流层，在那里被强烈的紫外线照射后分解，分解后产生的氯原子就会破坏臭氧层。氟利昂作为卤代烃中的一种，除了会破坏臭氧层外，还有什么性质呢？让我们一起来学习卤代烃的相关知识吧。教学流程设计安排学生课前阅读P6064相关教材内容，完成【课前自主导学】中的内容。步骤1：导入新课，分析本课教学地位和重要性。步骤2：对【思考交流】要强调卤代烃中的卤原子在水中不能电离出X，要检验X先水解再加硝酸酸化的AgNO3溶液。步骤3：对【探究1】要讲清水解和消去反应的条件和原理的不同，同时引导和强调卤代烃消去反应的结构应具备什么条件。然后引导点拨【例1】，最后让学生完成【变式训练1】，教师给予点评。对【教师备课资源】可选择补加。步骤6：6至7分钟完成【当堂双基达标】，教师明确答案并给予适当点评或纠错。步骤5：回顾本课堂所讲，师生共同归纳总结出【课堂小结】。步骤4：对【探究2】教师结合【例2】讲清在有机合成中卤代烃的桥梁作用。然后学生间讨论完成【变式训练2】教师答疑和点评。课标解读重点难点1.了解卤代烃的分类、定义及对人类的生活的影响。2.理解溴乙烷的结构与性质。3.理解卤代烃的主要物理、化学性质。1.溴乙烷的水解反应和消去反应。(重点)2.了解卤代烃消去反应的结构条件。(难点)卤代烃的分类和对人类生活的影响1.概念烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。2分类卤代烃按烃基结构的不同卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等按取代卤原子的多少一卤代烃、多卤代烃按取代卤原子的不同氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等3卤代烃对人类生活的影响(1)用途用于化工生产、药物生产及日常生活中。溴乙烷是合成药物、农药、染料的重要基础原料，是向有机物分子引入乙基的重要试剂。DDT是人类合成的第一种有机农药。DDT相当稳定，能在自然界滞留较长时间，可以在动物体内形成累积性残留，给人体健康和生态环境造成不利影响。(2)危害氟氯代烃造成“臭氧层破坏”的罪魁祸首。在环境中比较稳定，不易被微生物降解。卤代烃的结构与性质1.物理性质(1)状态常温下除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体。(2)沸点互为同系物的卤代烃，它们的沸点随碳原子数的增多而升高。(3)密度除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外，液态卤代烃密度一般比水大。(4)溶解性水中：不溶，有机溶剂中：能溶，某些卤代烃是很好的有机溶剂，如二氯甲烷、氯仿(化学式为CHCl3)和四氯化碳等。2卤代烃的化学性质(1)卤代烃的消去反应(以1溴丙烷为例)反应条件：强碱的醇溶液、加热方程式：CH3CH2CH2BrKOHCH3CH=CH2KBrH2O消去反应的定义为：在一定条件下从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物(含双键或叁键)的反应。(2)卤代烃的水解反应(取代反应)(以1溴丙烷为例)反应条件：强碱的水溶液，加热。方程式：CH3CH2CH2BrNaOHCH3CH2CH2OHNaBr在溴乙烷中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液，能观察到淡黄色沉淀吗？怎样检验其中的溴元素。【提示】不能。因为溴乙烷中的溴不是Br，无法生成AgBr。若要检验Br元素，可使CH3CH2Br碱性水解，然后加入HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，观察现象。卤代烃的消去反应与水解反应【问题导思】CH3Cl和CCH3CH3CH3CH2Br能发生消去反应吗，能发生水解反应吗？【提示】不能发生消去反应，能发生水解反应。CCH3CH2BrCH2CH3CH3发生消去反应能生成几种烯烃？【提示】2种。1卤代烃的消去反应和水解反应比较条件键的变化卤代烃的结构特点主要生成物水解反应强碱水溶液CX与HO断裂，CO与HX生成含CX即可醇消去反应强碱醇溶液CX与CH断裂，C=C(或CC)与HX生成与X相连的C的邻位C上有H烯烃或炔烃2.