内容正文:
第一节 卤代烃
第三章 烃的衍生物
1
取代反应 消去反应
2
卤代烃
1
本节重点
本节难点
卤代烃的化学性质及卤代烃中卤素原子的检验
3
知识导航
有些品牌的涂改液中的溶剂含有三氯乙烯
聚氯乙烯(PVC)
雨衣
复方氯乙烷喷剂
局部冷冻麻醉
(沸点12.27℃)
七氟丙烷
灭火器
新课导入
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
DDT(滴滴涕)
C14H9Cl5
DDT——20世纪上半叶防止农业病虫害,减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了巨大的作用。但因其对环境污染过于严重,很多国家和地区已禁止使用
观察DDT的结构简式,总结其与对应烃的不同点?
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物
新课导入
1、概念:
一、卤代烃
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。
2、官能团:
碳卤键
饱和一卤代烃:可表示为R—X(X=F、Cl、Br、I)。
单卤代烃
多卤代烃
按卤素种类
按卤素原子多少
氟代烃、 氯代烃、 溴代烃、 碘代烃
(R—F) (R—Cl) (R—Br) (R—I)
3、分类:
按烃基种类分类
饱和卤代烃
不饱和卤代烃
CH3Cl
CH2ClCH2Cl
CH3Cl
CH2=CHCl
新课讲授
4、卤代烃的命名(系统命名法)
以烃为母体,将卤素原子看作取代基,按烃类的命名原则命名
CH3CH2CHCH3
Cl
2-氯丁烷
氯乙烯
1,2-二溴乙烷
CH2 CH
Cl
CH2 CH2
Br
Br
①选主链
选择含官能团的最长碳链作为主链
②编号
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
③命名
命名时,取代基书写顺序:从简入繁,先写烃基,再写卤原子
新课讲授
(1)
(2)
CHCH2CHCH2CH3
Br
Br
CH3
3-甲基- 1,1-二溴戊烷
4-甲基-3-溴庚烷
CH3—C—CH2—CH—CH3
Cl
CH2F
Cl
(3)
2-甲基- 1-氟-2,4-二氯戊烷
CH2—C—CH=CH2
Cl
CH3
Cl
(4)
3-甲基- 3,4-二氯-1-丁烯
例1:用系统命名法对下列有机物进行命名
典例精讲
一、卤代烃
5、卤代烃的物理性质
几种氯代烃的密度和沸点
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
新课讲授
一、卤代烃
5、卤代烃的物理性质
状态
除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体外,大多为液体或固体
沸点
比具有相同碳原子数的烃沸点高
同系物的沸点随碳原子数的增加而升高
溶解性
卤代烃不溶于水,可溶于有机溶剂,
某些卤代烃本身就是很好的溶剂,如CCl4
密度
一氟代烃、一氯代烃的密度比水小,其余的密度比水大,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
重点关注卤代烃的溶解性与密度
新课讲授
二、溴乙烷
C2H5Br
分子式:
电子式:
1、认识结构:
结构式:
结构简式:
C
•
•
•
•
•
•
•
•
H
Br
C
••
••
••
••
••
••
H
H
H
H
CH3CH2Br
官能团:
碳溴键
新课讲授
2、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
二、溴乙烷
球棍模型
空间填充模型
1、认识结构:
溴乙烷的核磁共振氢谱
10
8
6
4
2
0
吸收强度
δ
新课讲授
3、结构特点
由于溴原子吸引电子能力强,C—Br键易断裂,使溴原子易被取代,同时溴原子对相邻碳原子上的氢原子产生一定的影响,使乙基被活化。因此在官能团(-Br)的作用下,溴乙烷的化学性质比乙烷活泼,能发生许多化学反应。
H H
H C C Br
H H
δ-
δ+
δ+
δ-
新课讲授
4、溴乙烷化学性质
【 实验3-1 】 取一支试管,滴入10~15滴溴乙烷,再加入1 mL 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1 mL稀硝酸的试管中,然后加入2滴AgNO3溶液,观察实验现象
①取代反应
新课讲授
实验现象:
实验解释:
④中有浅黄色沉淀生成。
溴乙烷与NaOH溶液共热生成了Br-
取代反应
反应条件:
NaOH水溶液、加热
①取代反应
CH3CH2-Br+NaOH CH3CH2-OH+NaBr
水
△
AgBr
①中溶液分层;
②中有机层厚度减小
C2H5—Br + H--OH C2H5—OH + HBr
△
NaOH + HBr == NaBr + H2O
又称水解反应
新课讲授
例2、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。
典例精讲
3、化学性质
②消去反应
实验条件:
NaOH的乙醇溶液、加热
反应原理:
实验现象:
生成能使酸性高锰酸钾溶液褪色的气体。
化学键的变化:
断裂C-Br和邻位碳原子上的C-H,形成
C=C
+ NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O
