1、高中化学卤代烃的水解【考点精讲】卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为RX(其中R表示烃基)。官能团是卤素原子。一、卤代烃的用途和危害1. 用途:致冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂、合成有机物。2. 卤代烃对大气臭氧层的破坏原理:卤代烃释放出的氯原子对臭氧分解起到了催化剂的作用。二、卤代烃的物理性质1. 溶解性:难溶于水,易溶于大多数有机溶剂。2. 状态、密度:CH3Cl常温下呈气态,C2H5Br、CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下呈液态且密度大于1g/cm3。三、卤代烃的水解反应(取代反应)卤代烃的结构特点:卤素原子是卤代烃的官能团。CX之间的共用电子对偏向X
2、,形成一个极性较强的共价键,分子中CX键易断裂。1. CH3CH2Br的水解反应(1)条件:强碱的水溶液,加热。(2)化学方程式为: CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr2. 检验卤代烃分子中卤素的方法(X表示卤素原子)(1)实验原理CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr HNO3NaOH=NaNO3H2OAgNO3NaX=AgXNaNO3(2)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;根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤族元素(氯、溴、碘)。(3)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
3、烃水解的难易程度不同。加入稀HNO3酸化的目的:中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应生成的棕黑色Ag2O沉淀干扰对实验现象的观察;检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。3. 卤代烃的水解反应所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应。多卤代烃水解可生成多元醇,如:BrCH2CH2Br+2NaOH HOCH2CH2OH+2NaBr卤代烃水解的定量规律:据RXNaXAgX,1 mol一卤代烃可得到1 mol卤化银(除F外)沉淀,常利用此量的关系来定量测定卤代烃。【典例精析】例题1 一定能够鉴定卤代烃中卤元素的存在的操作是( )A. 在卤代烃中直接加入AgNO3溶液B. 加蒸馏水,充分搅拌后
4、,加入AgNO3溶液C. 加入NaOH溶液,加热后加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液D. 加入NaOH溶液,加热后加入AgNO3溶液思路导航:卤代烃的检验方法:加氢氧化钠溶液,加热,使卤代烃发生水解反应生成醇和卤化钠,冷却后再加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色即可。答案:C例题2 卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解,这是一个典型的取代反应。其实质是带负电的原子团(如OH等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子。例如:CH3CH2CH2Br+OHCH3CH2CH2OH+Br。写出下列反应的化学方程式:(1)溴乙烷跟NaHS反应_。(2)碘甲烷跟CH3COONa反应_。(3)由碘甲烷,无
5、水乙醇和金属钠合成甲乙醚(CH3OCH2CH3)_。思路导航:本题考查卤代烃取代反应,重在考查学生分析问题的能力以及对比、类推能力和灵活运用知识的能力。由题给示例可总结出一个通式:RX+YRY+X。(1)中NaHS中HS,(2)中CH3COONa中CH3COO,(3)中乙醇和钠反应产物CH3CH2ONa中CH3CH2O,均可看成Y。答案:(1)CH3CH2Br+NaHSCH3CH2SH+NaBr(2)CH3I+CH3COONaCH3COOCH3+NaI(3)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2 CH3I+CH3CH2ONaCH3CH2OCH3+NaI例题3 为测定某卤代烃分子中
6、所含有的卤原子的数目和种类,可按下列步骤进行实验:量取该卤代烃液体11.4 mL;加入适量氢氧化钠溶液,煮沸至液体不分层;冷却后加入稀硝酸酸化;加入硝酸银溶液至沉淀完全;过滤,洗涤沉淀并干燥;称取干燥后的沉淀的质量。回答下列问题:(1)加入氢氧化钠溶液的目的是_。(2)加入过量硝酸银溶液的目的是_。(3)若加入硝酸银溶液时产生的沉淀为浅黄色,则此卤代烃中的卤原子是_。(4)若所称干燥的沉淀的质量为37.6g,又知其卤代烃液体的密度是1.65g/cm3,其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的11.75倍。则该卤代烃的每一个分子中含卤原子的数目为_,该卤代烃可能的结构为_。思路导航:加氢氧化钠溶液,加热
7、,使卤代烃发生水解反应生成醇和卤化钠,冷却后再加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色即可。据RXNaXAgX,1 mol一卤代烃可得到1 mol卤化银(除F外)沉淀,常利用此量的关系来定量测定卤代烃。答案:(1)使卤代烃水解,产生自由的卤离子,以便检验和计算卤离子的种类和数目(2)使卤离子完全转化为卤化银沉淀,以便检验和计算卤离子的种类和数目(3)溴原子(4)2 【总结提升】卤代烃化学性质通常比烃活泼,能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物。因此,引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应,在有机合成中起着重要的桥梁作用。制取卤代烃的方法(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应,如:(2)取代反应如乙烷与Cl2:CH3CH3Cl2CH3CH2ClHCl。苯与Br2:C2H5OH与HBr:C2H5OHHBrC2H5BrH2O。例题 要制得较纯净的溴乙烷,最好的方法是( )A. 乙烷与溴发生取代反应B. 乙烯与溴化氢发生加成反应C. 乙烯与溴发生加成反应D. 乙炔与溴化氢发生加成反应思路导航:乙烷与溴发生取代反应会得到很多乙烷的溴代产物,所以纯度很低;乙烯与溴发生加成反应,乙炔与溴化氢发生加成反应均不能得到溴乙烷,只有乙烯与溴化氢发生加成反应,才能得到较纯净的溴乙烷。答案:B