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第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃的结构与性质
有机化合物
烃
烃的衍生物
只含碳、氢元素的有机物
烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。
烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
卤代烃
醇
酚
醚
醛
酮
羧酸
羧酸
酯
胺
酰胺
涂改液中的溶剂
含三氯乙烯
聚氯乙烯(PVC)
雨衣
七氟丙烷
灭火器
复方氯乙烷喷剂
局部冷冻麻醉
(沸点12.27℃)
任务一 卤代烃的结构
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。
官能团:
X
C
碳卤键
(X= F、Cl、Br、I)
分类:
按分子中卤素原子个数分类
按所含卤素原子种类分类
单
卤
代
烃
多
卤
代
烃
氟
代
烃
溴
代
烃
按烃基种类分类
按是否含苯环分类
饱和
卤代
烃
不饱
和卤代烃
脂肪
卤代
烃
芳香
族卤
代烃
1.卤代烃的概念与分类
任务一 卤代烃的结构
2.卤代烃的命名
系统命名法
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，有碳碳双键和三键时从距离碳碳双键近的一端开始编号
从简入繁
CH2—C—C≡CH
Cl
CH3
Cl
3-甲基- 3,4-二氯-1-丁炔
2-甲基-3-溴丁烷
CH3CH2CHCH3
Cl
2-氯丁烷
CH3—CH—CH—CH3
Br
CH3
2-氯甲苯
任务一 卤代烃的结构
3.溴乙烷的结构
分子式
C2H5Br
电子式
结构式
结构简式
CH3CH2Br
模型
官能团
碳溴键
球棍模型
填充模型
溴乙烷核磁共振氢谱图
CH3CH2Br有2种化学环境的H原子，则核磁共振有2组峰，强度比为3:2。
任务二 卤代烃的性质
1.卤代烃的物理性质
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
随烃基中碳原子数目的增加而减小
随烃基中碳原子数目的增加而增大
状态
沸点
除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体，其余为液体或固体
比同碳原子数的烷烃沸点要高同系物沸点，随碳原子数增加而升高
密度
一氟代烃、一氯代烃的密度比水小，其余的密度比水大
溶解性
卤代烃难溶于水，易溶于有机溶剂
电负性：2.5 2.8
问题：对比乙烷的结构式，比较两者的异同，预测溴乙烷的化学性质。
键长/pm： 110 154 194
键能/kJ mol-1 414.2 347.3 284.5
元素 H C Br
电负性 2.1 2.5 2.8
溴原子吸引电子能力强， C—Br键为强极性键， C—Br键易断裂；由于官能团（—Br）的作用，乙基可能被活化，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+
任务二 卤代烃的性质
2.卤代烃的化学性质
问题：溴乙烷在水中它能否电离出Br－？是否为电解质？
无沉淀生成
溴乙烷是非电解质，不能电离。
思考：如何检验溴乙烷中的溴原子？
溴乙烷中的溴原子转化为溴离子
任务二 卤代烃的性质
2.卤代烃的化学性质
取代(水解)反应——NaOH水溶液加热
实验：取一支试管，滴入10~15滴溴乙烷，再加入1 mL5% 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－
实验原理：
任务二 卤代烃的性质
2.卤代烃的化学性质
问题：为什么溴乙烷的水解反应需要碱性条件并加热？利用平衡移动原理解释
碱性条件：NaOH中和水解产生的HBr，使得水解反应正向进行，促进溴乙烷的水解；加热：通过加热升高温度，增大反应速率。
问题：加入AgNO3溶液之前，为什么要先加入稀硝酸？
中和未反应完的NaOH，防止其与AgNO3反应生成黑褐色沉淀Ag2O
实验原理：
CH3CH2—Br + H—OH → CH3CH2—OH + HBr
NaOH + HBr = NaBr + H2O
任务二 卤代烃的性质
取代(水解)反应——NaOH水溶液加热
2.卤代烃的化学性质
可用来检验卤代烃中的卤素原子，先调pH再检验
问题：如何证明卤代烃在NaOH水溶液中发生了取代反应生成了乙醇？
化学分析法：利用乙醇还原氧化铜，黑色固体变成红色；
仪器分析法：利用红外光谱鉴别官能团种类、核磁共振氢谱鉴别H原子种类。
溴乙烷
乙醇
任务二 卤代烃的性质
取代(水解)反应——NaOH水溶液加热
2.卤代烃的化学性质
CH2CH2CH2 + 2NaOH
卤代烃水解反应的相关规律：
结构条件：所有卤代烃都能发生水解反应；反应条件：NaOH水溶液，加热。
