2.1.2 有机化学反应类型的应用——卤代烃的性质和制备 课件 2024-2025学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修3

第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 第1节 有机化学反应类型 第二课时 有机反应类型的应用 ——卤代烃的性质和制备 1 学习目标 1、初步掌握1-溴丙烷的物理性质和化学性质。 2、掌握卤代烃的组成和结构的特点，熟悉卤代烃的水解反应和消去反应。 3、了解卤代烃在有机合成中作为重要的一种中间体 复习：研究有机化合物化学性质的方法程序 分析结构 预测反应类型 选择试剂 实验验证 1、卤代烃及其定义 ⑴定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，官能团是卤素原子。 ⑵常见的卤代烃及其应用： CF3CHBrCl 三氟氯溴乙烷,广泛用作麻醉剂，CHCl3 氯仿 CH2Cl2 二氯甲烷---常用作溶剂。 1、卤代烃及其定义 ⑶卤代烃的分类 ①按卤素的种类 氟代烃：CF2=CF2 氯代烃：CH3Cl 溴代烃：CH3CH2Br 碘代烃：CH3I ②按卤原子多少 一卤代烃：CH3Cl 二卤代烃：CH2BrCH2Br 多卤代烃：CHCl3 ③按烃基的不同 卤代烷烃：CH3CH2Cl 卤代烯烃：CH2=CHCl 卤代芳香烃：C6H5Br 2、卤代烃的命名(以烃基为母体，卤原子为取代基) 3—甲基—2—氯丁烷 2,2—二甲基—1—溴丙烷 3、物理性质 (1)常温下除CH3Cl、CH3CH2Cl和CH2=CHCl等少数为气体，其余为液体或固体。 (2)沸点比同碳原子数的烃沸点高； (3)同系物沸点，随碳原子数增加而升高； (4)烃基相同，随卤素原子序数递增而升高。 (5)卤代烃难溶于水，易溶于有机溶剂。 (6)某些卤代烃本身是很好的有机溶剂，如CHCl3、CCl4等。 (7)密度一般一氟代烃、一氯代烃比水小，其余液态卤代烃一般比水大。 案例：以1-溴丙烷为例探究卤代烃的性质和制备 C3H7Br 无色液体，密度比水的大，沸点为71℃，不溶于水，易溶于有机溶剂。 ⑴1-溴丙烷的化学式、填充模型、球棍模型、结构简式、结构式 ⑵、1-溴丙烷的物理性质 CH3－CH2－CH2－Br H－C－C－C－Br H H H H H H 思考：分析1-溴丙烷的分子结构，从其成键特点和基团相互影响的角度预测1-溴丙烷能发生的反应的类型、预期能反应的试剂。 【思考】请分析1―溴丙烷的分子结构，从其成键特点和基团相互影响的角度预测1―溴丙烷能发生的反应的类型、判断与其作用的反应试剂等，并将预测结果填入框图中。 连接溴原子的碳原子带部分正电荷就，溴原 子带部分负电荷。 1-溴丙烷中的C-Br键为极性键，容易被极性 试剂攻击，而发生取代反应。 NaOH溶液，稀硝酸，硝酸银溶液。 探究1-溴丙烷的化学性质 实验操作： 取一支试管，滴入少量1-溴丙烷，再加入 1 mL 5% 的NaOH溶液，充分振荡，并稍加热一段时间、静置、冷却，待液体分层后，用滴管吸取少量上层液体，移入另一只盛有1mL 2 mol•L-1 的硝酸的试管中，然后加入 2-3 滴 2% 的硝酸银溶液，观察现象。 实验现象：溶液中有淡黄色沉淀生成。 实验结论：1-溴丙烷和NaOH溶液反应，产物中有Br－。 R－X ❶ NaOH水溶液 △ ❷稀HNO3 ❸ AgNO3溶液 淡黄色沉淀(AgBr) 取上层清液 黄色沉淀(AgI) 白色沉淀(AgCl) 【实验注意事项】 （1）为什么要加入稀硝酸酸化溶液？ 中和过量的NaOH溶液，防止生成Ag2O棕褐色沉淀，影响Br－检验。 （2）如何判断CH3CH2Br是否完全水解？ 看反应后的溶液是否出现分层，如分层，则没有完全水解。 （3）如何判断CH3CH2Br已发生水解？ 待溶液分层后，用滴管吸取少量上层清液，移入另一盛稀HNO3的试管中，然后滴入2～3滴AgNO3溶液，如有淡黄色沉淀出现，则证明含有Br-。 ①一般不用卤代烃的消去反应检验卤族元素，因为有的卤代烃不能发生消去反应。 CH3CH2CH2Br ＋ NaOH CH3CH2CH2OH ＋ NaBr 卤代烃分子中卤素原子吸引电子的能力较强，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。 1-溴丙烷的官能团为溴原子 (−Br)，因“−Br”的作用，C−Br较易断裂，使1-溴丙烷的反应活性增强，易发生取代(水解)反应。 检验操作： ①取少量卤代烃加入NaOH水溶液 ②振荡、加热、静置、冷却， ③取上层溶液，加入稀硝酸酸化 ④加入AgNO3溶液，有 色沉淀生成。 4、卤代烃的化学性质 ⑴取代反应(水解，注意电性规律) 取代反应(水解)的条件：NaOH水溶液、加热 应用：可以用来检验卤代烃中的卤素原子 CH3CH2Br ＋ NaOH CH3CH2OH ＋NaBr (2)消去反应——又称为消除反应。 