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第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
一、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。
二、卤代烃
（一）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）。
（二）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
【思考】结合烃的相关内容，思考制备卤代烃的方法有哪些？
1、烷烃在光照条件下与X2（气态）发生取代反应
CH4+Cl2 CH3Cl +HCl
光照
2、烯烃、炔烃与X2或HX在一定条件下发生加成反应
CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br
CH3CH=CH2+HCl→CH3CH2CH2Cl
CH≡CH+Br2 CH=CH
Br
Br
△
CH≡CH+HCl CH2=CHCl
催化剂
3、苯、苯的同系物和X2（液态）在FeX3催化作用下发生取代反应
+Cl2
FeCl3
Cl
+HCl
+Cl2
+HCl
光照
CH2Cl
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
（三）卤代烃的命名——类似于烃的命名方法
1、以烷、烯、苯为母体
2、标号-烷基-标号-卤原子-母体
2-氯丁烷
1,2-二溴乙烷
3-甲基- 1,1-二溴戊烷
（三）卤代烃的命名——类似于烃的命名方法
1、以烷、烯、苯为母体
2、标号-烷基-标号-卤原子-母体
3-甲基-3-溴-1-丁烯
CH2=CHCl
一氯乙烯
BrCH=CHBr
1,2 - 二溴乙烯
1,3 - 二溴苯
1,3,5 - 三溴苯
3 - 溴甲苯
（四）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
（四）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。
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
校本P48
1．下表为部分一氯代烷的结构简式和沸点数据，下列对表中物质及数据的分析归纳错误的是(　　)
代号 结构简式 沸点/℃
① CH3Cl -24
② CH3CH2Cl 12
③ CH3CH2CH2Cl 46
④ CH3CHClCH3 35.7
⑤ CH3CH2CH2CH2Cl 78
⑥ CH3CH2CHClCH3 68.2
⑦ (CH3)3CCl 52
A．物质①②③⑤互为同系物
B．一氯代烷同分异构体的沸点随着支链的增多而升高
C．一氯代烷的沸点随着碳原子数的增加而升高
D．物质⑤与⑦互为同分异构体
B
【练习】
⒈ 均不溶于水且比水轻的一组液体是( )
A.苯、 一氯丙烷 B.溴苯 、四氯化碳
C.溴乙烷 、氯乙烷 D.硝基苯 、一氯丙烷
⒉ 下列有机物中沸点最高的是（ ）
A、乙烷 B、一氯甲烷 C、一氯乙烷 D、一氯丁烷
A
D
C2H5Br
分子式
结构式
结构简式
官能团
电子式
CH3CH2Br 或 C2H5Br
碳溴键
球棍模型
空间填充模型
三、溴乙烷
（一）溴乙烷的结构
溴乙烷有2种化学环境的H原子，
则核磁共振氢谱有2组峰，强度比为3:2
【思考】溴乙烷的核磁共振氢谱有几组峰，强度比为多少？
（二）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
（三）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－。
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。
H
H—C—C—Br
H
H
H
δ＋
δ－
【实验3-1】
取一支试管，滴入10~15滴溴乙烷，再加入1mL5%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，观察现象。
1、取代反应（水解反应）
①中溶液分层;
②中有机层厚度减小,直至消失;
④中有浅黄色沉淀生成
（2）结论：
现象说明溴乙烷与NaOH水溶液共热产生了Br -
（1）实验现象：
（3）反应条件
NaOH水溶液、加热
原理：水中羟基（-OH）取代卤代烃中卤素原子(-X)，生成醇。
CH3CH2—Br + Na—OH CH3CH2—OH + NaBr
H2O
（4）反应原理
△
X
C
+ Na-OH
OH
C
+ Na- X
NaOH作用： NaOH不断中和水解产生的HBr，从反应平衡角度分析，促进了反应正向进行，提高产率。
加热作用：加热加快反应速率，且水解吸热，加热可使反应正向移动。
【思考】1、该反应条件中NaOH溶液和加热分别起什么作用？
【思考】
2、在实验中加入过量稀硝酸的目的是什么？若直接滴AgNO3(aq)，将会看到什么现象？
稀硝酸作用：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，AgNO3会和碱反应生成AgOH，最终转化为Ag2O黑色沉淀，干扰试验现象。
R－X
①NaOH水溶液
②过量HNO3
③AgNO3溶液
有沉淀产生
说明有卤素原子
白色↓
浅黄色↓
黄色↓
AgCl
AgBr
AgI
Cl元素
Br元素
I元素
△
Cl-
Br-
I-
【思考】3、如何检验卤代烃中的卤原子
B
校本P49
2．证明溴乙烷中溴元素的存在，下列操作步骤正确的是　(　 　)
