2.3 卤代烃 课件 (5)
文档属性
| 名称 | 2.3 卤代烃 课件 (5) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2016-07-12 12:46:03 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
卤代烃的用途:
溶 剂
卤代烃
致冷剂
医 用
灭火剂
麻醉剂
农 药
我们对一氯甲烷、1、2-二溴乙烷、氯乙烯、溴苯等名称已经不陌生了。它们结构的主体是烷、烯、苯，但已经不属于烃了。这是因为其分子的组成除了碳、氢原子以外，还包括了卤素原子。这些都可看作是烃分子中的氢原子取代后生成的化合物。我们将此类物质称为卤代烃。
足球场上的“化学大夫”
在激烈的足球比赛中,运动员受到轻伤软组织挫伤，或者拉伤了时,用氯乙烷向伤口喷射,运动员马上就可以奔跑了.
氯乙烷碰到温暖的皮肤，立刻沸腾起来。因为沸腾得很快，液体一下就变成气体，同时把皮肤上的热也“带”走了，于是负伤的皮肤像被冰冻了一样，暂时失去感觉，痛感也消失了.
只能对付一般的肌肉挫伤或扭伤，用作应急处理，不能起治疗作用。
如果在比赛中造成骨折，或者其他内脏受伤，它就无能为力了。
聚四氟乙烯
聚氯乙烯
[CH2-CH]n
Cl
[CF2-CF2]n
卤代烃的危害:
发”错”的诺贝尔奖： DDT(俗称六六六粉—C6C6Cl6）
DDT禁用原因:相当稳定，在环境中不易被降解，通过食物链富集在动物体内，造成累积性残留，危害人体健康和生态环境.
卤代烃对大气臭氧层的破坏原理：卤代烃释放出的氯原子对臭氧分解起到了催化剂的作用.
卤代烃化学性质通常比烃活泼，能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物.因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用.下面我们以溴乙烷作为代表物来介绍卤代烃的一些性质.
一、溴乙烷
1.溴乙烷的结构
溴乙烷在结构上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一个氢原子后所得到的产物。其空间构型如下：
比例模型
球棍模型
请同学们写出溴乙烷的分子式、电子式、结构式、结构简式。
一、溴乙烷
1.溴乙烷的结构
分子式 结构式 结构简式 官能团
C2H5Br
CH3CH2Br
或C2H5Br
—Br
有没有
同分异构体？
溴乙烷在核磁共振氢谱中应如何表现？
两个吸收峰，且吸收峰的面积之比应该是3：2，而乙烷的吸收峰却只能有1个。
溴乙烷与乙烷的结构相似，区别在于C—H键与C—Br的不同。
溴原子的引入对溴乙烷的性质有什么影响？就是我们这节课研究的重点。让我们先来研究其物理性质。
一、溴乙烷
1.溴乙烷的结构
分子式 结构式 结构简式 官能团
C2H5Br
CH3CH2Br
或C2H5Br
—Br
2. 物理性质
已知乙烷为无色气体，沸点-88.6 ℃，不溶于水。对比乙烷分子的结构，你能知道溴乙烷分子中引入了Br原子后，在相同条件下，溴乙烷分子间的作用力大小如何变化？熔沸点、密度呢？
【科学推测】溴乙烷的结构与乙烷的结构相似，但相对分子质量大于乙烷，导致C2H5Br分子间作用力增大，其熔点、沸点、密度应大于乙烷。
【探究实验1】
试剂和仪器：试管、溴乙烷、蒸馏水、酒精
（1）用试管取约2mL的溴乙烷，观察溴乙烷在常温下的颜色和状态。
（2）将2mL的溴乙烷分放在两支试管中，往其中一只中加入2mL的水，振荡，静置。往另一支试管中加入2mL酒精，振荡，静置。
你能否根据所学知识推测：氯乙烷的沸点比溴乙烷的沸点是高还是低？为什么？
低，有可能是常温下是气体，因为氯乙烷与溴乙烷的结构相似，而相对分子质量小于溴乙烷，分子间作用力小，故沸点低。
烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代后，其相对分子质量变大，分子间作用力变大，卤代烃溶沸点升高，密度变大。所以卤代烃只有极少数是气体，大多数为固体或液体，不溶于水，可溶于大多数的有机溶剂。溴原子的引入能使溴乙烷具有什么样的化学性质呢？
3.化学性质