醇
△
反应条件:
NaOH的醇溶液、加热
新课讲授
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(双键或三键)的化合物的反应叫做消去反应。
②消去反应
消去反应的发生条件
1、邻位碳原子上必须有氢原子(β-H),否则不能发生消去反应。
2、NaOH的乙醇溶液、加热。
归纳总结
(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
新课讲授
【例3】下列化合物在一定条件下,既能发生消去反应,又能发生水解反应的是:
CH3Cl
CH3CHBrCH3
(CH3)3CCH2Cl
(CH3)3CCl
CHCl2CHBr2
大鹿化学工作室制作,侵权必究
Cl
CH2Br
CH2Br
大鹿化学工作室制作,侵权必究
典例精讲
例4、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。
CH3CH2CHCH3
Cl
CH3CH=CHCH3
CH3CH2CH=CH2
典例精讲
例4、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。
CHCl2CH3
CH3CHCHCH3
Cl
Cl
CH3CH-C-CHCH3
Cl
Cl
CH3
CH3
典例精讲
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
如ClCH2CH2Cl CH≡CH
新课讲授
(1)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?
(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丁醇?
波谱分析:红外光谱法、核磁共振氢谱
【思考题】
课本56页 实验与探究
新课讲授
三、1-溴丁烷的化学性质
1-溴丁烷NaOH的乙醇溶液
水
酸性
KMnO4溶液
向圆底烧瓶中加入2.0 gNaOH和15 mL无水乙醇,搅拌。再向其中加入5 mL 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
【 实验探究-----1-溴丁烷的化学性质 】
新课讲授
实验现象
反应产生的气体经水洗后,使酸性KMnO4溶液褪色
1-溴丁烷的化学性质
实验分析
生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
Br
H
CH3CH2CHCH2+NaOH
乙醇
CH3CH2CH2 CH2↑+NaBr +H2O
原 理
新课讲授
比较与分析
1-溴丁烷的化学性质
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
CH3CH2CH2CH2Br 、NaOH
乙醇溶液、加热
CH3CH2CH2CH2OH、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。
水溶液、加热
CH3CH2CH2CH2Br 、NaOH
有醇则烯(炔)
无醇则醇
新课讲授
②除酸性高锰酸钾溶液外还可以用___________________来检验丁烯,此时气体还用先通入水中吗?_____,理由:___________________________________
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生成物?此时还有必要将气体先通入水中吗?
问题1
①实验中盛有水的试管的作用是__________________________,
原因____________________________________________________________
为了除去挥发出来的乙醇
乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰丁烯的检验
不用
乙醇与溴不反应,不会干扰丁烯的检验
溴的四氯化碳溶液
问题讨论
新课讲授
问题讨论
预测2-溴丁烷发生消去反应的可能产物
问题2
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
新课讲授
(1)溴乙烷在水中能否电离出Br-?它是否为电解质?请设计实验证明。
思考与讨论
取溴乙烷加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,观察现象。
溴乙烷中不存在溴离子,溴乙烷是非电解质,不能电离。
没有明显变化(没有浅黄色沉淀产生)
现象:
证明:
AgNO3溶液
新课讲授
思考与讨论
(2)是否所有的卤代烃都能发生取代反应?
(3)是否所有的卤代烃都能发生消去反应?
新课讲授
实验流程
①通过水解反应将卤素原子转化为卤素离子
R—X
NaOH溶液 /
水解
稀硝酸
酸化
硝酸银
溶液
AgCl 白色沉淀
AgBr 浅黄色沉淀
AgI 黄色沉淀
实验要点
②排除其他离子对卤素离子检验的干扰,卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。
Ag++OH-=AgOH(白色)↓ 2AgOH=Ag2O(黑色)+H2O
黑色会掩盖AgBr的浅黄色,使产物检验实验失败。故必须用硝酸酸化
(4)以溴乙烷为例如何检验卤代烃中的卤素原子种类?
