3.1卤代烃 课件-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修3

烃分子中的氢原子被不同官能团所取代后，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。这些有机化合物，从结构的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。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。基于官能团和化学键的特点及有机反应规律，可以推测有机化合物的化学性质，并利用其性质实现相互转化，进行有机合成。有机合成在创造新物质、提高人类生活质量和促进社会发展方面发挥着重要作用。 第三章 烃的衍生物 第一节 卤代烃 3.1 卤代烃 学习目标 1、能辨识卤代烃的官能团，并根据官能团对卤代烃进行分类；能列举典型卤代烃的主要物理性质及应用。 2、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。 3、通过1 - 溴丁烷取代反应和消去反应的探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。 4、通过了解卤代烃在生活中的应用，认识化学对满足人类生活需要的积极贡献，树立保护环境和可持续发展的意识。 一氯甲烷 1，2 - 二溴乙烷 氯乙烯 溴苯 一、卤代烃 1、定义： 2、表示方法： 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物 R—X（X = F、Cl、Br、I） 3、官能团（结构简式和名称）： 碳卤键 卤素原子 —X 或 ★ 结构母体： 一、卤代烃 4、分类： 根据分子里所含卤素原子的不同 氟代烃：R—F 氯代烃：R—Cl 溴代烃：R—Br 碘代烃：R—I 根据取代卤原子的多少 单卤代烃：CH3I 多卤代烃：CHCl3 根据分子里所含烃基种类的不同 饱和卤代烃：CH3CH2Cl 不饱和卤代烃：CF2=CF2 根据分子里是否含苯环 脂肪卤代烃：CBr≡CI 脂环卤代烃： 芳香卤代烃： 一、卤代烃 5、系统命名法命名（与烃类的命名相似）： （1）选主链： （2）编序号： 以烃为母体，卤素原子为取代基 1，2 - 二溴乙烷 从距卤素原子最近的一端给主链碳原子编号，若有碳碳双键或碳碳三键，则从距碳碳双键或碳碳三键最近的一端编号 （3）写名称： （烷基、卤素原子）取代基位置 - 取代基个数 + 取代基名称 - 某烃 CH3—CH2—CH—CH3 Cl CH2=CH—CH—CH2—Cl CH3 CH≡C—C—CH3 Cl CH3 2 - 氯丁烷 3 - 甲基 - 4 - 氯 - 1 - 丁烯 3 - 甲基 - 3 - 氯 - 1 - 丁炔 一、卤代烃 6、物理性质： 表3 - 1 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 / ℃ 氯甲烷 CH3Cl 0.916 -24 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 （1）常温下，卤代烃中除个别为气体外（CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl），大多为液体或固体 （2）卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂，某些卤代烃本身是很好的有机溶剂（氯仿CHCl3、四氯化碳CCl4） （3）卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃，它们的密度一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小，沸点随碳原子数目的增加而升高 ★ 饱和单卤代烃的通式：CnH2n + 1X 一、卤代烃 溴乙烷： 有机物名称 乙烷 溴乙烷 分子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间填充模型 1、对比乙烷与溴乙烷 C2H5Br C2H6 CH3CH3 CH3CH2Br 乙烷的核磁共振氢谱 溴乙烷的核磁共振氢谱 一、卤代烃 溴乙烷： 1、对比乙烷与溴乙烷 有机物名称 乙烷 溴乙烷 结构简式 CH3CH3 CH3CH2Br 颜色 状态 沸点 密度 溶解性 无色 气体 -89 ℃ 比水的小 油状液体 38.4 ℃（易挥发） 难溶于水，可溶于多种有机溶剂 比水的大 溴乙烷 ★ 卤代烃的密度和沸点都高于相应的烃 溴乙烷（CH3CH2Br）： 2、结构特点 H H H C C Br H H δ- δ+ 在卤代烃分子中，卤素原子的电负性比碳原子的大，使C—X的电子向卤素原子偏移，进而使碳原子带部分正电荷（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-。