选择性必修3第一单元 卤代烃导学案及答案

这是一份选择性必修3第一单元 卤代烃导学案及答案，共10页。

[核心素养发展目标] 1.从卤代烃的官能团及其转化角度，认识卤代烃取代反应、消去反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机化合物分子结构特点之间的关系。2.了解某些卤代烃对环境和人身健康的影响，基于绿色化学的思想，摒弃卤代烃的使用或寻找卤代烃替代品。
一、卤代烃的性质
1．概念与分类
2．物理性质
(1)状态
常温下，卤代烃中除少数(如一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等)为气体外，大多数卤代烃为________或________。
(2)沸点：卤代烃的沸点比同碳原子数的烷烃的沸点______；通常情况下，互为同系物的一卤代直链烷烃，它们的沸点随碳原子数及卤素的相对原子质量的增加而________。
(3)密度：除脂肪烃中的一氟代烃等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水________________________________________________________________________。
(4)溶解性
卤代烃________水，易溶于乙醚、________、________等有机溶剂。某些卤代烷烃还是很好的有机溶剂，如CH2Cl2、CHCl3和CCl4等。
3．微观分析卤代烃的性质
卤代烷分子中，由于卤素原子____________能力大于碳原子，使C—X键具有______，在极性试剂作用下，________键较易发生断裂，并与试剂的基团结合生成新的化合物。卤代烷的许多化学性质，都与________官能团有关。
4．卤代烃的性质实验(以1-溴丙烷，2-溴丙烷为例)
5.卤代烃水解反应和消去反应的比较
6.卤代烃中卤素原子的检验
(1)实验流程
(2)实验要点
①通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子。
②排除其他离子对卤素离子检验的干扰，卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。
(1)CH3CH2CH2Br是非电解质，在水中不能电离出Br－( )
(2)常温下卤代烃都是液体或固体，不溶于水，密度比水大( )
(3)在2-溴丙烷的水解反应中NaOH作催化剂( )
(4)1-溴丙烷发生消去反应时，断裂C—Br键和 C—H键两种共价键( )
(5)在1-溴丙烷中滴入AgNO3溶液，立即有浅黄色沉淀生成( )
(6)2-溴丙烷在加热、NaOH的醇溶液作用下，可生成2-丙醇( )
(7)1-溴丁烷发生消去反应的产物为CH2==CH—CH2—CH3( )
1．溴乙烷与乙醇都能发生消去反应，二者的反应有什么异同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．CH3CH2CH2Br的水解反应为什么要在碱性条件下进行？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．C2H5Br水解后检验Br－，为什么要先加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．溴乙烷发生消去反应后，为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？除酸性KMnO4溶液外还可以用什么方法检验乙烯？此时还有必要将气体先通入水中吗？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5．为什么一卤代烃可以燃烧，而四氯化碳可用作灭火剂？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．下列化合物中，既能发生消去反应生成烯烃，又能发生水解反应的是( )
A．CH3Cl
B．
C．
D．
2．2-溴丁烷在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应的产物有( )
A．1种 B．2种
C．3种 D．4种
3．为了检验某氯代烃中的氯元素，现进行如下操作。其中合理的是( )
A．取氯代烃少许，加入AgNO3溶液
B．取氯代烃少许与NaOH的水溶液共热，然后加入AgNO3溶液
C．取氯代烃少许与NaOH的水溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液
D．取氯代烃少许与NaOH的醇溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液
卤代烃消去反应的规律
