23 卤代烃《K三关》学年高二化学人教选修5.docx
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23卤代烃《K三关》学年高二化学人教选修5
第二章烃和卤代烃
第三节卤代烃
一、卤代烃
1.定义
烃分子中的氢原子被__________取代后所生成的化合物。
2.通式及官能团
通式为R—X(X为卤素),官能团是__________。
3.分类
按分子中所含卤素原子种类的不同,分为氟代烃、__________、__________、碘代烃。
4.物理性质
(1)状态:
常温下,大多数卤代烃为__________或__________。
(2)溶解性:
卤代烃都__________溶于水,可溶于大多数有机溶剂,某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。
5.结构与性质的关系
二、溴乙烷
1.物理性质
无色__________体,沸点38.4℃,密度比水__________,__________溶于水,可溶于多种有机溶剂。
2.分子结构
名称
分子式
结构式
结构简式
官能团
溴乙烷
__________
__________
__________
__________
3.化学性质
(1)取代反应
溴乙烷与NaOH水溶液反应的化学方程式为______________________________。
(2)消去反应
①化学反应
溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应的化学方程式为______________________________。
②消去反应的概念
有机化合物在一定条件下,从__________中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含__________化合物的反应。
(3)按表中实验操作完成实验,并填写下表:
实验操作
实验现象
实验结论
将溴乙烷加到NaOH的乙醇溶液中加热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
反应产生的气体经水洗后,使酸性KMnO4溶液______
①溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热时,溴乙烷分子中的C—Br键及相邻C原子上的C—H键断裂,生成碳碳双键,反应的化学方程式是_______________________________________。
②消去反应:
有机化合物在一定条件下,从一个分子中________________________(如H2O、HX等),而生成含________化合物的反应。
三、卤代烃的应用与危害
1.用途:
制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂、合成有机化合物。
2.危害:
含__________可对臭氧层产生破坏作用,形成臭氧空洞。
【答案】一、1.卤素原子2.—X3.氯代烃溴代烃
4.
(1)液体固体
(2)不5.强偏移较强极性
二、1.液大难2.C2H5Br
CH3CH2Br—Br
3.
(1)C2H5Br+NaOH
C2H5OH+NaBr
(2)①CH3CH2Br+NaOH
CH2=CH2↑+NaBr+H2O②一个分子不饱和键
(3)褪色 生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
①CH3CH2Br+NaOH
CH2=CH2↑+NaBr+H2O
CH3CH2Br+NaOH
CH2=CH2↑+NaBr+H2O
②脱去一个或几个小分子 不饱和键
三、2.氯、溴的氟代烷
一、卤代烃的消去反应与取代反应
1.取代(水解)反应
反应条件:
强碱的水溶液、加热。
反应本质:
卤代烃分子中的—X被水分子中的—OH所取代:
RCH2X+NaOH
RCH2OH+NaX(X表示卤素原子)
反应规律:
所有的卤代烃在强碱(如NaOH)的水溶液中加热均能发生取代(水解)反应。
2.消去反应
反应条件:
强碱的醇溶液、加热。
反应本质:
相邻的两个碳原子间脱去小分子HX:
CH3CH2X+NaOH
CH2=CH2↑+NaX+H2O(X表示卤素原子)。
反应规律:
(1)没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl。
