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第三章 烴的衍生物
第一節 鹵代烴
液態的氯乙烷汽化時大量吸熱，具有冷凍麻醉作用，可在身體局部產生快速鎮痛效果。因此常用氯乙烷與其他藥物制成“復方氯乙烷噴霧劑”，用于運動中的急性損傷，如肌肉拉傷，關節扭傷等的陣痛
1.能辨識鹵代烴的官能團，并根據官能團對鹵代烴進行分類；
2.掌握鹵代烴的命名，了解其物理性質；
3.能從溴乙烷的官能團和化學鍵特點預測可能的斷鍵部位和化學性質；
4.通過1-溴乙烷取代反應和消去反應的探究實驗，形成對鹵代烴反應基本規律的認識；
5.了解鹵代烴在生活中的應用及危害。
一、鹵代烴的結構與物理性質
1.鹵代烴的定義
烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物稱為鹵代烴。官能團是－X(Cl、Br、I、F)，可表示為R—X(X＝F、Cl、Br、I)。
[思考]通過哪些反應可以將烴轉化為鹵代烴？
(1)烴與鹵素單質的取代反應
(2)不飽和烴與鹵素單質、鹵化氫的加成反應
①甲烷和氯氣
②苯與溴
③甲苯和氯氣
①丙烯和溴 ③乙炔和氯化氫
②乙烯和溴化氫 ④乙炔和溴
鹵代烴
根據分子里所含鹵素原子的不同
氟代烴
氯代烴
溴代烴
碘代烴
根據取代鹵原子的多少
單鹵代烴
多鹵代烴
飽和一鹵代烴的通式為：
2.鹵代烴的分類
CnH2n＋1X
(1)選主鏈：選擇含有鹵原子最長的碳鏈為主鏈，稱“某烷”;
(2)編位號：把支鏈和鹵原子看作取代基,主鏈碳原子的編號從靠近支鏈一端開始；
(3)寫名稱：命名時把烷基、鹵原子的位置和名稱依次寫在烷烴名稱之前。
3.鹵代烴的命名
若有多種鹵原子，列出次序為氟、氯、溴、碘；若有碳鏈取代基，根據順序規則碳鏈要寫在鹵原子的前面。
CH3—C—CH2—CH—CH3
Cl
CH2F
Cl
2-甲基- 1-氟-2,4-二氯戊烷
CH3CH2CHCH3
Cl
2-氯丁烷
表3-1 幾種氯代烴的密度和沸點
結合烷烴的物理性質，分析下表，總結鹵代烴的物理性質及其遞變規律。
4.鹵代烴的物理性質
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}名稱
結構簡式
液態時密度/(g·cm-3)
沸點/℃
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
密度：
沸點：
狀態：
溶解度：
常溫下鹵代烴中除個別為氣體(如一氯甲烷)外，大多為液體或固體。
鹵代烴不溶于水，可溶于有機溶劑；
某些鹵代烴本身就是很好的有機溶劑，如CCl4等。
鹵代烴的密度高于相應的烴；
一般隨著烴基中碳原子數目的增加而減小
鹵代烴的沸點高于相應的烴；
一般隨碳原子數增多，沸點依次升高
二、溴乙烷的結構與性質
1.溴乙烷的分子結構及物理性質
核磁共振有 組峰，強度比為 。
四種表現形式
分子式
C2H5Br
結構簡式
CH3CH2Br
電子式
結構式
H H
| |
H—C—C—Br
| |
H H
H H
H H
H C C Br
·
·
·
·
·
·
·
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·
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·
·
·
·
·
2
3:2
溴乙烷是無色液體，沸點：38.4℃，密度大于水，難溶于水，可溶于有機溶劑。
Ⅰ.鹵代烴中碳鹵鍵是怎樣形成的？具有什么特點？
鹵代烴中與鹵素原子連接的碳以sp3雜化軌道與鹵素的p軌道重疊形成C-X鍵，由于鹵原子的電負性比碳原子強，所以碳鹵鍵是極性共價鍵
Ⅱ.試以溴乙烷為例分析，在發生化學反應時容易發成斷鍵的位置在哪里？
H H
| |
H—C—C—Br
| |
H H
思考與討論
δ＋
δ－
2.溴乙烷的化學性質
(1)取代反應——又稱水解反應
視頻
有淺黃色沉淀生成
C2H5Br+NaOH C2H5OH+NaBr

水
?
