3.1-卤代烃 课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第一节：卤代烃 第三章：烃的衍生物 【学习目标】 1、能从溴乙烷的官能团和化学键特点预测可能的断键部位和化学性质，结合实验了解溴乙烷与NaOH水溶液的反应，能写出相应的化学方程式。 2、通过1-溴丁烷取代反应和消去反应的深究实验进行对比和归纳，形成“化学反应可以调控”的观念，通过类比迁移形成对卤代烃反应基本规律的认识。 【重点难点】 卤代烃的化学性质： 1、取代反应（结构要求、发生条件、反应式）； 2、消去反应（结构要求、发生条件、反应式）； CH3CH2Br →从结构角度都可以看作是由烃衍生而来的，所以被称为烃的衍生物。 定义：烃分子中的氢原子被不同官能团取代后，就能生成一系列新的不同类别的有机化合物，如卤代烃、醇、酚、醛、羧酸和酯等。 →烃的衍生物具有与烃不同的性质，这些性质主要由其分子中的官能团决定。 烃的衍生物 1.定义： 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的产物。 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CH3—CH2Br CH2—CH2 Br Br CH2=CHCl Br —CH2—CHCl— n 2.官能团: (X= F、Cl、Br、I) 碳卤键（如：碳氯键、碳溴键等） X C 卤代烃只能含有C、H、X（H不一定)，不含其它原子。 第一节：卤代烃 一、卤代烃 卤代烃不是烃 是烃的衍生物。 4 3、卤代烃的分类： ①按卤素原子 ②按卤素原子数目 ③按烃基分： :单卤代烃、多卤代烃 饱和卤代烃、不饱和卤代烃 :氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃 脂肪卤代烃、芳香卤代烃 CF2=CF2 CH3Cl CH2—CH2 Br Br CH3l CH3—CH2Br CH2=CHCl Br 饱和一元卤代烃的通式: CnH2n+1X （n≥1） CH2=CHCl CH2Cl2 CF2=CF2 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、苯”）。 将卤素原子看做取代基，编号时从距简单取代基近的一端编号， 有碳碳双键时，从距离碳碳双键近的一端开始编号。 从简入繁，一般先写烃基，再写卤原子，最后写母体。 3-甲基- 1,1-二溴戊烷 CH3 Cl 2-氯甲苯 CH3—C—CH2—CH—CH3 Cl CH2F Cl 2-甲基- 1-氟-2,4-二氯戊烷 CH2—C—C≡CH Cl CH3 Cl 3-甲基- 3,4-二氯-1-丁炔 4.卤代烃的命名： 名称 结构简式 液态时密度 （g·cm-3) 沸点/℃ 氯甲烷 0.916 -24 氯乙烷 0.898 12 1-氯丙烷 0.890 46 1-氯丁烷 0.886 78 1-氯戊烷 0.882 108 CH3Cl CH3CH2Cl CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2CH2Cl 表3-1 几种氯代烃的密度和沸点 5.卤代烃的物理性质： 溶解性 5.卤代烃的物理性质 常温下除一氯甲烷、氯乙烯、氯乙烷是气体外， 大多数为液体或固体。 除脂肪烃的一氟代物和一氯代物外，其余卤代烃密度都比水大。 一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小。 不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身就是有机溶剂。 熔沸点大于同碳个数的烃，随碳原子数增多，沸点依次升高。 （碳原子数相同时，支链越多沸点越低）。 状态 沸点 密度 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 三 （ 2019 人 教 版 ） 氯乙烷的应用 复方氯乙烷气雾剂 液态的氯乙烷汽化时大量吸热，具有冷冻麻醉作用，可在身体局部产生快速镇痛效果。因此常用氯乙烷与其他药物制成“复方氯乙烷喷雾剂”，用于运动中的急性损伤，如肌肉拉伤，关节扭伤等的阵痛。 资料卡片： P53 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、溴乙烷 溴乙烷 分子式 电子式 球棍模型 填充模型 结构式 C2H5Br CH3CH2Br 或 C2H5Br 结构 简式 1、分子结构： 官能团 C Br 碳溴键 颜色 状态 密度 沸点 溶解性 溴乙烷C2H5Br 无色 液体 比水大 38.4℃ 不溶于水， 可溶于有机溶剂 乙烷C2H6 无色 气体 比水小 - 88.6 ℃ 不溶于水 2、溴乙烷的物理性质： 【思考】为什么溴乙烷的密度、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，影响物理性质 3.溴乙烷的化学性质： 化学键 C—H C—C C—Br 键长/pm 110 154 194 键能/kJ•mol-1 414.2 347.3 284.5 【思考】对比下列共价键的键能，分析溴乙烷在反应中更易断什么键？Why？ C-Br的键长长，键能小，不稳定，容易断裂。 由于卤素原子的电负性比C的大，使C-X的电子向卤素原子偏移，进而使C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-。C—X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子而离去。 H H | | H—C—C—Br | | H H C :Br 提出问题1： 对CH3CH2Br化学性质的探索 它是否为电解质？