高二化学选修5苏教版同步导学案41 卤代烃.docx
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高二化学选修5苏教版同步导学案41卤代烃
专题四 烃的衍生物
专题概述
本专题内容与必修教材中的有机化学部分的内容紧密联系，并且进行了强化拓展。
本专题所介绍的五大类烃的含氧衍生物是有机化学中的基础物质，有机合成关系到工农业生产及 人们日常生活等各个方面。
本专题的知识在中学化学中具有特别重要的地位。
本专题涉及的内容包括：
卤代烃对人类生活的影响；卤代烃的性质；醇的性质和应用；酚的性质和应用；基团间的相互影响；醛的性质和应用；羧酸的性质和应用；重要有机物之间的相互转化等。
本专题涉及的实验有：
卤代烃和氢氧化钾的乙醇溶液反应；探究卤代烃取代反应的产物；乙醇与钠的反应；乙醇与氢卤酸的反应；乙醇的脱水反应；探究苯酚的物理性质；验证苯酚的酸性；苯酚与溴水的反应；处理含酚废水的方法；乙醛被银氨溶液氧化的实验探究；乙醛被新制氢氧化铜氧化的实验探究；酚醛树脂的制取。
［专题重点］卤代烃的水解反应和消去反应；苯酚的结构及性质；乙醇的化学性质，醛的结构及性质；羧酸的结构及性质；酯的水解反应机理。
［专题难点］卤代烃的水解反应与消去反应；苯酚的化学性质；乙醇的化学性质；乙醛的化学性质；乙酸的酸性及酯化反应的特点和规律；酯的水解反应机理。
学法指导
1.重视官能团的作用。
官能团决定有机化合物的性质，不同的官能团会发生不同类型的反应，要注意对不同反应类型的反应机理的掌握。
各单元在介绍衍生物性质时，结合具体实例，通过对物质结构的分析、实验和事实验证等措施，对这种关系进行论证。
这样前后呼应，使官能团的作用体现于整个专题的始终，官能团、反应类型成为本专题知识的主题或者说是串连成本专题知识的一条潜在的主线，化学中要充分认识各种官能团的特性、含该官能团的化合物的性质以及各种官能团之间的相互关系和影响。
2.重视化学实验的作用。
要通过实验探究化学知识及其规律，在实验中培养实验能力、观察能力，在实验的同时培养探究精神。
3.发散思维，以点带面。
在学习了每一类物质中最典型或最具有实际意义的化合物之后，要简要地对同类物质进行分析，讨论它们在结构和性质上的共同点，在此基础上掌握各类烃的衍生物之间的关系。
4.强化练习、巩固创新。
有机物分子式和结构式确定的计算也是本专题的学习难点，要在弄清基本原理、掌握基本方法的前提下强化练习，通过练习达到思维正确、书写规范的基本要求，在技能熟练的基础上力求创新。
5.注重各知识点之间的相互衔接和渗透。
学习过程中不要把知识孤立起来，而要与前后的相关知识进行联系。
第一单元 卤代烃
智能定位
1.了解卤代烃的分类。
2.了解卤代烃对人类生活的影响。
3.掌握卤代烃的物理性质、化学性质和应用。
4.掌握消去反应的特点，能熟练判断有机反应的类型。
情景切入
涂改液作为一种办公用品，使用面越来越广，不少中小学生常用它来修改作业。
殊不知，经常接触涂改液，会引起慢性中毒，损害身体健康。
所以，要尽量少用涂改液，尤其是中小学生。
若是在非用不可时，则要加强自我保护意识。
涂改液中的氯代物（即卤代烃）有哪些性质？
结构如何？
自主研习
一、卤代烃
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
二、卤代烃对人类生活的影响
1.用途
（1）制冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂、合成有机物。
（2）DDT是人类合成得到的第一种有机农药。
2.危害
（1）氟氯代烃——造成“臭氧空洞”的罪魁祸首。
（2）在环境中比较稳定，不易被微生物降解。
三、卤代烃的性质
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或一氯代物外，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.化学性质
（1）CH3CH2CH2Br
方程式：
CH3CH2CH2Br+NaOH
CH3CH===CH2+NaBr+H2O
反应类型：
消去
CH3CH2CH2Br
方程式：
CH3CH2CH2Br+NaOH
CH3CH2CH2OH+NaBr
反应类型：
取代（水解）
（2）消去反应的定义
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。
思考讨论
