2022年高考化学第一轮复习 专题 卤代烃和醇学案 苏教版

2022年高考化学第一轮复习 专题 卤代烃和醇学案 苏教版【本讲教育信息】一. 教学内容：卤代烃和醇二. 教学目标1. 了解卤代烃的典型代表物的结构与性质特点，掌握卤代烃的消去反应和取代反应的原理和条件；2、了解醇的结构特点，并能对饱和一元醇进行系统命名，以乙醇为例，理解并掌握醇的性质与用途。三. 教学重点、难点卤代烃和醇的结构特点与主要化学性质教学过程一、卤代烃：1、烃分子中的H原子被卤原子取代后所生成的一系列有机物称为卤代烃。物理通性：都不溶于水，可溶于有机溶剂。氯代烷的沸点随烃基增大呈现升高的趋势；氯代烷的密度随烃基增大呈现减小的趋势。如：溴乙烷的物理性质：无色液体，沸点38.4，密度比水大2、化学通性：卤代烃的化学性质通常比烃活泼，能发生许多化学反应。取代反应：CH3ClH2OCH3OHHCl （一卤代烃可制一元醇）BrCH2CH2Br2H2OHOCH2CH2OH2HBr （二卤代烃可制二元醇）消去反应：BrCH2CH2BrNaOHCH2CHBrNaBrH2O （消去1分子HBr）BrCH2CH2Br2NaOHCHCH2NaBr2H2O （消去2分子HBr）说明：1、溴乙烷的水解反应与消去反应的反应条件与产物反应类型反应条件主要产物相互关系水解（取代）反应NaOH的水溶液，CH3CH2OH同时发生的两个互相平行，互相竞争的反应消去反应NaOH的醇溶液，CH2CH22、卤代烃在发生消去反应的前提条件是：与卤原子所连碳原子相邻碳原子上有H存在时，可发生消去反应；卤代烃发生消去反应时生成取代基较多的烯烃，这样的烯烃对称，稳定，（扎依采夫规律）。习惯上称为“氢少失氢”。如： 3、检验卤代烃分子中卤素的方法：实验原理：RXH2OROHHX HXNaOHNaXH2OHNO3NaOHNaNO3H2O AgNO3NaXAgXNaNO3根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定卤素（氯、溴、碘）。、实验步骤：取少量卤代烃；加入NaOH溶液；加热煮沸；冷却；加入稀硝酸酸化；加入硝酸银溶液。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；加入稀硝酸酸化，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。4、卤代烃的制取：烷烃取代法；烯烃或炔烃加成法；醇的卤代法等。5、由于卤代烃比较稳定，不易被氧化，故可用卤代烃保护醇羟基和CC双键。例1碳原子数在20以内的烷烃的所有同分异构体中，一氯代物无同分异构体的有多少种?解析：（1）除CH4、C2H6外，一氯代物无同分异构体的烷烃的结构中只有三氢碳和无氢碳（我们将-CH3称为三氢碳，-CH2-称为二氢碳，称为一氢碳，称为无氢碳）两种碳原子（如新戊烷），即氢原子数一定是3的整数倍。（2）无氢碳完全对称。（3）同碳原子数的烷烃的各种同分异构体中，同时符合上述（1）和（2）的只有一种，且只有这一种的一氯代物无同分异构体。那么：除CH4、C2H6、新戊烷外，氢原子数为3的整数倍的还有C8H18、C11H24、C14H30、C17H36、C20H42。其中C8H18和C17H36分别可以有6个-CH3和12个-CH3，2个和5个，都能完全对称。C11H24、C14H30和C20H42中分别可以有8个-CH3、10个-CH3和14个-CH3以及3个、4个和6个，都不能完全对称。可见，碳原子数在20以内的烷烃的所有同分异构体中，一氯代物无同分异构体的有CH4、CH3CH3、五种。答案：有CH4、CH3CH3、五种。