3.1 卤代烃 课件-2024-2025学年高中化学人教版（2019）选择性必修3

解说人：齐文 教研组：高中化学组 第三章 烃的衍生物 第1节 卤代烃 情境导入 卤代烃的概念 新课探究 2.官能团：碳卤键，单卤代烃可简单表示为R-X(X = F、Cl、Br、I) 1.概念：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，称卤代烃 4.通式： 饱和一卤代烃通式为CnH2n+1X(n≥1) 3.元素组成：只含C、X、H(不一定)，不含其它原子。 卤代烃的分类 新课探究 分类： 一卤代烃 不饱和卤代烃 (1) 按卤原子种类分 (2)按卤素原子数目分 (3)按烃基是否饱和分 溴代烃 氯代烃 氟代烃 碘代烃 饱和卤代烃 如:CH3Cl(一氯甲烷) 如:CH3CH2Br(溴乙烷) 如:CH3F(一氟甲烷) 如:CH3I(一碘甲烷) 多卤代烃 如: 如:CHCl3(三氯甲烷) 如:CH3CH2Br(溴乙烷) 芳香卤代烃 Cl (氯苯) 二卤代烃 卤代烃的命名 新课探究 选主链：选择含有卤素原子最长的碳链为主链，按主链所含碳原子数目称为“某烷” 编碳号：把支链和卤素原子看作取代基，主链碳原子的编号从靠近卤素原子的一端开始 写名称：命名时把烷基、卤素原子的位置、名称依次写在烷烃名称之前 一般用系统命名法，与烃类命名相似，以烃为母体，卤原子为取代基 注：有碳碳双（或三）键的，从距离碳碳双（或三）键近的一端编号 CH3CH2CHCH3 Cl 2-氯丁烷 新课探究 卤代烃的命名 CH3CHCHCH3 Cl CH3 Br-CH2CH2-Br 3-氯-1-丁烯 1，2-二溴乙烷 2-氯-3-甲基丁烷 3-甲基-4-氯-1-丁烯 2-氯甲苯 2，4-二氯甲苯 CH2=CHCHCH3 Cl 2-甲基- 1,2-二氯丁烷 新课探究 卤代烃的物理性质 阅读课本根据表中数据归纳卤代烃的物理性质 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 气态 降低 升高 沸点规律：①、比相应的烷烃沸点高（M大 → 范德华力大 → 沸点高） ②、比分子量相近的烷烃沸点高（极性大 → 范德华力大 → 沸点高） 密度规律：①、烃基占比越大，密度越小 ②、一氯代烷密度比水小、Br/I代烷密度比水大 演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。 新课探究 卤代烃的物理性质 状态： 常温下，个别为气体（如一氯甲烷、一氯乙烷、一氯乙烯），大多为液体或固体。 溶解性： 不溶于水，可溶于有机溶剂，某些本身就是很好的溶剂。 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； 烃基相同时，卤素原子序数越大，沸点越大。 沸点： 最终研究过程 一氟代烃和一氯代烃的密度比水小，其余卤代烃密度都比水大。 卤素原子相同时，密度随碳原子数的增加而减小。 密度： 卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃 新课探究 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 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 新课探究 分子式 C2H5Br 电子式 结构式 结构简式 CH3CH2Br 球棍模型 官能团 碳溴键： 写出溴乙烷的分子式、结构式、结构简式，分析溴乙烷的结构特点。 空间充填模型 存在两种等效氢 个数比：2:3 溴乙烷的结构 新课探究 溴乙烷的结构特点 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 C—Br的键长长而键能较小，C—Br容易断裂。 δ＋ δ－ 并不会主动电离溴离子 溴乙烷中直接加入AgNO3 不会产生沉淀 新课探究 溴乙烷的化学性质 在卤代烃分子中，卤素原子的电负性比碳原子的大使C-X的电子向卤素原子偏移，进而使碳原子带部分正电荷(δ+)，卤素原子带部分负电荷(δ-)，这样就形成一个极性较强的共价键:Cδ+-Xδ-。 δ+ δ— 电负性：C：2.5 Br：2.8 H：2.1 因此，卤代烃在化学反应中，C-X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子Br-而离去。 新课探究 溴乙烷的化学性质 (1) 取代反应（水解） ①、思考：如果溴乙烷能够与水反应，预测可能生成的产物 δ＋ δ－ + H2O —OH + HBr 如果该反应能发生，向产物中加入AgNO3 应该能看到黄色沉淀 【实验事实】不生成黄色沉淀 卤代烃 不会直接与水反应 （因为该反应正向进行的趋势不强） Δ 新课探究 溴乙烷的化学性质 (1) 取代反应（水解） + H2O —OH + HBr + NaOH 促进反应正向移动 NaBr +H2O CH3CH2Br ＋ NaOH CH3CH2OH ＋ NaBr 水 卤代烃的取代反应 也叫做“卤代烃的水解” 新课探究 溴乙烷的化学性质 (1) 取代反应（水解） 实验装置 实验现象 实验结论 ④中有浅黄色AgBr沉淀生成 ①中溶液分层 ②中有机层厚度减小 溴乙烷与NaOH溶液共热生成了Br－ 【思考】为什么会分层？