3.1 卤代烃 课件 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第三单元 烃的衍生物 课时1 卤代烃 你的名字 1 1.定义： 2.官能团： 3.通式： 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物可表示为R－X （X＝F、Cl、Br、I）。 饱和一卤代烃的通式为CnH2n＋1X 碳卤键 C X 卤代烃： 4.分类： (1)按分子中卤素原子个数分类 (2)按分子中卤素原子种类分类 (3)按分子中烃基种类分类 单卤代烃 CH3Cl 多卤代烃 CH2BrCH2Br 氟代烃、 氯代烃、 溴代烃、 碘代烃 饱和卤代烃、 不饱和卤代烃、芳香卤代烃 CH3CH2Cl CH2= CHF 2 5.命名（系统命名法）： 将卤素原子看做取代基 CH3—C—CH2—CH—CH3 Cl CH2F Cl 3-甲基-3-溴-1-丁烯 2-甲基- 1-氟-2,4-二氯戊烷 2-氯甲苯 2，4-二氯甲苯 1,2-二溴乙烷 2-氯丁烷 氯乙烯 四氟乙烯 3 卤代烃的物理性质： ①除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等为气体外，大多为液体或固体； ②卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂 ③卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃。碳数增加，密度减小，沸点升高。 除一氟代烃、一氯代烃的密度比水小，其余卤代烃的密度大于水。 名称 结构简式 液态时密度/ （g·cm—3） 沸点/℃ 氯甲烷 CH3Cl 0.916 -24 氯乙烷 CH3CH2Cl 0.898 12 1-氯丙烷 CH3CH2CH2Cl 0.890 46 1-氯丁烷 CH3CH2CH2CH2Cl 0.886 78 1-氯戊烷 CH3CH2CH2CH2CH2Cl 0.882 108 大 小 （标况下，仅一氯甲烷为气体） 4 卤代烃的代表物——溴乙烷 C2H5Br 分子式： 结构简式： CH3CH2Br 或 C2H5Br 空间填充模型 溴乙烷的核磁共振氢谱 10 8 6 4 2 0 吸收强度 δ 碳溴键 C Br 官能团： 无色透明油状液体；沸点38.4℃，易挥发；不溶于水, 易溶于有机溶剂；密度比水大。 结构式 电子式 5 δ+ δ— 化学键 C—C C—H C—Br 键长/pm 154 110 194 键能/(kJ/mol) 347.3 414.2 284.5 由于卤素原子的电负性（非金属性）比碳原子大，使C—X 的电子偏向卤素原子，进而使碳原子带部分正电荷（δ +），卤素原子带部分负电荷（δ -），形成一个极性较强的共价键。因此，卤代烃在化学反应中，C—X 较易断裂，使卤素原子生成负离子而离去。 溴乙烷 结构特点 C—Br：键长长、键能小，易断裂。 电负性：C：2.5 Br：2.8 H：2.1 6 7 溴乙烷的化学性质： 现象： CH3CH2Br＋NaOH CH3CH2OH＋NaBr 水 产生淡黄色沉淀 原理： 1.取代反应（水解反应）： CH3CH2—Br + H—OH CH3CH2-OH + HBr NaOH + HBr = NaBr + H2O 所有卤代烃在强碱水溶液中都水解 中和水解产物HBr， 使平衡正向移动，水解更彻底 中和剩余的NaOH，防止其与AgNO3反应生成黑褐色沉淀Ag2O 加热：加快反应速率，促进水解(吸热反应)正向进行 8 A. B. C. 分析下列物质发生水解反应之后的产物 CH3CHClCH2Cl CHCl2 CH3CCl3 卤代烃水解可以形成一元醇、二元醇、多元醇等； 还可能生成醛、酮、羧酸等! 