(2)有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。
(3)不对称卤代烃有多种可能的消去方式。
注意啦:
卤代烃在碱性条件下发生取代反应还是消去反应,主要看反应条件。
记忆方法:
“无醇成醇,有醇成烯”。
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_________________________________________。
【解析】由A
可知,
为A发生取代反应的产物,所以A为环己烷(
),又
分子中含有双键,故可与Br2的CCl4溶液发生加成反应而生成B,反应方程式为
+Br2―→
,比较B与
的结构可知,B应发生消去反应而得到
,化学方程式为
+2NaOH
+2NaBr+2H2O。
【答案】
(1)
环己烷
(2)取代反应 加成反应
(3)
+2NaBr+2H2O
二、检验卤代烃中卤素原子的方法
R—X
R—OH+NaX
检验卤代烃中的卤素原子的注意事项
(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,不能用AgNO3溶液直接检验卤素原子的存在。
(2)将卤代烃中的卤素原子转化为X-,也可用卤代烃的消去反应。
(3)卤代烃发生消去反应的结构条件是
。
欲证明某一卤代烃为溴代烃,甲、乙两同学设计了如下方案。
甲同学:
取少量卤代烃,加入NaOH的水溶液,加热,冷却后加入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。
乙同学:
取少量卤代烃,加入NaOH的乙醇溶液,加热,冷却后,用硝酸酸化,加入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。
关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是
A.甲同学的方案可行
B.乙同学的方案可行
C.甲、乙两位同学的方案都有局限性
D.甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样
【解析】甲同学的实验方案,取少量卤代烃,加入NaOH的水溶液,加热,冷却后,溶液中残留有NaOH的水溶液,加入AgNO3溶液也会产生沉淀,影响观察。
乙同学欲利用氯代烃的消去反应证明卤素原子,但是卤代烃发生消去反应是有前提条件的,如溴甲烷则不可发生消去反应。
二者的实验方案都有局限性。
【答案】C
1.下列反应中属于消去反应的是
A.乙烷与溴水的反应
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
D.溴丙烷与KOH的乙醇溶液混合加热
2.下列反应不属于取代反应的是
①溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热 ②溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热
③甲烷与氯气 ④乙炔与氯化氢在一定条件下制氯乙烯
A.①②B.②④
C.①④D.③④
3.下列卤代烃在NaOH醇溶液中加热不发生消去反应的是
A.①③⑥B.②③⑤
C.全部D.②④
4.1溴丙烷与2溴丙烷分别和氢氧化钠的醇溶液加热,则
A.产物相同
B.产物不同
C.碳氢键断裂的位置相同
D.碳溴键断裂的位置相同
5.在足球比赛场上,当运动员受伤时,队医常常在碰撞受伤处喷洒一些液体,已知该液体是一种卤代烃(RX)。
试回答下列问题:
(1)为了证明该卤代烃(R—X)是氯代烃还是溴代烃,可设计如下实验:
a.取一支试管,滴入10〜15滴R—X;
b.再加入1mL5%的NaOH溶液,充分振荡;
c.加热,反应一段时间后,取溶液少许,冷却;
d.再加入5mL稀HNO3溶液酸化;
e.再加入AgNO3溶液,若出现______沉淀,则证明该卤代烃(R—X)是氯代烃;若出现______沉淀,则证明该卤代烃(R—X)是溴代烃。
①写出c中发生反应的化学方程式:
____________。
②有同学认为d步操作可省略。
你认为该同学的说法____________(填“正确”或“不正确”),请简要说明理由。
____________________________________________________________________。
(2)从环境保护角度看,能否大量使用该卤代烃?
为什么?