溴乙烷在哪一层？ 溴乙烷不溶于水，密度大于水，溴乙烷在下层。 新课探究 卤代烃的化学性质 (1) 取代反应（水解） 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 取代反应的应用：用于制取醇 反应条件： 。 NaOH 的水溶液， 加热 断键和成键情况： 。 断开C-Br，形成C-OH 生成的有机物类别：由卤代烃变成 。 醇 新课探究 溴乙烷的化学性质 ①NaOH作用： ② 加 热 目 的： ③稀硝酸作用： ④硝酸银作用： 中和HBr，使有机反应正向进行，提高乙醇的产率。 加快反应速率 检验卤素原子。AgCl：白色 AgBr：淡黄色 AgI：黄色 中和未反应完的NaOH，防止其与AgNO3反应生成黑褐 色沉淀Ag2O，干扰实验 【思考与讨论】 ⑤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。 ⑥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。 新课探究 卤代烃的化学性质 【例1】、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。 (1) 取代反应（水解） 新课探究 溴乙烷的化学性质 δ+ δ— 由于官能团（—Br）的作用，乙基可能被活化 新课探究 溴乙烷的化学性质 (2) 消去反应 新课探究 溴乙烷的化学性质 (2) 消去反应 溴乙烷与NaOH的乙醇混合液 现象: 有气体产生，且高锰酸钾酸性溶液褪色 结论： 生成的气体分子中含有不饱和碳碳键 原理： 新课探究 溴乙烷的化学性质 思考1：酸性高锰酸钾溶液作用是什么，为什么要将气体先通入水中？ 思考2：除了酸性高锰酸钾溶液，还可以用什么方法检验乙烯？此时还有必要将气体先通入水中吗？ 检验乙烯 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，干扰乙烯的检验； 用溴的四氯化碳溶液来检验乙烯，此时气体不用先通入水中，原因是乙醇与溴不反应，不会干扰乙烯的检验。 新课探究 卤代烃的化学性质 ①原理： ②条件： ③断键规律： 断C—X键以及和卤素原子相连的碳相邻的碳上的氢 卤代烃消去反应总结 ④实质： 外部条件：强碱(如NaOH或KOH)的醇溶液、加热 内部结构：卤原子所连碳原子的相邻碳上必须有氢原子 相邻的两个C上脱去HX形成不饱和键！ 消去反应：有机物在一定条件下，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。 新课探究 卤代烃的化学性质 【例2】写出下列物质分别与NaOH的乙醇溶液加热发生反应的化学方程式。 (2) 消去反应 新课探究 溴乙烷的化学性质 (2) 消去反应 Br CH3CH−CH2CH3 KOH、乙醇 △ CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 19% 81% ★札依采夫规则： 卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的 相邻碳原子上。 提示：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。 课堂练习 CH3 C CH2Br CH3 CH3 CH3Br CH3 C CH2 CH2 CH3 Br CH2CH3 1、下列卤代烃哪些能发生消去反应?生成几种烯烃？ √ × × 以上卤代烃哪些能发生水解反应? 全部可以 × 1种 3种 √ 课堂练习 2.下列卤代烃①CH3Cl、② 、③ 、④ 、 ⑤ 、⑥ 中，可以发生水解 反应的是 (填序号，下同)；可以发生消去反应且只生成一种烯烃的是 ；可以发生消去反应且生成的烯烃不止一种的是 ； 可以发生消去反应生成炔烃的是 。 ①②③④⑤⑥ ⑥ ③ ④ 新课探究 消去反应的规律 如：CH3Cl ①、没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应 ②、邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应 ③、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 札依采夫规则：“氢少消氢” 消去反应的发生条件及规律： 新课探究 消去反应的规律 ④、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： 新课探究 溴乙烷的化学性质 【实验探究---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？ 