【苏教版】高中化学选修五：4.1《卤代烃》教学案
专题4烃的衍生物
1．甲烷与Cl2光照取代后的有机产物有几种？它们在常温下的状态是什么？
提示：有4种，分别为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。其中CH3Cl为气态，CH2Cl2、CHCl3、CCl4为液态。
2．溴乙烷(CH3CH2Br)含有的官能团是什么？如何由乙烯制取溴乙烷？
提示：溴乙烷分子中含有的官能团是溴原子；乙烯和HBr经加成反应可制得溴乙烷。
3．如何通过实验证明溶液中含有X－(X代表Cl、Br、I)?
提示：取少量溶液于洁净试管中，滴入几滴用硝酸酸化的AgNO3溶液，观察沉淀的颜色
[新知探究]
探究1什么是卤代烃？CF2Cl2属于卤代烃吗？
提示：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，叫卤代烃，CF2Cl2属于卤代烃。
探究2是否所有卤代烃都是密度比水大、难溶于水的油状液体？
提示：不是；如脂肪卤代烃的一氯代物和一氟代物的密度小于水。
探究3涂改液中含有苯的同系物和卤代烃，中小学生最好不要使用的原因是什么？
提示：苯的同系物和卤代烃都有一定的毒性，危害健康，学生最好不要使用涂改液。
[必记结论]
1．概念
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。
2．分类
3．对人类生活的影响
(1)用途：用作溶剂、农药、制冷剂、灭火剂等。
(2)危害：氟氯代烃(俗称氟利昂)能破坏大气臭氧层。
氟氯烃破坏臭氧的机理：
主要是氟利昂进入平流层后，在紫外线照射下分解出Cl原子基，Cl再与O3发生反应，破坏大气臭氧层。
(3)卤代烃在工农业生产中的应用：
卤代烃致冷剂麻醉剂溶剂灭火剂医用农药
[成功体验]
1．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：选D硝基苯分子结构中不含卤素原子，且含有氧、氮原子，不属于卤代烃。
2．下列关于氟氯烃的说法中，不正确的是()
A．氟氯烃是一类含氟和氯的卤代烃
B．氟氯烃化学性质稳定，有毒
C．氟氯烃大多数无色，无臭，无毒
D．在平流层，氟氯烃在紫外线照射下，分解产生氯原子可引发损耗O3的循环反应解析：选B氟氯烃的性质稳定，对人体无伤害，可作为致冷剂，它是无臭味的，当其进入臭氧层后，可以破坏O3。
[新知探究]
探究1足球运动员在剧烈的运动中发生踢伤或扭伤时，队医立即跑上前，在运动员受伤部位喷上氯乙烷(CH3CH2Cl)，不一会，运动员又能投入到比赛中，你知道氯乙烷为什么能起镇痛效果？
提示：氯乙烷是沸点低、易挥发的无色液体，当氯乙烷喷洒在运动员受伤部位时，由于它的迅速挥发而使局部皮肤表面温度骤然下降而起到镇痛效果。
探究2卤代烃发生水解反应和消去反应的条件是什么？
提示：卤代烃发生水解反应的条件是与强碱如NaOH水溶液共热；卤代烃发生消去反
应的条件是与NaOH 的乙醇溶液共热。
探究3 溴乙烷发生消去反应的实质是什么？ 提示：溴乙烷发生消去反应的实质是从分子中脱去溴原子和与连有溴原子以碳原子相邻
的碳原子上脱去一个氢原子(脱去一个HBr 分子)
＋NaOH ――→乙醇
△
CH 2===CH 2↑＋NaBr ＋H 2O ，从而形成不饱和化合物：CH 2＝CH 2。
探究4 1，2-二溴乙烷在NaOH 乙醇溶液中共热得到的产物是什么？
提示：乙炔。
[必记结论]
1．卤代烃的物理性质 (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：
卤代烃不溶于水，能溶于有机溶剂，某些卤代烃是很好的有机溶剂，如二氯甲烷、氯仿(CHCl 3)和四氯化碳等。
2．1-溴丙烷的结构和化学性质 (1)分子结构：
(2)化学性质：
①消去反应：
a ．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。
b ．卤代烃发生消去反应的条件：与强碱的醇溶液共热。
c ．反应方程式：
1-溴丙烷发生消去反应的化学方程式为：
CH 3CH 2CH 2Br ＋NaOH ――→醇
△CH 3CH===CH 2↑＋NaBr ＋H 2O 。 ②水解反应：
a ．卤代烃发生消去反应的条件：与强碱的水溶液共热。
b ．反应方程式：
1-溴丙烷发生水解反应的化学方程式为： CH 3CH 2CH 2Br ＋NaOH ――→水△ CH 3CH 2CH 2OH ＋NaOH 。 c ．反应类型：取代反应。
[成功体验]
3．1-溴丙烷、2-溴丙烷分别与NaOH 的乙醇溶液共热，则两反应( ) A ．产物相同，反应类型相同 B ．产物不同，反应类型不同 C ．碳氢键断裂的位置相同 D ．碳溴键断裂的位置相同
解析：选A 二者均发生消去反应，产物均为CH 3—CH===CH 2，但C —H 、C—Br 键断裂的位置不相同。
4．请以溴乙烷为原料设计合成乙二醇(HOCH 2CH 2OH)的方案，写出有关的化学方程式，并指出反应类型。