因此，卤代烃在化学反应中，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。且卤素原子对相邻碳原子上的氢原子产生一定的影响。 因此，溴乙烷的化学性质比乙烷更活泼，能发生许多化学反应 一、卤代烃 7、化学性质： （1）取代反应 【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。 实验操作   实验现象 实验结论 【实验3 - 1】 ① 中溶液分层；② 中加热后有机层厚度减小，直到消失；④ 中滴入AgNO3溶液后有浅黄色沉淀生成 C2H5—Br + NaOH → C2H5—OH + NaBr 水 △ C2H5—Br + H—OH → C2H5—OH + HBr↑ △ HBr + NaOH = NaBr + H2O ★ 溴乙烷可以在NaOH水溶液中发生取代反应，该反应也称溴乙烷的水解反应，羟基取代溴原子生成乙醇和溴化钠 Ag+ + Br- = AgBr↓ 【实验3 - 1】 【思考】 （1）NaOH溶液的作用是什么？ （2）采取什么措施可以加快水解反应速率？ （3）如何判断CH3CH2Br已发生水解？ （4）如何判断CH3CH2Br是否完全水解？ 中和水解产物HBr，使平衡正向移动 加热 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，若有浅黄色沉淀生成，则证明CH3CH2Br已发生水解 看反应后的溶液是否出现分层，若出现分层，则没有完全水解 【实验3 - 1】 【思考】 （5）为什么要吸取反应后的上层水溶液移入另一支盛有1 mL稀硝酸的试管中，然后再加入2滴AgNO3溶液？ （6）向盛有溴乙烷的试管中直接滴加AgNO3溶液，观察现象？ 稀硝酸中和过量的NaOH溶液，防止生成黑褐色沉淀Ag2O，影响Br-的检验 2AgOH = Ag2O↓ + H2O Ag+ + OH- = AgOH↓ 无明显变化 一、卤代烃 7、化学性质： （2）消去反应（消除反应） 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 + NaOH → CH2=CH2↑ + NaBr + H2O 乙醇 △ H Br HBr + NaOH = NaBr + H2O CH2—CH2 → CH2=CH2↑ + HBr↑ 乙醇 △ H Br ★ 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） 一、卤代烃 探究：1 - 溴丁烷的化学性质 CH3CH2CH2CH2Br + NaOH → CH3CH2CH2CH2OH + NaBr 水 △ 1 - 溴丁烷 1 - 丁醇 CH3CH2CH2CH2Br + NaOH → CH2=CHCH2CH3↑ + NaBr + H2O 乙醇 △ 1 - 溴丁烷 1 - 丁烯 一、卤代烃 探究：1 - 溴丁烷的化学性质 【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？ CH3CH2CH2CH2Br + NaOH → CH3CH2CH2CH2OH + NaBr 水 △ 1 - 溴丁烷 1 - 丁醇 1 - 丁醇的核磁共振氢谱 探究：1 - 溴丁烷的化学性质 （2）如图3 - 3所示，向圆底烧瓶中加入2.0 g NaOH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。 CH3CH2CH2CH2Br + NaOH → CH2=CHCH2CH3↑ + NaBr + H2O 乙醇 △ 1 - 溴丁烷 1 - 丁烯 图3 - 3 1 - 溴丁烷的消去反应 【讨论】 （1）如图3 - 3所示，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？ CH3CH2CH2CH2Br + NaOH → CH2=CHCH2CH3↑ + NaBr + H2O 乙醇 △ 1 - 溴丁烷 1 - 丁烯 因受热而挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以要先将产生的气体通入盛水的试管以除去乙醇，防止对1 - 丁烯的检验造成干扰 还可以用溴水、溴的CCl4溶液检验1 - 丁烯，此时不需要将产生的气体先通入水中，因为乙醇与溴不反应，不会干扰1 - 丁烯的检验 图3 - 3 1 - 溴丁烷的消去反应 探究：1 - 溴丁烷的化学性质 【讨论】 （2）预测2 - 溴丁烷发生消去反应的可能产物。 