1.有机物是否都含C和H两种元素？
提示：
不是，比如CCl4中不含H，但它是有机物。
2.CH3CH2Br和CH3CH3的核磁共振氢谱相同吗？
提示：
不同。
CH3CH3中只有一类氢原子，氢谱图中只有一个吸收峰；而CH3CH2Br中有两类氢原子，氢谱图中有两个吸收峰，且面积比为3：
2。
课堂师生互动
知识点1卤代烃的消去反应及与水解反应的区别
卤代烃的化学性质较活泼，这是由于卤素原子（官能团）的作用。
卤素原子结合电子的能力比碳原子强，当它与碳原子形成碳卤键时，共用电子对偏向卤素原子，故碳卤键的极性较强，在其他试剂作用下，碳卤键很容易断裂而发生化学反应。
消去反应
水解反应
反应条件
NaOH醇溶液、加热
NaOH水溶液、加热
实质
失去HX分子，形成不饱和键
—X被—OH取代
键的变化
C—X与C—H断裂形成C===C或C≡C与H—X
C—X断裂
形成C—OH键
卤代烃
的要求
（1）含有两个以上的碳原子，CH3Br不能反应;
（2）与卤原子相连的相邻碳原子上有氢原子。
（CH3）3CCH2Br都不行，而CH3—CH2—Cl可以
含有—X的卤代烃绝大多数都可以
水解
主要产物
烯烃或炔烃
醇
特别提醒
（1）有两个相邻碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可能生成不同的产物。
例如:
发生消去反应的产物为CH2===CH—CH2—CH3或CH3—CH===CH—CH3。
（2）二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入叁键。
例如：
CH3—CH2—CHCl2+2NaOH
CH3—C≡CH+2NaCl+2H2O
考例1 （多选）下列化合物中既可以发生消去反应生成烯烃，又可以发生水解反应的是（ ）
A.CH3Cl B.
C.
D.
［解析］
物质发生反应具备的条件
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
消去
反应
含有两个以上的碳原子
√
√
√
与卤原子相连的相邻碳原子上有氢原子
√
√
取代
反应
含有—X
√
√
√
√
［答案］ BD
考例2 下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不能发生消去反应的是（ ）
A.①③⑥ B.②③⑤ C.全部 D.②④
［解析］ 因为
分子稳定，故
不能发生消去反应；
中与Cl原子相连的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应；CH3Cl分子中没有相邻的碳原子，也不能发生消去反应。
［答案］ A
变式探究1 由2-溴丙烷为原料制取1，2-丙二醇，需要经过的反应为（ ）
A.加成——消去——取代
B.消去——加成——取代
C.消去——取代——加成
D.取代——消去——加成
［答案］ B
［解析］ 卤代烃水解可引入羟基而且有几个卤原子可引入几个羟基，故由题意，要制取1，2-丙二醇，2-溴丙烷须先发生消去反应制得丙烯；再由丙烯与溴加成生成1，2-二溴丙烷；最后由1，2-二溴丙烷水解得产物1，2-丙二醇。
知识点2 卤代烃中卤素原子的检验
卤代烃分子中虽然含有卤素原子，但C—X键在加热时，一般不易断裂，在水溶液体系中不电离，无X-（卤素离子）存在，所以向卤代烃中直接加入AgNO3溶液，将得不到卤化银（AgCl、AgBr、AgI）的沉淀。
具体实验原理和检验方法如下：
1.实验原理
R—X+H2O
R—OH+HX
HX+NaOH===NaX+H2O
HNO3+NaOH===NaNO3+H2O
AgNO3+NaX===AgX↓+NaNO3
根据沉淀（AgX）的颜色（白色、浅黄色、黄色）可确定卤素（氯、溴、碘）。
2.实验操作
（1）取少量卤代烃加入试管中；
（2）加入NaOH溶液；
（3）加热（加热是为了加快水解反应速率）；
（4）冷却；
（5）加入稀HNO3酸化（加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰实验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀HNO3）;
（6）加入AgNO3溶液
即R—X
R—OH、NaX
若产生白色沉淀，卤素原子为氯原子
若产生浅黄色沉淀，卤素原子为溴原子
若产生黄色沉淀，卤素原子为碘原子
特别提醒
