1、人教版选修5高二年级第二章 烃和卤代烃第三节 卤代烃教学设计3【教学目标】1. 了解卤代烃的概念和溴乙烷的主要物理性质。2. 掌握卤代烃的主要化学性质，能正确书写相关化学方程式。3. 初步体会有机合成的思路和方法。4. 在解决由溴乙烷“反制备”乙醇和乙烯的情境问题中体会“结构决定性质”的学科思想并学会利用程序实现官能团转化的方法。5. 在实验设计过程中，进一步学习依据性质和预想实验情景对实验方案进行设计、优化、评价的方法。 【教学过程】足球运动员在比赛中腿部受伤常喷洒一种液体物质，使受伤部位皮肤表面温度骤然下降，减轻伤员的痛感，这种物质的主要成分属于卤代烃。日常生活中经常用到卤代烃，如塑料水管
2、PVC材料聚氯乙烯及生产原料氯乙烯，不粘锅内涂材料聚四氟乙烯等。溴乙烷是一类重要的卤代烃，也是一种重要的化工原料，今天我们主要学习有关溴乙烷的性质。一、 卤代烃1. 定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后新生成的化合物叫卤代烃。2. 官能团：X（X代表卤素原子）3. 分类：（1）按分子中卤原子个数分：一卤代烃和多卤代烃.（2）按所含卤原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃.（3）按烃基种类分：饱和卤代烃和不饱和卤代烃（4）按是否含苯环分：脂肪卤代烃和芳香卤代烃4. 命名：系统命名法：以相应烃为母体，把卤原子作为取代基。（1） 选主链：选含卤原子的最长碳链作主链；（2） 编序号：遵循“近、简、小”的
3、原则；（3） 写名称：先简后繁，相同合并，位号指明。5. 物理性质：（1）常温下，卤代烃中除少数为气体外，其余为为液体或固体；（四个碳以下的氟代烷、两个碳以下的氯代烷和溴甲烷是气体）（2）所有卤代烃都不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃是很好的有机溶剂；（3）卤代烃的同系物的沸点随烃基中碳原子数的增加而升高，且均高于相应烷烃；（4）卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低；（5）同一烃基的不同卤代烃随卤素相对原子质量的增大而增大。如：相对原子质量RFRClRBrRI；（6）卤代烃的同系物的密度随碳原子数的增加而降低，且密度均比相应的烷烃密度大；卤代烃的同分异构体的密度随分子中支链
4、的增加而降低。二、溴乙烷HHCCBrHHH1/ 结构：分子式：C2H5Br 结构式： 结构简式：CH3CH2Br或C2H5Br官能团：Br溴乙烷的核磁共振氢谱：在谱图中有两种不同类型的氢原子，出现两组峰，且吸收峰的面积之比应该是3：2。2.物理性质：纯净的溴乙烷是无色液体，沸点比乙烷的高，难溶于水，易溶于有机溶剂，密度比水大 。3.化学性质：由于Br原子吸引电子的能力较强，使共用电子对偏移，因此卤代烃的反应活性很强。（1）溴乙烷的水解反应：CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr注：水解反应的条件是NaOH水溶液；水解反应的实质是取代反应；NaOH的作用是中和掉反应中生成的HBr，降
5、低了生成物的浓度，使反应正向进行，提高溴乙烷的利用率；溴乙烷中溴原子的检验：（2）实验步骤：将卤代烃与过量NaOH溶液混合，充分振荡；然后，向混合液中加入过量的稀HNO3以中和过量的NaOH；最后，向混合液中加入AgNO3溶液。（3）实验现象：锥形瓶中有浅黄色的沉淀生成注意事项：在加入AgNO3溶液之前，一定先加过量稀HNO3中和过量的NaOH，以免对Br的检验产生干扰。 溴乙烷的消去反应：CH3CH2Br CH2CH2+HBr注：消去反应：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应.一般来说，消去反应是发生在两个相邻
6、碳原子上；消去反应的条件是NaOH的醇溶液；能发生消去反应的卤代烃，在结构上必须具备两个条件：一是分子中碳原子数2，二是与X相连的碳原子的邻碳上必须有氢原子；卤代烃发生消去反应时，主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子上的氢一起结合而成的卤化氢脱去，如： 的消去反应；多卤代烃的消去反应类似于一卤代烃，如：CH2BrCH2CH2CH2Br的消去反应；RCHBrCHBrR型卤代烃发生水解反应生成RCCR卤代烃消去反应产物的检验：a. 气体通入KMnO4酸性溶液前加一个盛有水的试管: 除去HBr和乙醇，因为他们也能使KMnO4酸性溶液褪色b. 气体直接通入溴水或溴的四氯化碳溶液中（4）消去反应
