考点十八烃的衍生物第一讲卤代烃.docx

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考点十八烃的衍生物第一讲卤代烃

考点十八烃的衍生物

第一讲卤代烃

【考纲要求】

1．掌握烃的衍生物和官能团的概念

2．掌握卤代烃的物理性质和化学性质

3．掌握卤代烃中卤族元素的检验方法

【高考重点】

1．卤代烃的水解反应和消去反应

2．卤代烃中卤族元素的检验方法

【知识梳理】

一、烃的衍生物

1．定义：

烃分子里的氢原子被取代所生成的一系列新的有机化合物，从结构上讲，都可以看做是由烃衍变而来的，叫做烃的衍生物。

例如：

CH3Cl可看做CH4分子中的一个H原子被Cl原子取代生成的；又如CH3CH2OH可以看成是CH3CH3分子中的一个H原子被—OH取代生成的。

2．官能团

（1）官能团：

是指决定化合物性质的原子或原子团。

（2）常见的官能团有卤原子（—X）、羟基（—OH）、醛基（—CHO）、羧基（—COOH）、羰基（—COO—）、硝基（—NO2）、氨基（—NH2）、碳碳双键（

）、碳碳三键（—C

C—）

二、溴乙烷

1．溴乙烷的结构

分子式为，结构式为，结构简式为。

2．物理性质

纯净的溴乙烷是（状态），沸点38.4℃，密度比水，

溶于水，易溶于乙醇等多种有机溶剂.

3．化学性质：

由于官能团（—Br）的作用，溴乙烷的化学性质比乙烷活泼，能发生许多化学反应。

（1）水解反应

溴乙烷与氢氧化钠水溶液的反应（水作为反应物的方程式）

①利用NaOH中和反应生成的HBr，可促使水解平衡向正反应方向移动。

②卤代烃水解反应的条件：

。

由于可发生反应HBr+NaOH==NaBr+H2O，故C2H5Br的水解反应也可写成：

C2H5Br+NaOH

C2H5OH+NaBr

（2）消去反应

【实验步骤】

①按图所示连接好装置，并检查装置的气密性；

②在试管里加入1mL溴乙烷和5mL5%的NaOH乙醇溶液；

③在试管里加入几小块碎瓷片，目的是防止暴沸；

④用水浴加热试管里的混合物，可观察到溴水褪色；

⑤先往反应后的溶液中加入足量的稀硝酸酸化，再加入几滴AgNO3溶液，有浅黄色沉淀（AgBr）生成。

【反应原理】溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液反应的化学方程式：

①卤代烃消去反应的条件：

。

②由反应脱去一个HBr分子可推测，CH3Br、（CH3）3C—CH2Br、C6H5Br等卤代烃不能发生消去反应而生成相应的烯烃。

消去反应定义：

有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如H2O、HBr等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应。

三、卤代烃

1．卤代烃的定义

卤代烃是指烃分子中的氢原子被取代后所生成的化合物。

2．卤代烃的物理性质

（1）常温下,卤代烃中除少数为外，大多为或。

卤代烃

溶于水，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。

（2）氯代烷的沸点随烃基碳原子数增多呈现增大的趋势，密度随烃基碳原子数增多呈现

减小的趋势。

3．卤代烃的化学性质

卤代烃的化学性质通常比烃活泼，能发生许多化学反应。

（1）取代反应（水解反应）——卤代烷烃水解成醇

CH3Cl+H2O

（一卤代烃可制一元醇）

BrCH2CH2Br+2H2O

（二卤代烃可制二元醇）

（2）消去反应

+NaOH

（2—氯丙烷）

BrCH2CH2Br+NaOH

（消去1分子HBr）

BrCH2CH2Br+2NaOH

（消去2分子HBr）

3．卤代烃中卤族元素的检验方法

（1）实验原理：

R—X+H2O

R—OH+HXHX+NaOH====NaX+H2O

HNO3+NaOH====NaNO3+H2OAgNO3+NaX====AgX↓+NaNO3

（2）实验步骤

①将卤代烃与过量NaOH溶液混合加热，充分振荡、静置；

②然后再向混合溶液中加入过量的稀HNO3以中和过量的NaOH；

③最后，向混合液中加入AgNO3溶液。

若有白色沉淀生成，则证明是氯代烃；若有浅黄色沉淀生成，则证明是溴代烃；若有黄色沉淀生成，则证明是碘代烃。

【特别提醒】：

a．加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同。

b．加入稀硝酸酸化的目的：

，①为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响；②检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。