将卤代烃中的卤素转化为X-，也可用卤代烃的消去反应，在加AgNO3溶液检验X-前，也要先加稀硝酸溶液中和过量的碱。
考例3 在实验室里鉴定氯酸钾晶体和1-氯丙烷中的氯元素，现设计了下列实验操作程序：
①滴加AgNO3溶液；②加入NaOH溶液；③加热；④加入MnO2固体;⑤加蒸馏水过滤后取滤液；⑥过滤后取滤渣；⑦用稀HNO3酸化。
（1）鉴定氯酸钾晶体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］ 要鉴定样品中是否含有氯元素，通常先将样品中的氯元素转化为Cl-，再使Cl-转化为AgCl沉淀，利用沉淀的颜色和不溶于稀HNO3的性质来判断氯元素的存在。
（1）鉴定氯酸钾晶体中的氯元素，可先转化成氯化钾，再利用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl-。
（2）鉴定1-氯丙烷中的氯元素，必须先将1-氯丙烷中的氯原子通过水解或消去反应变为氯离子，再滴入AgNO3溶液来检验。
即先取少量1-氯丙烷加入NaOH的水溶液，使其水解后，再加入稀HNO3，然后加入AgNO3溶液，观察沉淀的颜色来判断是否是氯元素。
其实验的关键是在加入AgNO3溶液之前，应加入稀HNO3酸化，以中和过量的NaOH溶液，防止NaOH与AgNO3溶液反应生成的沉淀对实验的观察产生干扰。
［答案］
（1）④③⑤⑦①
（2）②③⑦①
变式探究2要检验溴乙烷中的溴原子，正确的实验方法是（ ）
A.加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现
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，然后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
［答案］ C
［解析］ 本题考查的是卤代烃中卤素原子的检验。
要检验溴乙烷中的溴原子，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发生水解或消去反应后的溶液，调节溶液至酸性后再加入AgNO3溶液。
故正确答案为C。
变式探究3某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果最终未得到白色沉淀生成，其主要原因是（ ）
A.加热时间太短
B.不应冷却后再加入AgNO3溶液
C.加AgNO3溶液前未用稀HNO3酸化
D.反应后的溶液中不存在Cl-
［答案］ C
课后强化作业
基础巩固
1.下列说法中，正确的是（ ）
A.所有的卤代烃都不溶于水
B.所有的卤代烃都能发生水解反应
C.所有的卤代烃都能发生消去反应
D.所有的卤代烃的密度都比水的小
［答案］ AB
［解析］ 本题考查了卤代烃的性质。
所有的卤代烃都不溶于水，能溶于大多数有机溶剂;所有的卤代烃都能发生水解反应，但不一定能发生消去反应，如CH3Cl、（CH3）3C—CH2Cl就不能发生消去反应;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的大。
故正确答案为AB。
2.有关溴乙烷的下列叙述中，正确的是（ ）
A.溴乙烷不溶于水，能溶于大多数有机溶剂
B.溴乙烷与NaOH的醇溶液共热可生成乙醇
C.在溴乙烷中滴入AgNO3溶液，立即有淡黄色沉淀生成
D.溴乙烷通常用乙烷与液溴直接反应来制取
［答案］ A
［解析］ 溴乙烷与NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，溴乙烷与NaOH的水溶液共热发生取代反应（水解反应）生成乙醇，两者反应的条件不同，其反应的类型和产物也不相同，不能混淆；溴乙烷不溶于水，也不能在水中离解出Br-，因而不能与AgNO3溶液反应；由于乙烷与液溴发生取代反应时，其取代是逐步的，反应生成的各种溴代物中溴乙烷的很少，且无法分离，因此实验室里并不采用乙烷的溴代反应来制取溴乙烷，而通常是用乙烯与溴化氢加成来制取溴乙烷。
3.1-溴丙烷与2-溴丙烷分别与NaOH的醇溶液共热，则（ ）
A.产物不同 B.产物相同
C.碳氢键断裂的位置相同 D.碳溴键断裂的位置相同
［答案］ B
［解析］ 1-溴丙烷与2-溴丙烷分别和NaOH的醇溶液共热，反应产物均为丙烯。
4.下列物质与NaOH醇溶液共煮后，可得3种有机物的是（ ）
A.CH3—CHCl—CH2—CH3 B.
C.CH3—CH2—C（CH3）Cl—（CH2）2—CH3 D.
