2.1.2烷烃的卤代反应（讲义）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

烷烃的化学性质-卤代反应 · 教学目的 1. 掌握烷烃的卤代反应及反应条件。 2. 掌握烷烃的氢原子的类型及不同类型的氢的活性。 3. 掌握烷烃的卤代反应的应用。 · 教学思想 本节课的教学内容是第一模块 烷烃，采用先行组织者教学策略，激发学生的求知欲，确保学生有意义地获取和保持知识，灵活运用所学知识解决实际问题。 · 教学重难点 重点：烷烃的化学性质-卤代反应 难点：烷烃的卤代反应历程及不同氢原子活性大小比较 · 教学方法和策略 · 采用先行组织者的教学策略，用旧知识联系当前的学习任务，扩充原来的认知结构。以讲授法为主，辅以提问法。 · 具体策略：从烷烃分子的结构式引出烷烃的化学性质系统讲解烷烃的卤代反应讲解卤代反应的应用总结，应用。 · 教学设计思路 教学内容 教学组织 教学意图 烷烃的卤代反应 分析烷烃的结构阐述烷烃发生的化学性质（取代反应）及其应用。 培养学生分析问题和解决问题的能力，以及应用所学知识解决实际问题的能力。 巩固小结 总结本节课的内容布置练习作业 加深对本节课所学知识的理解，能够应用知识解决实际问题。 教学过程设计 导入： 烷烃没有官能团，在一般条件下（常温25 ℃，常压101.3 kPa），与大多数试剂如强酸(浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸)、强碱(氢氧化钠)、强氧化剂(高锰酸钾、重铬酸钾)、强还原剂(金属-酸)及金属钠等都不起反应，或反应速度极慢。所以，烷烃（特别是正烷烃）的化学性质稳定，不易发生化学反应。但在一定条件下（如高温、高压、光照、催化剂），烷烃也能起一些化学反应，而且这些反应在石油化工中占有重要地位。 烷烃的氢原子被其他原子或基团取代的反应称为取代反应。 1、卤代反应 不同的卤素与烷烃的反应活性为：F2 ＞ Cl2 ＞ Br2 ＞ I2 卤代反应包括氟代、氯代、溴代和碘代，但氟代反应在低温暗处即可发生爆炸，难以控制；碘代反应难于进行，因为反应产生的碘化氢为强还原剂，可把生成的碘代烷再还原成烷烃。所以通常卤代反应是指氯代或溴代。 实验事实证明，甲烷和氯气在室温下和暗处可以长期保存而并不起反应，如果在强光照射下则反应甚至发生爆炸。 在紫外光漫射、高温或某些催化剂作用下，甲烷易与氯、溴发生反应。 ( 沸点(b.p.) -24 ℃ 40 ℃ 61 ℃ 77 ℃ ) 甲烷的卤代反应较难停留在一元阶段，氯甲烷还会继续发生氯化反应，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。 反应很难停留在一个氢原子被取代的阶段，通常是四种氯代烷的混合物，可利用沸点的不同，采用精馏的方法将其分开。若控制一定的反应温度、反应时间和原料比，可得其中一种氯代烷为主要的产物。例如：甲烷:氯气=10∶1（400~450℃时）CH3Cl占98%；甲烷:氯气=1∶4（400℃时）主要为CCl4；反应时间短，有利于得到一氯甲烷。 工业上常利用烷烃的氯化反应来制备氯代烷，作为溶剂使用。另外，氯代烷也是洗涤剂、增塑剂、农药等的原料。例如，沸点范围在240℃～360℃的液体石蜡，氯化后得到的氯化石蜡，可用作聚氯乙烯、橡胶的助增塑剂以及塑料、合成纤维的阻燃剂。 2、其他烷烃的氯代反应 — 伯、仲、叔氢原子的相对反应活性 丙烷与氯气发生反应得到两种一元氯代产物。 丙烷分子中有六个等价伯氢原子，两个等价仲氢原子，若氢原子的活性一样，则两种一氯代烃异构体的产率理论上为6∶2 = 3∶1，但实际上为43∶57 = 1∶1.33，说明伯、仲氢原子被氯取代反应的活性是不同的。氢的相对活性 = 产物的数量÷被取代的等价氢的个数。由此可知： 即仲氢与伯氢的相对活性为4∶1，即促氢原子比伯氢原子容易被取代。 再看异丁烷一氯代时的情况： 同理，叔氢的反应活性为伯氢的5倍。由此，可以得出烷烃中三种氢原子相对活性为： 3°H ＞ 2°H ＞ 1°H ＞ CH3—H 上述结论可由键的离解能的稳定性加以解释。不同类型氢原子的离解能不同，3°氢原子的离解能最小，故反应时这个键最容易断裂，所以3°氢原子在反应中活性最高。 表2-4 不同类型C—H键解离能(KJ·mol-1，25℃) 化合物 氢原子类型 解离能 CH3CH2CH2—H 伯 氢 410 (CH3)2CH—H 仲 氢 397.5 (CH3)3C—H 叔 氢 380 3、本节小结 本节课的学习要点：（1）氢原子的类型（2）烷烃的卤代反应及条件（3）烷烃中不同氢原子的反应活性。 · 练习 1、甲烷和氯气以物质的量1∶1混合，在光照条件下，得到的产物是（     ）