解析：以溴乙烷为原料合成乙二醇的方法为：
CH 3CH 2Br ――→消去
CH 2===CH 2――→Br 2
加成CH 2Br —CH 2Br ――→水解
HOCH 2CH 2OH 答案：第一步：CH 3CH 2Br ＋NaOH ――→乙醇
△CH 2===CH 2↑＋NaBr 消去反应 第二步：CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2Br —CH 2Br
加成反应
第三步：CH 2Br —CH 2Br ＋2NaOH ――→水
△
HOCH 2CH 2OH ＋2NaBr 取代反应
[新知探究]
[成功体验]
5．某同学在实验室中做1，2-二溴乙烷的消去反应，按下列步骤进行，请填空：
(1)按图连接好仪器装置并________。
(2)在试管a 中加入2 mL 1，2-二溴乙烷和5 mL 10%的NaOH 的________溶液，再向试管a 中加入________。
(3)在试管b 中加入少量溴水。
(4)用________加热试管里的混合物，持续加热一段时间后，把生成的气体通入溴水，观察到的现象是____________________________。
根据上述实验，完成以下问题：
①写出所发生反应的化学方程式：______________________________________。 ②本实验中应注意的问题有：____________________________________________。 解析：有气体产生的实验装置在连接好装置后都需检验装置的气密性，以防气体外漏。卤代烃的消去反应需在强碱的乙醇溶液中共热发生，为防止液体暴沸需在试管中加入碎瓷片。用水浴加热试管，试管受热均匀，且温度容易控制，注意烧杯内水不要沸腾，以防外溅，反应生成的CH ＝CH 能使溴水褪色。1，2-二溴乙烷消去反应方程式：CH 2BrCH 2Br ＋2NaOH ――→乙醇
△CH ≡CH ↑＋2NaBr ＋2H 2O ；使溴水褪色的化学方程式：CH ≡CH ＋Br 2→CHBr ＝CHBr(或CH ≡CH ＋2Br 2→CHBr 2CHBr 2)。
答案：(1)检查装置的气密性 (2)乙醇 几片碎瓷片 (4)水浴 溴水褪色
①CH 2BrCH 2Br ＋2NaOH ――→乙醇
△ CH ≡CH ↑＋2NaBr ＋2H 2O ，CH ≡CH ＋Br 2―→CHBr===CHBr (或CH ≡CH ＋2Br 2―→CHBr 2CHBr 2)
②为了防止暴沸，在试管中应加入碎瓷片；用水浴加热，注意不要使水沸腾
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1．消去反应是指在一定条件下从一个有机分子中脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物的反应。
2．卤代烃在强碱水溶液中发生取代反应生成醇。在强碱醇溶液中可发生消去反应生成不饱和烃。
3．检验卤代烃中卤素原子的方法：
卤代烃的化学性质比较活泼，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。
[例1]下列化合物在一定条件下，既能发生消去反应，又能发生水解反应的是()
解析：选B A项中只有一个碳原子，C、D两项中与卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，所以A、C、D三项均不能发生消去反应。卤代烃的水解反应只断裂C—X键，对分子结构没有什么特殊要求，只要是卤代烃都可以发生水解反应，这是卤代烃的通
性。
卤代烃消去反应的规律
(1)卤代烃要发生消去反应，必须要具备两个条件：一是在强碱的醇溶液中加热才能进行；二是分子中与—X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。下列情况下的卤代烃不能发生消去反应：
①只含一个碳原子的卤代烃，如CH3Br；
②和卤原子相连的碳原子(α碳原子)的相邻碳原子(β碳原子)上无氢原子的卤代烃，如
。
(2)当卤代烃分子中存在2个或3个β碳原子，且这些碳原子都连有氢原子时，发生消
去反应的产物就可能有多种，如在发生消去反应时，生成物可能有3种结构。
1．写出分子式为C4H9Cl的各种同分异构体的结构简式，指出其中哪些能发生消去反应及产物数目？哪些不能发生消去反应？
提示：C4H9Cl的同分异构体分别为
(1)CH3—CH2—CH2—CH2Cl；
(2)CH3CH2CHClCH3；
(1)、(2)、(3)、(4)都能发生消去反应，消去反应的产物分别为1种、2种、1种、1种。
[例2]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
解析：选C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再分解为Ag2O褐色沉淀，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。