［答案］ CD
［解析］ A、B发生消去反应可得2种有机物，C、D发生消去反应可得3种有机物。
5.有机物CH3—CH===CHCl能发生的反应有（ ）
①取代反应；②加成反应；③消去反应；④使酸性KMnO4溶液褪色；
⑤与AgNO3溶液反应生成白色沉淀；⑥聚合反应。
A.以上反应均能发生 B.只有⑥不能发生
C.只有⑤不能发生 D.只有②不能发生
［答案］ C
［解析］ 有机物的官能团决定了有机物的化学特性。
题给有机物含有“
”键，故具有不饱和烃的性质，能发生加成反应，能使酸性KMnO4溶液褪色，能发生加聚反应等；题给有机物含有“—CH3”“—Cl”，在一定条件下能发生取代反应；又由于有机物CH3—CH===CHCl不能电离出Cl-，故不能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀。
6.（学科与日常生活）1999年9月，比利时查出污染鸡的根源是生产鸡饲料的油脂被二
英所污染，
英是两大芳香族化合物的总称。
其中四氯化二苯
英毒性最大，其结构简式为：
下列有关该化合物的说法中正确的是（ ）
A.分子式为C12H8O2Cl4 B.是一种可溶于水的气体
C.是最危险的致癌物之一 D.是一种多卤代烃
［答案］ C
［解析］ 该化合物分子式是C12H4O2Cl4，故A不正确；从结构上看，该物质为芳香族化合物，应不溶于水，故B错；因结构还有氧原子，不符合卤代烃的概念，所以D也不正确。
7.下列有机反应的化学方程式正确的是（ ）
A.CH3CH2OH
CH2===CH2↑+H2O
B.C2H5Br+NaOH
C2H5OH+NaBr
C.
D.CH3—CH===CH2+Cl2
Cl—CH2—CH==CH2
［答案］ B
［解析］ A项中140℃条件下应生成CH3CH2—O—CH2CH3（乙醚）；B项为卤代烃的水解反应；C项中，取代反应机理错误；D项中表明在常温常压下，应为加成反应，而不应该是取代反应。
8.与CH2==CH2
CH2Br—CH2Br的变化属于同一反应类型的是（ ）
A.CH3CHO
C2H5OH
B.C2H5Cl
CH2===CH2
C.
D.CH3COOH
CH3COOC2H5
［答案］ A
［解析］ 由CH2===CH2
CH2Br—CH2Br知，该反应是加成反应。
A项为还原反应，同时也是加成反应，B项为消去反应，C项为取代反应，D项为取代反应。
故选A项。
9.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（ ）
A.
B.
C.CH3Cl D.
［答案］ B
10.氯乙烷跟化合物之间的转化如下图所示：
（1）写出各反应的化学方程式,，
。
（2）根据上述方程式回答下列问题：
A.上述化学反应的反应类型有、，。
B.用AgNO3溶液通过反应可证明卤代烃中含卤元素。
［答案］
（1）①CH3CH2Cl+NaOH
H3CH2OH+NaCl
②CH2===CH2+HCl
CH3CH2Cl
③CH3CH2Cl+NaOH
CH2===CH2↑+NaCl+H2O
④CH2===CH2+H2O
CH3CH2OH
⑤CH3CH2OH
CH2===CH2↑+H2O
（2）A.取代反应 加成反应 消去反应 B.①
能力提升
1.消去反应后的生成物不止一种结构的卤代烃是（ ）
A.
B.
C.
D.
［答案］ CD
［解析］ 卤代烃消去时去掉了卤素原子同时去掉了邻碳上的一个氢原子，A、B无论去掉哪一个邻碳上的氢，结果均相同，只产生一种结构的卤代烃；C、D去邻碳氢时产生不同结构，C中可能产生CH3CH===CHCH3和CH3CH2CH===CH2，D中可能产生
。
2.化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。
若将化合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是（ ）
A.CH3CH2CH2CH2CH2OH B.
C.
D.
［答案］ BC
［解析］ 化合物X（C5H11Cl）用NaOH的醇溶液处理发生消去反应生成Y、Z的过程中，有机物X的碳架结构不变，而Y、Z经催化加氢时，其有机物的碳架结构也未变，由2-甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为：
，其连接Cl原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。
从而推知有机物X的结构简式为
。
则X水解的产物可能是B，也可能是C。
3.从下列反应物到生成物，反应类型可能属于消去反应的是（ ）
A.
B.
C.R—X
ROH
D.
