5.1　卤代烃课件 (共52张PPT)2023-2024学年高二化学苏教版选择性必修3

(共52张PPT)
专题5
第一单元　卤代烃
素养 目标
1.认识卤代烃的结构特点和化学键类型的分析,理解卤代烃的化学性质,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.能通过实验探究1-溴丙烷的取代反应和消去反应的反应条件,综合应用有关知识完成卤代烃中卤素原子的检验等任务,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
3.通过卤代烃的合理使用,体会卤代烃在有机合成中的重要意义,以及卤代烃对环境、健康的影响,关注有机化合物的安全使用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
目录索引
基础落实·必备知识全过关
一、卤代烃的性质
1.卤代烃的定义和分类
(1)定义:烃分子中的氢原子被　　　　　取代后形成的化合物。
(2)分类:
卤素原子
氟代烃
氯代烃
溴代烃
碘代烃
2.卤代烃的物理性质
升高
不
易
小
大
3.溴丙烷的化学性质
卤代烷分子中,由于卤素原子吸引电子能力大于碳原子,使C—X键具有极性,在极性试剂作用下,C—X键较易发生断裂,并与试剂的基团结合生成新的化合物。
(1)1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和KOH乙醇溶液。
化学方程式:CH3CH2CH2Br+KOH CH3CH==CH2↑+KBr+H2O或
CH3CHBrCH3+KOH CH3CH==CH2↑+KBr+H2O。
(2)1-溴丙烷(或2-溴丙烷)和KOH水溶液。化学方程式:
或
　 。
CH3CH2CH2Br+KOH CH3CH2CH2OH+KBr
CH3CHBrCH3+KOH CH3CHOHCH3+KBr
教材阅读想一想溴乙烷与乙醇都能发生消去反应,二者的反应有什么异同
提示 相同点:它们发生消去反应都需要加热,都是饱和化合物消去一个小分子,形成不饱和键,生成乙烯。
不同点:①反应条件不同,溴乙烷在NaOH的乙醇溶液条件下,乙醇在浓硫酸条件下;②脱去的分子不同,溴乙烷脱去的是HBr,乙醇脱去的是H2O。
易错辨析判一判
(1)CH3CH2CH2Br是非电解质,在水中不能电离出Br-。(　　)
(2)1-溴丙烷发生消去反应时,断裂C—Br键和C—H键两种共价键。(　　)
(3)在1-溴丙烷的水解液中滴入AgNO3溶液,立即有浅黄色沉淀生成。(　　)
(4)2-溴丙烷在加热、NaOH的乙醇溶液作用下,可生成2-丙醇。(　　)
√
√
×
提示 水解液中含有NaOH,会与AgNO3反应生成Ag2O沉淀,难以观察到AgBr的浅黄色沉淀。
提示 2-溴丙烷在加热、NaOH的乙醇溶液作用下发生消去反应生成CH3CH==CH2。
×
二、卤代烃的合理使用
1.卤代烃的用途
(1)卤代烃广泛应用于药物合成、化工生产。
①溴乙烷是合成药物、农药、染料、香料的重要基础原料,是向有机化合物分子中引入乙基的重要试剂。
②选取邻二氯苯为原料,可合成治疗敏感菌引起的各类感染的“诺氟沙星”。
③氯乙烷常用作局部麻醉剂。
(2)卤代烃是制备高聚物的原料:氯乙烯是聚氯乙烯(PVC)的单体。
2.卤代烃对环境的危害
(1)部分卤代烃对大气臭氧层有破坏作用。
(2)机动车尾气中的卤代烃主要是氯代烷烃、氯代烯烃,人吸入后会引起不同程度的中毒反应。
(3)挥发性卤代烃有可能造成大气二次污染。
易错辨析判一判
(1)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂,其分子组成复杂,不属于卤代烃。(　　)
(2)人接触低浓度2-氯-1,3-丁二烯( )可引起强烈的刺激症状,2-氯-1,3-丁二烯属于氯代烃,不溶于水。(　　)
(3)氯乙烷常用作局部麻醉剂,由氯乙烷制成的喷雾剂被广泛应用于运动场所紧急处理运动员的伤痛。(　　)
(4)氟利昂可在强烈的紫外线作用下分解,产生的氯自由基会对臭氧层产生长久的破坏作用。(　　)
×
提示 三氟氯溴乙烷是由碳、氢和卤素组成,属于卤代烃。
√
√
√
重难探究·能力素养全提升
探究一　卤代烃的取代反应和消去反应
情境探究
六六粉化学名称叫1,2,3,4,5,6-六氯环己烷,分子式为C6H6Cl6,是环己烷的六氯取代物,又名六六六。六六粉属有机氯,是一种广谱杀虫剂,亦是胆碱酯酶抑制剂,其作用于神经膜上,使昆虫动作失调、痉挛、麻痹至死亡,对昆虫呼吸酶亦有一定作用。六六粉稳定性强,不易分解,大量使用直接造成对农作物的污染,同时农药残留在水和土中,通过食物链进入