【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 新课探究 卤代烃的化学性质 【实验探究---1-溴丁烷的化学性质】 反应原理： 思考1：如图3-3所示，通入酸性高锰酸钾溶液是检验什么？ 检验有丁烯烃生成 新课探究 卤代烃的化学性质 2.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。 1.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； 思考2：除了酸性高锰酸钾溶液，还可以用什么方法检验丁烯？此时还有必要将气体先通入水中吗？ 新课探究 卤代烃的化学性质 卤代烃的取代反应和消去反应的比较 反应类型 取代(水解)反应 消去反应 反应条件 NaOH水溶液、加热 NaOH醇溶液(非水环境)、加热 结构条件 含C—X键即可 邻C有H(卤苯一般不消去) 卤代烃的 断键规律 分子间 分子内 应用 引入-OH，生成含—OH的有机物 引入不饱和键 (双键或三键) 口诀:“有醇则无醇，无醇则有醇” 新课探究 卤原子检验 R－X ❶NaOH水溶液 △ ❷过量稀HNO3 ❸AgNO3溶液 取上层清液于另一试管 淡黄色沉淀(AgBr) 黄色沉淀(AgI) 白色沉淀(AgCl) 思考：如何检验卤代烃中的卤素原子？ 取少量样品于试管中 (1)取代反应—水解反应 (2)消去反应——消除反应。 R－X ❶NaOH醇溶液 △ ❷过量稀HNO3 ❸AgNO3溶液 取少量样品于试管中 取上层清液于另一试管 淡黄色沉淀(AgBr) 黄色沉淀(AgI) 白色沉淀(AgCl) 新课探究 制备卤代烃的方法 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（后面学习） 新课探究 卤代烯烃的性质 PTFE 聚四氟乙烯：具有优异的耐腐蚀性、低摩擦系数和高热稳定性，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。 类似烯烃，能加成、加聚反应 演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。 最终研究过程 新课探究 卤代烃的用途和危害 灭火剂 作溶剂 农药 塑料王 制冷剂 (1)用途：可作制冷剂、灭火剂、有机溶剂、清洗剂等。 (2)危害：造成臭氧空洞。 新课探究 卤代烃的应用 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（原理参阅57页内容） 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 演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。 新课探究 氟利昂(freon)，有CCl3F、CCl2F2等，对臭氧层的破坏作用。 氟氯代烃随大气流上升，在平流层中受紫外线照射，发生分解，产生氯原子，氯原子可引发损耗臭氧的反应，起催化剂的作用，数量虽少，危害却大。 CF2Cl2 CF2Cl · + Cl · 紫外线 Cl · + O3 ClO · + O2 ClO · + O3 2O2 + Cl · 氟氯代烃对臭氧层的破坏 知识拓展 课堂练习 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 B 课堂练习 有机合成 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)。 课堂练习 有机合成 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 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_________。 Cl 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_____________________________________________ Br Br ＋2NaBr＋2H2O 醇 ＋2NaOH (1，3-环己二烯) 新课探究 拓展提升 1.如果一个碳原子上只有一个卤素原子，那么水解一般得到醇或酚。 2.但如果一个碳上有两个卤素原子，卤代烃水解会先得到偕二醇（即一个碳原子上有两个羟基的结构)。在大多数情况下，偕二醇是不稳定的，会分解得到醛或者酮。 新课探究 拓展提升 3.一个碳上有三个卤素原子也一样，会先生成醇，然后分解得到羧酸。不过一个碳上有三个卤原子的卤代经反应活性比较低，水解需要很强烈的条件 新课探究 拓展提升 【例3】、甲苯在光照条件下与氯气取代，得到的有机产物在NaOH的水溶液中加热，可以得到哪些产物？ Cl2/光照 CH2Cl CHCl2 CCl3 NaOH/H2O Δ CH2-OH CH-OH OH C-OH OH OH C-H O C-OH O 醇 醛 羧酸 卤代烃是 有机合成的重要桥梁 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.30.100 $$