NaBr+AgNO3===AgBr↓+NaNO3
實驗原理：
由于鹵素原子的引入使鹵代烴的反應活性增強。
Ⅰ.如何判斷CH3CH2Br是否完全水解？
Ⅱ.溴乙烷在水中能否電離出Br－?如何判斷CH3CH2Br已發生水解？
看反應后的溶液是否出現分層，如分層，則沒有完全水解。
思考與討論
NaOH水溶液
CH3CH2Br
?
取上層清液硝酸酸化
AgNO3溶液
如有淡黃色沉淀出現，
則證明含有溴離子，CH3CH2Br已發生水解。
不能，
稀硝酸酸化
白色沉淀(AgCl)
淡黃色沉淀(AgBr)
黃色沉淀(AgI)
NaOH水溶液
R—X
?
AgNO3溶液
鹵代烴中鹵素原子的檢驗：
取上層清液
Ⅲ.為什么要加入稀硝酸酸化溶液？
中和過量的NaOH溶液，防止生成Ag2O棕褐色沉淀，影響Br－檢驗。
Ag++OH－=AgOH（白色）↓ 2AgOH=Ag2O(褐色)+H2O；
(2)消去反應——又稱消除反應
CH2＝CH2 ↑ ＋ NaBr＋H2O
△
乙醇
CH2—CH2
Br
H
＋ NaOH
相鄰的兩個C上脫去HX形成不飽和鍵
消去反應：有機化合物在一定條件下,從一個分子中脫去一個或幾個小分子(如H2O、HX等),而生成含不飽和鍵的化合物的反應。
—C—C— —C=C—
△
醇/
NaOH
H Br
[思考]下列鹵代烴能否發生消去反應？由此你能得出什么結論？
①CH3I
—CH2Br
③
Br
Br
CH3CH?CHCH3
⑤
—Br
⑥
CH3
CH3
CH3?C?CH2Br
②
CH3CHBr2
④
a 必須有相鄰的碳，否則不能發生消去反應，如①CH3I。
b 鄰位碳原子上必須有氫原子,否則不能發生消去反應，如②③
c 直接連接在苯環上的鹵原子不能消去，如⑥
發生消去反應的規律：
比較溴乙烷的取代反應和消去反應，體會反應條件對化學反應的影響
取代反應
消去反應
反應物
反應條件
生成物
斷鍵位置
結論
CH3CH2Br
CH3CH2Br
NaOH水溶液，加熱
NaOH醇溶液，加熱
CH3CH2OH、NaBr
CH2=CH2、NaBr、H2O
溴乙烷在不同的條件下發生不同類型的反應
C—Br
C—Br、鄰碳的C—H
實驗視頻
Ⅰ.分析反應產生的氣體中可能含有哪些雜質？
溴乙烷、乙醇、水蒸汽
揮發出的乙醇蒸氣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，為避免干擾實驗結果，應將氣體先通入水中以除去其中的乙醇蒸氣。
還可以用溴的四氯化碳溶液或溴水檢驗丁烯，由于乙醇與兩者均不反應，故此時無需將氣體先通入水中。
思考與討論
Ⅲ.此外還可以用什么方法檢驗乙烯？此時還有必要將氣體先通入水中嗎？
Ⅱ.為什么要在氣體通入酸性KMnO4溶液前加一個盛有水的試管？
Ⅴ.如何由 變為 ？
醇、NaOH
△
Br2/CCl4
Br
Br
思考與討論
1-丁烯（CH3CH2CH=CH2）
2-丁烯（CH3CH=CHCH3）
Ⅳ.預測 2—溴丁烷發生消去反應的可能產物
[注意]有多個鄰位碳原子，且鄰位碳原子上均有氫原子時，且不對稱時
消去反應可能生成多種產物。
含不飽和鍵的鹵代烴也可以發生加成反應和加聚反應。
(3)加成反應和加聚反應
①氯乙烯加聚反應生成聚氯乙烯：
②四氟乙烯加聚反應生成聚四氟乙烯：
聚氯乙烯管道
含氟聚合物制成的充氣薄膜建材
四氯化碳滅火器
清洗劑
nCH2=CHCl [ CH—CH2 ]n
催化劑
Cl
?
