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選擇性必修3
第三章 烴的衍生物
第一節 鹵代烴
情景導入
有些品牌的涂改液中的溶劑含有三氯乙烯
聚氯乙烯(PVC)
雨衣
氯乙烷噴劑
局部冷凍麻醉
(沸點12.27℃)
七氟丙烷
滅火器
目標一 鹵代烴的概述
1.烴的衍生物
(1)概念：烴分子中的氫原子被不同官能團所取代后，就能生成一系列新的不同類別的有機化合物。
(2)分類：依據官能團可分為鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸和酯等。
(3)烴的衍生物的性質主要由官能團決定。
CH3CH2Br
CH3CH2OH
2.鹵代烴的概念和分類
(1)概念
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：碳鹵鍵，可表示為R—X(X＝F、Cl、Br、I)。
(2)分類
單鹵代烴
多鹵代烴
鹵代烴
按鹵素種類
按鹵素原子多少
氟代烴、氯代烴、溴代烴、碘代烴、
(R—F) (R—Cl) (R—Br) (R—I)
CH3X
CH2XCH2X
3.烴轉化為鹵代烴的途徑
思考：第二章我們學習了烴，想想通過哪些反應可以將烴轉化為鹵代烴？
1、甲烷和氯氣
2、乙烯和溴
3、乙炔和氯化氫
4、苯與液溴
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光照
CH2=CH2 + Br2
CH2BrCH2Br
CH≡CH + HCl
CH2=CHCl
催化劑
△
＋Br2
＋HBr↑
Br
FeBr3
取代反應
加成反應
取代反應
加成反應
2-氯丁烷
1,2-二溴乙烷
3-甲基-3-溴-1-丁烯
(1)選主鏈:
(2)定編號:
(3)寫名稱：
選擇含官能團(鹵素原子、不飽和鍵)的最長碳鏈，按主鏈上的碳原子數目定“某烷、烯、炔”）
將鹵素原子看作取代基，編號時從距取代基近的一端編號，有碳碳雙鍵時從距離碳碳雙鍵近的一端開始編號，遵循位次序號之和最小原則。
從簡入繁，一般先寫烷基，再寫鹵原子，最后寫母體。
4.鹵代烴的命名——類似于烴的命名方法（將鹵素原子作為取代基）
(1)選主鏈:
(2)定編號:
(3)寫名稱：
選擇含官能團(鹵素原子、不飽和鍵)的最長碳鏈，按主鏈上的碳原子數目定“某烷、烯、炔”）
將鹵素原子看作取代基，編號時從距取代基近的一端編號，有碳碳雙鍵時從距離碳碳雙鍵近的一端開始編號，遵循位次序號之和最小原則。
從簡入繁，一般先寫烷基，再寫鹵原子，最后寫母體。
CH3CHCH2CHCH2CH3
CH3
Br
4-甲基-2-溴己烷
4.鹵代烴的命名——類似于烴的命名方法（將鹵素原子作為取代基）
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
鄰氯甲苯
(2-氯甲苯)
5.鹵代烴的物理性質
狀態
除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少數為氣體外，大多為液體或固體
沸點
比具有相同碳原子數的烴沸點高
同系物的沸點隨碳原子數的增加而升高
溶解性
鹵代烴不溶于水，可溶于有機溶劑
密度
一氟代烴、一氯代烴的密度比水小，其余的密度比水大，且密度高于相應的烴，一般隨著烴基中碳原子數目的增加而減小
幾種氯代烴的密度和沸點
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
1.正誤判斷
(1)鹵代烴中一定含有的元素為C、H和鹵素(　　)
(2)鹵代烴不一定是烴分子和鹵素單質發生取代反應得到的(　　)
(3)碳原子數少于4的烴，在常溫下為氣體，溴乙烷中含2個碳原子，所以其在常溫下也為氣體(　　)
(4)鹵代烴在常溫下均為液態或固態，均不溶于水(　　)
