内容正文:
第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
课时1 卤代烃
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Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
C14H9Cl5
(二氯二苯基三氯乙烷)
课堂导入
DDT——20世纪上半叶在防止农业病虫害,减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了巨大的作用,但因其对环境污染过于严重,很多国家和地区已禁止使用。
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卤代烃的概述
卤代烃:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。
官能团:卤代烃中一定存在的官能团是碳卤键(卤原子),单卤代烃可简单表示为R-X(X = F、Cl、Br、I)。
卤代烃的分类
卤素原子个数
单卤代烃
多卤代烃
烃基种类
饱和卤代烃
不饱和卤代烃
是否含有苯环
脂肪卤代烃
芳香族卤代烃
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卤代烃的概述
卤代烃的命名:以烃为母体,将卤素原子看作取代基,按烃类的命名原则命名,从距卤素原子近的一端编号,若存在碳碳双键或三键,则从距离碳碳双键或碳碳三键近的一端编号。
卤代烃的物理性质
状态:除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体,其余为液体或固体;
沸点:比同碳原子数的烷烃沸点要高,同系物沸点,随碳原子数增加而升高;
溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂;
密度:一氟代烃、一氯代烃的密度比水小,其余的密度比水大。
卤代烃的用途与危害
用途:可作灭火剂、有机溶剂、清洗剂、制冷剂等。
危害:造成臭氧空洞,如氟利昂。
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卤代烃的性质
溴乙烷的物理性质
颜色 状态 密度 沸点 溶解性
无色 液体 大于水 38.4℃ 难溶于水,可溶于有机溶剂
结构特点:由于溴原子吸引电子能力强,C-Br键易断裂,使溴原子易被取代,同时溴原子对相邻碳原子上的氢原子产生一定的影响,因此在官能团(-Br)的作用下,溴乙烷的化学性质比乙烷活泼,能发生许多化学反应。
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卤代烃的性质
实验现象:①中溶液分层、②中有机层厚度减小、④中有浅黄色沉淀生成。
实验分析:溴乙烷与NaOH溶液共热产生了Br-,原因是溴乙烷与氢氧化钠溶液共热时断裂的是C-Br,水中的羟基与碳原子形成C-O,断下的Br与水中的H结合成HBr,故该反应属于取代反应,也成为水解反应。
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卤代烃的性质
CH3CH2—Br + H—OH → CH3CH2—OH + HBr
NaOH + HBr = NaBr + H2O
NaOH的作用是中和HBr,使平衡正向移动;
加入稀硝酸目的是中和未反应完的NaOH,防止其与AgNO3反应生成黑褐色沉淀Ag2O;
加热可以加快水解反应的速率;
反应后的溶液如出现分层,则没有完全水解。
水解反应的相关规律:
所有卤代烃都能发生水解反应;
卤代烃水解可以形成一元醇、二元醇、多元醇,还可能生成醛、酮、羧酸等。
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卤代烃的性质
如果将溴乙烷与强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液共热,溴乙烷可以从分子中脱去HBr,发生消去反应生成乙烯。
消去反应: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),而生成含不饱和键的化合物的反应。
消去反应的特点
从反应机理看:消去反应从相邻的两个碳原子上脱去一个小分子,相邻的两个碳原子各断一个化学键;
从产物看:消去反应的产物中一定有含不饱和键的产物和一个或几个小分子。
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卤代烃的性质
消去反应的相关规律:
没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,如CH3Cl;
邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应;
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;
卤代烃发生消去反应可生成炔烃,如ClCH2CH2CH2Cl。
反应类型 取代反应(水解反应) 消去反应
反应条件 NaOH水溶液、加热 NaOH醇溶液、加热
键的变化 C-Br键断裂形成C-O键 C-Br键与C-H键断裂形成碳碳双键
生成物 CH3CH2OH、NaBr CH2==CH2、NaBr、H2O
如何通过实验的方法验证取代反应和消去反应的产物是不同的?
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卤代烃的性质
实验步骤:向圆底烧瓶中加入2.0 gNaOH和15 mL无水乙醇,搅拌,再向其中加入5 mL 1-溴丁烷和几片碎瓷片,微热,将产生的气体通入盛水的试管后,再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。
若需检验取代反应产物(1-丁醇)的存在,可运用核磁共振氢谱。
盛有水的试管可以除去挥发出来的乙醇,因为乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰丁烯的检验;
还可以用溴的四氯化碳溶液来检验丁烯,此时气体不用先通入水中,原因是乙醇与溴不反应,不会干扰丁烯的检验。
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卤代烃的性质
若是2-溴丁烷发生消去反应,产物会有几种,结构如何?
两种不同的产物会1:1生成吗?
札依采夫(Saytzeff)规则:消去反应的主要产物是双键碳上连接烃基较多的烯烃。
一级卤代烃指连接卤族原子的碳原子上还连有一个烃基,二级卤代烃连有两个,三级卤代烃连有三个。
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卤代烃的性质
三级卤代烷最容易脱去卤化氢,二级卤代烷次之,一级卤代烷最难,二级卤代烷和三级卤代烷在消除卤化氢时,反应有时可以在碳链的两个不同方向进行,因此,可能得到两种不同的产物。札依采夫(Saytzeff)规则指的便是消去反应的主要产物是双键碳上连接烃基较多的烯烃(氢少失氢)。
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卤代烃的性质
卤代烯烃的某些化学性质与烯烃的相似,能发生加成反应和加成聚合反应,例如氯乙烯能加成聚合生成聚氯乙烯,四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯。
聚氯乙烯和聚四氟乙烯都是用途广泛的高分子材料
聚氯乙烯
管道
含氟聚合物制成
的充气薄膜建材
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正误判断
1. 卤代烃是一种特殊的烃。
4. 卤代烃均能发生水解反应,但不一定都能发生消去反应。
2. 溴乙烷碳原子数少于4,常温下为气态。
3. 卤代烃只能由烷烃和卤素单质发生取代反应制得。
×
×
×
√
为了鉴定卤代烃中所含有的卤素原子,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5mL 4mol·L-1 NaOH溶液 ⑤加入5mL 4mol·L-1 HNO3溶液
A.②④③① B.②④③⑤①
C.②⑤③①④ D.②⑤①③④
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B
由溴乙烷制取乙二醇,依次发生反应的类型是 ( )
A.取代、加成、水解
B.消去、加成、取代
C.水解、消去、加成
D.消去、水解、取代
课堂巩固
B
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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Traveling Light
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Traveling Light, track 1
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