7、和取代反应比较 水解反应 消去反应反应物特点一般1个碳原子上只有一个X至少有一个H 反应条件强碱的水溶液，加热强碱的醇溶液，加热生成物醇不饱和烃反应实质X被OH取代从烃基上脱去HX分子制备：烷烃和卤素单质在光照条件下取代芳香烃和卤素单质在催化剂作用下取代烯烃或炔烃等不饱和烃与HX、X2发生加成反应8.卤代烃的用途 （P42的科学探究臭氧层的保护）三、检测题1. 1氯丙烷与强碱的醇溶液共热后，生成的产物再与溴水反应，得到一种有机物A，A的同分异构体(包括A)共有 ()A3种B4种C5种D6种2. 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
8、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Cl3. 有8种物质：乙烷；乙烯；乙炔；苯；甲苯；溴乙烷；聚丙烯；环己烯。其中既不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能与溴水反应使溴水褪色的是()A B C D4. 制取一氯乙烷最好采用的方法是()A乙烷和氯气反应B乙烯和氯气反应C乙烯和氯化氢反应 D乙烷和氯化氢反应5. 能发生消去反应，生成物中存在同分异构体的是()6. 要检验溴乙烷中的溴元素，下列实验方法正确的是()A加入新制的氯水振荡，再加入少量CCl4振荡，观察下层是否变为橙红色B加入硝酸银溶液，再加入稀硝酸使溶液呈
9、酸性，观察有无浅黄色沉淀生成C加入NaOH溶液共热，冷却后加入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成D加入NaOH溶液共热，冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成7. 从溴乙烷制取1,2二溴乙烷，下列转化方案中最好的是()ACH3CH2BrCH3CH2OHCH2=CH2CH2BrCH2BrBCH3CH2BrCH2BrCH2BrCCH3CH2BrCH2=CH2CH3CH2BrCH2BrCH2BrDCH3CH2BrCH2=CH2CH2BrCH2Br8. 下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()C6H5Cl(CH3)2CHCH2Cl(CH3)3CCH2ClCHCl2C
10、HBr2CH2Cl2A BC全部 D9. 下列框图是八种有机化合物的转化关系，请回答下列问题：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，是_反应，是_反应。(填反应类型)(3)化合物E是重要的工业原料，写出由D生成E的化学方程式：_。(4)C1的结构简式是_；F1的结构简式是_。F1和F2的关系为_。10. 已知 (主要产物)下列转化中A、B分别是化学式C3H7Cl的两种同分异构体，请根据转化关系和反应条件，判断并写出：(1)A、B、C、D、E的结构简式。(2)由E转化为B，由D转化为E的化学方程式。检测题参考答案1. 【解析】1氯丙烷与强碱的醇溶液共热后发生
11、消去反应生成丙烯，丙烯与溴水发生加成反应生成1,2二溴丙烷，即分子式为C3H6Br2，该有机物可以看成是C3H8中的两个氢原子被两个溴原子取代，碳链上的三个碳中，两个溴原子取代一个碳上的氢原子，有2种结构：CH3CH2CHBr2、CH3CBr2CH3；分别取代两个碳上的氢原子，有2种结构：CH2BrCH2CH2Br、CH2BrCHBrCH3，共有4种结构。【答案】B2. 【解析】冷却后应加HNO3将碱中和至酸性，再加AgNO3溶液。【答案】C3. 【解析】有机物分子中含有或CC时均能与溴水和KMnO4(H)溶液反应；苯环上有支链时能被KMnO4(H)溶液氧化。【答案】C4. 【解析】乙烷与Cl
12、2反应为取代反应，取代产物复杂，不正确；乙烯和氯气反应为加成反应得到1,2二氯乙烷，B错误；乙烷与氯化氢不反应，D项错误；乙烯和氯化氢反应产物只有一氯乙烷，C项正确。【答案】C5. 【解析】A项，发生消去反应只能生成CH2=CHCH3；【答案】B6. 【解析】先使卤代烃在碱性条件下水解，加稀硝酸中和，再加AgNO3溶液，观察沉淀颜色。【答案】D7. 【解析】在有机物的制备反应中，应选择的合成路线是用尽量少的步骤，生成副反应产物干扰最少的主产物。【答案】D8. 【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。(CH3)3CCH2Cl