(1)没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应，如CH3Cl。
(2)邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应。
(3)有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时，可得到不同产物。
(4)卤代烃发生消去反应可生成烯烃或炔烃。
二、卤代烃的合理使用
1．卤代烃的用途
(1)卤代烃广泛应用于____________、化工生产中，许多有机化合物都需要通过__________去合成。
①溴乙烷是合成药物、农药、染料、香料的重要基础原料，是向有机化合物分子中引入________的重要试剂。
②选取____________为原料，经硝化、氟代、还原、缩合、水解等一系列反应，可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“____________”。
邻二氯苯的结构简式： ____________________________________________________。
“诺氟沙星”的结构简式：
。
③__________常用作局部麻醉剂。因其________，从加压容器中喷在皮肤表面时会迅速汽化，同时吸收大量的热量，使皮肤迅速冷却导致该部位的神经末梢处于麻醉状态。由________制成的喷雾剂被广泛应用于运动场所紧急处理运动员的伤痛。
(2)制备________的原料。例如：________是聚氯乙烯(PVC)的单体，PVC曾是世界上产量最大的通用塑料，常用于建筑材料、工业制品、地板革、地板砖、人造革、管材、包装膜等。由________合成得到的聚氟乙烯、聚三氟乙烯、聚四氟乙烯等高聚物，以优良的耐热、耐磨、耐腐蚀等性能，开辟了材料应用的新领域。
eq \s(nCF2==CF2, 四氟乙烯)eq \(―――→,\s\up7(一定条件))________________
2．卤代烃的危害
卤代烃的种类多，使用面广。
(1)大量用作有机溶剂、干洗剂的卤代烃，具有________，会对大气________产生一定的破坏作用。
(2)机动车__________中的卤代烃主要是____________、____________，人吸入这些气体后会引起神经中枢甚至内脏器官不同程度的____________。
(3)挥发性卤代烃有可能造成大气的____________，发达国家较早采取了抑制城市大气中____________卤代烃含量的措施，以防止______________的产生。
(4)早期常见的农药是________，它的化学性质稳定，不溶于水，易溶于有机溶剂，在外界环境或有机体内不易被分解，容易导致严重的全球性环境污染。研究表明，含有________的药物可增加分子在细胞膜上的脂溶性，提高药物的吸收和传递速率，具有用量少、低成本、________、低残留、对环境友好等优点，对新药研制有重要的指导意义。据报道，近年来研制的农药新药中，含氟的新药就高达50%。
1．三氯甲烷(氯仿)是最早应用于外科手术的全身麻醉剂之一。但由于氯仿的毒性较大，人们一直在寻找它的替代物。20世纪50年代，科学家们终于发现乙烷的一种取代物氟烷()是一种理想的吸入性麻醉剂。氟烷具有良好的麻醉作用，起效快，3～5 min即可全身麻醉，而且苏醒快，不易燃烧，不易爆。目前氟烷已被广泛使用。
阅读上述文字，下列说法错误的是( )
A．氯仿可由甲烷制取
B．氟烷属于多卤代烃
C．氟烷是易溶于水的良好麻醉剂
D．氟烷的毒性比氯仿小，效果比氯仿好
2．马里奥·莫利纳等科学家通过研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法错误的是( )
A．CFCl3是四面体结构
B．过程 Ⅲ 中的O原子可能来自大气中O2或O3的解离
C．整个过程中，CFCl3是O3分解的催化剂
D．紫外线辐射提供破坏化学键的能量
3．有机物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体，其合成路线如下：
已知D在反应⑤中所生成E的结构只有一种可能，E分子中有3种不同化学环境的氯原子(不考虑立体异构)。试回答下列问题：
(1)利用题干中的信息推测有机物D的名称为________________。
(2)写出下列反应的反应类型：反应①_______________________________________，
反应③____________。
(3)有机物E的同类同分异构体共有________种(不包括E，不考虑立体结构)。
(4)写出反应③的化学方程式：______________________________________________
________________________________________________________________________。
第一单元 卤代烃
一、
