高中化学 第二章 第3节 卤代烃导学案 新人教版选修5

第二章 烃和卤代烃 第三节 卤代烃

●新知导学

1．卤代烃的结构与性质 (1)卤代烃的定义

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，官能团是卤素原子。

(2)卤代烃的分类

卤代烃?????

按卤素种类?

????

氟代烃R －F R －Cl

R －Br

碘代烃R －I

按卤素原子多少?

???

?

一卤代烃

CH 3X 多卤代烃

CH 2XCH 2X

氯代烃

溴代烃

(3)卤代烃的物质性质

①状态：常温下，大多数卤代烃为液体或固体。

②溶解性：卤代烃都不溶于水，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。 (4)卤代烃的化学性质

卤代烃的反应活性较强，原因是卤素原子吸引电子的能力较强，使共用电子对偏移，C －X 键具有较强的极性。 (5)卤代烃对人类生活的影响 ①卤代烃的用途

制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂、合成有机物。 ②卤代烃的危害

氟氯代烷－－造成“臭氧空洞”的罪魁祸首。

2．溴乙烷的结构和性质 (1)溴乙烷的物理性质

溴乙烷是无色液体，沸点38.4℃，密度比水大，难溶于水，溶于多种有机溶剂。

(2)溴乙烷的分子结构

CH3CH2Br C2H5Br －Br

(3)溴乙烷的化学性质 1)主要化学反应

①取代反应：溴乙烷与NaOH 水溶液反应的化学方程式为C 2H 5Br ＋NaOH ――→水

△C 2H 5OH ＋NaBr 。 ②消去反应：

溴乙烷与NaOH 的乙醇溶液反应的化学方程式为CH 3－CH 2Br ＋NaOH ――→乙醇

△

CH 2===CH 2↑＋NaBr ＋H 2O 。 2)消去反应的概念：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O 、HX 等)，而生成含不饱

和键化合物的反应。

●自主探究

1．卤代烃属于烃类吗？

提示：卤代烃不属于烃类。烃是只含C 、H 两种元素的化合物，而卤代烃是指烃中的氢原子被卤素原子取代后的产物，其中含有卤素原子，属于烃的衍生物。

2．如何简单地判断溴乙烷是发生水解反应还是发生消去反应？

提示：无醇生成醇，有醇不成醇。如果反应中没有加醇就发生水解反应生成醇；加醇就发生消去反应生成烯烃。 3．CH 3CH 2Br 和CH 3CH 3的核磁共振氢谱相同吗？

提示：不同。CH 3CH 3中只有一类氢原子，氢谱图中只有一个吸收峰；而CH 3CH 2Br 中有两类氢原子，氢谱图中有两个吸收峰，且面积比为3∶2。

卤代烃的消去反应与水解反应 ●教材点拨

1．卤代烃的性质特点

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，形成的C －X 键中，共用电子对偏向X ，故C －X 键的极性较强，在其他试剂作用下，C －X 键很容易断裂而发生化学反应。

2．取代反应

(1)结构特点：，C －X 键为极性键，容易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代，水解反应发生在①C－X 键上。

(2)反应条件：强碱水溶液、加热

(3)反应实质：卤代烃分子中的卤原子被水分子中的羟基取代，发生取代反应，CH 3CH 2X ＋H 2O ――→NaOH

△CH 3CH 2OH ＋HX ，NaOH 中和生成的HX ，从而提高了卤代烃的利用率。为加速反应，通常选择加热条件，并加强碱溶液。

3．消去反应

(1)结构特点：与X 原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子，C －X 键断裂，相邻C 原子的C －H 键断裂。 (2)反应条件：强碱的乙醇溶液、加热。