4．卤代烃的同分异构体及命名

（1）写出分子式为C4H9Cl的同分异构体，并系统命名

（2）写出分子式为C4H8Cl2的同分异构体。

【考点过关】

1．（2009江苏）下列液体中滴入水中会出现分层现象，但在滴入热的氢氧化钠溶液中时分层现象会逐渐消失的是（）

A．溴乙烷B．己烷C．苯D．苯乙烯

2．为了保证制取的氯乙烷纯度较高，最好的反应为（）

A．乙烷与氯气B．乙烯与氯气C．.乙炔与氯气D．乙烯与氯化氢

3．下面的各项不属于官能团的是（）

A．OH—B．—BrC．

D．—CH3

4．下列有机物中，不属于烃的衍生物的是（）

A．

B．CH3CH2NO2

C．CH2==CHBrD．

5．下列卤代烃中：

①CH3CH2Br、②CH3Cl、③CH2=CHCl、④CCl4、

⑤⑥

其中属于卤代芳香烃的有（填序号，下同）；属于卤代脂肪烃的有；属于

多卤代烃的有；属于溴代烃的有。

6．检验溴乙烷中含有溴元素存在的实验步骤、操作和顺序正确的是（）

①加入AgNO3溶液　②加入NaOH溶液　③加入适量HNO3　④加热煮沸一段时间　

⑤冷却

A．②④⑤③①B．①②④　　C．②④①　　D．②④⑤①

7．能发生消去反应，且有机产物有两种的是（）

8．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，观察水层是否有棕红色出现；

B．滴入AgNO3溶液，再加入稀HNO3，观察有无浅黄色沉淀生成；

C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀HNO3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。

9．下列卤代烃中，不能发生消去反应的是（）

A．B．C．D．

10．某一氯代烷1.85g，与足量的氢氧化钠水溶液混合加热后，用硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，生成白色沉淀2.87g。

（1）通过计算，写出此一氯代烷的各种同分异构体的结构简式________________。

（2）若此一氯代烷与足量氢氧化钠溶液共热后，不经硝酸酸化就加硝酸银溶液，将会产生的现象是___________，写出有关的化学方程式______________。

（3）能否用硝酸银溶液直接与卤代烷反应来鉴别卤代烷？

为什么？

____________________________________。

10、解析：

本题先通过计算确定此卤代烃的分子式为C4H9Cl，再考查其同分异构体、化学性质、卤原子的检验等各个方面的基础知识。

10、答案：

（1）CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、

（CH3）2CHCH2Cl、（CH3）3CCl

（2）先产生白色沉淀，后转化为灰黑色

C4H9Cl+NaOH

C4H9OH+NaCl，

NaOH+AgNO3====AgOH↓+NaNO3，

2AgOH====Ag2O+H2O

（3）不能，卤代烃是极性共价化合物，分子中只有卤原子，并无卤离子，并且分子中卤素原子在此条件下不能离解为卤离子

题海采珠

易错点：

对官能团的性质受结构的影响认识不够，导致失误

自我诊断：

下列物质既能发生消去反应，又能氧化成醛的是（）

A.CH3CH2CH2OH

B.（CH3）3CCH2OH

C.

D.