例2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，特别注意写明反应条件。（1）由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3。（2）由（CH3）2CHCHCH2分两步转变为（CH3）2CHCH2CH2OH。解析：不对称烯烃与HBr（HX）加成时，一般是氢原子加在含H较多的CC键碳上，这个规律叫Markovnikov经验规律，简称“马氏规则”，当有过氧化物存在时则加在H较少的CC键碳上，这叫“反马式规则”；而卤代烃在稀NaOH水溶液中发生取代反应生成醇，在浓NaOH醇溶液中发生消去反应生成烯。根据题给信息，要由1溴丁烷转变为2溴丁烷，可先把1溴丁烷转变为1丁烯，再根据“马氏规则”与HBr加成即可；而要把3甲基1丁烯转变为3甲基1丁醇，应根据“反马式规则”，在过氧化物存在的条件下，先把烯烃转变为3甲基1溴丁烷，然后水解便得到了3甲基1丁醇。答案：（1）CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2HBrCH3CH2CHCH2HBrCH3CH2CHBr-CH3（2）（CH3）2CHCHCH2HBr（CH3）2CHCH2CH2Br（CH3）2CHCH2CH2Br （CH3）2CHCH2CH2OHHBr例3在实验室鉴定氯酸钾晶体和1-氯丙烷中的氯元素，现设计了下列实验操作程序：滴加AgNO3溶液；加NaOH溶液；加热；加催化剂MnO2；加蒸馏水过滤后取滤液；过滤后取滤渣；用HNO3酸化。（1）鉴定氯酸钾中氯元素的操作步骤是_（填序号）。（2）鉴定1-氯丙烷中氯元素的操作步骤是_（填序号）。解析：鉴定样品中是否含有氯元素，应将样品中氯元素转化为Cl，再转化为AgCl，通过沉淀的颜色和不溶于稀HNO3来判断氯元素。由于氯酸钾在催化剂MnO2作用下受热分解生成KCl可溶于水，故我们的实验步骤应为：、，受热分解后先过滤除去MnO2，再用硝酸酸化的AgNO3溶液鉴别氯元素；而鉴定1-氯丙烷中氯元素实验的关键是在加入AgNO3溶液之前，应加入HNO3酸化，以用于中和NaOH溶液，防止NaOH与AgNO3溶液反应生成沉淀对实验产生干扰。故我们的方案为：、答案：（1）、。 （2）、。例4碳正离子例如CH5、CH3、（CH3）3C等是有机反应中重要的中间体。欧拉（G.Olah）因在此领域研究中的卓越成就而荣获1994年诺贝尔化学奖。碳正离子CH5可以通过CH4在“超强酸”中再获得一个H而得到，而CH5失去H2可得CH3。（1）CH3是反应性很强的正离子，是缺电子的，其电子式是_（2）CH3中4个原子是共面的，三个键角相等，键角应是_（填角度）。（3）（CH3）2CH在NaOH水溶液中反应将得到电中性的有机分子，其结构简式是_（4）（CH3）3C去掉H后将生成电中性的有机分子，其结构简式是_解析：本题属于信息题，需要一定的阅读能力，将解题有关的信息与已学过的知识结合起来，加工成新的知识和理论，用于推理和判断：（1）CH3+是缺电子的碳正离子，可看作是甲基失去一个电子后的产物：，由于是复杂的阳离子，要加上方括号。（2）CH3因四个原子共面，三个键角相等，应为平面正三角形：，键角120（3）（CH3）2CH与NaOH中OH结合生成醇（CH3）2CHOH。（4）（CH3）3C中三个甲基是对称的，其中任何一个CH3中去掉H，即生成不饱和的烯烃（CH3）2CCH2。答案：（1）；（2）120；（3）（CH3）2CHOH；（4）（CH3）2CCH2二、醇：脂肪烃分子中的H原子被OH所取代后的生成物称为醇。1、乙醇俗称酒精，是一种无色有特殊香味的液体，沸点低，有挥发性，能与水以任意比互溶，体积分数为75%的酒精溶液为医用酒精。