化学变化的实质是旧键的断裂和新键的形成。溴原子作为溴乙烷的官能团，发生化学变化应围绕着C—Br键断裂去思考。 C—Br键为什么能断裂呢？在什么条件下断裂？
在溴乙烷分子中，由于Br的吸引电子的能力大于C，则C-Br键中的共用电子对就偏向于Br原子一端，使Br带有部分负电荷，C原子带部分正电荷。当遇到－OH、－NH2等试剂（带负电或富电子基团）时，该基团就会进攻带正电荷的C原子，－Br则带一个单位负电荷离去。
已知：CH3CH3与氢氧化钠溶液不能反应，CH3CH2Br能否与氢氧化钠溶液反应 若反应，可能有什么物质产生？
【科学推测】若反应，则生成乙醇和溴化钠，发生如下反应 ：
水
CH2CH2Br＋NaOH → CH3CH2OH+NaBr
以上所述，均属猜测，但有根有据，属于科学猜测。很多伟大的科学理论都是通过科学猜测、实验验证得出的。如果让你设计实验证明溴乙烷能和氢氧化钠溶液发生反应。你如何解决以下两个问题：
（1）如何用实验证明溴乙烷的Br变成了Br-
（2）该反应的反应物是溴乙烷和氢氧化钠溶液，混合后是分层的，且有机物的反应一般比较缓慢，如何提高本反应的反应速率？
答：充分振荡：增大接触面积；加热：升高温度加快反应速率。
答：用硝酸银溶液和稀硝酸 。
能不能直接用酒精灯加热？如何加热？
答：不能直接用酒精灯加热，因为溴乙烷的沸点只有38.4℃，用酒精灯直接加热，液体容易暴沸。可采用水浴加热。
水浴加热时就不可能振荡试管，为了使溴乙烷和和氢氧化钠溶液充分接触，水浴的温度应稍高于溴乙烷的沸点，为什么？
答：使处于下层的溴乙烷沸腾汽化，以气体的形式通过NaOH溶液与其充分接触。
可同学们想过吗？溴乙烷是大气污染物，汽化出来的溴乙烷不可能完全与NaOH溶液反应，散失到大气中就会污染空气，你想如何解决这个问题？
答：试管上加一个带长玻璃导管的橡皮塞，起冷凝回流的作用，既能防止溴乙烷的挥发，又提高了原料的利用率。
【探究实验2】利用所给仪器和试剂，设计实验方案验证溴乙烷能否在NaOH溶液中发生取代反应。
实验用品：大试管（配带直长玻璃管的单孔橡皮塞）2只、试管夹、小试管10只，长胶头滴管（能从大试管中取液体）、250mL烧杯。溴乙烷、10%NaOH溶液、稀硝酸、2%硝酸银、稀溴化钠溶液、稀氯化钠溶液。
提示：
（1）可直接用所给的热水加热；
（2）溴乙烷、10%NaOH溶液的用量约为2mL；
（3）水浴加热的时间约为3分钟 。
加入NaOH溶液加热，冷却后直接加AgNO3为什么不可以？检验卤代烃中含有卤元素的程序如何？
卤代烃
NaOH水溶 液
AgNO3
溶 液
有沉淀产生
？
过量HNO3
白色
淡黄色
黄色
说明有卤素原子
NaOH
3.化学性质
结论：CH3CH2Br能与氢氧化钠溶液反应，发生取代反应，反应方程式如下：
（1）溴乙烷的取代反应
NaOH
或
C2H5-Br+NaOH C2H5-OH+NaBr
水
△
——水解反应
该反应可理解为:溴乙烷发生了水解反应，氢氧化钠的作用是中和反应生成的HBr，降低了生成物的浓度，使反应正向进行。 （该反应是可逆反应）
由此可见，水解反应的条件是NaOH水溶液。溴乙烷水解反应中，C—Br键断裂，溴以Br-形式离去，故带负电的原子或原子团如OH-、HS-等均可取代溴乙烷中的溴。
反应条件：
NaOH水溶液、加热。
实验证明CH3CH2Br可以制乙烯，请考虑可能的断键处，以及此反应的特点.
(2)溴乙烷的消去反应
p42【科学探究】2、……
产生气体，能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色.
现象：
醇
△
(2)溴乙烷的消去反应
反应条件：与强碱的醇溶液共热。
消去反应：在一定条件下，从一个有机分子中脱去一个或几个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应。一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上。
【思考与交流】
①为什么不用NaOH水溶液而用醇溶液？
②．乙醇在反应中起到了什么作用？
③．检验乙烯气体时，为什么要在气体通入KMnO4酸性溶液前加一个盛有水的试管？起什么作用？
④.C(CH3)3－CH2Br能否发生消去反应？
⑤.2－溴丁烷 消去反应的产物有几种？
答：用NaOH水溶液反应将朝着水解的方向进行.