①加入硝酸银溶液　②加入氢氧化钠水溶液　③加热
④加入蒸馏水　⑤冷却后，加入稀硝酸至溶液呈酸性　
⑥加入氢氧化钠醇溶液
A．④③①⑤　　　　　　 B．②③⑤①
C．④⑥③① D．⑥③①
【实验】向试管中加入5mL溴乙烷和15mL饱和NaOH乙醇溶液，振荡后加热。将产生的气体先通入盛水的试管，再通入盛有酸性高锰酸钾的试管中，观察现象。
2、消去反应
反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液褪色
（2）结论：
现象说明反应后生成的气体分子中含有碳碳不饱和键
（1）实验现象：
（3）实验条件：
NaOH的乙醇溶液、加热
（4）反应原理：
＋NaOH CH2 = CH2↑＋NaBr＋H2O
原理：断裂C—Br和邻位碳原子上的C—H，形成不饱和键
X
C
C
H
△
乙醇
C
C
+ NaX+H2O
+ NaOH
★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
★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
X
C
C
H
△
乙醇
C
C
+ NaX+H2O
+ NaOH
D
OH
C
C
H
C
C
消去反应
取代反应
（水解反应）
NaOH
乙醇
水
△
△
Br
C
C
H
溴乙烷
官能团：
化学性质：
物理性质：
无色液体，沸点38.4℃，密度比水大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂。
碳溴键
【小结】
D
D
【探究】1-溴丁烷的化学性质 教材P56
红外光谱法、核磁共振氢谱
【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？
【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？
四、氯代烃的化学性质
【探究】1-溴丁烷的化学性质 教材P56
【讨论与实验】
（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。
四、氯代烃的化学性质
实验装置：
实验现象：
反应原理：
酸性KMnO4溶液褪色
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
【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。
乙醇受热挥发，挥发的乙醇也能使高锰酸钾褪色，所以要先通过水除去乙醇，防止干扰实验。
2-丁烯
CH2=CHCH2CH3
1-丁烯
CH3CH=CHCH3
（2）预测2﹣溴丁烷发生消去反应的可能产物。
【讨论】（1）如图3-3所示，为什么要在气体通入酸性高猛酸钾溶液前先通入盛水的试管？除了酸性高猛酸钾溶液，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？
可以利用溴水、溴的CCl4溶液检验丁烯。此时不需要先通入水中。乙醇与溴不反应，不会干扰乙烯的检验。
2-丁烯
CH2=CHCH2CH3
1-丁烯
CH3CH=CHCH3
【讨论】（2）预测2﹣溴丁烷发生消去反应的可能产物。
【练习】尝试书写2﹣溴丁烷取代反应和消去反应的化学反应方程式
反应类型 消去反应 水解(取代)反应
反应条件
卤代烃的 断键规律
结构特点
产物特征
NaOH醇溶液、加热
NaOH水溶液、加热
与X相连的C的邻位C上有H原子
含C—X键
消去HX，引入碳碳双键或碳碳三键
在碳上引入—OH，生成含—OH的有机物(醇)
（一）卤代烃的消去反应与取代（水解）反应的比较
校本P50
2.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
A．CH3Cl
C．
D．
B．
校本P51
3．在卤代烃RCH2CH2X中化学键如图所示，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④
C．发生水解反应时，被破坏的键是①和④
D．发生消去反应时，被破坏的键是①和③
D
（二）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
①氯乙烯能加成聚合生成聚氯乙烯
②四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯
聚氯乙烯管道
聚四氟乙烯材料
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
（氟利昂）
复方氯乙烷气雾剂
四、卤代烃的用途与危害
教材P57
氟氯代烷（氟利昂）：
含有氟和氯的烷烃衍生物
化学性质稳定，无毒，具有不燃烧、易挥发、易液化等特性
教材P57
A
校本P50
．下列有关氟氯代烷的说法不正确的是(　　)
A．氟氯代烷的化学性质稳定，有毒
B．氟氯代烷是一类含氟和氯的卤代烃
C．氟氯代烷大多无色、无臭、无毒
D．在平流层中，氟氯代烷在紫外线照射下，分解产生的氯原子自由基可引发损耗臭氧的循环反应
A
烃 + 卤素
取代反应
或加成反应
卤代烃
(化学性质较活泼)
碱性条件下可水解转化为醇或酚，进一步可转化为醛、酮、羧酸和酯等
消去反应可转化为烯烃或炔烃
五、卤代烃在有机合成中的应用
【练习】写出由1-溴丙烷制取2-溴丙烷的一种路线图
【练习】写出以溴乙烷为原料合成乙二醇的一种路线图。
—CH3
—CHO
【练习】写出以 为原料合成 的一种路线图。

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