卤代烃中卤素原子的检验方法
2．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1 mL 5%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5 mL稀硝酸酸化；
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？
解析：(1)根据出现沉淀的颜色，可知卤素原子种类，在加AgNO3溶液之前，必须加入稀硝酸酸化，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。
答案：(1)白色浅黄色
①R －X ＋NaOH ――→△
H 2
O
ROH ＋NaX ②不正确 在b 步骤中NaOH 是过量的，若没有d 步骤，直接加入AgNO 3溶液，将会产生褐色Ag 2O 沉淀，干扰对卤素原子种类的检验
(2)不能； 有毒的卤代烃挥发到空气中，会污染环境。
1．下列物质不属于卤代烃的是( ) A ．CHCl 3 B ．CCl 4
解析：选D 卤代烃分子中只能含有C 、H 、X(卤素)或C 、X(卤素)，不能含有O 。 2．下列反应中，属于消去反应的是( ) A ．溴乙烷和氢氧化钠溶液混合共热
B ．一氯甲烷和苛性钠的乙醇溶液混合共热
C ．氯苯与氢氧化钠溶液混合共热
D ．1-碘丁烷与氢氧化钾的乙醇溶液混合共热
解析：选D A 、C 发生的是水解反应；B 不符合消去反应的条件，无邻位碳原子。 3．某学生将氯乙烷与NaOH 溶液共热几分钟后，冷却，滴入AgNO 3溶液，最终未得到白色沉淀，其主要原因是( )
A ．加热时间太短
B ．不应冷却后再加入AgNO 3溶液
C ．加AgNO 3溶液前未用稀HNO 3酸化
D ．反应后的溶液中不存在Cl －
解析：选C 氯乙烷在碱性条件下加热水解，先加入过量的稀HNO 3中和未反应完的
NaOH ，然后再加入AgNO 3溶液，可以检验Cl －
的存在。
4．下列化合物中，既能发生水解反应，又能发生消去反应，且消去后只生成一种不饱和化合物的是( )
解析：选B本题主要考查卤代烃发生消去反应和水解反应的条件及共价键的断裂方式。题给四种物质均可发生水解反应。但是发生消去反应必须具备与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，分析四种物质：A中只有一个碳原子，C中卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子，所以A、C均不能发生消去反应，B、D既可以发生水解反应，
又可以发生消去反应，其中B消去后只能生成一种烯烃，而D消
去可以得到两种烯烃。
5．某一溴代烷A与氢氧化钠溶液混合后充分振荡，生成有机物B；A在氢氧化钠和B 的混合液中共热生成一种气体C；C可由B与浓H2SO4混合加热制得，C可作果实催熟剂。则：
(1)A的结构简式为_________________________________________。
(2)写出A生成B的化学方程式：______________________________________。
(3)写出A生成C的化学方程式：_____________________________________________。
(4)B生成C的反应类型为______________________________________。
1.欲除去溴乙烷中含有的乙醇，下列操作方法中正确的是()
A.加氢氧化钠水溶液，加热煮沸
B.加氢氧化钠醇溶液，加热煮沸
C.加水振荡，静置后分液
D.加金属钠进行反应
解析：选C A项的反应为取代反应；B项的反应为加成反应；D项的反应为消去反应；C项是CH3CH2Br在碱性条件下的水解反应，也是取代反应的一种。
3．2-溴丁烷在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应后的产物有几种()
A．1B．2
C．3 D．4
解析：选B2-溴丁烷发生消去反应生成的产物有
两种。
4．要检验某溴乙烷中的溴元素，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，冷却后加入AgNO3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
解析：选C要检验溴乙烷中的溴元素，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，再用硝酸中和未反应完的NaOH，调节溶液呈酸性后再加入AgNO3溶液，观察是否产生浅黄色沉淀。
5．有机物可发生的反应有：①取代反应；②加成反应；③消去反应；④使溴水褪色；⑤使酸性高锰酸钾溶液褪色；⑥与AgNO3溶液反应得到白色沉淀
⑦聚合反应，正确的是()
A．以上反应均可发生B．只有⑦不能发生
C．只有⑥不能发生D．只有②不能发生