规律： CH3CH(OH)CH2OH CHO CH3COOH 9 10 溴乙烷的化学性质： 实验现象： CH3CH2Br＋NaOH CH2=CH2↑＋NaBr+ H2O 乙醇 生成能使酸性高锰酸钾溶液褪色的气体 反应原理： 2.消去反应： + HBr 脱去HX 11 发生条件及规律： (1)至少2个碳原子的卤代烃 (2)邻位碳原子上有氢 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叫做消去反应（消除反应）。 消去反应： (3)X直接连在苯环上不消去 ①CH3I —CH2Br ③ —Br ⑥ CH3−C−CH2Br CH3 CH3 ② ④ —CH2Br ⑤ —Cl 12 2二卤代烃发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。 1两个邻位碳原子上均有氢时，消去反应可能生成多种产物，消去氢少的为主产物 产物为： 札依采夫规则：“氢少消氢” CH2BrCH2Br BrCH2CH2CH2CH2Br 13 【探究---1-溴丁烷的化学性质】 卤代烷在不同溶剂中发生反应的情况不同。如何通过实验的方法验证取代反应和消去反应的产物？ 波谱分析：红外光谱法 核磁共振氢谱 (1)用哪种分析手段可以检验出1﹣溴丁烷取代反应生成物中的丁醇？ CH3CH2CH2CH2Br 乙醇 △ +NaOH CH3CH2CH=CH2 ↑+ NaBr + H2O 1-丁烯 CH3CH2CH2CH2Br 水 △ +NaOH CH3CH2CH2CH2OH + NaBr 1-丁醇 1-溴丁烷的取代反应： 1-溴丁烷的消去反应： 14 反应原理： 15 【比较与分析】 比较1﹣溴丁烷的取代反应和消去反应，完成下表，分析反应条件对化学反应的影响。 反应类型 取代反应 消去反应 反应物 反应条件 生成物 结论 CH3CH2CH2CH2Br 、NaOH NaOH乙醇溶液、加热 CH3(CH2) 2CH2OH、NaBr CH3CH2CH＝CH2 、NaBr、H2O 1-溴丁烷和NaOH在不同条件下发生不同类型的反应。 “有水水解，有醇消去” NaOH水溶液、加热 16 (1)如图3-3所示，为什么要在气体通入酸性高猛酸钾溶液前先通入盛水的试管？ 除了酸性高猛酸钾溶液，还可以用什么方法检验生成物？ 此时还有必要将气体先通入水中吗？ (2）预测2﹣溴丁烷发生消去反应的可能产物。 除去挥发出的乙醇（还原性），乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，防止干扰烯的检验 溴的CCl4 没必要，乙醇与溴不反应，不干扰丁烯的检验。 2-丁烯 CH2=CHCH2CH3 1-丁烯 CH3CH=CHCH3 17 如何检验卤代烃中卤素原子？ AgNO3溶液 NaOH水溶液 △ 过量HNO3溶液 酸化 R-X AgCl 白色沉淀 AgBr 浅黄色沉淀 AgI 黄色沉淀 不能利用消去反应检验卤素原子，因为不是所有的卤代烃都能发生消去反应。 × (2)能否改为“NaOH醇溶液”？ AgF 无沉淀 原理: 操作过程： 取上层清液 通过水解反应将卤素原子转化为卤素离子。 (1)Ag++OH-=AgOH(白色)↓ 2AgOH=Ag2O(黑色)+H2O 黑色会掩盖AgBr的浅黄色，使产物检验实验失败，故必须用硝酸酸化。 18 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。 含氟聚合物制成 的充气薄膜建材 聚四氟乙烯，俗称塑料王，具有最佳的稳定性和耐热性，显示了独特的不粘性和润滑性。广泛应用于不粘锅涂层、化工设备密封材料等场景 聚氯乙烯（PVC）：全球产量第三的合成聚合物塑料其多功能性使其成为建筑、包装、医疗等领域的核心材料硬质PVC软质PVCPVC薄膜PVC管材人造革。 19 制取卤代烃的方法： 1.烷烃取代法 2.烯(炔)烃与卤素加成 3.烯(炔)烃与卤化氢加成 4.芳香烃取代法 5.