解析：

消去反应的条件：

不管是醇的消去还是卤代烃的消去都须具备两个条件：

一是与官能团直接相连的碳原子上要有相邻的碳原子；二是这个相邻的碳原子上还要有氢原子。

选项B、D，与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上均无氢原子，故不能发生消去反应，而根据醇氧化成醛的机理可总结出只有与羟基直接相连的碳原子上有两个氢原子时，这个醇才能被氧化为醛，选项C中虽然含有这种结构，但其氧化后的产物应是

，不是醛，而是溴代醛，故只有A符合题意。

答案A

答案反思：

某些有机反应（如卤代烃的消去反应、醇的消去反应、醇的催化氧化反应等）不仅与官能团有关，还需有相应的其他结构相搭配。

一、卤代烃

1．卤代烃的分类

⑴按分子中卤原子个数分类：

。

⑵按所含卤原子种类分类：

。

⑶按烃基种类分类：

2、卤代烃的物理性质

常温下,卤代烃中除少数为外,大多为或.卤代烃

溶于水,大多数有机溶剂,某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂.

3．卤代烃的化学性质（与溴乙烷相似）

（1）取代反应（水解反应）——卤代烷烃水解成醇

写出1-溴丙烷与氢氧化钠的水溶液的反应

2-溴丙烷与氢氧化钠的水溶液的反应

CH2Br—CH2—CH2Br与足量NaOH的水溶液发生反应

（2）卤代烃的消去反应

写出2-氯丁烷与氢氧化钠醇溶液反应的化学方程式

写出2-氯-3-甲基丁烷与氢氧化钠醇溶液反应的化学方程式

1，4-二氯丁烷与氧化钠醇溶液反应的化学方程式

4、卤代烃的同分异构体及命名

（1）写出分子式为C4H9Cl的同分异构体，并系统命名

（2）写出分子式为C4H8Cl2的同分异构体。

【同步破疑案】

2、所有的卤代烃都可以发生消去反应呢？

发生消去反应的条件是什么？

【巩固练习案】

8、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。

（请注意H和Br所加成的位置）

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。

⑴由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3。

⑵由（CH3）2CHCH=CH2分两步转变为（CH3）2CHCH2CH2OH。

要点突破自我提升·能力备考

卤代烃——有机合成的桥梁

1.在有机分子结构中引入—X的方法

（1）不饱和烃的加成反应，如

CH2======CH2+Br2

CH2BrCH2Br

CH2======CH2+HBr

CH3CH2Br

CH

CH+HCl

CH2======CHCl

（2）取代反应，如

CH4+Cl2

CH3Cl+HCl

C2H5OH+HBr

C2H5Br+H2O

2.在有机物分子结构中消去-X的方法

（1）卤代烃的水解反应；

（2）卤代烃的消去反应。

特别提醒：

卤代烃是烃及烃的衍生物之间转换的桥梁，复习时要熟记下列转化关系。

题型研练互动探究·方法备考

题型1tixingyi卤代烃的物理性质及同系物原理

【例1】下列物质的沸点高低比较，不正确的是（）

A.CH3CH2Cl＞CH3CH3

B.CH3CH2Br＜CH3CH2Cl

C.CH3CH2CH2CH2CH3＞

＞

D.CH3CH2CH2Br＞CH3CH2Br

解析：

同碳原子数的卤代烃的沸点比相应烃的沸点高，A项正确；相同碳原子数、不同卤原子的卤代烃的沸点随F、Cl、Br、I的顺序升高，故B项不正确；C项的三种物质为戊烷的三种同分异构体，而在同分异构体之间的沸点比较是支链越多，沸点越低，卤代烃也是如此，故C项正确；CH3CH2CH2Br和CH3CH2Br是相差一个CH2原子团的同系物，且溴原子都在链端，它们的沸点比较是随烃基中碳原子数增多而沸点升高，故D项也正确。