2 - 丁烯 CH2=CHCH2CH3 1 - 丁烯 CH3CH=CHCH3 【判断正误】 也能发生消去反应（ ） × ★ 与卤素原子（或—OH）相连碳的邻位碳上有H原子才能发生消去反应（邻碳有氢，即β—C上必须有H） 【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 卤代烃的结构特点 断键位置 反应原理 卤代烃、NaOH的水溶液 加热 卤代烃、NaOH的醇溶液 加热 醇、NaX 烯、NaX、H2O 含C—X键即可 邻碳有氢 ★ 水取代，醇消去 ★ 无醇成醇，有醇成烯/炔 R—X + NaOH → R—OH + NaX 水 △ + NaOH → + NaX + H2O 醇 △ C—X、C—H C—X、O—H 检验卤代烃中卤素原子的方法 R—X NaOH水溶液 ① △ 过量稀硝酸 ② AgNO3溶液 ③ 有沉淀生成 说明有卤素原子 氯代烃 R—Cl 白色沉淀 AgCl↓ 溴代烃 R—Br 浅黄色沉淀 AgBr↓ 碘代烃 R—I 黄色沉淀 AgI↓ ★ 卤代烃水解后，必须用过量的稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液 ★ 据R—X ～ NaX ～ AgX↓，若1 mol卤代烃可得到 x mol AgX↓（除F外，AgF易溶于水），则说明该卤代烃中含有 x mol 卤素原子 【拓展1】卤代烃中的卤素原子被带负电性的原子或原子团取代 R—X + A—B → δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ- R—B + A—X NaCN NaC≡CH H—NH2 R—X RCN + NaX RC≡CH + NaX RNH2 + HX R + HX 【拓展2】卤代烃（R—X）的制备方法 ① 烷烃取代法： ② 烯（炔）烃加成卤素单质或卤化氢法： ③ 芳香烃取代法： ★ 副反应太多，产品不纯产率低，且难以分离 CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl 光 CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br ★ 无副反应，产品纯净 CH2=CH2 + HCl → CH3CH2Cl △ 催化剂 Br2 FeBr3 HBr↑ 溴苯 一、卤代烃 7、化学性质： 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 nCH2=CHCl → [ CH2—CH ]n 催化剂 Cl 氯乙烯 聚氯乙烯 nCF2=CF2 → [ CF2—CF2 ]n 四氟乙烯 聚四氟乙烯 塑钢窗 含氟聚合物制成的充气薄膜建材 聚氯乙烯管道 不粘锅涂层 8、用途 七氟丙烷 灭火剂 氟氯代甲烷、氟氯代乙烷 制冷剂 四氯乙烯 干洗剂 三氯乙烷 修正液 碳氟化合物 人造血液 复方氯乙烷气雾剂 冷冻麻醉、快速镇痛 二氯二苯基三氯乙烷 滴滴涕（DDT）农药 一、卤代烃 2O3 = 3O2 ★ 一个Cl原子可以带走100 000个O3 1、写出CH2BrCH2Br发生取代反应和消去反应的化学方程式。 CH2BrCH2Br + 2NaOH → CH2OHCH2OH + 2NaBr 水 △ CH2BrCH2Br + 2NaOH → CH≡CH↑ + 2NaBr + 2H2O 乙醇 △ 2、用溴乙烷制取乙二醇（HO—CH2—CH2—OH）经过下列哪几步反应（ ） A. 加成 → 消去 → 取代 B. 消去 → 加成 → 水解 C. 取代 → 消去 → 加成 D. 消去 → 加成 → 消去 CH3CH2Br + NaOH → CH2=CH2↑ + NaBr + H2O 乙醇 △ CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br CH2BrCH2Br + 2NaOH → CH2OHCH2OH + 2NaBr 水 △ B 3、以下五种物质： ① CH3Br ② CH3CH2CHCH2CH3 Cl ③ CH3 ④ CH2CCH2CH3 Cl CH3 CH3 ⑤ Cl—C—CH2CH3 CH2CH2CH3 （1）可否发生水解反应？如果可以，什么条件下反应？ （2）可否发生消去反应？如果可以，什么条件下反应？有几种产物（烯）生成？ 卤代烃物理性质补充： ① 同烃基的卤代烃，随氟、氯、溴、碘，沸点升高，密度增大 ② 同烃基同种卤素的卤代烃，随卤原子数增加，沸点升高，密度增大 ③ 一氟、一氯代烃的密度比水小，溴代烃、碘代烃密度比水大 $