答：乙醇在反应中做溶剂，使溴乙烷充分溶解.
答：除去乙醇蒸汽，因为乙醇也能使KMnO4酸性溶液褪色.
答：不能.因为相邻碳原子上没有氢原子.
答：CH3CH = CHCH3 (81%) CH3CH2CH =CH2 (19%)
札依采夫规则：卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的碳原子上.
取代反应 消去反应
反应物
反应
条件
断键
生成物
结论
CH3CH2Br
CH3CH2Br
NaOH水溶液、加热
NaOH醇溶液、加热
C－Br
C－Br，邻碳C－H
CH3CH2OH
CH2＝CH2
溴乙烷和碱在不同条件下发生不同类型的反应
小结:
比较溴乙烷的取代反应和消去反应。
—Br原子是CH3CH2Br的官能团，决定了其化学特性.由于反应条件（溶剂或介质）不同，反应机理不同.（内因在事物的发展中发挥决定作用，外因可通过内因起作用.）
二、卤代烃
1、定义和分类
(1)定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。一卤代烃的通式：R—X。
(2)分类：
①按分子中卤原子个数分：一卤代烃和多卤代烃；
②按所含卤原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃；
③按烃基种类分：饱和卤代烃和不饱和卤代烃；
④按是否含苯环分：脂肪卤代烃和芳香卤代烃。
2.物理通性:
(1)常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体；
(2)所有卤代烃都难溶于水，易溶于有机溶剂；
(3)互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大（沸点和熔点大于相应的烃）。
(4).卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低。
(5)同一烃基的不同卤代烃沸点随卤素相对原子质量的增大而增大。
3.化学性质：与溴乙烷相似.
(1).水解反应.
(2).消去反应.
【课堂练习】
1、试写出1-氯丙烷和2-氯丙烷分别发生水解反应的化学方程式.
2、试写出1-溴丙烷和2-溴丙烷分别发生消去反应的化学方程式.
CH3CH2CH2Cl+H2O CH3CH2CH2OH+HCl
NaOH
△
CH3CHClCH3+NaOH CH3CHCH3+ NaCl
△
H2O
OH
卤代烃的用途:
溶 剂
卤代烃
致冷剂
医 用
灭火剂
麻醉剂
农 药
我们对一氯甲烷、1、2-二溴乙烷、氯乙烯、溴苯等名称已经不陌生了。它们结构的主体是烷、烯、苯，但已经不属于烃了。这是因为其分子的组成除了碳、氢原子以外，还包括了卤素原子。这些都可看作是烃分子中的氢原子取代后生成的化合物。我们将此类物质称为卤代烃。
足球场上的“化学大夫”
在激烈的足球比赛中,运动员受到轻伤软组织挫伤，或者拉伤了时,用氯乙烷向伤口喷射,运动员马上就可以奔跑了.
氯乙烷碰到温暖的皮肤，立刻沸腾起来。因为沸腾得很快，液体一下就变成气体，同时把皮肤上的热也“带”走了，于是负伤的皮肤像被冰冻了一样，暂时失去感觉，痛感也消失了.
只能对付一般的肌肉挫伤或扭伤，用作应急处理，不能起治疗作用。
如果在比赛中造成骨折，或者其他内脏受伤，它就无能为力了。
聚四氟乙烯
聚氯乙烯
[CH2-CH]n
Cl
[CF2-CF2]n
卤代烃的危害:
发”错”的诺贝尔奖： DDT(俗称六六六粉—C6C6Cl6）
DDT禁用原因:相当稳定，在环境中不易被降解，通过食物链富集在动物体内，造成累积性残留，危害人体健康和生态环境.
卤代烃对大气臭氧层的破坏原理：卤代烃释放出的氯原子对臭氧分解起到了催化剂的作用.
卤代烃化学性质通常比烃活泼，能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物.因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用.下面我们以溴乙烷作为代表物来介绍卤代烃的一些性质.