答案：

B

规律方法：

有机物沸点高低的比较，主要从三个方面考虑：

①同系物之间的变化关系；②同分异构体之间的变化关系；③不同类别物质之间的变化关系。

创新预测1实验室可通过下列方法从茶叶中提取咖啡因：

取一定量茶叶，用适量溶剂浸泡，过滤后得混合溶液，蒸去溶剂得咖啡因。

（1）请根据下表数据判断，提取效果最好的溶剂是________，理由是

__________________;__________________。

若要计算咖啡因提取率，实验过程中应记录的数据是_______________________、_____________________。

溶剂

沸点（℃）

咖啡因的溶解度

（g/100mL）

水

100

2

乙醇

78.3

4

苯

80.1

5

氯仿

61.2

12.5

（2）若该实验方法用于工业生产，应考虑的因素有：

①____________；②____________。

答案：

（1）氯仿沸点低（或易回收、易挥发）咖啡因在其中溶解度大茶叶质量提取出的咖啡因质量

（2）溶剂是否易回收溶剂是否有毒工艺是否简单（任选两项）

题型2tixinger考查卤代烃的水解和消去反应实质

【例2】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（）

①CH3Cl②

③

④

A.①②B.②③④

C.②D.①②③④

解析：

卤代烃在发生消去反应时，有两种共价键断裂（C—X、C—H），并且断裂发生在碳卤键和与它相邻的碳氢键上，应注意与卤原子相连碳原子的相邻碳原子上连有氢原子的卤代烃才能发生消去反应。

题中①③④卤代烃的相邻碳原子上没有连接氢原子，故不能发生消去反应，卤代烃的水解反应只发生一种共价键（C—X）断裂，只要是卤代烃都能发生水解反应。

故选C。

答案：

C

规律方法：

对有机物发生反应的判断，重点是掌握断裂了哪种共价键及生成物的特点。

本题只要抓住卤代烃消去反应断键的条件，即和卤原子相连碳原子相邻的碳上有氢原子存在，就能得到正确答案。

创新预测2（2009·江苏扬中期中）有机物A与NaOH的醇溶液混合加热，得产物C和溶液D。

C与乙烯混合在催化剂作用下可反应生成

的高聚物，而在溶液D中先加入HNO3酸化，后加AgNO3溶液有白色沉淀生成，则A的结构简式为（）

A.

B.

C.CH3CH2CH2Cl

D.

解析：

由题意可知C物质是丙烯，只有C选项与NaOH的醇溶液混合加热发生消去反应生成丙烯和NaCl溶液。

答案：

C

题型3tixingsan考查以卤代烃为桥梁的有机合成和推断

【例3】6羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要的中间体。

某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6羰基庚酸，请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）。