物质变化：卤代烃水解反应生成醇(可形成一元醇、二元醇、多元醇)，还可能生成醛、酮、羧酸等。
水
△
+ NaOH
+ NaBr
练习：写出下列卤代烃取代(水解)反应的方程式。
水
△
Br
Br
CH2CH2CH2 + 2NaBr
OH
OH
任务二 卤代烃的性质
取代(水解)反应——NaOH水溶液加热
2.卤代烃的化学性质
实验：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。
高锰酸钾酸性溶液褪色
生成的气体分子中含有不饱和碳碳键
实验现象：
实验解释：
CH2CH2＋NaOH
乙醇
Br
H
CH2 CH2↑＋NaBr ＋H2O
HBr
实验原理：
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。
任务二 卤代烃的性质
消去反应——NaOH醇溶液加热
2.卤代烃的化学性质
也可用来检验卤代烃中的卤素原子，先调pH再检验
练习：写出下列卤代烃消去反应的方程式。
Br
CH3CH CH2CH3
KOH、乙醇
△
CH2=CHCH2CH3
CH3CH=CHCH3
(主产物)
札依采夫(Saytzeff)规则
卤代烃消去反应的相关规律：
结构条件：有邻位碳原子且邻位碳原子上有氢的卤代烃能发生消去反应；反应条件：NaOH醇溶液，加热。物质变化：卤代烃消去反应生成不饱和键(烯烃或炔烃)。
任务二 卤代烃的性质
消去反应——NaOH醇溶液加热
2.卤代烃的化学性质
3.卤代烃取代反应与消去反应比较
任务二 卤代烃的性质
反应类型 取代反应（水解反应） 消去反应
反应条件
键的变化
反应实质
主要产物
NaOH 水溶液、加热
NaOH 醇溶液、加热
C-X 断开，形成C-OH
C-Br 和邻位上的C-H键断开，形成不饱和键
-X 被 取代
脱去 分子，形成 键
-OH
HX
不饱和
醇
烯烃 或 炔烃
取代反应(水解反应)
消去反应
4.卤代烯烃的化学性质
任务二 卤代烃的性质
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。
nCF2==CF2
(四氟乙烯)
[ ]n
CF2—CF2
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
一定条件
nCH2==CHCl
(氯乙烯)
[ ]n
CH2-CHCl
一定条件
任务三 卤代烃的制备
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)
任务四 卤代烃的用途与危害
灭火剂
作溶剂
农药
塑料王
制冷剂
聚氯乙烯(PVC)
雨衣
CF2＝CF2
1.卤代烃的用途
任务四 卤代烃的用途与危害
①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。
一个氯原子可破坏十万个臭氧分子
②有机氯化合物对眼睛有明显刺激作用，严重时会导致恶心、呕吐、浑身不舒服等，如涂改液中含有二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷。
2.卤代烃的危害
课堂练习
在卤代烃R—CH2—CH2—X中化学键如图所示(①为 C—X ，②③为C—H，④为C—R) 。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.发生水解反应时，被破坏的键是①
C.发生消去反应时，被破坏的键是②和③
D.发生消去反应时，被破坏的键是①和②
B
水解反应生成醇，只断裂C—X,断裂①
消去反应，断裂C—X和邻位C上的C—H，断裂①③
课堂练习
为了鉴定卤代烃中所含有的卤素原子，现有下列实验操作步骤。正确的顺序是
①加入AgNO3溶液　②加入少许卤代烃试样 ③加热　
④加入5 mL 4 mol·L－1 NaOH溶液 ⑤加入5 mL 4 mol·L－1 HNO3溶液
A.②④③① B.②④③⑤① C.②⑤③①④ D.②⑤①③④
B
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
卤代烃中卤素原子检验要点：通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子(一般水解反应)；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(先调pH再检验)。
课堂练习
卤代烯烃(CH3)2C=CHCI能发生的反应有
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④使溴水褪色 ⑤加聚反应
⑥使酸性 KMnO4 溶液褪色 ⑦与 AgNO3 溶液生成白色沉淀
A.①②③④⑤⑥⑦ B. ②③④⑤
C.①②④⑤⑥ D. ①③④⑥⑦
C

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