解析：选C该有机物属于不饱和卤代烃，具有烯烃和卤代烃的性质。该有机物只有在NaOH溶液(或NaOH的醇溶液中)发生水解反应或消去反应后，用稀硝酸酸化后才能与AgNO3溶液反应得到白色沉淀。
6．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()
①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl
④CHCl2CHBr2⑤⑥CH2Cl2
A．①③⑥B．②③⑤
C ．全部
D ．②④ 解析：选A 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；CH 2Cl 2也不能发生消去反应，因其分子中只有一个碳原子。此外C 6H 5Cl 若发生消去反应以后，将破坏苯环的稳定性，故C 6H 5Cl 也不能发生消去反应。
7．由2-氯丙烷制取少量的1，2-丙二醇时，需要经过下列哪几步反应( ) A ．加成―→消去―→取代 B ．消去―→加成―→水解 C ．取代―→消去―→加成 D ．消去―→加成―→消去
解析：选B 由题意，要制1，2-丙二醇，需先使2-氯丙烷发生消去反应制得丙烯：
；
再由丙烯与Br 2加成生成1，2-二溴丙烷：CH 3CH===CH 2＋Br 2―→，
最后由1，2-二溴丙烷水解得产物1，2-丙二醇：
＋2NaOH ――→水
△
＋2NaBr 。
8．[双选]下列物质与NaOH 醇溶液共热后，可得3种有机物的是( )
解析：选CD 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。
9．(新课标全国卷Ⅰ)下图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应。其中，产物只含有
一种官能团的反应是()
A．①②B．②③
C．③④D．①④
解析：选C反应①为氧化反应，产物含有溴原子和羧基两种官能团；反应②为取代反应，产物含有羟基和碳碳双键两种官能团；反应③为消去反应，产物只含碳碳双键一种官能团；反应④为加成反应，产物只含溴原子一种官能团。故C项正确。
10．近期发现一种不需要外加能源、可以节约水源，而能除去废水中的卤代烃(有碍人类健康)的方法，即把铁粉放在废水中，一段时间后卤代烃“消失”。有人提出该过程的机理为Fe＋RCH2X＋H＋―→RCH3＋X－＋Fe2＋(X为卤素)。下列说法中正确的是()
①处理后的废水的pH增大②该反应是置换反应③反应过程中RCH2X是氧化剂④处理含卤代烃1 mol的废水时，转移2 mol电子
A．只有①④B．只有②③
C．只有①②③④D．只有①③④
解析：选D反应过程中消耗H＋，pH增大，铁作还原剂，则卤代烃作氧化剂。
11．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的化学方程式为_________________________________________。
12．为探究溴乙烷与NaOH 乙醇溶液发生反应后生成的气体中是否含不饱和烃，设计装置如图所示。
回答：
(1)A 装置中反应的化学方程式为____________________________________________。 (2)B 装置的作用是______________________________________。 (3)若省去装置B ，C 装置中试剂应改为_________________________________________， 反应的化学方程式为____________________________________。
解析：溴乙烷在NaOH 乙醇溶液中发生消去反应生成乙烯、NaBr 和水；因乙醇也能使酸性KMnO 4溶液褪色，故用装置B 中的水除去乙烯中的乙醇蒸气。检验乙烯气体也可以用溴水。
答案：(1)CH 3CH 2Br ＋NaOH ――→乙醇
△CH 2===CH 2↑＋NaBr ＋H 2O (2)吸收挥发出来的乙醇
(3)溴水 CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br 13．下面是九种有机化合物的转化关系。
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，①是______反应，②是________反应，③是________反应，④是________反应(填反应类型)。
(3)化合物E是重要的化工原料，写出由D生成E的化学方程式：________________。
(4)C2的结构简式________________，G的结构简式________________________，F1和F2互为________________________。
解析：由B的结构简式及反应条件可知C1、C2可能为或
，由于E可发生1，4-加成和1，2-加成，则E为二烯烃，结合G的分子式，不难推出C2为，D为
，E为，其他问题迎刃而解了。
答案：(1)2，3-二甲基丁烷
(2)取代消去加成加聚