饱和一元醇的通式为：CnH2n1OH，饱和多元醇的通式为：CnH2n2Om。一般情况下，饱和一元醇的熔沸点随碳原子数的增多而增大，在水中的溶解度随碳原子数的增多而减小，其中4个碳原子以内的醇能与水以任意比互溶。2、受OH的影响，醇的化学性质比较活泼，能发生氧化反应、取代反应和消去反应等。下面我们以乙醇为例来说明醇的化学性质：乙醇的化学性质与金属反应产生H22CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2（置换，取代）消去反应：C2H5OHCH2CH2H2O 与无机酸反应C2H5OHHBrC2H5BrH2O（取代），其中HBr可用浓H2SO4及NaBr代替时，可能有产生Br2的副反应发生；C2H5OHHONO2C2H5ONO2H2O（酯化、取代）与有机酸的反应：CH3COOHHOC2H5CH3COOC2H5H2O（酯化、取代）I. 酯化反应规律：“酸脱羟基醇脱氢”，包括有机酸和无机含氧酸与醇的反应。II. 吸收酯的试剂为饱和的Na2CO3溶液，也是分离CH3COOH及CH3COOC2H5所用的试液。其可以充分吸收CH3COOH，使酯香味得以显出；可以有效降低酯的溶解度，使分离更彻底。氧化反应：.燃烧：2C2H5OH3O22CO23H2O .催化氧化：2C2H5OHO22CH3CHO2H2O或：C2H5OHCuOCH3CHOCuH2O催化氧化对醇的结构的要求：与OH直接相连的碳原子上必须有H原子，有2个或3个氢原子被氧化成醛，只有1个氢原子被氧化成酮。如：CH3OHHCHOCH3CHOHCH3CH3COCH3而（CH3）3COH不能被氧化。3、醇的制备：烯烃与水加成法：卤代烃水解法：醛或酮加成法：酯水解法：说明：1、含碳原子数较少的醇中，由于OH的存在，醇与水分子之间可以形成氢键，因此，醇在水中的溶解度较大，有些能与水以任意比互溶；同时，由于氢键的存在，也使得这部分醇的熔点较高。2、醇可以与活泼金属反应产生H2，但醇不能电离，不具有酸性，不能与碱和碳酸盐等反应。3、醇在与无机酸反应时：与氢卤酸反应，生成卤代烃；而在与含氧酸反应时，一般生成无机酸酯。如乙醇与硝酸反应时生成硝酸乙酯：C2H5OHHONO2C2H5ONO2H2O；此时：区分硝基化合物与硝酸酯的方法：若硝基中N原子直接与碳原子相连，则该化合物为硝基化合物，如C2H5NO2（硝基乙烷）；若硝基中的N原子通过氧原子而与碳原子相连接，则该化合物称为酯，如C2H5ONO2（硝酸乙酯）。4、醇发生消去反应的条件：与OH碳相邻的碳原子上有氢原子存在（H的存在），如：（CH3）3CCH2OH不可能发生消去反应等。5、醇在浓硫酸存在时加热，不仅可发生消去反应，还可发生取代（成醚）反应生成醚：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O。6、并不是所有的醇都能发生催化氧化反应，催化氧化对醇的结构的要求：与OH直接相连的碳原子上必须有H原子，有2个或3个氢原子被氧化成醛，只有1个氢原子被氧化成酮，即：CH3OH、CH2OH可以被氧化成醛，CHOH可以被氧化成酮，而COH则不能被氧化。7、醇还能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂所氧化。8、乙醇可采用：乙烯水化法和发酵法制取。工业上制备无水乙醇的方法是：在乙醇中加入生石灰蒸馏制取无水酒精，而要得到浓度更高的酒精，则需加入镁粉，再加热蒸馏。9、检验乙醇中是否含有水的方法是向其中加入无水硫酸铜，若变蓝，则含有水，否则不含水。例12001年9月1日将执行国家食品卫生标准，规定酱油中3氯丙醇（ClCH2CH2CH2OH）含量不超过1ppm。