3.1卤代烃 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

卤代烃 第三章 烃的衍生物 第一节 复方氯乙烷喷雾剂主要用于运动中各种急性闭合性损伤，如肌肉拉、挫伤，关节扭挫伤以及骨折，脱臼整复。 复方氯乙烷气雾剂 是一种镇痛类的非处方药品，它的主要成分是 氯乙烷、三七、黄柏、麝香和延胡索。 生活中的卤代烃 任务1 认识卤代烃 1、卤代烃的定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。 单卤代烃可简单表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)。饱和单卤代烃的分子通式为CnH2n＋1X(n≥1)。 思考：第二章我们学习了烃的性质，回忆通过哪些反应可以将烃转化为卤代烃？ 2、官能团：碳卤键 CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl 光照 CH2=CH2 + HCl CH3CH2Cl 催化剂 ∆ 取代反应 加成反应 ＋ Br2 ＋ HBr Br FeBr3 取代反应 任务1 认识卤代烃 3、卤代烃的分类： (1)根据分子里所含的卤素原子不同，分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃 氟代烃 溴代烃 碘代烃 氯代烃 (2)根据分子里取代卤素原子的多少，分为单卤代烃和多卤代烃 单卤代烃 多卤代烃 任务1 认识卤代烃 3、卤代烃的分类： (3)根据烃基种类的不同，分为饱和卤代烃和不饱和卤代烃 (4)根据分子是否含苯环，分为脂肪卤代烃和芳香族卤代烃 饱和卤代烃 不饱和卤代烃 脂肪卤代烃 芳香族卤代烃 任务1 认识卤代烃 4、卤代烃的命名： (1)选择包含官能团的最长碳链为主链 (2)从距简单取代基近的一端为起点编号，有碳碳双键（或三键）从距离碳碳双键（或三键）近的一端为起点编号。 (3)以烃为母体，卤原子为取代基进行命名 —Br —CH3 2-甲基-2-溴丙烷 2-溴甲苯 3-甲基-3-氯-1-丁烯 2-甲基- 1-氟-2,4-二氯戊烷 任务2 卤代烃的物理性质 名称 结构简式 液态时密度/(g·cm－3) 沸点/℃ 一氯甲烷 CH3Cl 0.916 -24 一氯乙烷 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 思考：根据教材P54，表3-1 几种氯代烃的密度和沸点，总结卤代烃的物理性质。 任务2 卤代烃的物理性质 不溶于水，易溶于有机溶剂 ③状态： ④溶解性： 同系物的沸点随碳原子数的增加而升高 ②沸点： ①密度： 随碳原子数的增加而减小 只有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。 常温下，除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体外，大多为液体或固体 比具有相同碳原子数的烃沸点高 比具有相同碳原子数的烃的密度大 对点训练 1、下列关于卤代烃的叙述中正确的是 (　 　) A.卤代烃在常温下均为液态或固态 B.所有卤代烃的沸点比相应烃的沸点低 C.CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Cl的沸点前者低 D.CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Cl的密度前者小 C 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 1、溴乙烷的结构 分子式 电子式 结构式 结构简式 官能团 C2H5Br CH3CH2Br 或 C2H5Br ∣ —C—Br ∣ 碳溴键 溴乙烷的核磁共振氢谱 10 8 6 4 2 0 吸收强度 δ 溴乙烷中有2种不同的H，比例为2:3 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 2、溴乙烷的物理性质 颜色 状态 沸点 密度 溶解性 38.4℃ 无色 液态 比水大 难溶于水，可溶于多种有机溶剂 思考3：溴乙烷分子中存在哪些共价键？在化学反应中，哪些键容易断开？ H H | | H—C—C—Br | | H H 电负性 H C Br 2.20 2.55 2.96 化学键 C-H C-C C-Br 键长/pm 110 154 194 键能/kJ/mol 414.2 347.3 284.5 C-Br 碳溴（卤）键极性较强，易断裂，卤素原子被其他原子或原子团所取代，生成负离子而离去。 C-Br的键长长，键能小，不稳定，容易断裂。 δ+ δ- 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 3、溴乙烷的化学性质 【实验3-1】 取一支试管，滴入10~15滴溴乙烷，再加入1 mL5% 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1 mL稀硝酸的试管中，然后加入2滴AgNO3溶液，观察实验现象。 