nCF2=CF2 [ CF2—CF2 ]n
科學·技術·社會
臭氧層的保護
氟氯代烷(氟利昂)曾廣泛用作制冷劑和溶劑，然而研究表明。氟利昂可在強烈的紫外線作用下分解，產生的氯原子自由基會對臭氧層產生長久的破壞作用。以CCl3F為例，它破壞臭氧層的反應過程可表示為：
CCl3F CCl2F· +Cl·
Cl·+O3 O2+ClO·
ClO· +O· Cl· +O2
O3+O· 2O2
Cl·
紫外線
總反應
[練一練]
1．判斷正誤
(1)鹵代烴是一類特殊的烴。 (　　)
(2)鹵代烴中一定含有的元素為C、H和鹵素。(　　)
(3)鹵代烴不一定是由烴分子和鹵素單質發生取代反應得到的。(　　)
(4)鹵代烴屬于有機化合物,都易燃燒。(　　)
(5)鹵代烴都可以發生水解反應和消去反應。(　　)
(6)鹵代烴不溶于水，均為液態或固體。 (　　)
(7)溴乙烷加入HNO3酸化的AgNO3溶液有淺黃色沉淀生成。(　　)
2．下列關于鹵代烴的敘述中正確的是 (　　)
A．所有鹵代烴都是難溶于水，密度比水小的液體
B．所有鹵代烴的沸點比相應烴的沸點低
C．CH3CH2Cl與CH3CH2CH2Cl的沸點前者低
D．CH3CH2Cl與CH3CH2CH2Cl的密度前者小
C
3.溴乙烷中混有雜質乙醇,除去乙醇的方法是(　　)
A.加熱蒸發 B.過濾
C.加水、萃取、分液 D.加苯、萃取、分液
C
4.下列有關溴乙烷的敘述中,正確的是(　　)
A.溴乙烷不溶于水,能溶于多種有機溶劑
B.溴乙烷與NaOH的水溶液共熱可生成乙烯
C.C與Br之間的共用電子對偏向C原子
D.實驗室通常用乙烯與溴的四氯化碳溶液反應來制取溴乙烷
A
5.下列有機化合物中,既能發生水解反應,又能發生消去反應,且消去反應生成的烯烴不存在同分異構體的是(　　)
B
6.①1?溴丙烷、2?溴丙烷分別與氫氧化鈉醇溶液混合加熱；
②1?溴丙烷、2?溴丙烷分別與氫氧化鈉水溶液混合加熱。
關于反應中生成的有機物的說法中正確的是(　　)
A．①和②產物均不同 B．①和④產物均相同
C．①產物相同，②產物不同 D．①產物不同，④產物相同
C
7．為了檢驗溴乙烷中含有溴元素,有以下操作,順序合理的是(　　)
①加AgNO3溶液?、诩覰aOH水溶液?、奂訜?
④加蒸餾水　⑤加稀硝酸至溶液顯酸性
A.②①③⑤ B.②④⑤③ C.②③⑤① D.②①⑤③
C
鹵代烴
結構
分類
物理性質
溴乙烷
化學性質
應用
可用R—X表示
氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴
單鹵代烴、多鹵代烴
常溫下個別為氣體，大多為液體或固體
不溶于水、可溶于有機溶劑
沸點、密度都高于相應的烴
沸點(密度)隨烴基中碳原子數目的增加而升高(降低)
結構、物理性質、化學性質
滅火器、清潔劑、復方氯乙烷氣霧劑，氟利昂
取代反應
消去反應
條件：強堿的水溶液/
產物：醇類
條件：強堿的乙醇溶液/
產物：不飽和化合物
?
?

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