一、溴乙烷
1.溴乙烷的结构
溴乙烷在结构上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一个氢原子后所得到的产物。其空间构型如下：
比例模型
球棍模型
请同学们写出溴乙烷的分子式、电子式、结构式、结构简式。
一、溴乙烷
1.溴乙烷的结构
分子式 结构式 结构简式 官能团
C2H5Br
CH3CH2Br
或C2H5Br
—Br
有没有
同分异构体？
溴乙烷在核磁共振氢谱中应如何表现？
两个吸收峰，且吸收峰的面积之比应该是3：2，而乙烷的吸收峰却只能有1个。
溴乙烷与乙烷的结构相似，区别在于C—H键与C—Br的不同。
溴原子的引入对溴乙烷的性质有什么影响？就是我们这节课研究的重点。让我们先来研究其物理性质。
一、溴乙烷
1.溴乙烷的结构
分子式 结构式 结构简式 官能团
C2H5Br
CH3CH2Br
或C2H5Br
—Br
2. 物理性质
已知乙烷为无色气体，沸点-88.6 ℃，不溶于水。对比乙烷分子的结构，你能知道溴乙烷分子中引入了Br原子后，在相同条件下，溴乙烷分子间的作用力大小如何变化？熔沸点、密度呢？
【科学推测】溴乙烷的结构与乙烷的结构相似，但相对分子质量大于乙烷，导致C2H5Br分子间作用力增大，其熔点、沸点、密度应大于乙烷。
【探究实验1】
试剂和仪器：试管、溴乙烷、蒸馏水、酒精
（1）用试管取约2mL的溴乙烷，观察溴乙烷在常温下的颜色和状态。
（2）将2mL的溴乙烷分放在两支试管中，往其中一只中加入2mL的水，振荡，静置。往另一支试管中加入2mL酒精，振荡，静置。
你能否根据所学知识推测：氯乙烷的沸点比溴乙烷的沸点是高还是低？为什么？
低，有可能是常温下是气体，因为氯乙烷与溴乙烷的结构相似，而相对分子质量小于溴乙烷，分子间作用力小，故沸点低。
烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代后，其相对分子质量变大，分子间作用力变大，卤代烃溶沸点升高，密度变大。所以卤代烃只有极少数是气体，大多数为固体或液体，不溶于水，可溶于大多数的有机溶剂。溴原子的引入能使溴乙烷具有什么样的化学性质呢？
3.化学性质
化学变化的实质是旧键的断裂和新键的形成。溴原子作为溴乙烷的官能团，发生化学变化应围绕着C—Br键断裂去思考。 C—Br键为什么能断裂呢？在什么条件下断裂？
在溴乙烷分子中，由于Br的吸引电子的能力大于C，则C-Br键中的共用电子对就偏向于Br原子一端，使Br带有部分负电荷，C原子带部分正电荷。当遇到－OH、－NH2等试剂（带负电或富电子基团）时，该基团就会进攻带正电荷的C原子，－Br则带一个单位负电荷离去。
已知：CH3CH3与氢氧化钠溶液不能反应，CH3CH2Br能否与氢氧化钠溶液反应 若反应，可能有什么物质产生？
【科学推测】若反应，则生成乙醇和溴化钠，发生如下反应 ：
水
CH2CH2Br＋NaOH → CH3CH2OH+NaBr
以上所述，均属猜测，但有根有据，属于科学猜测。很多伟大的科学理论都是通过科学猜测、实验验证得出的。如果让你设计实验证明溴乙烷能和氢氧化钠溶液发生反应。你如何解决以下两个问题：
（1）如何用实验证明溴乙烷的Br变成了Br-
（2）该反应的反应物是溴乙烷和氢氧化钠溶液，混合后是分层的，且有机物的反应一般比较缓慢，如何提高本反应的反应速率？
答：充分振荡：增大接触面积；加热：升高温度加快反应速率。
答：用硝酸银溶液和稀硝酸 。
能不能直接用酒精灯加热？如何加热？
答：不能直接用酒精灯加热，因为溴乙烷的沸点只有38.4℃，用酒精灯直接加热，液体容易暴沸。可采用水浴加热。
水浴加热时就不可能振荡试管，为了使溴乙烷和和氢氧化钠溶液充分接触，水浴的温度应稍高于溴乙烷的沸点，为什么？
答：使处于下层的溴乙烷沸腾汽化，以气体的形式通过NaOH溶液与其充分接触。
可同学们想过吗？溴乙烷是大气污染物，汽化出来的溴乙烷不可能完全与NaOH溶液反应，散失到大气中就会污染空气，你想如何解决这个问题？
答：试管上加一个带长玻璃导管的橡皮塞，起冷凝回流的作用，既能防止溴乙烷的挥发，又提高了原料的利用率。
【探究实验2】利用所给仪器和试剂，设计实验方案验证溴乙烷能否在NaOH溶液中发生取代反应。
实验用品：大试管（配带直长玻璃管的单孔橡皮塞）2只、试管夹、小试管10只，长胶头滴管（能从大试管中取液体）、250mL烧杯。溴乙烷、10%NaOH溶液、稀硝酸、2%硝酸银、稀溴化钠溶液、稀氯化钠溶液。
提示：
（1）可直接用所给的热水加热；
