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最新人教版高中化学《卤代烃》知识梳理

第三节 卤代烃
答案:(1)—X(F 、 Cl 、Br 、I) (2)烃分子中的氢原子被卤素原子取代而生成的化合物
(3)分子中除了碳氢原子外,其余是卤素原子 (4)少数 (5)液体和固体 (6)难
(7)CH 3CH
2OH ――――――→NaOH 水溶液,△CH 3CH 2—OH +H —
Br (8)+NaOH ――→醇△CH 2===CH 2↑+NaBr +H 2
O
1.卤代烃的结构和物理性质
(1)卤代烃的结构:烃分子中的氢原子被卤素原子取代而生成的化合物R —X ,如CH 3CH 2Br 、CHCl 3、CH 2===CHCl 、Br 、CH 2—Cl 、氟利昂(氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称)等。

卤代烃的官能团是—X(F 、Cl 、Br 、I)。

芳香卤代烃,如Br 常温下,卤代烃中除少数为气体外,大多数为液体和固体,不溶于水,溶于大多数有机溶剂(本身是很好的有机溶剂)。

①互为同系物的卤代烃,熔沸点随碳原子数的增多而升高。

②除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外,其余液态卤代烃的密度一般都比水的密度大。

③溴乙烷在常温下是无色液体,沸点38.4 ℃,密度比水大,难溶于水,易溶于多种有机溶剂。

(4)卤代烃的用途
卤代烃的用途很广泛。

如有些多卤代烃,其化学性质稳定、无毒,具有不燃烧、易挥发、
易液化等特性,曾被广泛用作制冷剂(如氟利昂)、灭火剂(如CCl4、C2F4Br2)、麻醉剂(CF3CHBrCl)、有机溶剂(如氯仿CHCl3)等;有些卤代烃还是有机合成的重要原料,如合成聚氯乙烯树脂(塑料材料)、聚四氟乙烯(不粘锅涂层)等。

近年来发现有些含氯、溴的氟代烷可以对大气中的臭氧层产生破坏作用,已被国际上禁止或限制使用。

【例1】下列关于卤代烃的说法不正确的是( )
A.在溴乙烷(CH3CH2Br)分子中,溴元素的存在形式为溴离子
B.在卤代烃中,卤素原子与碳原子形成共价键
C.聚四氟乙烯(塑料王)为高分子化合物,不属于卤代烃
D.卤代烃比相应的烷烃的沸点高
解析:在卤代烃分子中,卤素原子与碳原子是以共价键结合的,所以溴乙烷分子中溴元素是以溴原子的形式存在的,A 不正确;聚四氟乙烯虽然是高聚物,但是也属
于卤代烃,C错。

答案:AC
2.卤代烃的化学性质
在卤代烃分子中,卤素原子是官能团。

由于卤素原子吸引电子的能力强,使共用电子对偏移,C—X键具有较强的极性,因此卤代烃的反应活性增强。

下面以溴乙烷为例研究卤代
溴乙烷和NaOH在不同的溶剂中发生不同类型的化学反应,生成不同的产物
溴乙烷的消去反应:
①溴乙烷的沸点低,不能用酒精灯直接加热,应采用水浴加热。

②证明Br-生成的方法:向大试管中加入稀硝酸酸化后,滴加2滴AgNO3溶液。

现象:大试管中有浅黄色沉淀生成。

③检验Br-时,必须先用稀硝酸酸化,否则AgNO3会与OH-反应,生成褐色的Ag2O,会干扰观察浅黄色的AgBr沉淀。

④消去反应是有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等),而生成含不饱和键化合物的反应。

⑤如果用高锰酸钾酸性溶液检验消去反应生成的乙烯,必须先用水吸收生成的HBr,否则HBr会影响乙烯的检验,因HBr也会被高锰酸钾酸性溶液氧化,使溶液褪色。

⑥乙醇在卤代烃消去反应中不是催化剂,只是起到了溶剂的作用。

巧记卤代烃取代反应和消去反应条件和产物:无醇(水溶液)则有醇(生成醇),有醇(醇溶液)则无醇(产物中没有醇)。

【例2】下列关于卤代烃的叙述正确的是( )
A.所有卤代烃都是难溶于水、密度比水小的液体
B.所有卤代烃在适当条件下都能发生消去反应
C.并不是所有卤代烃都能发生水解反应生成醇
D.所有卤代烃都是通过烃的取代反应得到的
A ×卤代烃一般难溶于水,易溶于有机溶剂,多数为液体,但是也有气态卤代烃,如CH3Cl等。

B ×卤代烃能发生消去反应的条件是分子中至少有两个碳原子且与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上存在氢原子,如CH3Cl不能发生消去反应。

C √卤代烃均可发生水解反应,但如果卤素原子直接连在苯环上,则水解后得到的产物为酚,不属于醇,也就是说并不是所有卤代烃都能水解生成醇。

D ×卤代烃可以看作是烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物,但是卤代烃并不一定都是通过取代反应得到的,如烯烃、炔烃与卤素单质或HX加成也可得到卤代烃。

3.卤代烃的消去反应规律
(1)根据卤代烃消去反应的条件和断键位置可以看出,卤代烃发生消去反应要符合以下几个条件:
①反应条件:强碱的醇溶液中加热;
②烃中碳原子数≥2;
③与卤素直接相连的碳原子的相邻碳原子上有可以脱去的氢原子。


+NaX+H2O
如果与卤素直接相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,则不可以发生消去反应,如CH3Cl、(CH3)3C—CH2Br等,不能发生消去反应。

(2)如果卤代烃中碳原子数较多时,发生消去反应时会由于断键位置不同,而生成不同的产物。

【例3】下列化合物中,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且消去反应生成的烯烃不存在同分异构体的是( )
解析: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。

但是消去反应必须具备与卤素原子相连碳原子的邻位碳上有氢原子才可发生,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CH===CH2,而D消去可以得到两种烯
烃、。

答案:B
4.卤代烃中卤素原子的检验
(1)卤代烃中的卤素以原子的形式存在,不溶于水,更不会电离出卤素离子,因此在检验时要先将原子转化为离子再进行检验。

(2)卤代烃中卤素原子的检验方法和步骤:
取少量卤代烃样品于试管中――――――――→①NaOH水溶液――――――→②过量硝酸―――――――→③硝酸银溶液
注:在第一步操作中,如果该烃能发生消去反应,也可以使用NaOH 醇溶液,利用消去
反应,让卤素原子变成离子,然后用硝酸酸化的AgNO 3溶液检验。

【例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 的水溶液,加热,冷却后加入AgNO 3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。

乙同学:取少量氯代烃,加入NaOH 的乙醇溶液,加热,冷却后,用硝酸酸化,加入AgNO 3溶液,若有淡黄色沉淀生成,则为溴代烃。

关于甲、乙两位同学的实验评价正确的是( )
A .甲同学的方案可行
B .乙同学的方案可行
C .甲、乙两位同学的方案都有局限性
D .甲、乙两位同学的实验所涉及的卤代烃的性质一样
解析:甲同学让卤代烃水解,在加热冷却后没有用稀硝酸酸化,由于OH -也会与Ag +作
用生成褐色的Ag 2O ,会掩盖AgBr 的淡黄色,不利于观察现象,所以甲同学的实验有局限性;乙同学是利用消去反应让卤代烃中的卤素原子变成离子,但是,不是所有的卤代烃都能发生消去反应,所以此法也有局限性。

答案:C。

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