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选择性必修3
第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
情景导入
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
氯乙烷喷剂
局部冷冻麻醉
(沸点12.27℃)
七氟丙烷
灭火器
目标一 卤代烃的概述
1.烃的衍生物
(1)概念：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。
(2)分类：依据官能团可分为卤代烃、醇、酚、醛、羧酸和酯等。
(3)烃的衍生物的性质主要由官能团决定。
CH3CH2Br
CH3CH2OH
2.卤代烃的概念和分类
(1)概念
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。
官能团：碳卤键，可表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)。
(2)分类
单卤代烃
多卤代烃
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)
CH3X
CH2XCH2X
3.烃转化为卤代烃的途径
思考：第二章我们学习了烃，想想通过哪些反应可以将烃转化为卤代烃？
1、甲烷和氯气
2、乙烯和溴
3、乙炔和氯化氢
4、苯与液溴
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光照
CH2=CH2 + Br2
CH2BrCH2Br
CH≡CH + HCl
CH2=CHCl
催化剂
△
＋Br2
＋HBr↑
Br
FeBr3
取代反应
加成反应
取代反应
加成反应
2-氯丁烷
1,2-二溴乙烷
3-甲基-3-溴-1-丁烯
(1)选主链:
(2)定编号:
(3)写名称：
选择含官能团(卤素原子、不饱和键)的最长碳链，按主链上的碳原子数目定“某烷、烯、炔”）
将卤素原子看作取代基，编号时从距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，遵循位次序号之和最小原则。
从简入繁，一般先写烷基，再写卤原子，最后写母体。
4.卤代烃的命名——类似于烃的命名方法（将卤素原子作为取代基）
(1)选主链:
(2)定编号:
(3)写名称：
选择含官能团(卤素原子、不饱和键)的最长碳链，按主链上的碳原子数目定“某烷、烯、炔”）
将卤素原子看作取代基，编号时从距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，遵循位次序号之和最小原则。
从简入繁，一般先写烷基，再写卤原子，最后写母体。
CH3CHCH2CHCH2CH3
CH3
Br
4-甲基-2-溴己烷
4.卤代烃的命名——类似于烃的命名方法（将卤素原子作为取代基）
CH3—C—CH2—CH—CH3
Cl
CH2F
Cl
2-甲基-1-氟-2,4-二氯戊烷
CH3
CH3-C≡C-CHCH2-Br
CH3CHCH2CHCH2Cl
CH3
Cl
CH3—CH—CH—CH3
Br
CH3
CH3
Cl
4-甲基-1,2-二氯戊烷
4-甲基-5-溴-2-戊炔
2-甲基-3-溴丁烷
邻氯甲苯
(2-氯甲苯)
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
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
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
1.正误判断
(1)卤代烃中一定含有的元素为C、H和卤素(　　)
(2)卤代烃不一定是烃分子和卤素单质发生取代反应得到的(　　)
(3)碳原子数少于4的烃，在常温下为气体，溴乙烷中含2个碳原子，所以其在常温下也为气体(　　)
(4)卤代烃在常温下均为液态或固态，均不溶于水(　　)