思考： 1-溴丙烷与NaOH的醇溶液的反应，气体产物的检验 (1)反应产生的气体中可能含有哪些杂质？ (2)为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？ (3)若用溴水或溴的CCl4溶液检验气体产物，还有必要先将气体通入水中吗？ 溴丙烷、乙醇、水蒸汽 ⑵消去反应 消去反应的条件：NaOH的醇溶液、加热 能发生消去反应的卤代烃结构要求： 必须是与卤素原子直接相连的碳原子(α-C)的邻位碳(β-C)上必须有氢原子(β-H)，否则不能发生消去反应。 CH3CH2Br＋NaOH CH2＝CH2↑＋ NaBr＋H2O 反应原理： 思考：1.下列卤代烃能否发生消去反应？ ①CH3I −CH2Br ③ −Br ⑥ CH3−C−CH2Br CH3 CH3 ② CH3CHBr2 ④ 总结： a.必须有相邻的碳，否则不能发生消去反应，如①CH3I。 b.邻位碳原子上必须有氢原子,否则不能发生消去反应，如②③ c.直接连接在苯环上的卤原子不能消去，如⑥ CH3CHCHBrCH3 — CH3 ⑤ ⑤ CH3CHCHBrCH3 写出⑤发生消去反应的方程式。 — CH3 d.有多个邻位碳原子，且邻位碳原子上均有氢原子时，且不对称时消去反应可能生成多种产物，如⑤ 判断：下列物质中，发生消去反应后可生成几种烯烃？ 2种 1种 CH3 CH2CH2CH3 C Br CH2CH3 3种 CH3 CH2CH3 C Br CH2CH3 2种 比较溴乙烷的取代反应和消去反应，体会反应条件对化学反应的影响。 取代反应 消去反应 反应物 反应条件 生成物 断键位置 应用 引入羟基 引入不饱和键 结论 CH3CH2Br CH3CH2Br NaOH水溶液，加热 NaOH醇溶液，加热 CH3CH2OH、NaBr CH2=CH2、NaBr、H2O 溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应 C—Br C—Br、邻碳的C—H 5、卤代烃的制备 ①烷烃、苯及其同系物、烯烃和卤素单质的取代反应 ②烯烃、炔烃和HX或X2的加成反应： ③醇与HX的取代反应： CH3CH2OH ＋ HBr CH3CH2Br ＋ H2O CH2=CH2+HCl CH3-CH2Cl CH3-CH3 + Cl2 CH3 -CH2Cl ＋ HCl ⑶卤代烃的危害：卤代烃在环境中比较稳定，不易被微生物降解。因此卤代烃不合理使用会对环境造成破坏，引起一系列的环境问题。 6、卤代烃在有机合成中的重要作用及对环境的影响 ⑵氟氯烃的特性：多数为无色、无味的液体，化学性质稳定、无毒，具有不燃烧，易挥发、易液化等特性。常用作制冷剂(氟利昂)、灭火剂(CCl4)、溶剂(CCl4、CHCl3)。 (1)卤代烃能够发生取代反应和消去反应，可以发生官能团的转化、增长碳骨架、引入不饱和键。在有机合成和有机推断中起着桥梁作用。 与NaOH的水溶液 发生取代反应 烷烃 醇 烯烃 卤代烃 RX 与Cl2、Br2 发生取代反应 与X2、HX 发生加成反应 与NaOH的醇溶液 发生消去反应 醛 酮 体会卤代烃在有机合成中的桥梁作用 课堂小结 【挑战自我】卤代烃在一定条件下既可发生水解，又可发生消去反应，现由2-溴丙烷为主要原料，制取1,2-丙二醇。书写相关反应及反应类型： CH3CHCH3 + NaOH ∣ Br CH3CH=CH2 ↑ + NaBr +H2O 乙醇 △ CH3CH=CH2 + Br2 CH3 CHCH2 ∣ Br ∣ Br CH3CHCH2 + 2NaOH CH3CH－CH2 +２NaBr H2O ∣ Br ∣ Br ∣ OH ∣ OH 消去反应 加成反应 取代反应 1.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溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成 C．加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入硝酸银溶液，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 C 2.下列过程最终能得到白色沉淀的是( ) A．C2H5Cl中加入AgNO3溶液 B．NH4Cl中加入AgNO3溶液 C．CCl4中加入AgNO3溶液 D．CH3Cl与过量的NaOH溶液共热后，直接加入AgNO3溶液 B 3.卤代烃RCH2CH2X中化学键如下，则下列说法中正确的是(　　) A．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B．当该卤代烃发生水解反应时，被破坏的键是① C．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和④ D．当该卤代烃发生消去反应时，被破坏的键是①和② B Lavf57.62.100 $$