13、不能发生消去反应；因CH2Cl2分子中只有一个碳原子故其也不能发生消去反应。此外C6H5Cl若发生消去反应，将破坏苯环的稳定性，故C6H5Cl也不能发生消去反应。【答案】A9. 【答案】(1)2,3二甲基丁烷(2)取代加成10. 【解析】由C3H7Cl的两种同分异构体为【答案】(1)A：CH3CH2CH2Cl例题解答例1：在下列化学反应的产物中，不存在同分异构体的是（ ）（1）CH3CH=CH2与HCl发生加成反应（2）CH3CH2CH2Br在强碱的水溶液中发生水解反应（3）解答：（1）CH3CH=CH2与HCl反应可以生成CH3CHClCH3，改变反应条件也可以生成CH3CH2CH2Cl，这
14、两种生成物互为同分异构体。（2）CH3CH2CH2Br在强碱的水溶液中发生水解反应只生成CH3CH2CH2OH一种醇。（3）在铁粉存在下与Cl2发生的是取代反应，苯环上的邻位、对位氢原子易被取代，取代后的一氯代物就存在同分异构体。答案：（2）。例2：怎样用实验证明CHCl3中含有氯元素？实验操作中应注意些什么？解答：CHCl3是共价化合物，氯元素是以氯原子的形式存在于CHCl3分子中。要证明CHCl3中含有氯元素，则必须将氯原子转化为Cl-。先将CHCl3与NaOH的水溶液混合共热，使氯原子经过取代反应变为Cl-，此时加入HNO3，使溶液呈酸性后再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。操作时应注
15、意，由于水解反应是在碱性条件下进行，必须在水解反应后加入足量稀HNO3，把过量的OH-完全中和掉，然后再加入AgNO3溶液，才会出现AgCl白色沉淀。若不加稀HNO3中和，直接加入AgNO3溶液，得到的是棕褐色Ag2O沉淀。这样会使实验失败。例3：解答：这道合成题属于官能团转换位置的合成题。使官能团转换位置的合成一般都要采取先消去后加成的方法。在第二个碳原子上引入羟基必须先消去变成烯，然后与卤素单质加成，最后卤代烃水解变成醇。例4：在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产物。下式中R代表烃基，副产物均已略去。请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件。由CH3
16、CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3由(CH3)2CHCH=CH2分两步转变为：(CH3)2CHCH2CH2OH解答：使卤代烃分子中的Br原子转换位置，必须先消去后加成。由烯烃转化成醇，可以直接与水加成。但这里要求分两步转换，就应该先与卤化氢加成，加成时还要注意使卤素原子与羟基位置相同，然后再使卤代烃水解生成醇。例5：分子式为的有机物，发生一元氯代反应后，可生成2种同分异构体，则原应是 （ ） 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 思路分析：考查（A）（D）的4种有机物，它们再发生一氯取代，得到的生成物的同分异构体分别为2种、3
17、种、3种、1种。答案为（A）。评注：本题主要考查卤代烃同分异构体的数目，解题的关键是思维的有序性。例6：在有机反应中，反应物相同而条件不同可得到不同的主产物。下式中R代表烃基，副产物均已略去。写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件。 （1）由分两步转变为。 （2）由分两步转变为。思路分析：（1）这是Br原子从1号碳位在移到2号碳位上的物质之间的转化。由于两者都是饱和的有机物，又不能发生取代直接完成其转化，所以必须先进消去反应，使卤代烃变成烯烃，然后烯烃再和HBr加成。只要找到适当的条件，Br可以加成到2号碳位上，这也是这类问题的解题规律。 （2）如果烯烃与水直接发生加成
