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

第三章 烃的衍生物 第1节 卤代烃 导入 烃的衍生物 烃的衍生物：烃分子中的氢原子被其它原子或原子团取代而生成的化合物。 常见有：卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等。 1.概念： 一、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可表示为R－X（X：F、Cl、Br、I） 2.官能团： 3.分类： 碳卤键 单卤代烃 多卤代烃 卤代烃 按卤素种类 按卤素原子多少 氟代烃、 氯代烃、 溴代烃、 碘代烃 (R—F) (R—Cl) (R—Br) (R—I) CH3X CH2XCH2X 按烃基结构 饱和卤代烃 不饱和卤代烃 芳香卤代烃 饱和一元卤代烃通式：CnH2n+1X (1)选主链: (2)定编号: (3)写名称： 选择含官能团(卤素原子、不饱和键)的最长碳链，按主链上的碳原子数目定“某烷、烯、炔”） 将卤素原子看作取代基，编号时从距取代基近的一端编号，有碳碳双键（三键）时从距离碳碳双键近的一端开始编号，依次遵循最简，最小原则。 一般先写烷基，再写卤原子，最后写母体。 4.卤代烃的命名 邻氯甲苯 ( 2-氯甲苯 ) 2-甲基- 1,2-二氯丁烷 2，4-二氯甲苯 2-氯丁烷 1,2-二溴乙烷 3-甲基-3-溴-1-丁烯 练一练 5.卤代烃的物理性质 （1）状态：除CH3Cl（一氯甲烷）、CH3CH2Cl（一氯乙烷）、CH2=CHCl（一氯乙烯）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要高，一般随着烃基中碳原子数目的增加而升高；同碳原子数的卤代烃，支链越多，沸点越低；烃基相同时，卤素原子序数越大，沸点越大。 （3）溶解性：难溶于水，易溶于多数有机溶剂；某些卤代烃本身是很好的溶剂。 （4）密度：比同碳原子数的烃密度要大，一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小。一氟代烃、一氯代烃的密度比水小，其余的密度比水大。 1.溴乙烷的物理性质 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 二、卤代烃的代表物—溴乙烷 思考：为什么溴乙烷的沸点比乙烷大呢？ 乙烷和溴乙烷都属于分子晶体，结构相似，由于溴原子取代了氢原子，导致溴乙烷的相对分子质量比乙烷大，范德华力增大，沸点升高。 官能团C—Br的引入影响了物理性质 C2H5Br 分子式: 电子式: 结构式: 结构简式: CH3CH2Br 官能团: 碳溴键 或C2H5Br 球棍模型 空间填充模型 2.溴乙烷的结构 核磁共振氢谱 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。 C—Br的键长长而键能较小，C—Br容易断裂。 3.溴乙烷的结构特点 4.溴乙烷的化学性质 1）取代反应（卤代烃的水解反应） 【实验3-1】取一支试管，滴入10~15滴溴乙烷，再加入1mL 5%NaOH溶液，振荡后加热，静置。待溶液分层后，用胶头滴管小心吸取少量上层水溶液，移入另一支盛有1mL稀硝酸的试管中，然后加入2滴AgNO3溶液，观察现象。 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。 反应原理 CH3CH2-Br + H-OH ⇌ CH3CH2-OH + HBr NaOH + HBr = NaBr + H2O CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr H2O △ 总反应： 注意：书写卤代烃的水解反应方程式时，一律书写总反应方程式 中和水解产物HBr，使平衡正向移动 1.NaOH的作用是什么？ 溴乙烷中的C-Br键、水中的O-H键 3.溴乙烷水解时的断键位置？ 【思考与讨论】 2.为什么要将反应后的上层溶液加入盛有稀硝酸的试管中? 中和过量的NaOH，防止其与AgNO3反应生成黑色沉淀Ag2O；检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。 5.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，移入另一盛稀硝酸的试管中，然后滴入几滴硝酸银溶液，如有淡黄色沉淀出现，则证明含有溴元素。 4.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。 写出1-氯丙烷、2 - 甲基 - 2 - 溴丙烷、 1,2 - 二溴乙烷分别与NaOH的水溶液加热发生反应的化学方程式。 练习——卤代烃的取代反应（水解反应） 取少量卤代烃于试管中 ①NaOH水溶液，共热 ②过量HNO3 ③AgNO3 溶液 有沉淀产生 白色沉淀 AgCl 浅黄色沉淀 AgBr 黄色沉淀 AgI 冷却后取上层清液 检验卤代烃中的卤原子的方法 如何设计实验证明溴乙烷含有溴元素？ 应用 【拓展提升】 1. 或酚。 16 2. 17 3. 18 19 CHCl2 CH3CHClCH2Cl 分析下列物质发生水解反应之后的产物。 CH3CCl3 CH3CH(OH)CH2OH CHO CH3COOH (1)所有的卤代烃都能发生水解反应 (2)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： CH－OH OH 脱水 C—H ＝O （2）消去反应 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。 ①消去反应（消除反应）：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。 ②卤代烃发生消去反应的条件： NaOH的乙醇溶液、加热 ③消去反应的特点 a.从反应机理：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； b.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。 