________________________________________________________。
6.溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。
某同学依据溴乙烷的性质,用如图所示的实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验操作Ⅰ:
在试管中加入5mL1mol/LNaOH溶液和5mL溴乙烷,振荡。
实验操作Ⅱ:
将试管如图固定后,水浴加热。
(1)用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是_______________________________________;
试管口安装一长导管的作用是____________________________________________。
(2)观察到________________________现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是__________________。
(4)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是________________________,检验的方法是________________________。
(需说明:
所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。
7.为了检验溴乙烷中含有溴元素,有以下操作,顺序合理的是
①加AgNO3溶液②加NaOH溶液③加热
④加蒸馏水⑤加硝酸至溶液显酸性
A.②①③⑤B.②④⑤③
C.②③⑤①D.②①⑤③
8.已知(X代表卤素原子,R代表烃基):
利用上述信息,按以下步骤从
合成
(部分试剂和反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)分别写出B、D的结构简式:
B________、D________。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是________(填数字代号)。
(3)如果不考虑⑥、⑦反应,对于反应⑤,得到的E可能的结构简式为__________________。
(4)试写出C→D反应的化学方程式(有机物写结构简式,并注明反应条件)________________________。
9.烯烃A在一定条件下可以按下列途径进行反应:
已知:
D的结构简式是
,F1和F2、G1和G2分别互为同分异构体。
(1)A的结构简式是____________________________________________________。
(2)属于取代反应的是__________,属于加成反应的是______________,属于消去反应的是__________。
(3)G1的结构简式是________________。
1.【答案】D
【解析】卤代烃发生消去反应的外界条件是NaOH的醇溶液,结构条件是与卤素相连的碳原子的邻位碳上有氢,一氯甲烷中只有一个碳原子不能发生消去反应。
2.【答案】B
【解析】溴乙烷与NaOH的乙醇共热是消去反应,乙炔与HCl制氯乙烯属于加成反应。
3.【答案】A
【解析】卤代烃发生消去反应时要求邻位碳上有氢原子,否则不能发生消去反应,卤代苯不能发生消去反应。
4.【答案】A
【解析】二者发生消去反应时断键位置分别是
和
,故产物均为CH2=CHCH3。
5.【答案】
(1)白色浅黄色
①RX+NaOH
ROH+NaX
②不正确在b步中NaOH是过量的,若没有d步骤,直接加入AgNO3溶液,将会产生褐色沉淀,干扰观察沉淀的颜色,无法证明卤代烃是氯代烃还是溴代烃
(2)不能大量使用,有毒的卤代烃挥发到空气中,会污染环境
【解析】
(1)根据出现的沉淀的颜色,可知卤素原子种类,在加AgNO3之前,必须加入稀HNO3酸化,因为过量的NaOH能与AgNO3反应,生成AgOH,AgOH不稳定,立即分解为褐色的Ag2O沉淀,干扰对卤素原子种类的检验。
(2)有毒的卤代烃挥发到空气中,会污染环境,故不能大量使用该卤代烃。
6.【答案】
(1)使试管受热均匀 溴乙烷沸点低,减少溴乙烷的损失(冷凝回流)
(2)试管内溶液静置后不分层
(3)红外光谱、核磁共振氢谱
(4)生成的气体
将生成的气体先通过盛有水的试管,再通入盛有酸性KMnO4溶液的试管,酸性KMnO4溶液褪色(或直接通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色)
【解析】溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热反应,由于溴乙烷沸点较低,易挥发,故不直接用酒精灯加热;由于溴乙烷不溶于水,可利用溶液是否分层来判断反应是否完全;可利用是否生成乙烯来判断其反应类型。
7.【答案】C
【解析】溴乙烷中的溴元素不是以离子状态存在的,因此,不能与AgNO3溶液直接反应,必须使它变为溴离子。
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白色沉淀,AgOH不稳定,分解生成Ag2O沉淀,影响溴离子的检验,故需加入足量硝酸使溶液变为酸性,再加AgNO3溶液检验。
8.【答案】
(1)
(2)②④
(3)
(4)
【解析】
9.【答案】
【解析】以D为切入点推知A,再由A推断B和C,推断C时将B→C和A→C两条线结合起来分析,可确定C为B的一溴代物;D与NaOH醇溶液共热,很明显是发生消去反应,依“足量”二字确定E是二烯烃,再顺向思维推知F、G。
信口雌黄
雌黄的主要化学成分为三硫化二砷(As2S3),是一种很早就被发现的重要的含砷化合物,有剧毒。
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另外,古人用黄纸写字,如果写错了,可用雌黄涂抹后改写,类似于现在的涂改液,但涂改液的主要成分是三氯乙烷、甲基环己烷、环己烷等有机物,另外还含有铅、苯、钡等对人体有害的化学物质,应谨慎使用。