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第一单元卤代烃专题4烃的衍生物1.认识卤代烃的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系。2.根据有机化合物组成和结构的特点，认识取代反应和消去反应。3.结合生产、生活实际，了解卤代烃对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。专题4烃的衍生物卤代烃对人类生活的影响1．卤代烃是烃分子中的氢原子被_____原子取代后形成的化合物。卤素2．卤代烃的分类主要有三种：一是按__________的不同，分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代芳香烃等；二是按______________的不同，分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等；三是按______________的多少，分为一卤代烃和多卤代烃。3．卤代烃的用途极为广泛，除用作溶剂外，还可作制冷剂、灭火剂、麻醉剂及防腐剂等。卤代烃的化学性质非常活泼，许多有机化合物都需要通过卤代烃去合成，卤代烃广泛用于化工生产、药物生产及日常生活中。烃基结构取代卤原子取代卤原子(1)七氟丙烷：结构简式为CF3CHFCF3，熔点为－131℃，沸点为－16.4℃，是一种不导电、挥发性强的气体灭火剂。(2)氯乙烯：结构简式为______________，熔点为－153.8℃，沸点为－13.4℃，主要用于制备聚氯乙烯。聚氯乙烯简称PVC，可用于制造农用薄膜、管材、电线电缆的绝缘层等。(3)四氟乙烯：结构简式为____________,主要用于制聚四氟乙烯。聚四氟乙烯人称“塑料王”，可制作耐腐蚀的管、容器、阀门等；耐高温、耐低温，可制作不粘锅、消毒垫等。H2C===CHClCF2===CF2(4)溴乙烷：结构简式为_____________，熔点为－118.6℃，沸点为38.4℃。溴乙烷可水解生成乙醇，与氰化钠作用生成丙腈(CH3CH2CN)，与氨、醇作用分别生成胺、醚等，可用来合成多种有机物。溴乙烷是合成药物、农药、染料、香料的重要基础原料，是向有机物分子中引入乙基的重要试剂。CH3—CH2Br4．卤代烃与环境(1)DDT：结构简式为，具有优异的___________作用。但是，由于DDT相当稳定，可以通过食物链富集在动物体内，形成累积性残留，给人体健康和生态环境造成不利影响。(2)氟利昂：一类被氟、氯或溴取代的含1～2个碳原子的多卤代烃。最常用的氟利昂是CCl3F和CCl2F2，CCl3F的沸点为23.8℃，广泛用于空调系统中，而CCl2F2的沸点为－29.8℃，广泛用于电冰箱冷冻系统中；但科学研究发现，氟利昂是造成______________的罪魁祸首。广谱杀虫臭氧层空洞1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)卤代烃是一类特殊的烃。()(2)卤代烃中一定含有的元素为C、H和卤素。()(3)“氟利昂”是氟氯代烷的俗称，是一类卤代烃的总称。()(4)氯乙烯主要用于制备聚氯乙烯(PVC)。()(5)溴乙烷难溶于水，能溶于多种有机溶剂。()××√√√2．下列物质中不属于卤代烃的是()A．CHBr3B．CCl2F2C．D．解析：选C。从所给结构简式看出C项为硝基苯，分子中不含卤素原子。3．根据物质的所属类别连线。①CH2Cl2a．一卤代烃②b．多卤代烃③c．卤代芳香烃④d．氯代烃答案：①—bd②—ac③—acd④—a卤代烃的性质1．物理性质(1)常温下，卤代烃中除了_________、CH3CH2Cl、CH2===CHCl等少数为气体外，其余为液体或固体。通常情况下，互为同系物的卤代烃，它们的沸点随碳原子数的增多而______。CH3Cl升高(2)除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水_____。卤代烃____溶于水，能溶于______、苯、环己烷等有机溶剂。某些卤代烷烃还是很好的有机溶剂，如CH2Cl2、CHCl3、CCl4等。大不乙醚2．化学性质(1)卤代烃与__________________共热时会脱去卤化氢，同时生成不饱和烃。