卤代烃消去反应和水解反应规律(1)水解反应所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应多卤代烃水解可生成多元醇，如BrCH2CH2Br2NaOHCCH2OHH2OH2NaBr(2)消去反应两类卤代烃不能发生消去反应结构特点实例与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子CH3Cl与卤素原子相连的碳有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子CCH3CH3CH3CH2Cl、CH2Cl有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如：CH3CHClCH2CH3NaOHCH2=CHCH2CH3(或CH3CH=CHCH3)NaClH2ORCHXCHXR型卤代烃，发生消去反应可以生成RCCR，如BrCH2CH2Br2NaOHCHCH2NaBr2H2O卤代烃中卤原子的检验(1)实验方案：RXROH、NaX(2)注意事项：卤代烃均属于非电解质，不能电离出X，不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在。将卤代烃中的卤素转化为X也可用卤代烃的消去反应。检验卤代烃中的卤素时，常出现的错误是忽略用稀HNO3酸化水解后的溶液。下列物质分别与NaOH的醇溶液共热后，能发生消去反应，且生成的有机物不存在同分异构体的是()ACCH3CH2CH3CH3CH2ClBCHCH3ClCCH3Cl DCH3CHCHCH3ClCH3【解析】由卤代烃发生消去反应的条件知A、C均不能发生消去反应，D项消去后可得到两种烯烃：CHCHCH3CH2CH3或CCH3CH3CHCH3；B项消去后只得到CHCH2。【答案】B1下列说法正确的是()A一氯甲烷与KOH的乙醇溶液可以发生消去反应BCHCH3ClCH3消去时有一种产物C溴乙烷与NaOH的水溶液反应制得乙烯D要检验溴乙烷中的溴元素，可加入NaOH溶液共热，冷却后加入AgNO3溶液，有浅黄色沉淀生成【解析】A项，一氯甲烷只有一个C，不能发生消去反应；C项，发生水解反应，生成乙醇；D项，加AgNO3溶液应先加稀HNO3酸化。【答案】B【教师备课资源】(教师用书独具)检验溴乙烷时，若直接向溴乙烷中加入AgNO3溶液，能否得到淡黄色沉淀？向溴乙烷中加入NaOH溶液振荡后，加AgNO3溶液之前为什么要将溶液酸化？能否用稀硫酸或盐酸代替硝酸进行酸化？为什么？【解析】检验卤代烃中卤素的实验步骤为：取少量卤代烃；加入NaOH溶液；加热；冷却；加入稀硝酸酸化；加入AgNO3溶液。检验原理为：RXH2OROHHXHXNaOH=NaXH2ONaOHHNO3=NaNO3H2OAgNO3NaX=AgXNaNO3根据沉淀的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定是哪种卤素(氯、溴、碘)。实验说明：加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同。需要注意的是卤代烃的蒸气一般对人体有一定的伤害，加热时要注意安全操作。加入硝酸酸化的目的，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。【答案】直接向溴乙烷中加入AgNO3溶液，不会出现淡黄色沉淀，因为溴乙烷是非电解质，难溶于水，电离不出Br。向溴乙烷中加过量碱液水解后，若直接加入AgNO3溶液，就会出现灰色的Ag2O沉淀，这是因为加入的过量的碱会与AgNO3溶液发生反应：2NaOH2AgNO3=Ag2O2NaNO3H2O，因而影响检验Br。水解后酸化时，也不能用稀硫酸或盐酸代替硝酸，因为SO、Cl与AgNO3溶液反应分别生成Ag2SO4和AgCl沉淀，因此影响证明原卤代烃中的卤原子是哪一种。卤代烃在有机合成中桥梁作用【问题导思】写出乙烯合成乙二醇的流程图式。【提示】CH2=CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OH写出CH2=CH2制备CHCH的化学方程式。【提示】CH2=CH2Br2CH2BrCH2BrCH2BrCH2BrCHCH2HBr饱和烃卤代烃醇不饱和烃卤代烃在碱性醇溶液中能发生消去反应。例如：CHCH3ClCH3NaOHCH3CH=CH2NaClH2O该反应方程式也可表示为：CHCH3ClCH3CH3CH=CH2下面是八种有机化合物的转换关系：请回答下列问题：(1)根据系统命名法，化合物A的名称是_。(2)上述框图中，是_反应，是_反应。(填反应类别)(3)化合物E是重要的工业原料，写出由D生成E的化学方程式_。