相对分子质量为94.5的氯丙醇（不含COH结构）共有：ClA、2种 B、3种 C、4种 D、5种解析：3氯丙醇由于OH和Cl的位置引起的异构体应有以下4种：其中（1）不符合题意答案：B例2乙醇的分子结构为，“箭头”表示乙醇发生化学反应时分子中可能断键的位置，下列叙述中不正确的是：A、与钠或含氧酸反应时断裂键B、发生分子间脱水时断裂键或键C、与氢卤酸发生取代反应时断裂键 D、发生催化脱氢反应时断裂键解析：乙醇的化学性质体现在其分子结构上，单独断一个键时有两种可能：或，其中与HX反应时断键，生成卤代烃；与活泼金属（如钠）反应或发生酯化反应时断键，生成醇钠或酯，当醇分子间反应生成醚时，一个醇分子断键，则另一个醇分子断键生成醚；或组合断键，如脱氢，发生氧化反应生成醛、消去生成烯。综上所述，本题答案为：D答案：D例3在有机物分子中，引入羟基官能团的下列反应类型正确的是：A、酯化反应B、消去反应C、取代反应 D、加成反应解析：酯化反应是羧酸脱去羟基而不是引入羟基，消去反应是消去或HX生成不饱和化合物，也不能引入羟基。卤代烃与NaOH溶液发生取代反应生成醇，烯烃与加成生成醇，均能引入OH。答案：CD例4某液态有机物A6.2g，与足量的镁反应生成（标况下），A与不反应，同温同压下测得A蒸气的密度为气体的1.41倍，A分子内脱水可得B；A分子间脱水可得C或D，A氧化得E，E再氧化得F，A与F脱水可得G与H。（1）推断结构简式：A_，C_，D_；（2）写出A与F分子间脱水的化学方程式_。解析：本题是由衍变关系结合计算求解的推断题，先由A蒸气的相对密度算出相对分子质量，M1.414462，再由A与镁反应放出，而不与反应，可推知A为醇。又由6.2gA与镁反应放出可知A为二元醇。再由其相对分子质量可得A为乙二醇，由A可推知E为乙二醛，F为乙二酸，C、D分别为两个乙二醇脱一分子水或两分子水生成的醚。答案：（1）A为，为，为（2）H2O例5已知乙醇可以与氯化钙反应生成微溶于水的CaCl26C2H5OH。有关有机试剂的沸点如下：CH3COOC2H5为77.1，C2H5OH为78.3，C2H5OC2H5为34.5，CH3COOH为118。实验室中制取乙酸乙酯的粗产品的步骤如下：在蒸馏烧瓶中将过量的乙醇与少量的浓硫酸混合，然后经分液漏斗边滴加醋酸，边加热蒸馏，由上面的实验可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的粗产品。（1）反应中加入乙醇是过量的,其目的是 。（2）边滴加醋酸，边加热蒸馏的目的是 。将粗产品再经下列步骤精制（3）为了除去粗产品中的醋酸，可向产品中加入 。A、无水乙醇B、碳酸钠粉末C、无水醋酸钠（4）向粗产品中加入饱和的氯化钙溶液，振荡、分离的目的是 。（5）向粗产品中加入无水硫酸钠，振荡的目的是 。 解析：乙醇与乙酸在浓硫酸存在时发生酯化反应生成乙酸乙酯：CH3COOHHOC2H5CH3COOC2H5H2O该反应属于可逆反应，可通过增加某种反应物的量使另一种物质的转化率增大，故本实验中通过加入过量的乙醇，使乙酸的转化率提高，同时，由于乙酸易挥发，因此实验时逐滴向反应液中加入乙酸，同时蒸馏使生成的乙酸乙酯蒸出，降低生成物的浓度，使平衡正向移动，提高乙酸的转化率。蒸馏出来的物质中含有乙酸、乙醇和乙酸乙酯，欲除去产物中多余的乙酸，可向产物中加入碳酸钠粉末，因：Na2CO32CH3COOH2CH3COONaH2OCO2，而除去乙酸；对于粗产品中的乙醇，则通过加入氯化钙溶液，生成CaCl26C2H5OH微溶于水，过滤除去；而粗产品中混有的水，则用无水硫酸钠吸收：Na2SO410H2ONa2SO410H2O，除去乙酸乙酯中所混有的水。答案：提高乙酸的转化率；使乙酸充分反应，提高乙酸的转化率；B除去产品中混有的乙醇；吸水