例如：CH3CH2Br＋KOH――→醇△_____________________________。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，叫做___________。(2)卤代烃与_________________共热时会发生取代反应，但像、等卤代芳香烃发生水解反应的条件较苛刻。例如：强碱的醇溶液CH2===CH2↑＋KBr＋H2O消去反应强碱的水溶液R—X＋NaOH――→水△_________________。卤代烷烃与碱作用时，卤代烷烃中____________的差异，反应试剂、溶剂以及温度等条件的不同，都会导致生成的主要产物不同。NaX＋R—OH烃基结构1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)卤代烃均能发生消去反应和水解反应。()(2)2溴丁烷和KOH的醇溶液共热所得的有机产物不止一种。()(3)互为同系物的卤代烃沸点随碳原子数增多而升高。()×√√(4)通过卤代烃的水解、消去等反应，可以引入等其他官能团。()(5)通过乙烯和Cl2的取代反应可制得CH2CHCl进一步合成高分子材料聚氯乙烯塑料。()(6)格氏试剂在有机合成中可使碳链加长。()√×√2．下列有关溴乙烷的叙述中，正确的是()A．溴乙烷发生消去反应时，断裂C—Br键和C—H键两种共价键B．溴乙烷与NaOH的水溶液共热可生成乙烯C．将溴乙烷滴入AgNO3溶液中，立即有淡黄色沉淀生成D．实验室通常用乙烯与溴水反应来制取溴乙烷解析：选A。溴乙烷与NaOH的水溶液共热发生水解反应(属取代反应)生成乙醇，溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热发生消去反应生成乙烯，两者反应的条件不同，其反应的类型和产物也不同，不能混淆；溴乙烷难溶于水，不能在水中电离出Br－，将其滴入AgNO3溶液中，不发生反应；乙烯与溴水反应生成1，2二溴乙烷，在实验室中通常用乙烯与溴化氢反应来制取溴乙烷。3．写出如图所示物质转化的化学反应方程式。答案：①CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl②CH3CH2Cl＋NaOH――→醇△NaCl＋H2O＋CH2===CH2↑③CH3CH2Cl＋NaOH――→H2O△CH3CH2OH＋NaCl④CH2===CH2＋H2O――→催化剂CH3CH2OH⑤CH3CH2OH――→浓硫酸170℃CH2===CH2↑＋H2O1．卤代烃中卤素原子的检验方法(1)实验原理R—X＋H2O――→NaOH△R—OH＋HX；HX＋NaOH===NaX＋H2O；HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O；AgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3。根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定相应的卤素(氯、溴、碘)种类。(2)实验操作①取少量卤代烃加入试管中。②加入NaOH溶液。③加热(是为了加快水解速率)。④冷却。⑤加入稀硝酸酸化(一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应干扰实验；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸)。⑥加入AgNO3溶液。即R—X―――――→NaOH水溶液△R—OH、NaX――――――――→稀硝酸酸化（中和过量的NaOH）R—OH、NaX―――――→AgNO3溶液若产生白色沉淀，卤素原子为氯原子若产生浅黄色沉淀，卤素原子为溴原子若产生黄色沉淀，卤素原子为碘原子(1)卤代烃中的卤素原子与碳原子之间是以共价键相连，均属于非电解质，不能电离出X－，不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在。必须转化成X－，方可用AgNO3来检验。(2)将卤代烃中的卤素转化为X－可用卤代烃的取代反应也可用消去反应。(3)检验卤代烃中的卤素时，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X－的检验产生干扰。