(4)C2的结构简式是_。F1的结构简式是_。F1和F2互为_。【解析】这是一道烷烃、烯烃、卤代烃之间的相互转化的框图题，在考查烷烃的取代和烯烃、二烯烃的加成基础上，重点考查了卤代烃发生消去反应这一性质，解题的关键是根据反应的条件确定反应的类型及产物。转化过程：A(烷烃)卤代烃单烯烃二溴代烃二烯烃1,4加成产物或1,2加成产物。【答案】(1)2,3二甲基丁烷(2)取代加成(3)CH3CCH3BrCCH3BrCH32NaOHCH2CCH3CCH3CH22NaBr2H2O(4)CH3CCH3CCH3CH3CCH2BrCH3CCH3CH2Br同分异构体抓住反应的特征条件推测反应类型和物质结构，是解决有机合成及推断题的一种好方法。卤代烃在有机合成中常作为烃与烃的衍生物的桥梁。2根据下面的反应路线及所给信息填空。ACl(一氯环己烷)B(1)A的结构简式是_，名称是_。(2)的反应类型是_，的反应类型是_。(3)反应的化学方程式是_。【解析】反应条件在解答有机推断题中往往会起到关键性的作用；“光照”是烷烃与气态卤素单质发生取代反应的特征条件；“强碱的乙醇溶液”是卤代烃发生消去反应的条件；“Br2的CCl4溶液”是不饱和烃与溴发生加成反应的条件。再对照反应前后各物质在结构上的差别，A、B的结构容易确定。【答案】(1)环己烷(2)取代反应加成反应(3)BrBr2NaOH2NaBr2H2O卤代烃分类定义应用与危害两性有机合成消去反应水解反应1(xx银川高二质检)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】D2(xx焦作高二期末)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()ACH3CH2CH2CH2CH2ClBCHCH3CH2ClCH2CH3CCHCH2CH2CH3CH3ClDCH3CH2CClCH2CH3CH3【解析】A、B两项中产物只有一种，C项中为两种，分别为CH2=CHCH2CH2CH3和CH3CH=CHCH2CH3；D项有6个碳与题干不符。【答案】C3为了检验溴乙烷中含有溴元素，有以下操作顺序合理的是()加AgNO3溶液加NaOH溶液加热加蒸馏水加硝酸至溶液显酸性A BC D【解析】溴乙烷中的溴元素不是以离子状态存在，因此，不能与AgNO3溶液直接反应，必须使之转化为溴离子。由题意可知，应通过溴乙烷在碱性水溶液中水解得到溴离子，但反应后溶液显碱性，不能直接加入AgNO3溶液检验，否则Ag与OH反应得到AgOH沉淀，影响溴的检验，故需加入足量硝酸使溶液变为酸性，再加AgNO3溶液检验。【答案】C41氯丙烷和2氯丙烷分别与NaOH乙醇溶液共热的反应()产物相同产物不同碳氢键断裂的位置相同碳氢键断裂的位置不同A BC D【解析】两种卤代烃在此条件下都发生消去反应，最终都生成丙烯，即产物相同。两种卤代烃分别为：CCl1H2C2HHC3H3、CH1H2C2ClHCH3，由此可见，分别是2号位上CH键断裂和1号位上CH键断裂，所以碳氢键断裂的位置不同。【答案】D5(xx全国高考，节选)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线：其中，反应的产物名称是_，反应的反应试剂和反应条件是_，反应的反应类型是_。【解析】反应的产物名称是1氯环戊烷；反应的反应为卤代烃的消去反应，所需试剂是NaOH的醇溶液，反应条件是加热。【答案】氯代环戊烷氢氧化钠乙醇溶液，加热加成反应1下列叙述正确的是()A所有卤代烃都难溶于水，且都是密度比水大的液体B所有卤代烃都是通过取代反应制得C卤代烃不属于烃类D卤代烃都可发生消去反应【解析】A项，有的卤代烃的密度比水大；B项，不饱和烃加成也可生成卤代烃；D项，CHCX结构的卤代烃才能发生消去反应。【答案】C2以下有关一氯代烷的叙述正确的是()A随着分子中所含碳原子数的递增，溶、沸点升高B随着分子中所含碳原子数的递增，密度增大C分子中所含碳原子数相同的一氯代烷，烷基中支链越多，沸点越低D一氯丙烷的熔、沸点比二氯丙烷高【解析】决定卤代烃熔、沸点的因素是范德华力的大小。对于分子中所含碳原子数相同的一氯代烷，支链越多，分子间距离越远，范德华力越小，沸点越低。而分子中所含碳原子数相同时，若分子中所含卤素原子越多，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点就越高。