3.1.1氯代烃 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修3

第三章 烃的衍生物 第一节 卤代烃 课时1 卤代烃 选择性必修3 2.通过学习卤代烃的结构特点、物理性质、化学性质，并基于绿色化学的思想，摒弃卤代烃的使用或寻找卤代烃替代品。 学习目标 本节重点 本节难点 1.了解卤代烃的分类和物理性质，以溴乙烷为代表物，理解卤代烃的主要性质及应用； 2 新课导入 烃的衍生物 CH3CH2Br 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。从结构角度看都可以看作是由烃衍生而来的，所以被称为烃的衍生物。 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 CH3Cl CCl4 CH2=CHCl CH3CHBr2 教师点拨 一、卤代烃 名称碳卤键，结构简式R-X表示（X为F、Cl、Br、I） 官能团 通式 一定含C、X（H不一定），其通式一般表示为 分类 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物 C X CnH2n+1X 卤代烃 按卤素种类 溴代烃 氯代烃 氟代烃 碘代烃 按卤素原子 单卤代烃 多卤代烃 饱和卤代烃 不饱和卤代烃 芳香卤代烃 按烃基结构 教师点拨 选主链 选择含官能团的最长碳链，按主链上的碳原子数目定“某烷、烯、炔 编位号 将卤素原子看做取代基，烯/炔从距离碳碳双键近的一端开始编号，其次保证烷基、卤原子位次和最小 写名称 从简入繁，一般先写烃基，然后写卤原子后写母体 简到繁顺序是： 按相对分子质量由小到大 系统命名 以烃(烷/烯/炔/苯)为母体，卤原子为取代基，类似烃的命名 教师点拨 CH3CH2CH2CH2—Cl 1- 氯丁烷 (氯丁烷) 2-氯丁烷 2-甲基-2-溴丙烷 3-甲基-1,3-二溴戊烷 CH2 CH2 C CH3 Br CH2 CH3 Br Cl CH3CH2CHCH3 CH3—C—CH3 Br CH3 CH2—C—C≡CH Cl CH3 Cl 3-甲基- 3,4-二氯-1-丁炔 CH2＝CHCH2CH2Br 4-溴-1-丁烯 教师点拨 二、卤代烃的制备 烷烃取代法 (副反应太多且难分离) CH3Cl＋HCl CH4＋Cl2 光照 烯(炔)烃加成卤素 CH2BrCH2Br CH2=CH2＋Br2 (产物纯净，易分离) 烯(炔)烃加成卤化氢 芳香烃取代法 CH三CH＋HCl 催化剂 CH2=CH2Cl ＋Br2 FeBr3 Br ＋HBr 教师点拨 三、卤代烃的性质 物理性质 密度 状态 熔沸点大于同碳个数的烃，同系物随C增多，沸点依次升高 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 溶解性 沸点 除脂肪烃的一氟代物(R-F)和一氯代物(R-Cl)外，其余卤代烃密度都比水大；且密度高于相应的烃，一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小 卤代烃难溶于水，易溶于有机溶剂；某些本身就是有机溶剂 教师点拨 化学性质 代表物—溴乙烷 分子式： C2H5Br 结构简式： C2H5Br CH3CH2Br 结构式： C C Br H H H H H 分子结构 电子式： 颜色 状态 密度 沸点 溶解性 溴乙烷 C2H5Br 无色 液体 比水大 38.4℃ 不溶入水，易溶于有机溶剂 乙烷 C2H6 无色 气体 比水小 - 88.6 ℃ 不溶入水 H H H C C Br H H 教师点拨 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：对比不同共价键的键能，分析溴乙烷在反应中更容易断什么键？ 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 δ+ δ－ δ++ 教师点拨 【思考】 溴乙烷在水中能否电离出Br-？ 如何验证？ 滴加硝酸酸化AgNO3溶液 现象： 结论： C2H5Br是非电解质，不能电离出Br- 无浅黄色沉淀 溴乙烷 现象：①中溶液分层；②中有机层厚度减小直至消失；④中有淡黄色沉淀生成 结论：溴乙烷在氢氧化钠溶液中发生反应，C-Br键断裂，生成了Br- 【实验】 教师点拨 溴乙烷的取代反应（碱性条件下的水解反应） 由实验可知：溴乙烷与氢氧化钠溶液共热时断裂的是C—Br，水中的羟基与碳原子形成C—O，断下的Br与水中的H结合成HBr CH3CH2CH2—Br＋NaOH CH3CH2CH2OH＋NaBr 水 C3H7—Br + H--OH C3H7—OH + HBr △ NaOH + HBr = NaBr + H2O 推广：所有卤代烃在碱性水溶液中都会发生水解反应 教师点拨 (2) 实验中加入过量稀硝酸的目的是什么？ ① 中和过量的NaOH溶液 ② 检验生成的沉淀是否溶于稀HNO3 (3) 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 (4) 可以利用卤代烃的水解反应，检验有机物中的卤素原子： R－X NaOH水溶液 △ 过量稀HNO3 取上层清液 AgNO3溶液 黄色沉淀（AgI） 白色沉淀（AgCl） 淡黄色沉淀（AgBr） 教师点拨 溴乙烷在NaOH的水溶液中发生取代反应，那么在NaOH的乙醇溶液中能否发生反应？ 实验现象 生成能使酸性KMnO4溶液褪色的气体 NaOH的醇溶液、加热（消耗HBr，使平衡正向移动） 反应条件 教师点拨 消去反应 有机化合物(醇/卤代烃)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。 反应原理： CH2CH2＋NaOH 乙醇 Br H CH2 CH2↑＋ NaBr ＋H2O HBr 相邻的两个C上脱一个小分子，相邻的两个C各断一个化学键 卤代烃消去条件：邻碳有氢(消去β-H) 注意反应条件与取代反应的区别 教师点拨 (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引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如： (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；例如： CH3—CH＝CH—CH3 CH2 ＝ CH—CH2—CH3 (2) 邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应 CH3—C—CH2Cl CH3 CH3 CH3—CH2—CH—CH3 X CH3CH2—CHBr＋2NaOH CH3C三CH＋2NaBr +2H2O 乙醇 无醇(水溶液)则有醇(生成醇) 有醇(醇溶液)则无醇(产物中没有醇) (5) 直接连接在苯环上的卤原子不能消去 教师点拨 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？ NaOH CH3CH2CH2CH2OH △ CH2 CHCH2CH3 Br H 1 2 3 4 乙醇 △ CH2 CHCH2CH3 + NaBr + NaBr + H2O 沸点：-6 ℃ 水 (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 有水水解，有醇消去 教师点拨 向圆底烧瓶中加入2.0gNaOH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中，再用酸性高锰酸钾溶液进行检验。 CH3CH2CH2CH2Br 乙醇 △ +NaOH CH3CH2CH=CH2 ↑+ NaBr + H2O 实验现象 反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液褪色 实验分析 生成的气体分子中含有碳碳不饱和键 教师点拨 【讨论】 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。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。乙醇与溴不反应，不会干扰乙烯的检验。 CH2 CH Br H CHCH3 H 1 2 3 4 CH2=CHCH2CH3 1-丁烯 2-丁烯 CH3CH=CHCH3 (2）预测2﹣溴丁烷发生消去反应的可能产物。 (1) 如图所示，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，还可用什么方法检验生成物？还有必要将气体先通入水中吗？ 教师点拨 硫粉 取代反应 消去反应 反应物 CH3CH2Br CH3CH2Br 反应条件 生成物 化学键变化 应用 结论 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 引入羟基 引入不饱和键 教师点拨 不饱和卤代烃的加成和加聚反应 含有不饱和键的卤代烃也可以发生加成反应和加聚反应 聚四氟乙烯 n CF2=CF2 [ CF2-CF2 ] n n CH2=CHCl [CH2—CH ] n Cl 聚氯乙烯 $