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 3、溴乙烷的化学性质 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 3、溴乙烷的化学性质 实验现象   实验解释 溴乙烷与NaOH溶液共热产生了______ Br－ 生成淡黄色沉淀 有机层厚度减小，直至消失 溶液分层 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 实验思考1：如何证明Br -是溴乙烷与氢氧化钠溶液共热后生成的，而不是溴乙烷本身电离的？ 验证方法： 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 滴加硝酸酸化 的AgNO3溶液 反应原理： C2H5—Br + H—OH C2H5—OH + HBr ∆ NaOH + HBr = NaBr + H2O CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr 水 △ 总反应： 取代反应 溴乙烷的水解反应 反应条件： NaOH水溶液、加热 羟基取代溴原子 实质： 推测：所有卤代烃在碱性水溶液中都会发生取代(水解) 反应。 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 实验思考2：请总结检验卤代烃中卤素原子的一般流程。 卤代烃 ①NaOH水溶液/∆ ②过量 稀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 实验思考3：为什么要加入过量稀HNO3? ①中和过量的NaOH溶液 ②检验生成的沉淀是否溶于稀HNO3 若不加稀硝酸，直接滴加AgNO3(aq)，过量的NaOH与AgNO3反应，产生黑褐色的Ag2O↓。 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 1、取代反应（水解反应） CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr 水 △ 2、消去反应（消除反应） 反应条件： NaOH水溶液、加热 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。 CH2＝CH2 ↑ ＋ NaBr＋H2O △ 乙醇 CH2－CH2 Br H ＋ NaOH + HBr 反应条件： NaOH的乙醇溶液、加热 实质： △ 醇 / －C－C－ X H C＝C 相邻的两个C上脱去HX形成不饱和键！ NaOH 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 定义 特点 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。 (1)从反应机理看：消去反应是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 (2)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 注意反应条件与取代反应的区别 消去反应 (3)从条件看：卤代烃发生消去反应的条件是强碱的乙醇溶液共热。 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 消去反应 思考：下列卤代烃能否发生消去反应？ ① CH3I −CH2Br ③ Br CH3CH − CHCH3 Br ⑤ −Br ⑥ CH3−C−CH2Br CH3 CH3 ② CH3CHBr2 ④ ④⑤⑦能发生消去反应 CH3CHBrCH2CH3 ⑦ CH≡CH - 2HBr CH3C≡CCH3 - 2HBr CH2=CH-CH=CH2 CH3CH=CHCH3 - HBr CH2=CH-CH2CH3 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 消去反应 扎依采夫规则 (氢少失氢) 81% CH3CH2CHCH3 KOH ，乙醇 Br CH3CH CHCH3 ＋ CH3CH2CH CH2 19% 实验证明：消去反应的主要产物是双键碳上连接烃基较多的烯烃。这个经验规律叫做札依采夫(Saytzeff)规则。 CH3CH2C CH3 Br CH3 KOH ，乙醇 CH3CH C CH3 CH3 ＋ CH3CH2C CH2 CH3 71% 29% 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 消去反应的规律 如CH3Cl 没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应 (1) 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 (3) (2) 邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应 (4) 卤代烃发生消去反应可生成炔烃 巧记：卤代烃取代反应和消去反应的条件和产物 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) 如ClCH2CH2CH2Cl 任务3 卤代烃的结构与性质——以溴乙烷为例 反应类型 取代反应(水解反应) 消去反应 反应条件 NaOH水溶液、加热 NaOH醇溶液、加热 键的变化 C—Br键断裂形成C—O键 C—Br键与C—H键断裂形成碳碳双键 生成物 CH3CH2OH、NaBr CH2=CH2、NaBr、H2O 取代反应和消去反应的对比 卤代烷在不同溶剂中发生反应的情况不同。