人体,而人体又不能通过新陈代谢把它排出体外。当积累
到一定程度,就会使人中毒,现在已禁止使用。其结构如下:
1.工业品六氯环己烷是通过在光照下将氯气通入纯苯中而制备的,写出该反应的化学方程式,并注明反应类型。
2.六六粉在一定条件下能发生水解反应和消去反应,试写出六六粉完全水解生成有机物的结构简式,以及消去反应可能生成的含苯环有机物的结构简式。
3.如何检验六六粉中是否含有氯原子
提示 取少量六六粉,加入NaOH溶液并加热,冷却后,加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明六六粉中含有氯原子。
方法突破
1.卤代烃的取代反应和消去反应对比
反应类型 消去反应 取代反应
反应实质 脱去HX分子,形成不饱和键 —X被—OH取代
反应条件 　　　　　 注意区别 强碱的乙醇溶液、加热
强碱的水溶液、加热
反应特点 碳骨架不变,官能团由碳卤键变为 —C≡C—或 碳骨架不变,官能团由碳卤键变为—OH
反应类型 消去反应 取代反应
断键位置 C—X键与邻位碳原子上的C—H键断裂,如: C—X键断裂,如:
主要产物 不饱和有机化合物 醇
2.卤代烃的消去反应规律
(1)与—X相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子的卤代烃才能发生消去反
应,否则不能发生消去反应。例如 、 等不能发生消去反应。
(2)当卤素原子所在碳原子有两个邻位碳原子,且邻位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,如 发生消去反应的产物为CH3—CH==CH—CH3、CH2==CH—CH2—CH3。
(3)二元卤代烃发生消去反应后可以在有机物中引入碳碳三键或2个碳碳双键。例如,CH3—CH2—CHCl2+2NaOH CH3—C≡CH+2NaCl+2H2O。
3.卤代烃的取代反应拓展
(1)卤素原子直接与苯环相连的卤代芳香烃,水解反应条件较为苛刻。如:
苯环上1 mol—X水解消耗2 mol NaOH
(2)由于同一碳原子上连接两个以上的—OH是不稳定的,会自动脱水:
因此同一碳原子上连接多个—X时,水解可得到醛、酮或羧酸盐。如:
4.卤代烃中卤素原子的检验
(1)实验步骤:
(2)特别提醒:
①加热是为了加快水解速率。
②加入稀硝酸酸化,一是为了中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应干扰实验;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。
③量的关系:RX~X-~AgX,1 mol卤原子可得到1 mol AgX(氟除外),常利用此量的关系进行定量测定卤代烃。
应用体验
视角1反应条件对卤代烃性质的影响
1.[2023河北邢台高二期中]下列化合物中能发生消去反应的是(　　)
A.CH3OH
B.CH3Cl
D
解析 能发生消去反应的有机物通常为醇和卤代烃,且羟基或卤原子相连碳原子存在邻位碳原子,邻位碳原子上连有氢原子。
CH3OH分子中只含有1个碳原子,不存在邻位碳原子,不能发生消去反应,A不符合题意;CH3Cl分子中只含有1个碳原子,不存在邻位碳原子,不能发生
消去反应,B不符合题意; 分子中,与—Cl相连碳原子的邻位碳原子上不连有H原子,不能发生消去反应,C不符合题意; 分子中,与—Cl相连碳原子的邻位碳原子上连有2个H原子,能发生消去反应,D符合题意。
2.下列化学反应的产物中,存在互为同分异构体的是(　　)
①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解
②甲苯在催化剂FeCl3作用下与Cl2反应
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
B
3.如图表示4-溴环己烯所发生的4个不同反应,其中产物只含有一种官能团的反应是(　　)
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
C
解析 ①发生氧化反应,碳碳双键断裂生成羧基,产物中含有—COOH和—Br;②发生水解反应,—Br被—OH取代,产物中含有—OH和碳碳双键;③发生消去反应,产物中官能团只含有碳碳双键;④发生加成反应,产物中官能团只含有—Br。
【变式设问】
(1)试写出反应③得到的Y的结构简式。
技巧规律　巧记醇的消去反应、卤代烃取代反应和消去反应的条件和产物
醇生成烯浓硫酸,卤代烃的为强碱,
无醇水解生成醇,有醇消去生成烯。
视角2卤代烃中卤素原子的检验