（2）溴乙烷、10%NaOH溶液的用量约为2mL；
（3）水浴加热的时间约为3分钟 。
加入NaOH溶液加热，冷却后直接加AgNO3为什么不可以？检验卤代烃中含有卤元素的程序如何？
卤代烃
NaOH水溶 液
AgNO3
溶 液
有沉淀产生
？
过量HNO3
白色
淡黄色
黄色
说明有卤素原子
NaOH
3.化学性质
结论：CH3CH2Br能与氢氧化钠溶液反应，发生取代反应，反应方程式如下：
（1）溴乙烷的取代反应
NaOH
或
C2H5-Br+NaOH C2H5-OH+NaBr
水
△
——水解反应
该反应可理解为:溴乙烷发生了水解反应，氢氧化钠的作用是中和反应生成的HBr，降低了生成物的浓度，使反应正向进行。 （该反应是可逆反应）
由此可见，水解反应的条件是NaOH水溶液。溴乙烷水解反应中，C—Br键断裂，溴以Br-形式离去，故带负电的原子或原子团如OH-、HS-等均可取代溴乙烷中的溴。
反应条件：
NaOH水溶液、加热。
实验证明CH3CH2Br可以制乙烯，请考虑可能的断键处，以及此反应的特点.
(2)溴乙烷的消去反应
p42【科学探究】2、……
产生气体，能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色.
现象：
醇
△
(2)溴乙烷的消去反应
反应条件：与强碱的醇溶液共热。
消去反应：在一定条件下，从一个有机分子中脱去一个或几个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应。一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上。
【思考与交流】
①为什么不用NaOH水溶液而用醇溶液？
②．乙醇在反应中起到了什么作用？
③．检验乙烯气体时，为什么要在气体通入KMnO4酸性溶液前加一个盛有水的试管？起什么作用？
④.C(CH3)3－CH2Br能否发生消去反应？
⑤.2－溴丁烷 消去反应的产物有几种？
答：用NaOH水溶液反应将朝着水解的方向进行.
答：乙醇在反应中做溶剂，使溴乙烷充分溶解.
答：除去乙醇蒸汽，因为乙醇也能使KMnO4酸性溶液褪色.
答：不能.因为相邻碳原子上没有氢原子.
答：CH3CH = CHCH3 (81%) CH3CH2CH =CH2 (19%)
札依采夫规则：卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的碳原子上.
取代反应 消去反应
反应物
反应
条件
断键
生成物
结论
CH3CH2Br
CH3CH2Br
NaOH水溶液、加热
NaOH醇溶液、加热
C－Br
C－Br，邻碳C－H
CH3CH2OH
CH2＝CH2
溴乙烷和碱在不同条件下发生不同类型的反应
小结:
比较溴乙烷的取代反应和消去反应。
—Br原子是CH3CH2Br的官能团，决定了其化学特性.由于反应条件（溶剂或介质）不同，反应机理不同.（内因在事物的发展中发挥决定作用，外因可通过内因起作用.）
二、卤代烃
1、定义和分类
(1)定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。一卤代烃的通式：R—X。
(2)分类：
①按分子中卤原子个数分：一卤代烃和多卤代烃；
②按所含卤原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃；
③按烃基种类分：饱和卤代烃和不饱和卤代烃；
④按是否含苯环分：脂肪卤代烃和芳香卤代烃。
2.物理通性:
(1)常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体；
(2)所有卤代烃都难溶于水，易溶于有机溶剂；
(3)互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大（沸点和熔点大于相应的烃）。
(4).卤代烃的同分异构体的沸点随烃基中支链的增加而降低。
(5)同一烃基的不同卤代烃沸点随卤素相对原子质量的增大而增大。
3.化学性质：与溴乙烷相似.
(1).水解反应.
(2).消去反应.
【课堂练习】
1、试写出1-氯丙烷和2-氯丙烷分别发生水解反应的化学方程式.
2、试写出1-溴丙烷和2-溴丙烷分别发生消去反应的化学方程式.
CH3CH2CH2Cl+H2O CH3CH2CH2OH+HCl
NaOH
△
CH3CHClCH3+NaOH CH3CHCH3+ NaCl
△
H2O
OH