请设计实验证明。 溴乙烷 在水中能否电离出Br-？ C2H5Br AgNO3(aq)+ HNO3 现象： 结论： C2H5Br是非电解质，在水中不能电离出Br- 无浅黄色沉淀 资料卡片:C2H5Br与水的反应要在碱性环境下才容易进行 (1)取代反应（水解反应）： C2H5—Br + H--OH C2H5—OH + HBr △ 反应条件： NaOH水溶液、加热 反应原理： 羟基取代溴原子 NaOH + HBr = NaBr + H2O CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr H2O △ 总反应： 实质： 现象？ 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。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 三 （ 2019 人 教 版 ） 实验装置   实验现象 ①中溶液_____ ,②中有机层厚度减小,③中有__________生成 实验解释 溴乙烷与NaOH溶液共热产生了______ 分层 淡黄色沉淀 Br－ 【实验3-1】 C2H5Br+NaOH C2H5OH+NaBr, NaBr+AgNO3===AgBr↓+NaNO3 1.NaOH的作用是什么？ 2.采取什么措施可以加快水解反应的速率？ 3.溴乙烷在什么条件下发生水解反应？ 4.溴乙烷水解时在什么位置断键？ 5.加入过量稀硝酸的目的是什么？ 中和水解产物HBr，使平衡正向移动 NaOH水溶液，加热 C-Br键 ①中和过量的NaOH溶液 ②检验生成的沉淀是否溶于稀HNO3 加热 思考与交流： 6.若不加稀硝酸，直接滴加AgNO3(aq)，将会看到什么现象？ 过量的NaOH与AgNO3反应，产生黑褐色的Ag2O↓ NaOH+AgNO3 = AgOH↓+NaNO3 2AgOH = Ag2O↓ +H2O 7.检验卤代烃中的卤原子一般流程： 卤代烃 ①NaOH水溶液 ②过量HNO3 ③AgNO3溶液 有沉淀产生 说明有 卤素原子 白色↓ 淡黄色↓ 黄色↓ 取少量卤代烃样品于试管中 AgCl AgBr AgI Cl元素 Br元素 I元素 (1)取代反应（水解反应）： C2H5—Br + H--OH C2H5—OH + HBr △ 反应条件： NaOH水溶液、加热 反应原理： 羟基取代溴原子 NaOH + HBr = NaBr + H2O CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr H2O △ 总反应： 推广：所有卤代烃在碱性水溶液中都会发生水解反应 实质： 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，生成乙烯。 像这样，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）。 （2）消去反应（消除反应） 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 三 （ 2019 人 教 版 ） 21 ③反应方程式：(以溴乙烷为例) ②反应原理： CH2＝CH2 ↑ ＋ NaBr＋H2O △ 乙醇 CH2－CH2 Br H ＋ NaOH ④实质：相邻的两个C上脱去HX形成不饱和键！必须有β—H ! （与卤素原子相连的碳的邻碳上要有氢原子，才可发生消去反应） （2）消去反应（消除反应） ①反应条件： NaOH的醇溶液、加热 思考：下列卤代烃能否发生消去反应？ ①CH3I −CH2Br ③ Br CH3CH − CHCH3 Br ⑤ −Br ⑥ CH3−C−CH2Br CH3 CH3 ② CH3CHBr2 ④ ④⑤能发生消去反应 【注意】苯环上的氢不能发生消去反应! ①没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应,例如CH3Br。 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： ③有两个邻位碳原子,且碳原子上均有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如： 发生消去反应的产物可能为 CH3—CH＝CH—CH3、 CH2 ＝ CH—CH2—CH3。 ②有邻位碳原子,但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。例如： 卤代烃的消去反应规律 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 (2)消去反应：如图向圆底烧瓶中加入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，再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。 CH3CH2CH2CH2Br +NaOH △ 醇 CH3CH2CH＝CH2↑+NaBr+H2O P56 CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH2CH2OH、NaBr CH3CH2CH＝CH2、NaBr、H2O NaOH水溶液,加热 NaOH醇溶液,加热 1-溴丁烷和NaOH在不同条件下发生不同类型的反应 口诀:“有醇则无醇，无醇则有醇” 消去反应 水解反应 还可以利用溴水、溴的CCl4溶液检验丁烯。 此时不需要先通入水中。 因受热而挥发的乙醇也能使高锰酸钾褪色，所以要先通过水除去乙醇，防止干扰实验。 