1．卤素 氟代烃 氯代烃 溴代烃 碘代烃
2．(1)液体 固体 (2)高 升高 (3)大 (4)不溶于 苯 环己烷
3．吸引电子 极性 C—X 卤素
4．褪色 不褪色 不饱和烃 Br－ Br－ CH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O CH3CH==CH2↑＋KBr＋H2O CH3CH2CH2OH＋KBr ＋KBr
正误判断
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
深度思考
1．相同点：它们发生消去反应都需要加热，都是饱和化合物消去一个小分子，形成不饱和键，生成乙烯。
不同点：反应条件不同，溴乙烷在NaOH的醇溶液条件下，乙醇在浓H2SO4条件下；脱去的分子不同，溴乙烷脱去的是HBr，乙醇脱去的是H2O。
2．因为水解吸热，该反应较缓慢，要加快反应和提高醇的产量，采取加热和加入NaOH的方法，NaOH与HBr反应，减小HBr的浓度，水解正向移动。
3．在C2H5Br的水解反应中，加入的NaOH一般是过量的，过量的NaOH可与AgNO3反应生成白色的AgOH，AgOH不稳定易分解为黑色的Ag2O沉淀，对检验产生干扰，所以要先加稀HNO3酸化，排除OH－的干扰。
4．(1)因为乙醇和HBr也能使酸性KMnO4溶液褪色，对实验有干扰，所以要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛水的试管，除去乙烯中混有的乙醇和HBr气体。
(2)也可以用溴水检验乙烯，因为乙醇和HBr与溴水不能发生化学反应，此时没有必要将气体先通入水中。
5．一卤代烃中含有的氢原子数较多，碳的化合价较低，具有还原性，可以燃烧；CCl4中碳原子的化合价为碳的最高价态，没有还原性，因而没有可燃性，且CCl4的密度大，能覆盖在可燃物表面起到灭火作用。
应用体验
1．B
2.B
3．C [检验卤代烃中是否含有氯元素时，由于卤代烃中的氯元素并非游离态的Cl－，故应加入NaOH的水溶液或NaOH的醇溶液，并加热，先使卤代烃发生水解或消去反应，产生Cl－，然后加入稀HNO3酸化，再加AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定卤代烃中含有氯元素。先加HNO3酸化，是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH，再转化为Ag2O黑色沉淀干扰检验；D项，有的氯代烃不能发生消去反应，故不选。]
二、
1．(1)药物合成 卤代烃 ①乙基 ②邻二氯苯 诺氟沙星 ③氯乙烷 沸点低 氯乙烷 (2)高聚物 氯乙烯 氟乙烯 eq \s(CF2—CF2,聚四氟乙烯)
2．(1)挥发性 臭氧层 (2)尾气 氯代烷烃 氯代烯烃 中毒反应 (3)二次污染 挥发性 光化学污染 (4)氯代烃 氟原子 低毒性
应用体验
1．C 2.C
3．(1)1,2,2,3-四氯丙烷 (2)取代反应 消去反应 (3)5 (4)CH2ClCHClCH2Cl＋NaOHeq \(――→,\s\up7(醇),\s\d5(△))NaCl＋CH2==CClCH2Cl＋H2O
实验1
实验2
实验
装置
实验
内容
向试管A中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL饱和氢氧化钾乙醇溶液，均匀加热
向试管A中注入5 mL 1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和10 mL 20%的氢氧化钾水溶液，加热
实验
现象
酸性KMnO4溶液________，③中有浅黄色沉淀生成
酸性KMnO4溶液________，③中有浅黄色沉淀生成
结论
溴代烃与KOH乙醇溶液共热产生了__________和____________
溴代烃与KOH水溶液共热产生了________
化学方程式
CH3CH2CH2Br＋KOHeq \(――→,\s\up7(乙醇),\s\d5(△))______________
或＋KOHeq \(――→,\s\up7(乙醇),\s\d5(△))_______________
CH3CH2CH2Br＋KOHeq \(――→,\s\up7(水),\s\d5(△))_________________________
或＋KOHeq \(――→,\s\up7(水),\s\d5(△))_________________________
水解反应
消去反应
卤代烃结构特点
一般是1个碳原子上只有1个—X
与卤素原子所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子
反应实质
—X被羟基取代
脱去HX
反应条件
强碱的水溶液、加热
强碱的醇溶液、加热
反应特点
碳骨架不变，官能团由变成—OH
碳骨架不变，官能团由变成或—C≡C—，生成不饱和键
主要产物
醇
烯烃或炔烃