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第二章 烃和卤代烃
第三节 卤代烃(1)
1.什么叫取代反应 写出乙烷与氯气发生一氯取代反应的化学方程式。
3、什么叫官能团?
复习提问:
2、什么叫加成反应?写出乙烯与氯化氢发生加成反应的化学方程式。
官能团是指决定化合物化学特性的原子或原子团。
CH3 CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl
光照
CH2 CH2
+ HCl
CH3CH2Cl
一、卤代烃
1、定义:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所得到的一类烃的衍生物叫卤代烃。
2、卤代烃的分类
1)按卤素原子种类分:
2)按卤素原子数目分:
3)根据烃基结构不同分:
F、Cl、Br、I代烃
一卤、多卤代烃
饱和、不饱和、
芳香卤代烃
CH3Br、CH3CH2CI CHCl3 CH2=CHCl
CH3CH2CH2F
(1)难溶于水,易溶于大多有机溶剂;某些卤代烃本身是很好的有机溶剂。
(2)熔沸点和密度大于同碳个数的烃;相同卤素原子的卤代烃,它们的沸点随着碳原子增加而升高
(3)少数是气体如CH3CI、CH3Br、CH3CH2CI,大多为液体或固体
(4)溴代烃密度比水的密度大。一氯代烷密度比水的密度小。
2、卤代烃物理性质
1.物理性质
无色液体,难溶于水, 密度比水大,
可溶于有机溶剂,沸点38.4℃
乙烷为无色气体,沸点-88.6 ℃,不溶于水
与乙烷比较:
二 、溴乙烷
C2H5Br
CH3CH2Br
(1)分子式
(2)电子式
(3)结构式
(4)结构简式
C2H5Br
四种表示形式
2.分子组成和结构
思考与交流:在核磁共振氢谱中溴乙烷有几类峰谱?
:
H:C:C:Br
:
:
:
:
:
:
H
H
H
H
H
H—C—C—Br
H
H
H
(5)结构模型
溴乙烷的结构特点
由于溴原子吸引电子能力强,C—Br键极性强容易断裂,使溴原子易被取代。由于官能团(—Br)的作用,溴乙烷的化学性质比乙烷活泼,能发生许多化学反应。
H
H—C—C—Br
H
H
H
思考:溴乙烷在水中能否电离出Br- 它是否为电解质 如何设计实验证明溴乙烷含有溴元素?
实验1:
取溴乙烷加入用硝酸酸化的硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀析出。
结论:溴乙烷中不存在溴离子,溴乙烷是非电解质,不能电离。
现象:无浅黄色沉淀析出
实验方案
实验2.
现象:
结论:
有浅黄色沉淀析出
无气体生成,有Br-产生。
步骤:
3、冷却,取上层清夜,加入 硝酸至酸性.
1、取溴乙烷2ml,加入氢氧化钠溶液1ml
2、共热
4 、滴加硝酸银溶液。
【想一想】如果不加硝酸酸化,直接加硝酸银,
现象如何?
水解反应机理
(1)溴乙烷的取代反应
C2H5-Br+NaOH C2H5-OH+NaBr
水
△
——水解反应
或
3、溴乙烷化学性质
C2H5-Br+H--OH C2H5-OH+HBr
NaOH
△
☆小结:
① NaOH水溶液② HNO3溶液中和③ AgNO3溶液
条 件
① NaOH水溶液 ②可加热
检验溴乙烷中Br元素的步骤。
实验3.
1)取溴乙烷加入氢氧化钠的醇溶液,共热;
2)将产生的气体通入Br2 水溶液中,观察现象。
3) 将原盛有溴乙烷溶液的试管冷却,取上层清夜,
加入硝酸至酸性.滴加硝酸银溶液观察现象。
现象:
Br2水溶液褪色,原试管有浅黄色沉淀生成
结论:
有Br-,生成物有CH2=CH2
分析乙烯是怎样生成的?
与氢氧化钠的醇溶液共热:
消去反应机理
(2)溴乙烷的消去反应
定义:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如H2O、HBr等),而形成不饱和(含双键或三键)化合物的反应,叫做消去反应。
【P42科学探究】:阅读思考3分钟回答课本中提出的问题。
反应条件
①NaOH的醇溶液 ②要加热
1.除用溴水还可以用什么方法鉴别乙烯
2.用这一方法检验乙烯时,我们还需
要注意什么?