(3)反应实质：相邻的两个碳原子上脱去一个HX 分子而形成1个

。若有两个卤素原子可生成

，如：

CH 2BrCH 2Br ＋2NaOH ――→乙醇

△CH≡CH↑＋2NaBr ＋2H 2O 也可能生成2个CC ，如：

4．水解反应

卤代烃水解时，只断裂碳卤键()。即，因此所有的卤代烃均

能发生水解反应，只是难易程度不同。 5．消去反应与水解反应的比较

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

或－C≡C－与H －X

C －X 断裂形成C －OH 键

消去反应 水解反应 卤代烃 的结构 特点 (1)含有两个以上的碳原子；(2)与卤素原子相连的碳原子相

邻碳原子上有氢原子。如：CH 3Cl 、(CH 3)3CCH 2Br 不能发生消

去反应 含有－X 的卤代烃绝大多

数都可以水解

化学反 应特点 有机物碳骨架不变，官能团由－X 变为或－C≡C－ 有机物碳骨架不变，官能团由－X 变为－OH 主要产物 烯烃或炔烃 醇

提示：①卤代烃中与卤原子相连的碳原子若有两个相邻碳原子，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是CH 2===CH －CH 2－CH 3或CH 3－CH===CH －CH 3。

②二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入三键。例如：CH 3－CH 2－CHCl 2＋2NaOH ――→乙醇

△CH 3－C≡CH＋2NaCl ＋2H 2O

③通过卤代烃的水解反应可在碳链上引入羟基；通过卤代烃的消去反应可在碳链上引入碳碳双键或碳碳三键。

④与－X 相连碳原子的邻位碳上有氢原子的卤代烃才能发生消去反应，否则不能发生消去反应。 ●典例透析

(2014·河北师大附中测试)化合物X 的分子式为C 5H 11Cl ，用NaOH 的醇溶液处理X ，可得分子式为C 5H 10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( )

【解析】 本题主要考查卤代烃的结构和性质。难度中等。化合物X(C 5H 11Cl)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 经催化加氢后，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 的结构简式为或。【答案】 B

●变式训练

1．下列卤代烃在KOH 醇溶液中加热不反应的是( )

①C 6H 5Cl ②(CH 3)2CHCH 2Cl ③(CH 3)3CCH 2Cl ④CHCl 2－CHBr 2 ⑤ ⑥CH 2Cl 2 A ．①③⑥ B ．②③⑤ C ．全部 D ．②④

解析：根据卤代烃消去反应的实质，分子中与连接卤素原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃不能发生消去反应。(CH 3)3CCH 2Cl 不能发生消去反应；因CH 2Cl 2分子中只有一个碳原子故其也不能发生消去反应。此外C 6H 5Cl 若发生消去反应以后，将破坏苯环稳定性，故C 6H 5Cl 也不能发生消去反应。

理解有机反应，要注意反应的实质：卤代烃发生消去反应时，断裂的是两种化学键—碳卤键和碳氢键，且不在同一个碳原子上，而是在两个相邻的碳原子上，因此并不是所有的卤代烃都能发生消去反应。不能发生消去反应的卤代烃有两类：①只有一个碳原子的卤代烃，如CH 3Cl ；②与连接卤原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃，如(CH 3)3CCH 2Cl 。答案：A

卤代烃中卤素原子的检验 ●教材点拨

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AgNO 3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 ＋H 2O ――→NaOH

△

R －OH ＋HX HX ＋NaOH===NaX ＋H 2O HNO 3＋NaOH===NaNO 3＋H 2O AgNO 3＋NaX===AgX↓＋NaNO 3

根据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素：AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。 2．实验步骤

(1)取少量卤代烃；(2)加入NaOH 水溶液；(3)加热；(4)冷却；(5)加入稀HNO 3酸化；(6)加入AgNO 3溶液，观察沉淀的颜色

即RX ――→加NaOH 水溶液

△

碱性混合液――→加稀HNO 3酸化酸性混合液加AgNO 3,溶液 ????

?

若产生白色沉淀，卤原子为氯原子若产生浅黄色沉淀，卤原子为溴原子若产生黄色沉淀，卤原子为碘原子

3．实验说明

(1)加热是为了加快卤代烃的水解反应速率，因不同的卤代烃水解难易程度不同。

(2)加入稀HNO 3酸化，一是为了中和过量的NaOH ，防止NaOH 与AgNO 3反应产生沉淀，影响对实验现象的观察和AgX 沉淀的质量；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。 (3)量的关系：R －X ～NaX ～AgX,1mol 一卤代烃可得到1mol 卤化银(除F 外)沉淀，常利用此量的关系来进行定量测定卤