如何通过实的方法验证取代反应和消去反应的产物? 任务4 卤代烃的结构与性质——以1-溴丁烷为例 思考1：请分别书写出1-溴丁烷发生取代反应和消去反应的化学方程式。 取代反应： 消去反应： CH3CH2CH2CH2-Br + NaOH CH3CH2CH2CH2-OH + NaBr 水 ∆ CH3CH2CH2CH2-Br + NaOH CH3CH2CH=CH2 + NaBr + H2O 乙醇 ∆ 思考2：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1-丁醇? 红外光谱法 任务4 卤代烃的结构与性质——以1-溴丁烷为例 思考3：如何检验1-溴丁烷发生消去反应生成的1-丁烯？ CH3CH2CH=CH2 酸性KMnO4溶液 溴的四氯化碳溶液 (或)溴水 酸性KMnO4溶液褪色 溴的四氯化碳 (或溴水)溶液褪色 【实验探究】如图所示，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5mL1﹣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。 任务4 卤代烃的结构与性质——以1-溴丁烷为例 任务4 卤代烃的结构与性质——以1-溴丁烷为例 思考4：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？若改用溴的四氯化碳溶液(或溴水)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。 ②因为乙醇与溴不反应，不会干扰丁烯的检验，所以不用将气体先通入水中。 任务4 卤代烃的结构与性质——以1-溴丁烷为例 思考5：预测2-溴丁烷发生消去反应的可能产物。 卤代烃消去条件：邻碳有氢(消去β—H) Br CH3CH2CHCH2 H Br CH3CHCHCH3 H CH3CH2CH CH2 1-丁烯 CH3CH CHCH3 2-丁烯 任务4 卤代烃的结构与性质——以1-溴丁烷为例 思考6：若要通过实验的方法验证卤代烃中卤素原子的种类，利用取代反应原理还是消去反应原理进行检验？ 反应类型 取代反应(水解反应) 消去反应 反应物 反应条件 NaOH水溶液、加热 NaOH乙醇溶液、加热 生成物 CH3CH2CH2CH2OH、NaBr CH3CH2CH=CH2、NaBr、H2O CH3CH2CH2CH2Br 、NaOH 利用卤代烃的取代反应原理检验卤素原子更好。因为所有卤代烃都能发生取代反应，生成卤素离子，但不是所有卤代烃都能发生消去反应。 任务4 卤代烃的结构与性质 3、不饱和卤代烃的加成和加聚反应 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。 四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯。例如：氯乙烯能加成聚合生成聚氯乙烯，聚氯乙烯和聚四氟乙烯都是用途广泛的高分子材料 聚氯乙烯 管道 nCF2=CF2 (四氟乙烯) [ ]n CF2—CF2 含氟聚合物制成 的充气薄膜建材 (聚四氟乙烯) 任务5 卤代烃的用途与危害 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 1、用途 任务5 卤代烃的用途与危害 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： 课堂训练 1．溴乙烷是一种重要的化工原料，下列有关溴乙烷的叙述中，正确的是 A．溴乙烷难溶于水，能溶于多种有机溶剂 B．溴乙烷与NaOH的水溶液共热可生成乙烯 C．C与Br之间的共用电子对偏向C原子 D．实验室通常用乙烯与溴水反应来制取溴乙烷 A 2．为了检验2-溴丁烷中含有溴元素，有以下操作，顺序合理的是 ①加 AgNO3溶液 ②加NaOH水溶液 ③加热 ④加蒸馏水 ⑤加稀硝酸至溶液显酸性 A．②①③⑤ B．②④⑤③ C．②③⑤① D．②①⑤③ C 课堂训练 如何以CH3CH2Br为主要原料制备CH2OHCH2OH ? CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br CH3CH2Br + NaOH CH2=CH2 + NaBr +H2O 乙醇 △ CH2BrCH2Br +2 NaOH CH2OHCH2OH +2NaBr 水 △ 3、有机合成： CH3CH2Br △/乙醇 NaOH CH2=CH2 NaOH 水/△ Br2 CH2BrCH2Br CH2OHCH2OH Lavf58.29.100 $