讨论溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液的反应实验
思考:(1)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?
(2)除KMnO4酸性溶液外还可以用溴水方法检验乙烯。此时还有必要将气体先通入水中吗?
消去反应的条件:
卤原子所连碳原子的相邻碳上必须有氢原子
-C-C- -C=C-
H X
小结:
NaOH/醇
△
思考与交流:
比较溴乙烷的取代反应和消去反应,体会反应条件对化学反应的影响。
取代 消去
反应物
反应条件
生成物
结论
CH3CH2Br
CH3CH2Br
NaOH水溶液,加热
NaOH醇溶液,加热
CH3CH2OH、NaBr
CH2=CH2、NaBr、H2O
溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应
练习:
1、41页思考与交流 填表4-2
2、阅读42页科学视野
小结: 1、卤代烃的分类 ; 2、溴乙烷的物理性质和化学性质;
布置作业
P.43 1、2、3、
第二章 烃和卤代烃
第三节 卤代烃(2)
水解反应机理
消去反应机理
学习目标:
1.掌握卤代烃发生取代反应和消去反应的规律
2.掌握卤代烃分子中卤元素的检验方法。
3.了解卤代烃的应用
重点: 卤代烃的水解和消去反应
一、卤代烃的化学性质
1、卤代烃的活泼性:
卤代烃强于烃
2、主要的化学性质:
1)取代反应(水解反应)
与溴乙烷相似
一卤代烃
H2O
或:R-X + NaOH R-OH + NaX
△
R-X + H-OH R-OH + HX
NaOH
△
R-X
官能团-X的性质
CH2CH2CH2+2H2O
Br
Br
CH2CH2CH2+2HBr
OH
OH
NaOH
△
已知
,
说明:同一碳原子上的多卤代烃水解得到的产物一般不是醇。
CH2CH2CH2
Br
Br
芳香卤代烃的水解条件要难得多
2)消去反应
+NaOH
—C—C—
H
X
△
醇
C=C
+NaX+H2O
反应条件:强碱和醇溶液中加热。
卤代烃消去反应的实质:从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个卤化氢分子,从而形成不饱和化合物。
练习:判断下列卤代烃能否与NaOH的醇溶液发生反应,并写出反应化学方程式。
2-甲基-2-氯丁烷
2,2-二甲基-1-溴丙烷
CH3Br
CH3-C-CH2-CH3
Cl
CH3
①有邻位碳原子,且邻位碳原子上要有氢原子。
②有两个或两个以上不等效相邻碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。
③有些二元卤代烃发生消去反应后可在有机物中引入三键。
CH2CH2
| |
Cl Cl
醇、NaOH
△
CH ≡ CH↑+2HCl
不饱和烃
小分子
如果是CH2Br-CH2Br消去反应如何呢?