×
×
√
×
2.将少量溴乙烷滴入硝酸银溶液中，能否生成淡黄色的溴化银沉淀？为什么？
提示　不能。因为溴乙烷是非电解质，它不能电离生成Br－。
导思
1.下列物质中，不属于卤代烃的是
A.CH2Cl2 B.CCl2F2
C. D.
导练
√
氢原子被硝基取代，属于硝基化合物，不属于卤代烃
2.命名下列有机物：
(1) 的化学名称：________。
(2) 的化学名称：____________________。
聚氯乙烯
邻氯甲苯(或2-氯甲苯)
1.溴乙烷的物理性质
目标二 卤代烃的结构和性质(以溴乙烷为例)
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
2.溴乙烷的结构
溴乙烷
分子式
空间填充模型
结构式
结构简式
官能团
球棍模型
CH3CH2Br
C2H5Br
溴乙烷的核磁共振氢谱
3.溴乙烷的化学性质
在卤代烃分子中，由于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。
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
H
H—C—C—Br
H
H
H
δ＋
δ－
C—Br的键长长而键能较小，C—Br容易断裂。
(1)取代反应
实验装置：
实验现象：
实验解释：
①中溶液分层；
②中有机层厚度减小；
④中有浅黄色沉淀生成
溴乙烷与NaOH溶液共热生成了Br－
CH3CH2Br＋NaOH CH3CH2OH＋NaBr
取代反应
实验条件：
NaOH水溶液、加热
（2）【实验3-1】中加入稀硝酸的目的是什么？
中和过量的NaOH溶液，防止生成黑褐色Ag2O沉淀掩蔽浅黄色的AgBr，影响Br－检验。
思考：
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
（1）溴乙烷CH3CH2Br 在水中能否电离出Br -？ 如何验证？
不能。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
检验卤代烃中的卤原子的方法：
取少量卤代烃于试管中
①NaOH水溶液，共热
②过量HNO3
③AgNO3溶液
有沉淀产生
白色沉淀
AgCl
浅黄色沉淀
AgBr
黄色沉淀
AgI
取上层清液
测定卤代烃中卤原子数目：
据R—X～NaX～AgX，1 mol卤代烃可得到 x mol AgX
(除F外)沉淀，则说明该卤代烃中含有 x mol 卤素原子。
(2)消去反应
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)。
实验条件：
NaOH的乙醇溶液、加热
反应原理：
＋NaOH CH2==CH2↑＋NaBr＋H2O
化学键的变化：
断裂C—Br和邻位碳原子上的C—H，形成
C=C
卤代烃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的醇溶液、加热
归纳总结
① CH3-CH2-OH CH2＝CH2↑ + H2O
浓硫酸
△
思考：下列反应是消去反应吗？
② CH3-OH + HO-CH3
CH3-O-CH3 + H2O
浓硫酸
△
CH2—(CH2)4—CH2
—
—
H
Br
催化剂
③
＋HBr
×
√
取代反应
×
取代反应
生成不饱和键！
思考：下列卤代烃能否发生消去反应？
④⑤能发生消去反应
CH3CH2 C CH3
CH2CH3
Br
思考：下列卤代烃能否发生消去反应？若能请写出有机产物。
CH3CH=C CH3
CH2CH3
CH3CH2 C=CH2
CH2CH3
主要产物
消去规则(札依采夫规则)：
当有不同的消除取向时，消去的氢原子主要来自相邻的含氢原子较少的碳原子。
(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有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如,
(3)有两个邻位碳原子,且碳原子上均有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如,
发生消去反应的产物为CH3—CH＝CH—CH3、CH2 ＝ CH—CH2—CH3。
(2)有邻位碳原子,但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。例如
卤代烃的消去反应规律
课堂练习：
（1）写出2-氯丙烷与氢氧化钠醇溶液反应的化学方程式
（2）写出2-氯丁烷与氢氧化钠醇溶液反应的化学方程式
CH3CHClCH3+NaOH→CH3CH=CH2+NaCl+H2O
醇
△
CH3CH2CHClCH3+NaOH→CH3CH2CH=CH2+NaCl+H2O
醇
△
CH3CH2CHClCH3+NaOH→CH3CH=CHCH3+NaCl+H2O
醇
△
主要产物
探究——1-溴丁烷的化学性质
【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
【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？
波谱分析：红外光谱法、 核磁共振氢谱
(2)如图3-3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，再用酸性高猛酸钾溶液进行检验。
CH3CH2CH2CH2Br
+NaOH
△
醇
CH3CH2CH＝CH2↑+NaBr+H2O
讨论：①实验中盛有水的试管的作用是 ， 原因是 。
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？ ，理由是 。
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
溴的四氯化碳溶液
不用
乙醇与溴不反应，不会干扰丁烯的检验
除杂
检验丁烯
③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。
取代 消去
反应物
反应条件
生成物
结论
CH3CH2CH2CH2Br，NaOH
CH3CH2CH2CH2Br，NaOH
NaOH水溶液，加热
NaOH醇溶液，加热
CH3CH2CH2CH2OH、NaBr
CH3CH2CH==CH2、NaBr、H2O
1-溴丁烷在不同的条件下发生不同类型的反应
有醇则烯（炔）
无醇则醇
课堂练习：下列有机化合物中,既能发生水解反应,又能发生消去反应,且消去反应生成的烯烃不存在同分异构体的是(　　)
B
(3)不饱和卤代烃的加成和加聚反应
含有不饱和键(如 )的卤代烃也可以发生加成反应和加聚反应。
氯乙烯
聚氯乙烯(PVC)
四氟乙烯
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯，俗称塑料王，具有最佳的稳定性和耐热性，显示了独特的不粘性和润滑性。

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