2．卤代烃的消去反应和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—XC—X断裂形成C—OH消去反应水解反应卤代烃的要求(1)含有两个以上的碳原子，CH3Br不能发生消去反应；(2)与卤原子直接相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，、(CH3)3CCH2Br都不可以发生消去反应，而CH3—CH2—Cl可以发生消去反应含有—X的卤代烃绝大多数都可以发生水解反应主要产物烯烃或炔烃醇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，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。3．卤代烃在有机合成中的应用卤代烃的化学性质比较活泼，能发生许多反应，如取代反应、消去反应等，从而转化成其他类型的化合物。因此，引入卤素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。(1)在烃分子中引入羟基如由苯制苯酚，先用苯与氯气在铁屑存在的条件下发生取代反应制取氯苯，再用氯苯在氢氧化钠存在的条件下与高温水蒸气发生水解反应便得到苯酚。再如由乙烯制乙二醇，先用乙烯与氯气发生加成反应制取1，2二氯乙烷，再用1，2二氯乙烷和氢氧化钠水溶液发生水解反应制得乙二醇。(2)在特定碳原子上引入卤原子如由1溴丁烷制取1，2二溴丁烷，先由1溴丁烷发生消去反应得到1丁烯，再由1丁烯与溴加成得到1，2二溴丁烷。(3)改变某些官能团的位置如由1丁烯制取2丁烯，先由1丁烯与氯化氢加成得到2氯丁烷，再由2氯丁烷发生消去反应得到2丁烯。再如由1溴丙烷制取2溴丙烷，先由1溴丙烷通过消去反应制丙烯，再由丙烯与溴化氢加成得到2溴丙烷。又如由1丙醇制取2丙醇，先由1丙醇发生消去反应制丙烯，再由丙烯与氯化氢加成制取2氯丙烷，最后由2氯丙烷水解得到2丙醇。(4)增长碳链或构成碳环如卤代烃能与多种金属作用，生成金属有机化合物，其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物，是有机合成中非常重要的试剂之一，它是卤代烃在乙醚的存在下与金属镁作用，生成的有机镁化合物，再与活泼的卤代烃反应，生成更长碳链的烃。例如：RX＋Mg――――→无水乙醚RMgX，CH2==CHCH2Cl＋RMgCl―→CH2==CHCH2R＋MgCl2。再如卤代烷与金属钠反应可生成烷烃，利用此反应可制备高级烷烃或环烷烃。例如：2RBr＋2Na―→R—R＋2NaBr。下列卤代烃中，能发生消去反应的是()A．CH3ClB．C．(CH3)3CCH2ClD．[思路点拨](1)首先分析各卤代烃的结构特点——α碳原子和β碳原子；(2)其次对照消去反应规律判断能否发生消去反应(发生消去反应后的产物)。[解析]本题给出的四个选项都是一元卤代烃，能发生消去反应的卤代烃的结构特征为，即与卤原子相连的碳原子要有相邻碳原子，且该相邻碳原子上至少要有一个氢原子。A选项，CH3Cl分子中只有一个碳原子，不能发生消去反应。B选项，消去反应产物为。C选项，与Cl原子直接相连的碳原子的相邻碳原子即β碳原子上没有H原子，不能发生消去反应。D选项，溴苯不能发生消去反应。[答案]B下列卤代烃在NaOH的醇溶液中加热得到的烯烃分别有几种？(1)______________________________；(2)______________________。解析：卤代烃在NaOH的醇溶液中发生消去反应。(1)该分子发生消去反应的方式有三种，但由于与卤素原子相连的碳原子连有三个等同的乙基，所以得到的烯烃只有一种，即。(2)该分子消去的方式也有三种，但由于与卤素原子相连的碳原子连有三个不同的烃基，所以得到三种烯烃。分别是、、。答案：(1)1种(2)3种卤代烃的性质1．下列关于卤代烃的叙述错误的是()A．随着碳原子数的增多，一氯代烃的沸点逐渐升高B．随着碳原子数的增多，一氯代烃的密度逐渐增大C．等碳原子数的一氯代烃，支链越多，沸点越低D．等碳原子数的一卤代烃，卤素的原子序数越大，沸点越高解析：选B。随着碳原子数的增多，一氯代烃的沸点逐渐升高，A项正确；随着碳原子数的增多，一氯代烃的密度逐渐减小，B项错