乙醇与溴不反应，不会干扰乙烯的检验。 （为防止进入盛水的试管中的少量乙醇挥发，可在盛水的试管中加入少量冰块） （实验产生的气流 也可能带出溴导致褪色，可设计空白对照实验----将空气通入同浓度同体积的溴的四氯化碳，对比现象） 不用；乙醇与溴不反应，不会干扰乙烯的检验。 28 2-丁烯 CH3－CH2－CH－CH3 Br CH3－CH=CH－CH3 CH3－CH2－CH=CH2 (主产物) 1-丁烯 ★札依采夫规则 卤代烃发生消去反应时，主要消除含氢原子较少的相邻碳原子上的H。 既“氢少消氢” 消去反应规则：当有多个产物时，以消H少的C原子上的H为主。“雪上加霜” 29 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。 （3）卤代烯烃的加成反应和加聚反应： 科学•技术•社会——臭氧层的保护 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 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： 卤代烃破坏臭氧层原理 CCl3F CCl2F·＋Cl· 紫外线 科学•技术•社会 →实际上氯原子起了催化作用。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 三 （ 2019 人 教 版 ） OH C C H C C 消去反应 取代反应 结构 性质 决定 反映 NaOH 乙醇 水 △ △ X C C H 卤代烃 官能团 化学性质 C X 碳卤键 物理性质 常温少数是气体多数是液体或气体，不溶于水，除一氯代物外密度比水大 卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用 卤代烃虽然只有2个反应，但是在有机合成中的作用非常非常重要！！！ 34 2.一氟一氯丙烷是对臭氧层有严重破坏的一类氟氯代烃，其分子式为 ，该物质的同分异 构体有（不考虑立体异构）( ) C A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 题型1 卤代烃的结构与物理性质 36 4.（双选）[山东滨州2023高二期中] 下列化合物中，既能发生水解反应，又能发生消去反应，且 消去反应生成两种烯烃的是( ) BD A. B. C. D. 题型2 卤代烃的取代反应和消去反应 37 5.卤代烃在一定条件下可发生消去反应生成烯烃，如图为 溴丁烷在乙醇钠存在的条件下发生 消去反应的产物情况。下列说法不正确的是( ) D A.此条件下的消去反应，生成的 丁烯的量比 丁烯多 B.产物A和B互为顺反异构体 C.产物A、B与 发生加成反应得到结构相同的产物 D. 溴丙烷在相同条件下发生消去反应也会有不同结构的产物 生成 题型2 卤代烃的取代反应和消去反应 38 7.用有机化合物甲可制备环己二烯（&7& ）,其反应路线如图所示: 下列有关判断不正确的是( ) B A.甲的分子式为 B.乙与环己二烯互为同系物 C.反应①②③分别为取代反应、消去反应、加成反应 D.丙的同分异构体中含有六元环结构的有3种 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 39 4.（双选）有两种有机化合物 （ ）与 （ ），下列有关它们的说法中正确 的是( ) BD A.二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为 B.一定条件下，二者均可发生取代反应 C.二者在 醇溶液中均可发生消去反应 D. 的一氯代物、 的一溴代物都有2种 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 40 5.[湖南邵东2023高二月考] 以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图所示，下列说法正确的 是( ) D A.A的结构为&26& B.反应④的反应试剂和反应条件是浓硫酸、加热 C.①②③的反应类型分别为取代、水解、消去 D.环戊二烯与 按 加成可生成 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 41 6.溴乙烷在不同溶剂中与 发生不同类型的反应， 生成不同的产物。实验探究如下： 下列分析不正确的是( ) C A.对照实验 、 ， 促进了 键的断裂 B.实验 中产生淡黄色沉淀的反应是 C.实验 的现象说明溴乙烷发生了消去反应 D.实验 中乙醇、 中乙烯的生成可判断反应类型 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 42 7.[江苏盐城2023高二期末] 在无水乙醇中&32& 发生单分子消去反应的机理如图： 下列说法错误的是( ) B A. 分子中含有1个手性碳原子 B. 中C原子的杂化类型为 C. 能使 的 溶液褪色 D. 和 均能使酸性 溶液褪色 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 43 8. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 44 11.已知：可以发生反应： （ 为卤素原子）。 其中A、B分别是分子式为 的两种同分异构体。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 45 EV录屏5.1.4软件录制 Lavf58.33.100 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 $$