18、，可以生成醇，但羟基的位置不能确定，因而无法一步完成这一变化。同时也不符合题目要用两步反应完成这一转化的要求。所以，烯烃只能先与HBr加成，使Br原子加成在1号碳位上，再与水溶液发生水解反应，使羟基取代溴原子。 解答： （1） （2） 评注：有机化学反应跟反应的条件密切相关。本题启示我们，相同的反应物，在不同条件下可制备不同的生成物。例7：液态卤代烷RX（R是烷基，X是某种卤素原子）的密度是。该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH（能跟水互溶）和HX。为了测定RX的相对分子质量，拟定的实验步骤如下：准确量取该卤代烷6mL，放入锥形瓶中。在锥形瓶中加入过量稀溶液，塞上带有长玻璃管的塞子，加热，发
19、生反应。反应完成后，冷却溶液，加稀酸化，滴加过量溶液，得白色沉淀。过滤，洗涤，干燥后称重，得到cg固体。回答下面问题： （1）装置中长玻璃管的作用是 。 （2）步骤中，洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的 离子。 （3）该卤代烷中所含卤素的名称是 ，判断的依据是 。 （4）该卤代烷的相对分子质量是 （列出算式）。 （5）如果在步骤中加的量不足，没有将溶液酸化，则步骤中测得的c值（填下列选项代码） 。A偏大 B偏小 C不变 D大小不定 思路分析：在步骤中，若加的量不足，则会与反应生成（最终转化为）沉淀，这样生成的沉淀中因混有而使其质量偏大。 解答：（1）防止卤代烷挥发（或冷凝）。（2）和。（3）氯；
20、得到的卤化银沉淀是白色的。（4）。（5）A。例8：检验溴乙烷中是否有溴元素，主要的实验方法是（ ） A加入氯水后振荡，看水层里是否有棕红色的溴出现 B加入硝酸银溶液，再加稀硝酸，观察有无浅黄色沉淀生成 C加入NaOH溶液共热，冷却后加硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成 D加入NaOH溶液共热，冷却后用过量稀硝酸中和过量碱后，再加硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成选题角度：考察对溴乙烷相关概念的认识。思路分析：卤代烃分子中的卤原子是以共价键与碳原子结合，分子中不存在卤素离子，但可以通过取代反应生成相应的卤素原子，用过量稀硝酸中和过量碱后，再加硝酸银溶液检验卤素离子的存在。故选D。答案：D启示：本
21、题只要对烷烃的概念有正确的认识就可以找到正确答案。例9：下列化合物的命名是否正确？不正确的再根据其错误原因，选择编号回答（供选编号：正确：A 不正确：B主链选错，B取代基选后次序写错，B主链上碳原子编号错误）选题角度：考察对卤代烃命名相关知识的认识。思路分析：讲解根据卤代烃的命名原则，答案如下： （1）A （2）A （3）B（4）B（5）A启示：本题只要对卤代烃的命名有正确的认识就可以找到正确答案。例10：从环乙烷可制备1，4-环己二醇，下面是有关的反应，（其中无机物均已被略去）， 在以上反应中，有2步是取代反应，有3步是加成反应，有2步是消去反应，则属于取代反应的是_，属于消去反应的是_，反
22、应的条件是_选题角度：考察对卤代烃相关概念的认识。思路分析：根据有机反应的条件，光照时与卤素发生取代反应，卤代烃与氢氧化钠的醇溶液发生消去反应，不光照时与氯气发生加成反应，与溴水发生加成反应，分析题意可知，A是，B是，C是 可推知答案为是取代反应，是加成反应，是消去反应，条件是NaOH的醇溶液，加热。启示：本题只要对卤代烃的相关知识有正确的认识就可以找到正确答案。例11：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（例如OH等阴离子）取代了卤代烃中的卤原子例如： 写出下列反应的化学方程式： （1）溴乙烷与NaHS反应； （2）碘甲烷与CH3COONa反应；
23、（3）由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚。选题角度：考察对卤代烃相关概念的认识。思路分析：这是一道信息题，考查学生的自学和信息迁移能力。（1）（2）是简单模仿，不过应注意用SH（而不是用HS）和OOCCH3连在原来连有卤素原子的碳原子上，取而代之即可.（3）是将它应用.合成甲乙醚要求CH3I有碘原子被OCH2CH3（乙醇基）代替，所以应该将乙醇跟钠反应来制备乙酸钠 本题的答案为： （1） （2）（3）启示：本题只要对卤代烃的相关知识有正确的认识就可以找到正确答案。有机化合物的分类系统1840年之前，虽然已经有了原子和分子的概念，但是，人们对于原子、分子原子量、当量、分子量的划分还不够明确。对