4.为检验某卤代烃(R—X)中的X元素,有下列实验操作:①加热　②加入AgNO3溶液　③取少量卤代烃　④加入稀硝酸酸化　⑤加入KOH溶液　⑥冷却,正确操作的先后顺序是(　　)
A.③①⑤⑥②④ B.③①②⑥④⑤
C.③⑤①⑥④② D.③⑤①⑥②④
C
解析 检验某卤代烃(R—X)中的X元素,应该先取少量卤代烃,卤代烃的水解应在碱性条件下,应该向卤代烃中加入氢氧化钾溶液,进行加热加快反应速率,然后冷却液体;因为银离子与氢氧根离子会反应生成沉淀,干扰卤素离子的检验,因此向溶液中加入稀硝酸使溶液酸化再加入硝酸银溶液观察是否生成沉淀和沉淀颜色,所以其操作顺序是③⑤①⑥④②,故C正确。
5.要检验某溴乙烷中的溴元素,正确的实验方法是(　　)
A.加入氯水振荡,观察水层是否有红棕色出现
B.滴入AgNO3溶液,再加入稀硝酸,观察有无浅黄色沉淀生成
C.加入KOH溶液共热,然后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.加入KOH溶液共热,冷却后加入AgNO3溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
C
解析 在溴乙烷中溴元素以Br原子形式存在,不是Br-,加入氯水不能发生置换反应产生Br2,因此不能观察到水层变为红棕色,A不符合题意;在溴乙烷中溴元素以Br原子形式存在,不是Br-,因此加入AgNO3溶液后再加入稀硝酸,不能观察到有浅黄色沉淀生成,B不符合题意;在溴乙烷中溴元素以Br原子形式存在,向其中加入KOH溶液共热,溴乙烷发生取代反应产生Br-,然后加入稀硝酸消耗剩余的KOH,使溶液呈酸性,再滴入AgNO3溶液,Ag+与溶液中的Br-反应产生AgBr浅黄色沉淀,因此可以证明其中含有Br元素,C符合题意;向溴乙烷中加入KOH溶液共热,溴乙烷发生取代反应产生Br-,由于溶液中可能含有过量的KOH,OH-会与AgNO3溶液中的Ag+反应生成AgOH沉淀,会影响Br元素的检验,D不符合题意。
探究二　卤代烃在有机合成中的桥梁作用
情境探究
实验室中欲用乙醇为有机原料制备高分子化合物
1.试写出各步反应有机产物的结构简式和反应类型。
2.如何利用卤代烃的性质在相邻两个碳原子上各引入一个—OH
3.在有机物分子中引入卤素原子的方法有哪些 举例说明。
提示 ①不饱和烃与卤素单质或卤化氢的加成反应CH3—CH==CH2+Br2→ CH3—CHBr—CH2Br,
方法突破
1.利用卤代烃的取代反应可实现烷烃或烯烃向醇、醛、羧酸的转化
如乙烯转化为乙酸的转化途径为
2.利用卤代烃的消去反应,可实现烃的衍生物中官能团种类和数量的变化
如溴乙烷转化为乙二醇的转化途径为
3.利用卤代烃的消去反应与水解反应还可以实现官能团位置的变化
应用体验
视角1卤代烃与其他物质的转化
1.在有机合成中,常需要消除或引入官能团,下列合成路线及相关产物不合理的是(　　)
答案 C
解析 在合成过程中 发生消去反应所得产物为CH3CH2C≡CH,合成路线及相关产物都不合理,答案选C。
A.乙炔 B.1-丁烯
C.1,3-丁二烯 D.乙烯
D
解析 1,4-二氧六环分子中含有两个醚键,可由两分子HOCH2—CH2OH脱水得到,则C为HOCH2—CH2OH;C由卤代烃B水解得到,则B为CH2Br—CH2Br,因此A为CH2==CH2,答案选D。
【变式设问】
(1)写出B→C反应的化学方程式。
(2)写出C→1,4-二氧六环反应的化学方程式。
提示 CH2Br—CH2Br+2NaOH HOCH2—CH2OH+2NaBr。
思维建模　逆合成分析法确定合成原料
(1)分析产物结构,含有的官能团、价键特点等。
(2)分析官能团如何引入,碳骨架如何形成。
(3)逐步逆推,确定合成原料。
视角2卤代烃在有机合成中的应用
3.下列框图给出了8种有机化合物的转化关系,请回答下列问题:
(1)根据系统命名法,化合物A的名称是　　 　　　　。
(2)上述框图中,①是　　　　(填反应类型,下同)反应,②是　　　　反应,③是　　　　　　　反应。
(3)化合物E是重要的工业原料,写出由D生成E的化学方程式:
　。
(4)F1的结构简式是　 ,
F1与F2互为　　 　　　。
2,3-二甲基丁烷
取代
消去
加成
同分异构体
(5)上述八种有机化合物中,属于二烯烃的是　　　　(写代号),链状二烯烃的通式是　　　　 　。
(6)写出D在一定条件下完全水解的化学方程式:
　。
E
CnH2n-2(n≥4)
解析 烷烃A与氯气发生取代反应生成卤代烃B,B发生消去反应生成C1、C2,C2与溴单质发生加成反应生成二溴代物D,D再发生消去反应生成E,E与
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