断裂C-Br和邻位碳原子上的C-H，形成 C C 思考：所有卤代烃都能发生消去反应吗？ 下列卤代烃能否发生消去反应？ ④⑤能发生消去反应 课 堂 练 习 a.没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应，例如CH3Br。 c.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。例如, b.邻位碳原子上无氢原子的卤代烃 不能发生消去反应。例如 ④卤代烃的消去反应规律 札依采夫规则：消去反应的主要产物是双键碳上连接烃基较多的烯烃。 氢少去氢 主要产物 d.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。例如： e. 苯环上的 不能发生消去反应。 【例1】下列化合物在一定条件下，既能发生消去反应，又能发生水解反应的是： CH3Cl CH3CHBrCH3 (CH3)3CCH2Cl (CH3)3CCl CHCl2CHBr2 Cl CH2Br CH2Br 大鹿化学工作室制作，侵权必究 （1）2-氯丙烷与氢氧化钠醇溶液反应的化学方程式 （2）2-氯戊烷与氢氧化钠醇溶液反应的化学方程式 CH3CHClCH3+NaOH→CH3CH=CH2↑+NaCl+H2O 醇 △ CH3CH2CH2CHClCH3+NaOH→CH3CH2CH2CH=CH2+NaCl+H2O 醇 △ CH3CH2CH2CHClCH3+NaOH→CH3CH2CH=CHCH3+NaCl+H2O 醇 △ 主要产物 含量较少 课 堂 练 习 （3） 取代反应（水解反应） 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 无醇则有醇，有醇则无醇 【探究——1-溴丁烷的化学性质】 【问题】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？ 生成醇 生成烯烃 【讨论与实验】 (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？ 波谱分析：红外光谱法 核磁共振氢谱 课本P56 (2)如图3-3所示，向圆底烧瓶中加入2.0 gNaOH和15mL无水乙醇，搅拌。再向其中加入5mL 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，再用酸性高猛酸钾溶液进行检验。 CH3CH2CH2CH2Br +NaOH △ 醇 CH3CH2CH＝CH2↑+NaBr+H2O 1-溴丁烷、NaOH的乙醇溶液 水 酸性 KMnO4溶液 现象：反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液褪色；说明生成的气体分子中含有碳碳不饱和键 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。 【比较与分析】 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 乙醇溶液、加热 CH3CH2CH2CH2OH、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。 水溶液、加热 CH3CH2CH2CH2Br 、NaOH 口诀:“有醇则无醇，无醇则有醇” 消去反应 水解反应 ②除酸性高锰酸钾溶液外还可以用_________________ 来检验丁烯，此时气体还用先通入水中吗？___，理由：___________________ 【讨论】（1）为什么要在气体通入酸性高锰酸钾溶液前先通入盛水的试管？除了酸性高锰酸钾溶液，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？ ①实验中盛有水的试管的作用是__________________________，原因____________________________________________________________ 为了除去挥发出来的乙醇 乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰丁烯的检验 不用 乙醇与溴不反应，不会干扰丁 烯的检验 溴的四氯化碳溶液（溴水） （2）预测2-溴丁烷发生消去反应的可能产物 2-丁烯 Br CH2 CH H CHCH3 H 1 2 3 4 CH2 CH Br H CHCH3 H 1 2 3 4 CH2=CHCH2CH3 1-丁烯 CH3CH=CHCH3 三、不饱和卤代烃的加成和加聚反应 含有不饱和键(如 )的卤代烃也可以发生加成反应和加聚反应。 氯乙烯 聚氯乙烯 四氟乙烯 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。 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 四、卤代烃的用途 【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： 练习：写出以溴乙烷为原料合成乙二醇的路线图(指出条件与试剂)。 38 练习：根据下图所示的反应路线及所给信息填空。 环己烷 碳氯键 大鹿化学工作室制作，侵权必究 Cl A Cl2、光照 ① ② NaOH溶液 乙醇 ③ Br2、CCl4 B ④ (1)A的名称是_______， 中官能团名称是_________。 大鹿化学工作室制作，侵权必究 Cl 大鹿化学工作室制作，侵权必究 大鹿化学工作室制作，侵权必究 Br Br (2)②的反应类型是__________。 消去反应 (3)反应④的化学方程式是_____________________________________________ 大鹿化学工作室制作，侵权必究 Br Br ＋2NaBr＋2H2O 醇 ＋2NaOH (1，3-环己二烯) Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 CH3—CH2—CHCl2+2NaOHCH3—C≡CH+2NaCl+2H2O。 $$