24、于有机化合物中经常涉及到的碳、氢、氧、氮等元素的原子量，化学家们所持标准一样。对于常见的有机化合物的分子式的写法，更是如乱麻一般。然而，要建立有机化合物分类系统，科学地阐明了有机化学中的分子概念，正确地写出分子式是必不可少的前提条件。法国化学家日拉尔首先于1842年到1843年间，提出了选择有机化合物化学式的容积标准，最初采用的是四容标准。所谓四容标准，就是以氢的原子量的1所占容积的4个单位作为比较标准，他认为这样就可以写出比较统一的化学式。很显然，这样所得化学式是现在分子式的两倍。在此之后，日拉尔又注意到了这样的情况，即许多有机化合物进行反应时，如果依据化学式，所生成的水等简单无机化合物，总
25、是两个化学式或是2的倍数，总没有单数出现，日拉尔为了解决这一问题，将最初的四容标准改为二容标准，这样一来其中大部分化学式就与今天的相同了。在日拉尔之后，另一位法国化学家罗朗按照阿佛加德罗的分子假说，初步对原子量、当量和分子量进行分辨，交将日拉尔的二容标准用于简单分子，得出氢、氧、氮等元素的分子都是由两个原子组成的。这样一来，有机化合物正确的分子概念就得到了初就确立，并且写出了比较正确的分子式，从而也使有机化学理论有了比较可靠的基础。1843年，日拉尔提出了“同系列”这一概念。他认为，有机化合物存在着多个系列，每一个系列都有自己的代数组成式，在同一系列中，两个化合物分子之差为CH2或CH2的倍数
26、。同年，他列举了不少有关同系列的例子，其中包括烷烃系列、醇系列和脂肪系列。日拉尔提出，在同系列中的各化合物化学性质具有相似性。并且，这些化合物按照同一化学方程式进行化学变化，只需要知道一个化合物的反应，其他化合物的反应就可推断出来。他又说，在同系列中，各化合物的物理性质的变化具有规律性。如蚁酸是液体，易挥发，可与水混溶；相邻的醋酸，也是液体，易挥发可与水混溶；相邻的醋酸，也是液体，易挥发，也与水混溶；其次为初油酸、酷酸等等，随着碳原子数的增加，挥发性逐渐降低，在水中的溶解度也变小了。马克思因日拉尔同系列概念的提出，给予了他极大的赞誉，并称他所提出的同系列概念是“现代化学上应用的分子说”。由于在
27、19世纪40年代，有机化合物的数目日益增多，对于有机化合物的分类工作也进一步开展起来。在这种情况下，类型论得到了很大的发展。首先，在1848年1850年之间，霍夫曼在研究了一系列有机胺类化合物，与氨进行比较之后，引出了氨类型。同在1850年，英国人威廉发现了醚的人工合成方法：利用这个方法，他还合成了其他一些醚类化合物，其中包括两个烷基相同的单纯醛和两上烷基不同的混合醚。威廉逊将它们与醇和水进行比较，继而引出了水类型。当水中的一个氢被甲基等烷基取代后，就形成醇；当水中的两个氢都被甲基、乙基等取代后，则形成醚。在这时，日拉尔又从有机取代反应出发，把有机化合物看成是简单的无机化合物中一个氢被取代后而
28、得到的衍生物。这样，原本简单的无机物就成了它对应的有机化合物的母体。以这一点为基础，日拉尔于1852年在氢、水两处类型的基础上，又引出了氢类型和氯化氢类型。至此，当时已知的有机化合物被分作四个基本类型，即水型、氢型、氯化氢型和氨型。按照日拉尔的最新理论，如果这4个类型化合物中的氢被其他基取代，那么就可以得到各种各样的有机化合物。诸多的实验成果证明了日拉尔的理论。1856年，日拉尔将各种有机化合物排列成系，每系属于一个类型：（1）氢型。如，碳氢化合物、某些金属化合物以及醛酮类化合物等。（2）氯化氢型。如，有机氯化物、溴化物、碘化物和氰化物等；（3）水型。如，醇、醚、酸、酸酐、酯和硫化物等；（4）
29、氨型。如，胺、酰胺、亚酰胺、膦等。1857年，德国著名化学家凯库勒又在上述4个类型的基础上，提出了沼气类型。至此，类型论已经发展到比较系统的进步。这时的类型论，比杜马的类型论前进一大步，在化合物的初步系统化上起着重要作用。类型论不仅有成效地对有机化合物进行了分类，还对原子价概念的提出起了启示作用。我们从以下类型可以看出，HHHH氢氯化氢水NH氨HClHH一个氯原子可以和一个氢原子结合；一个氧原子可以和两个氢原子结合；而一个氮原子则可以和三个氢结合。由此可见，类型论为原子价这个概念的建立提供了重要线索。当然，类型论也存在着许多缺陷。它不能很好地解释多官能团的有机化合物。因为对于这些化合物不得不同属于两个或多个类型。因此，同一个化合物将有两个或多个类型式，造成了类型的不确定性。除此之外，这一理论还有许多弱点，类型论者在这时试图主观随意地解释有机化合物及其反应，从而阻碍了有机化学的进一步发展。有机化学的发展亟待新理论的出现。最终，有机化合物的类型理论