提示：

①合成过程中无机试剂任选；

②如有需要，可以利用以下信息：

③合成反应流程图表示方法示例如下：

A

B

C

……

H

解析：

要制备

，只要制备

即可，结合题中所给信息知只要制得

即可，又

，对比

和

的结构不难发现，只要在

的环与支链相连接处引入—OH或卤素原子，然后发生消去反应即可达到目的。

答案：

规律方法：

本题主要考查有机合成路线的选择，一般采用逆推的方法或正推和逆推相结合的方法来处理。

创新预测3已知R—CH==CH2+HX

（主要产物）。

下图中的A、B分别是分子式为C3H7Cl的两种同分异构体，请根据图中所示物质转化关系和反应条件，判断并写出：

（1）分别写出A、B、C、D、E的结构简式：

A________、B____________、C____________、D___________、E__________。

（3）分别写出由E转化为B，由D转化为E的化学方程式_______________，

____________________________。

解析：

（1）C3H7Cl的两种同分异构体为：

，

，这两种同分异构体发生消去反应，得到同一产物，E必定为CH3—CH===CH2。

由信息知：

氢原子加到含氢较多的碳原子上。

由此推出：

B为

，A为

，C为CH3CH2CH2OH，D为

。

答案：

（1）

（2）CH3----CH===CH2+HCl

CH3------CH===CH2+H2O

题型4tixingsi检验卤代烃中卤素原子的实验方法

【例4】在实验室鉴定氯酸钾晶体和1氯丙烷中的氯元素，现设计了下列实验操作程序：

①滴加AgNO3溶液；②加NaOH溶液；③加热；④加催化剂MnO2；⑤加蒸馏水过滤后取滤液；⑥过滤后取滤渣；⑦用HNO3酸化。

（1）鉴定氯酸钾中氯元素的操作步骤是_______________（填序号）。

（2）鉴定1氯丙烷中氯元素的操作步骤是_________________（填序号）。

解析：

鉴定样品中是否含有氯元素，应将样品中氯元素转化为Cl-，再转化为AgCl，通过沉淀的颜色和不溶于稀HNO3来判断样品中是否含有氯元素。

答案：

（1）④③⑤⑦①

（2）②③⑦①

规律方法：

鉴定1氯丙烷中氯元素实验的关键是在加入AgNO3溶液之前，应加入HNO3酸化，用于中和NaOH，防止NaOH与AgNO3反应生成沉淀对实验产生干扰。

创新预测4欲证明某一卤代烃为溴代烃，甲、乙两同学设计了如下方案：

甲同学取少量卤代烃，加入NaOH溶液，加热煮沸，冷却后，加入硝酸银溶液，若有浅黄色沉淀生成，则证明原卤代烃为溴代烃。

乙同学取少量卤代烃，加入NaOH的乙醇溶液，加热，冷却后用稀硝酸酸化，加入硝酸银溶液，若有浅黄色沉淀生成，则证明原卤代烃为溴代烃。

试评价上述两种方案是否合理，说明原因。

答案：

两种方案均不合理。

甲同学加热煮沸，冷却后没有加入稀硝酸酸化；乙同学本意是利用卤代烃的消去反应来将卤代烃中的卤原子转化为卤素离子，再加硝酸银进行检验，但卤代烃的消去反应是有前提的，如CH3Br等就不能发生消去反应，所以此法有局限性。

总结投影

需特殊记忆的几点：

1.检验卤代烃中的卤原子，先将卤代烃与NaOH溶液混合加热，再用HNO3中和至酸性，最后再加AgNO3溶液来检验。

2.一氯代烷随着碳原子数增多，密度呈减小的趋势。

3.不是所有的卤代烃都能发生消去反应，如CH3Cl就不能。

4.卤代烃的水解反应和消去反应，在有机合成中非常重要。

精品作业自我测评·技能备考

1.（2009·宁夏卷）3-甲基戊烷的一氯代产物有（不考虑立体异构）（）

A.3种

B.4种

C.5种

D.6种

答案：

B

解析：

本题考查同分异构体的书写方法，在书写同分异构体时，要注意对称性。

3甲基戊烷的一氯代物有：

共4种，所以本题选B。

2.1-溴丙烷和2溴丙烷分别与氢氧化钠醇溶液共热的反应中，两反应（）

A.产物相同，反应类型相同

B.碳氢键断裂的位置相同

C.产物不同，反应类型不同

D.碳溴键断裂的位置相同

答案：

A

解析：

本题考查卤代烃消去反应的实质，卤原子与其所连碳原子的邻位碳上的氢消去。

3.某化合物的分子式为C5H11Cl，分析数据表明：

分子中有两个—CH3、两个

和一个—Cl，它可能的结构有几种（本题不考虑对映异构体）（）

A.2B.3

C.4D.5

答案：

C

解析：

可以先找出符合条件的一种，再变换出其他的。

CH3CH2CH2CHClCH3、

（CH3）2CHCH2CH2Cl、

CH3CH2CHClCH2CH3、

CH3CH2CH（CH3）CH2Cl。

4.下列化学反应的产物中，不存在同分异构体的是（）

A.

与NaOH醇溶液共热发生

消去反应

B.CH3CH===CH2与HCl加成

C.

CH3在催化剂存在下与氯气反应

D.