该步骤必不可少
新课讲授
用途
灭火剂
作溶剂
农药
塑料王
制冷剂
四、卤代烃的用途与危害
新课讲授
危害
含氯、溴的氟代烷可对臭氧层产生破坏作用,形成臭氧空洞,危及地球上的生物
四、卤代烃的用途与危害
新课讲授
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聚反应。
nCF2==CF2
(四氟乙烯)
[ ]n
CF2—CF2
例如:氯乙烯能加成聚合生成聚氯乙烯,四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯。聚氯乙烯和聚四氟乙烯都是用途广泛的高分子材料
聚氯乙烯
管道
含氟聚合物制成
的充气薄膜建材
四、卤代烃的用途与危害
卤代烯烃
新课讲授
特富龙(Teflon)是美国杜邦公司对其研发的所有碳氢树脂的总称,包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种共聚物。由于其独特优异的耐热(180℃-260℃)、耐低温(-200℃)、自润滑性及化学稳定性能等,而被称为“拒腐蚀、永不粘的特富龙”。
聚四氟乙烯不粘锅
聚四氟乙烯,俗称塑料王,具有最佳的耐热性和耐化学性,显示了独特的不粘性和润滑性。
新课讲授
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
卤代烃的
断键规律
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
溴乙烷取代(水解)反应与消去反应的比较
课堂小结
1、制取卤代烃的方法总结
CH3Cl+HCl
CH2BrCH2Br
(副反应太多且难分离)
烷烃取代法
CH4+Cl2
光照
烯(炔)烃加成卤素
CH2==CH2+Br2
烯(炔)烃加成卤化氢
CH2==CH2+HCl
催化剂
CH3CH2Cl
芳香烃取代法
+Br2
FeBr3
Br
+HBr
(产物纯净,易分离)
拓展延伸
已知,同一个碳原子上面连有两个或多个羟基不稳定,会发生分子内脱水形成羰基:
判断下列卤代烃与氢氧化钠水溶液共热的有机产物
①
②
③
CH3CHO
2、多卤代烃的水解产物
拓展延伸
—CH3
—CHO
制
①在烃分子中引入羟基、醛基、羧基等
3、卤代烃的在有机合成中的应用
拓展延伸
例如1:由 1-溴丙烷制 取 2-溴丙烷
1-溴丙烷
消去
丙烯
加成
HBr
2-溴丙烷
②改变某些官能团的位置
先由1-溴丙烷通过消去反应制丙烯,再由丙烯与溴化氢加成得到2-溴丙烷。
例如2:由 1-丁烯 制取 2-丁烯
消去
1-丁烯
加成
HCl
2-氯丁烷
2-丁烯
拓展延伸
如何由 变为 ?
Br2/CCl4
Br
Br
醇、NaOH
△
随堂演练
③改变某些官能团的数目
例如3:由 1-溴丙烷 制取 1,2-二溴丙烷
先由1-溴丙烷通过消去反应制丙烯,再由丙烯与溴水加成得到1,2-二溴丙烷。
1-溴丙烷
丙烯
1,2-二溴丙烷
NaOH醇溶液
加热
溴水
练习:课本58页 第6题
拓展延伸
1、 为探究一溴环己烷 与 的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去
反应,甲、乙、丙三位同学分别设计如下三种实验方案,其中正确的是( ) 。
甲:向反应混合液中滴入稀硝酸中和 ,再滴入 溶液,若有浅黄色沉淀生
成,则可证明发生了消去反应。
乙:向反应混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。
丙:向反应混合液中滴入酸性 溶液,若溶液颜色变浅,可证明发生了消去反应。
D
A.甲 B.乙 C.丙 D.都不正确
随堂演练
42
2、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_________。
大鹿化学工作室制作,侵权必究
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_____________________________________________
大鹿化学工作室制作,侵权必究
Br
Br
+2NaBr+2H2O
醇
+2NaOH
(1,3-环己二烯)
典例精讲
3、现有下列合成路线:
(1)上述过程中属于加成反应的有__ ____(填序号)。
①③⑤
(2)反应②的化学方程式为_ _____________________________。
(3)反应④为________________反应,化学方程式为 _____。
随堂演练
44
4、课本58页 课后练习 5、6、9
随堂演练
区别
第一节
卤代烃
卤代烃
取代反应
概念与分类
物理性质
条件
化学方程式
卤代烃的化学性质及卤代烃中卤素原子的检验
实验流程
实验要点
消去反应
代表物质:溴乙烷
原理
条件
化学方程式
特点
课堂小结
$