×
×
√
×
2.將少量溴乙烷滴入硝酸銀溶液中，能否生成淡黃色的溴化銀沉淀？為什么？
提示　不能。因為溴乙烷是非電解質，它不能電離生成Br－。
導思
1.下列物質中，不屬于鹵代烴的是
A.CH2Cl2 B.CCl2F2
C. D.
導練
√
氫原子被硝基取代，屬于硝基化合物，不屬于鹵代烴
2.命名下列有機物：
(1) 的化學名稱：________。
(2) 的化學名稱：____________________。
聚氯乙烯
鄰氯甲苯(或2-氯甲苯)
1.溴乙烷的物理性質
目標二 鹵代烴的結構和性質(以溴乙烷為例)
顏色 狀態 沸點 密度 溶解性
38.4℃
無色
液態
比水大
難溶于水，可溶于多種有機溶劑
2.溴乙烷的結構
溴乙烷
分子式
空間填充模型
結構式
結構簡式
官能團
球棍模型
CH3CH2Br
C2H5Br
溴乙烷的核磁共振氫譜
3.溴乙烷的化學性質
在鹵代烴分子中，由于鹵素原子的電負性比碳原子的大，使C—X的電子向鹵素原子偏移，進而使碳原子帶部分正電荷(δ＋)，鹵素原子帶部分負電荷(δ－)，這樣就形成一個極性較強的共價鍵：Cδ＋—Xδ－。
因此，鹵代烴在化學反應中，C—X較易斷裂，使鹵素原子被其他原子或原子團所取代，生成負離子而離去。
化學鍵 C-H C-C C-Br
鍵長/pm 110 154 194
鍵能/(kJ/mol) 414.2 347.3 284.5
H
H—C—C—Br
H
H
H
δ＋
δ－
C—Br的鍵長長而鍵能較小，C—Br容易斷裂。
(1)取代反應
實驗裝置：
實驗現象：
實驗解釋：
①中溶液分層；
②中有機層厚度減小；
④中有淺黃色沉淀生成
溴乙烷與NaOH溶液共熱生成了Br－
CH3CH2Br＋NaOH CH3CH2OH＋NaBr
取代反應
實驗條件：
NaOH水溶液、加熱
（2）【實驗3-1】中加入稀硝酸的目的是什么？
中和過量的NaOH溶液，防止生成黑褐色Ag2O沉淀掩蔽淺黃色的AgBr，影響Br－檢驗。
思考：
若不加稀硝酸，直接滴加AgNO3(aq)，將會看到什么現象？
過量的NaOH與AgNO3反應，產生黑褐色的Ag2O↓
NaOH+AgNO3 = AgOH↓+NaNO3
2AgOH = Ag2O↓ +H2O
（1）溴乙烷CH3CH2Br 在水中能否電離出Br -？ 如何驗證？
不能。驗證方法：
現象：
結論：
C2H5Br是非電解質，
不能電離出Br-
無淺黃色沉淀
溴乙烷
滴加硝酸酸化的AgNO3溶液
檢驗鹵代烴中的鹵原子的方法：
取少量鹵代烴于試管中
①NaOH水溶液，共熱
②過量HNO3
③AgNO3溶液
有沉淀產生
白色沉淀
AgCl
淺黃色沉淀
AgBr
黃色沉淀
AgI
取上層清液
測定鹵代烴中鹵原子數目：
據R—X～NaX～AgX，1 mol鹵代烴可得到 x mol AgX
(除F外)沉淀，則說明該鹵代烴中含有 x mol 鹵素原子。
(2)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叫做消去反應(消除反應)。
實驗條件：
NaOH的乙醇溶液、加熱
反應原理：
＋NaOH CH2==CH2↑＋NaBr＋H2O
化學鍵的變化：
斷裂C—Br和鄰位碳原子上的C—H，形成
C=C
鹵代烴消去反應的發生條件
1. 鄰位碳原子上必須有氫原子(β-H),否則不能發生消去反應
2. NaOH的醇溶液、加熱
歸納總結
① CH3-CH2-OH CH2＝CH2↑ + H2O
濃硫酸
△
思考：下列反應是消去反應嗎？
② CH3-OH + HO-CH3
CH3-O-CH3 + H2O
濃硫酸
△
CH2—(CH2)4—CH2
—
