内容正文:
第三章 烃的衍生物
第1课时 卤代烃
第一节 卤代烃
复方氯乙烷气雾剂
我们经常看到足球场上球员受伤后,队医会往伤处喷一种液体,喷完以后没什么大碍的球员就可以上场比赛了,这种喷雾的主要成分——氯乙烷,就属于卤代烃。
氯乙烷为什么可以用于紧急治疗?
后期换图片,清晰的
2
1、定义
烃分子中的氢原子被卤素原子取代生成的化合物。一元卤代烃可表示为R-X
氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃
按卤素原子种类分:
一卤代烃、多卤代烃
按卤素原子数目分:
饱和卤代烃、不饱和卤代烃
按烃基是否饱和分:
脂肪卤代烃、芳香卤代烃
按是否含有苯环分:
卤代烃的官能团:碳卤键
一、 卤代烃
2、分类
饱和一元卤代烃的通式:CnH2n+1X
选主链
定编号
写名称
选择含官能团的最长碳链
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
3、命名
CH2Br—CH2Br
CH3CH2Cl
CHBr=CHBr
1,2-二溴乙烷
一氯乙烷
1,2-二溴乙烯
CH3CHBrCH2CH3
2-溴丁烷
阅读54页教材,并结合P30烷烃的物理性质,分析表3-1,总结卤代烃的物理性质及其递变规律。
状态:常温下卤代烃除氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯是气体外,其余均为液体
或固体。
密度: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。
卤代烃的密度随碳原子数目的增加而减小。
溶解性:卤代烃都不溶于水,可溶于有机溶剂。
沸点: 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)。
4、物理性质
大部分在教材上,所以笔记上不需要记忆
5
1、组成和结构
分子式 电子式 结构式 结构简式 官能团
C2H5Br
H︰C︰C︰Br︰
︰
︰
︰
︰
︰
︰
H
H
H
H
CH3CH2Br 或 C2H5Br
C-Br
碳溴键
空间填充模型
球棍模型
二、 溴乙烷
颜色 状态 密度 沸点
溴乙烷C2H5Br 无色 液体 比水大 38.4℃
乙烷C2H6 无色 气体 比水小 - 88.6 ℃
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的引入影响了物理性质
2、物理性质
无色液体,沸点38.4℃,密度比水大,难溶于水,易溶于有机溶剂
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
溴原子电负性比碳原子大,C—Br键为极性键
C—Br键键长较长,键能较小
电负性:C:2.5 Br:2.8 H:2.1
δ+
δ—
C—Br键较易断裂生成Br-
结合下列数据思考溴乙烷的可能断键位置?并说明原因
乙基是推电子基团,使C—Br键极性更强
尝试写出溴乙烷与水反应的方程式
3、化学性质
CH3CH2—Br + H—OH
CH3CH2—OH + HBr
如何通过实验证明此反应断裂了C—Br键,产生了Br-?
溴乙烷
滴加AgNO3溶液
实验设想:
(1) 水解反应、取代反应
是否产生淡黄色沉淀
3、化学性质
CH3CH2—Br + H—OH
CH3CH2—OH + HBr
溴乙烷
滴加AgNO3溶液
实验设想:
(1) 水解反应、取代反应
实验现象:无明显变化
实验结论:溴乙烷不是电解质,不能电离出Br-
结论:溴乙烷确实发生了水解反应,断裂了C—Br键,生成了Br-
现象:有淡黄色AgBr沉淀生成
【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,观察实验现象。
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,观察实验现象。
1. 加热的作用是什么?
加快反应速率
3. 为什么要加入稀硝酸?
2. 从平衡移动的角度分析,加入NaOH的作用是什么?
加入NaOH,使HBr的浓度减小,平衡向正反应方向移动
中和未反应完的NaOH,防止其与AgNO3反应生成黑褐色沉淀Ag2O
Ag+ + OH- == AgOH(白色)↓ 2AgOH == Ag2O(褐色) + H2O
需要过量!
(1)水解反应、取代反应
NaOH + HBr == NaBr + H2O
CH3CH2—Br + H—OH
CH3CH2—OH + HBr
CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr
水
△
根据电负性大小分析溴乙烷中C-H键的极性与乙烷相比如何变化
记方程式,分反应及总反应
13
(2)消去反应
NaOH + HBr == NaBr + H2O
CH3CH2Br
CH2=CH2↑ + NaBr
乙醇
△
+NaOH
+H2O
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
搭建球棍模型模拟溴乙烷发生消去反应变成乙烯和溴化氢
+ HBr
【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
CH3CH2CH2CH2Br
+ NaOH
水
CH3CH2CH2CH2OH + NaBr
(1-溴丁烷 CH3CH2CH2CH2Br )
CH3CH2CH=CH2↑+ NaBr + H2O
三、探究1-溴丁烷的性质
CH3CH2CH2CH2Br
+ NaOH
醇
思考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1-丁醇?
红外光谱法
核磁共振氢谱
【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。
【比较与分析】
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。
反应类型 取代反应 消去反应
反应物
反应条件
生成物
结论
1-溴丁烷、NaOH水溶液 1-溴丁烷、NaOH醇溶液
NaOH水溶液、加热 NaOH乙醇溶液、加热
CH3(CH2) 2CH2OH、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
有水则水解,无水则消去
18
【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丁烯?此时还有必要将气体先通入水中吗?
盛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KMnO4溶液褪色,干扰丁烯的检验。
还可以用溴的四氯化碳溶液检验。不用先通入水中,乙醇与溴不反应,不会干扰丁烯的检验。
(2)如何用实验证明1⁃溴丁烷中有溴原子?
取少量1⁃溴丁烷于试管中,加入NaOH溶液并加热,冷却后加入过量稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则1⁃溴丁烷中含有溴原子。
(3)预测2⁃溴丁烷发生消去反应的可能产物(写出反应的化学方程式)。
+NaOH CH2==CH—CH2—CH3↑+NaBr+H2O
+NaOH CH3—CH==CH—CH3↑+NaBr+H2O
1⁃丁烯
2⁃丁烯
CH2
CH
Br
H
CHCH3
H
1
2
3
4
CH2
CH
Br
H
CHCH3
H
1
2
3
4
能发生消去反
应的卤代烃结构
—C—C—
X H
①有邻位碳原子
②邻位碳原子上有氢原子
CH3Br
C
CH3
CH3
CH3-
-
-
-CH2Br
能发生消去反应吗?
×
×
溶剂
卤代烃
致冷剂
医用
灭火剂
干洗剂
农药
四、生活中的卤代烃
七氟丙烷
灭火器
三氯乙烷
修正液
四氯乙烯
DDT
农药
碳氟化合物
人造血液
氟氯代烷
致冷剂
21
聚四氟乙烯
聚氯乙烯
卤代烃是有机合成的重要原料,可以造福我们的生活
22
臭氧层空洞
合理使用卤代烃,保护臭氧层
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
课 堂 练 习
2.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
3.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
4.在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示,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.发生消去反应时,被破坏的键是①和③
C.发生水解反应时,被破坏的键是①和②
D.发生消去反应时,被破坏的键是①和②
B
5.如图表示4溴环己烯所发生的4个不同反应。
其中,产物只含有一种官能团的反应是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
C
6.丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
A.丙烯分子中最多7个原子共平面
B.X的结构简式为CH3CH2BrCH2Br
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
B
27
本节课到此结束
Lavf57.62.100
$