与浓硫酸共热

答案：

A

解析：

掌握消去、加成、取代反应的实质是解本题的关键。

5.下列有机反应的化学方程式正确的是（）

A.CH3CH2OH

CH2======CH2+H2O

B.CH3CH2Br+CH3CH2OH+NaOH

CH3CH2OCH2CH3+NaBr+H2O

C.2CH2====CHCH====CH2+2Br2

D.CH3CH2COOH+CH3CH2OH

CH3CH2COOCH2CH3+H2O

答案：

C

解析：

A项方程式反应条件应为浓H2SO4、170℃，CH2===CH2应加气体符号。

B项CH3CH2Br在NaOH的乙醇溶液中应发生消去反应。

D项反应条件应是浓H2SO4、加热。

6.已知卤代烃可以发生下列反应：

的是（）

A.

和CH3Cl

B.H3C—

—CH2—CH2—ClCl

C.Cl—CH2—CH2—CH2—CH2—Cl

D.H2

—CH2—CH2—ClCl

答案：

AB

解析：

根据题给信息，A中两种卤代烃去掉Cl原子后剩余结构连接，即为目标产物；B中分子内去掉Cl后连接，也得目标产物。

7.下列有关氟利昂的说法，不正确的是（）

A.氟利昂是一类含氟和氯的卤代烃

B.氟利昂化学性质稳定，有毒

C.氟利昂大多无色、无味、无毒

D.在平流层中，氟利昂在紫外线照射下、分解产生的氯原子可引发损耗臭氧层的循环反应

答案：

B

解析：

氟利昂是无毒的。

8.卤代烃C5H11Cl发生消去反应时，可以得到两种烯烃，则该卤代烃的结构简式可能为（）

A.CH3-----CH2-----CH2-----CH2-----CH2-----Cl

B.

C.

D.

答案：

CD

解析：

可用排除法解题。

A项得到的烯烃为

CH3-----CH2-----CH2-----CH===CH2；

B项得到的烯烃是CH3-----CH===CH-----CH2-----CH3；

C项得到的烯烃为CH2===CH-----CH2-----CH2-----CH3或CH3-----CH===CH-----CH2-----CH3；

D项得到的烯烃为

或

9.氟烷（CF3CHBrCl）是一种全身麻醉药，它的同分异构体数目为（）

A.3B.4

C.5D.6

答案：

B

解析：

氟烷的同分异构体有：

共四种。

10.为鉴定卤代烃中所含卤素原子，现有下列实验操作步骤，正确的顺序是（）

①加入AgNO3溶液②加入少许卤代烃试样③加热④加入5mL4mol/LNaOH溶液

⑤加入5mL4mol/LHNO3溶液

A.②④③①B.②③①

C.②④③⑤①D.②⑤③①

答案：

C

解析：

卤代烃不溶于水，也不能电离出X-，所以鉴定卤代烃中所含卤素原子时，应先使卤代烃水解，生成相应的X-，然后加入AgNO3溶液，据生成沉淀的颜色确定X-；但在加AgNO3溶液前应先用HNO3酸化，防止多余的OH-干扰鉴定。

11.下列卤代烃中沸点最低的是（）

A.CH3CH2CH2Cl

B.

C.CH3CH2CH2Br

D.

答案：

B

解析：

卤代烃熔沸点的递变规律：

①碳原子数相同时，一碘代烷＞一溴代烷＞一氯代烷＞一氟代烷。

②碳原子数相同、卤原子数相同时，支链越多，熔沸点越低。

根据以上两种规律可知：

的沸点最低。

12.下列关于卤代烃的叙述中正确的是（）

A.所有卤代烃都是难溶于水、密度比水大的液体

B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应

C.所有卤代烃都含有卤原子

D.所有卤代烃都是通过取代反应制得的

答案：

C

解析：

卤代烃不一定都是液体且密度不一定都比水大，故A选项错；有些卤代烃不能发生消去反应，如

CH2Cl等，故B选项错；卤代烃也可以通过