【答案】AC3(xx德阳高二质检)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D2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】D4在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示，则下列说法中正确的是()A当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是和B当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是C当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是和D当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是和【解析】本题考查了卤代烃RCH2CH2X发生水解反应和消去反应时断键的位置。发生水解反应时，只断CX键。发生消去反应时，要断CX键和碳原子上的CH键(即)。【答案】B5由CH3CH3CH3CH2ClCH2CH3CH2ClCH2ABBrBrCHOOH(1)上述过程属于加成反应的有_(填序号)。(2)反应的化学方程式为_。(3)反应为_反应，化学方程式为_。【解析】根据合成路线及转化条件可知为加成反应为消去反应为加成反应为水解(取代)反应为加成反应。【答案】(1)(2)BrBr2NaOH2NaBr2H2O(3)取代(或水解)BrBr2NaOHHOOH2NaBr12卤代烃在NaOH存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应。其实质是带负电的原子团(如OH等阴离子)取代了卤代烃中的卤素原子，例如：CH3CH2CH2BrOHCH3CH2CH2OHBr写出下列反应的化学方程式：(1)溴乙烷与NaHS反应：_；(2)碘甲烷与CH3COONa反应：_；(3)由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚(CH3OCH2CH3)：_。【解析】本题是有关卤代烃发生取代反应的信息迁移题。解本题的关键是理解卤代烃的水解反应的实质。第(1)、(2)问根据NaHS、CH3COONa中阴离子分别为HS和CH3COO，结合题干所给信息，可得答案。第(3)问由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚的关键是得到阴离子，所以使CH3CH2OH先与Na反应。【答案】(1)CH3CH2BrNaHSCH3CH2SHNaBr(2)CH3ICH3COONaCH3COOCH3NaI(3)2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2；CH3ICH3CH2ONaCH3OCH2CH3NaI13(xx铜川高二质检)某液态卤代烷RX(R是烷基，X是某种卤素原子)的密度是a gcm3。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：准确量取该卤代烷b mL，放入锥形瓶中。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。反应完成后，冷却溶液，加稀HNO3酸化，滴加AgNO3溶液，得白色沉淀。过滤、洗涤、干燥后称重，得到c g固体。完成下面问题：(1)装置中长玻璃管的作用是_。(2)步骤中，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)如果在步骤中加入HNO3的量不足，没有将溶液酸化，则步骤中测得的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)氯得到的卤化银沉淀是白色的(4)143.5 ab/c(5)A14请以溴乙烷为原料设计合成CH2OHCH2OH的方案，并写出有关的化学方程式。【解析】可用逆向推理：CH2OHCH2OHCH2BrCH2BrCH2CH2CH3CH2Br【答案】CH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2BrCH2OHCH2OHCH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2OCH2=CH2Br2CH2CH2BrCH2BrCH2BrCH2Br2NaOHCH2OHCH2OH2NaBr