—
H
Br
催化劑
③
＋HBr
×
√
取代反應
×
取代反應
生成不飽和鍵！
思考：下列鹵代烴能否發生消去反應？
④⑤能發生消去反應
CH3CH2 C CH3
CH2CH3
Br
思考：下列鹵代烴能否發生消去反應？若能請寫出有機產物。
CH3CH=C CH3
CH2CH3
CH3CH2 C=CH2
CH2CH3
主要產物
消去規則(札依采夫規則)：
當有不同的消除取向時，消去的氫原子主要來自相鄰的含氫原子較少的碳原子。
(1)沒有鄰位碳原子的鹵代烴不能發生消去反應,例如CH3Br。
(4)二鹵代烴發生消去反應后可能在有機化合物中引入碳碳三鍵或兩個碳碳雙鍵。例如,
(3)有兩個鄰位碳原子,且碳原子上均有氫原子時,發生消去反應可能生成不同的產物。例如,
發生消去反應的產物為CH3—CH＝CH—CH3、CH2 ＝ CH—CH2—CH3。
(2)有鄰位碳原子,但鄰位碳原子上不存在氫原子的鹵代烴也不能發生消去反應。例如
鹵代烴的消去反應規律
課堂練習：
（1）寫出2-氯丙烷與氫氧化鈉醇溶液反應的化學方程式
（2）寫出2-氯丁烷與氫氧化鈉醇溶液反應的化學方程式
CH3CHClCH3+NaOH→CH3CH=CH2+NaCl+H2O
醇
△
CH3CH2CHClCH3+NaOH→CH3CH2CH=CH2+NaCl+H2O
醇
△
CH3CH2CHClCH3+NaOH→CH3CH=CHCH3+NaCl+H2O
醇
△
主要產物
探究——1-溴丁烷的化學性質
【問題】鹵代烷在不同溶劑中發生反應的情況不同。如何通過實驗的方法驗證取代反應和消去反應的產物？
生成醇
生成烯烴
【討論與實驗】
(1)用哪種分析手段可以檢驗出1﹣溴丁烷取代反應生成物中的丁醇？
波譜分析：紅外光譜法、 核磁共振氫譜
(2)如圖3-3所示，向圓底燒瓶中加入2.0 gNaOH和15mL無水乙醇，攪拌。再向其中加入5mL1﹣溴丁烷和幾片碎瓷片，微熱。將產生的氣體通入盛水的試管后，再用酸性高猛酸鉀溶液進行檢驗。
CH3CH2CH2CH2Br
+NaOH
△
醇
CH3CH2CH＝CH2↑+NaBr+H2O
討論：①實驗中盛有水的試管的作用是 ， 原因是 。
②除酸性高錳酸鉀溶液外還可以用 來檢驗丁烯，此時氣體還用先通入水中嗎？ ，理由是 。
除去揮發出來的乙醇
乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，干擾丁烯的檢驗
溴的四氯化碳溶液
不用
乙醇與溴不反應，不會干擾丁烯的檢驗
除雜
檢驗丁烯
③比較1-溴丁烷的取代反應和消去反應，完成下表，分析反應條件對化學反應的影響。
取代 消去
反應物
反應條件
生成物
結論
CH3CH2CH2CH2Br，NaOH
CH3CH2CH2CH2Br，NaOH
NaOH水溶液，加熱
NaOH醇溶液，加熱
CH3CH2CH2CH2OH、NaBr
CH3CH2CH==CH2、NaBr、H2O
1-溴丁烷在不同的條件下發生不同類型的反應
有醇則烯（炔）
無醇則醇
課堂練習：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
(3)不飽和鹵代烴的加成和加聚反應
含有不飽和鍵(如 )的鹵代烴也可以發生加成反應和加聚反應。
氯乙烯
聚氯乙烯(PVC)
四氟乙烯
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯，俗稱塑料王，具有最佳的穩定性和耐熱性，顯示了獨特的不粘性和潤滑性。

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