醇取代法 CH2BrCH2Br CH2==CH2＋Br2 R—OH + H—X R—X + H2O 20 卤代烃的用途与危害： 1.应用： 溶剂、致冷剂、医用、麻醉剂、灭火剂、农药； 2.环境污染： 大气污染、水体污染、土壤污染； 3.健康危害： 呼吸系统、神经系统、肝脏受损； 21 1、卤代烃的用途： 溶剂 卤代烃 致冷剂 医用 灭火剂 麻醉剂 农药 七氟丙烷 灭火器 三氯乙烷 修正液 四氯乙烯 干洗剂 DDT 农药 碳氟化合物 人造血液 氟氯代烷 致冷剂 复方氯乙烷气雾剂 六六六 四.卤代烃在生活中的应用 1.消防：卤代烃灭火剂（如1211——CF2ClBr、1301——CF3Br）在高温下分解出卤素原子，与燃烧反应中的活性自由基（如H·、OH·）结合，破坏燃烧链式反应，使火焰快速熄灭。这种作用比传统物理冷却或隔绝氧气更高效。缺点：会破坏臭氧层 2.清洗业：卤代烃是良好的有机溶剂，以用于干洗衣物、洗涤机器零部件等 氯代烃‌：CH2Cl2、CHCl3（氯仿）、CCl3-CH3、三氯乙烯、四氯乙烯、CCl4等。这些化合物因其清洗能力强、不燃烧、干燥快、易蒸馏再生而被广泛使用‌。 氟代烃‌：如三氟三氯乙烷（F-113）等。尽管这些化合物在某些情况下被认为“最好的清洗剂”，但由于其毒性和对环境的危害，使用量已大大减少‌。 卤代烃：性质稳定，无毒，不易燃烧、易挥发、易液化，常用作制冷剂和溶剂 3.制冷剂：氟利昂曾作冰箱等的制冷剂，但易引起臭氧层破环，“臭氧空洞”而被禁用 2、危害：氟利昂(CCl3F、CCl2F2等)对臭氧层的破坏作用。 →实际上氯原子起了催化作用。 氟利昂可在强烈的紫外线作用下分解，产生的氯原子自由基会对臭氧层产生长久的破坏作用。以CCl3F为例，它破坏臭氧层的反应过程可表示为： 改变官能团的位置 改变官能团的类别 改变官能团的数量 烃 + 卤素 取代反应或 加成反应 卤代烃 (化学性质较活泼) 碱性条件下可水解转化为醇或酚，进一步可转化为醛、酮、羧酸和酯等 消去反应可转化为烯烃或炔烃 1-溴丙烷 消去 丙烯 加成 HBr 2-溴丙烷 1-溴丙烷 丙烯 1，2-二溴丙烷 NaOH醇溶液 加热 溴水 卤代烃在有机合成中的应用 【典型例题1】卤代烃(CH3)2C=CHCl能发生的反应有（ ） ①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④氧化反应 ⑤加聚反应 ⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀 A．以上反应均可发生 B．只有③⑥不能发生 C．只有①③不能发生 D．只有②⑥不能发生 【答案】B 26 【典型例题2】为检验某卤代烃(R—X)中的X元素，有下列实验操作： ①加热　②加入AgNO3溶液　③取少量卤代烃　④加入稀硝酸酸化　 ⑤加入NaOH溶液　⑥冷却，正确操作的先后顺序是( ) A.③①⑤⑥②④ B.③①②⑥④⑤ C.③⑤①⑥④② D.③⑤①⑥②④ 【答案】C 27 【典型例题3】丙烯可发生如下转化，下列说法不正确的是（）   A．丙烯分子中最多7个原子共平面 B．X的结构简式为CH3CH2BrCH2Br C．Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔 D．聚合物Z的链节为   【答案】B 28 1.在卤代烃R—CH2—CH2—X中化学键如图所示(①为C—X，②③为C—H，④为C—R)。则下列说法正确的是 A.发生水解反应时，被破坏的键是①和③ B.发生水解反应时，被破坏的键是① C.发生消去反应时，被破坏的键是②和③ D.发生消去反应时，被破坏的键是①和② √ 发生水解反应生成醇，只断裂C—X，即断裂①； 发生消去反应，断裂C—X和邻位C上的C—H，则断裂①③。 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$