卤代烃的消去反应规律
判断下列物质中能发生消去反应的是( )
消去反应生成不仅一种产物的是( )
②
③ ④
⑥
135
1
CH3-C-CH2-CH3
Cl
CH3
方案一:
CH3CH2Br
AgNO3溶液
方案二:
NaOH溶液
CH3CH2Br
AgNO3溶液
方案三:
NaOH溶液
CH3CH2Br
AgNO3溶液
取上层清液
稀HNO3
方案四:
NaOH溶液
CH3CH2Br
AgNO3溶液
取上层清液
稀HCl
√
1、卤代烃中卤素原子的检验:
二、卤代烃化学性质的应用
卤代烃中卤素原子的检验:
有沉淀产生
说明有卤素原子
白色
淡黄色
黄色
(6)加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色。
操作步骤
(1)取少量卤代烃于试管中
(2)加入NaOH水溶液
(3)加热
(4)冷却
(5)加入稀HNO3酸化
实验原理
水解反应、消去反应
2、卤代烃在有机合成中起着重要的桥梁作用
卤代烃
醇
烯烃、炔烃
1、怎样由CH3CH2Br为主要原料来制备CH2OHCH2OH(乙二醇) 无机物任选
CH2BrCH2Br +2H2O —→ CH2OHCH2OH+2HBr
NaOH
△
CH3—CH2Br +H—OH ——→ CH2=CH2↑+ HBr
NaOH/醇
△
CH2=CH2 + Br2 ——→ CH2BrCH2Br
2.根据下面的有机物合成路线,回答问题:
(4)反应④和⑤的化学方程式为:
④_________________________________________,
⑤___________________________________________。
(1)写出A、B、C的结构简式:
A:______,B:______,C:______。
(2)各步反应类型:
①__________,②________,③__________,④__________,⑤________。
(3)A―→B的反应试剂及条件:
________________________________________。
三、卤代烃的应用:
1、致冷剂
2、麻醉剂
3、灭火剂
4、有机溶剂
3.根据下面的反应路线及所给信息填空。
(1)A的结构简式是__________,名称是__________。
(2)①的反应类型是________,③的反应类型是________。
(3)反应④的化学方程式是_________________________________________________。
P42页科学视野:臭氧层的保护问题
小结: 1、卤代烃的取代反应和消去反应 2、消去反应发生的条件 3、卤代烃中卤素原子的检验方法
布置作业
某液态卤代烷RX(R是烷基,X是某种卤素原子)的密度是ag/cm3 ,该RX可以跟稀碱发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的相对分子质量,拟定的实验步骤如下:
①准确量取该卤代烷b mL,放入锥形瓶中。
②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液,塞上带有长玻璃管的塞子,加热,发生反应。
③反应完成后,冷却溶液,加稀HNO3酸化,滴加过量AgNO3溶液,得白色沉淀。
④过滤,洗涤,干燥后称重,得到cg固体。回答下面问题:
(1)装置中长玻璃管的作用是 。
(2)步骤④中,洗涤的目的是为了除去沉淀上吸附的 离子。
(3)该卤代烷中所含卤素的名称是 ,判断的依据是 。
(4)该卤代烷的相对分子质量是 (列出算式)。
(5)如果在步骤③中加HNO3的量不足,没有将溶液酸化,则步骤④中测得的c值(填下列选项代码) 。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.大小不定
答案:
(1)防止卤代烃挥发(冷凝)
(2)
(3)氯元素;滴加 后产生白色沉淀
(4)
(5)A
练习:写出下列卤代烃分别与NaOH的醇溶液发生反应的化学方程式。
如果是CH2Br-CH2Br水解和消去反应如何呢?
2-甲基-2-氯丁烷
2,2-二甲基-1-溴丙烷
3、卤代烃中卤素原子的检验:
卤代烃
NaOH水溶液
过量HNO3
AgNO3溶液
有沉淀产生
说明有卤素原子
白色
淡黄色
黄色
取少量卤代烃样品于试管中
四、卤代烃的应用:
1、致冷剂
2、麻醉剂
3、灭火剂
4、有机溶剂
2.消去反应与水解反应的比较
反应类型 反应条件 键的变化 卤代烃的结构特点 主要生成物
水解反应 NaOH水溶液 C—X与H—O键断裂C—O与H—X键生成 含C—X即可 醇
消去反应 NaOH醇溶液 C—X与C—H键断裂
(或—C≡C—) 与H—X键生成 与X相连的C的邻位C上有H 烯烃或炔烃
2、卤代烃在有机合成中起着重要的桥梁作用
溴乙烷的化学性质
①溴乙烷的取代反应
C2H5-Br+NaOH C2H5-OH+NaBr
水
△
——水解反应
复习
②溴乙烷的消去反应
反应发生的条件:与强碱的醇溶液共热
或
C2H5-Br+H--OH C2H5-OH+HBr
NaOH
△
溴乙烷的化学性质
①溴乙烷的取代反应
——水解反应
复习
②溴乙烷的消去反应
卤代烃中卤素原子的检验:
卤代烃
NaOH水溶液
过量HNO3
AgNO3溶液
有沉淀产生
说明有卤素原子
白色
淡黄色
黄色
(6)加入AgNO3溶液,观察沉淀的颜色。
操作步骤
(1)取少量卤代烃于试管中
(2)加入NaOH水溶液
(3)加热
(4)冷却
(5)加入稀HNO3酸化