［答案］ A
［解析］ 根据消去反应的概念，有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去小分子，生成不饱和化合物的反应，可知消去反应的结果是有机物分子的不饱和度有所增加，所以由题意可知A由醇到烯是在一定条件下通过消去反应才能实现的，故A正确；B由酮到醇是在一定条件下通过加成反应才能实现的，所以B不正确；C由卤代烃到醇是在NaOH的水溶液中通过取代反应才能实现的，所以C不正确；由于D不是在分子内部脱去小分子而使不饱和度增加，所以D不符合题意。
4.化合物丙由如下反应得到：
丙的结构简式不可能是（ ）
A.CH3CH2CHBrCH2Br B.CH3CH（CH2Br）2
C.CH3CHBrCHBrCH3 D.（CH3）2CBrCH2Br
［答案］ B
［解析］ 由题中的反应关系可知：
乙为烯烃，丙为乙与Br2发生加成反应的产物，故丙中两个溴原子必连在两个相邻碳原子上，故B不可能。
5.有
、CH3CH2OH、CH3CH2Br、NH4Cl四种无色液体，只用一种试剂就能把它们鉴别出来，这种试剂是（ ）
A.溴水 B.NaOH溶液 C.Na2SO4溶液 D.KMnO4溶液
［答案］ B
［解析］ NaOH溶液与CH3CH2Br、
均不相溶，但却能使它们分层，CH3CH2Br在下层，
在上层；CH3CH2OH与NaOH溶液混溶；NH4Cl溶液与NaOH溶液反应，产生刺激性气味气体NH3。
6.已知有机物A与NaOH的醇溶液混合加热得产物C和溶液D，C与乙烯的混合物在催化剂作用下可生成高聚物
而在溶液D中先加入硝酸酸化，后加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则A的结构简式为（ ）
A.
B.
C.CH3CH2CH2Cl D.
［答案］ C
［解析］ 本题考查了有机物中的聚合反应。
根据题中所给信息可知高聚物
的单体是CH2===CH2和CH3—CH===CH2，因此C为CH3—CH===CH2，由题意可知，D中含有Cl-，因此应选择能发生消去反应且生成丙烯的氯代烃，故正确答案为C。
7.（2011·湖北模拟）分子式是C3H6Cl2的有机物，若再有1个H原子被Cl原子取代，则生成的C3H5Cl3有两种同分异构体，则原有机物C3H6Cl2应该是（ ）
A.1，3-二氯丙烷 B.1，1-二氯丙烷
C.1，2-二氯丙烷 D.2，2-二氯丙烷
［答案］ A
［解析］ C3H6Cl2的同分异构体有：
当
（1）中的一个H被取代时，有2种情况；当
（2）中的一个H被取代时，有3种情况；当（3）中的一个H被取代时，有3种情况；当（4）中的一个H被取代时，有1种情况。
故选A。
8.某卤代烃与氢氧化钠的醇溶液在加热条件下反应产生丙烯，将剩余的溶液用硝酸酸化后，加入硝酸银溶液生成浅黄色沉淀。
则原卤代烃的结构简式可能是（ ）
A.CH3CH2CH2—Cl B.
C.CH3CH2CH2—Br D.
［答案］ CD
［解析］ 四个选项中的卤代烃与氢氧化钠的醇溶液在加热条件下都能发生反应生成丙烯，浅黄色沉淀是溴化银，原卤代烃为溴代烃。
9.保护环境是每一个公民的责任。
现有下列做法：
①推广使用无磷洗涤剂；②城市生活垃圾分类处理；③推广使用一次性木质筷子；④推广使用清洁能源；⑤过量使用化肥、农药；⑥推广使用无氟冰箱。
其中有利于环境保护的是（ ）
A.①②④⑤ B.②③④⑤ C.①②④⑥ D.③④⑤⑥
［答案］ C
［解析］ 含磷洗涤剂的使用会造成水污染，导致水体富营养化；使用一次性木质筷子，会造成木材的浪费；使用无氟冰箱可降低空气中氟利昂的含量，有利于臭氧层的保护。
10.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。
［答案］
（1）
环己烷
（2）取代反应 加成反应
（3）
［解析］ 由反应①A在光照条件下与Cl2应发生取代反应得
，从而推知A的结构简式为
;反应②是
在NaOH的醇溶液中共热发生消去反应生成
；反应③应是
在Br2的CCl4溶液中发生加成反应生成B:
；反应④是
在NaOH、乙醇、△的条件下发生消去反应，脱
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