第三章烴的衍生物第一節(jié)鹵代烴的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

有機(jī)化合物烴烴的衍生物只含碳、氫元素的有機(jī)物烴分子中的氫原子被其他原子或原子團(tuán)所取代而生成的一系列化合物。烷烴烯烴炔烴芳香烴鹵代烴醇酚醚醛酮羧酸羧酸酯胺酰胺涂改液中的溶劑含三氯乙烯聚氯乙烯(PVC)

雨衣七氟丙烷滅火器復(fù)方氯乙烷噴劑局部冷凍麻醉

(沸點(diǎn)12.27℃)任務(wù)一

鹵代烴的結(jié)構(gòu)烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后所生成的化合物。官能團(tuán):X

C碳鹵鍵(X=F、Cl、Br、I)分類:按分子中鹵素原子個數(shù)分類按所含鹵素原子種類分類單鹵代烴多鹵代烴氟代烴溴代烴按烴基種類分類按是否含苯環(huán)分類飽和鹵代烴不飽和鹵代烴脂肪鹵代烴芳香族鹵代烴1.鹵代烴的概念與分類任務(wù)一

鹵代烴的結(jié)構(gòu)2.鹵代烴的命名系統(tǒng)命名法選主鏈定編號寫名稱選擇含官能團(tuán)的最長碳鏈將鹵素原子看做取代基，編號時從距簡單取代基近的一端編號，有碳碳雙鍵和三鍵時從距離碳碳雙鍵近的一端開始編號從簡入繁CH2—C—C≡CHClCH3Cl3-甲基-3,4-二氯-1-丁炔2-甲基-3-溴丁烷CH3CH2CHCH3Cl2-氯丁烷CH3—CH—CH—CH3BrCH32-氯甲苯任務(wù)一

鹵代烴的結(jié)構(gòu)3.溴乙烷的結(jié)構(gòu)分子式C2H5Br電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式CH3CH2Br模型官能團(tuán)碳溴鍵球棍模型填充模型溴乙烷核磁共振氫譜圖CH3CH2Br有2種化學(xué)環(huán)境的H原子，則核磁共振有2組峰，強(qiáng)度比為3:2。任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)1.鹵代烴的物理性質(zhì)名稱結(jié)構(gòu)簡式液態(tài)時密度/(g·cm－3)沸點(diǎn)/℃氯甲烷CH3Cl0.916－24氯乙烷CH3CH2Cl0.898121-氯丙烷CH3CH2CH2Cl0.890461-氯丁烷CH3CH2CH2CH2Cl0.886781-氯戊烷CH3CH2CH2CH2CH2Cl0.882108隨烴基中碳原子數(shù)目的增加而減小隨烴基中碳原子數(shù)目的增加而增大狀態(tài)沸點(diǎn)除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少數(shù)為氣體，其余為液體或固體比同碳原子數(shù)的烷烴沸點(diǎn)要高同系物沸點(diǎn)，隨碳原子數(shù)增加而升高密度一氟代烴、一氯代烴的密度比水小，其余的密度比水大溶解性鹵代烴難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑電負(fù)性：2.52.8問題：對比乙烷的結(jié)構(gòu)式，比較兩者的異同，預(yù)測溴乙烷的化學(xué)性質(zhì)。鍵長/pm：110154194鍵能/kJ?mol-1414.2347.3284.5元素HCBr電負(fù)性2.12.52.8溴原子吸引電子能力強(qiáng)，C—Br鍵為強(qiáng)極性鍵，

C—Br鍵易斷裂；由于官能團(tuán)（—Br）的作用，乙基可能被活化，溴乙烷的化學(xué)性質(zhì)比乙烷活潑，能發(fā)生許多化學(xué)反應(yīng)。

HH||H—C—C—Br||HHδ—δ+任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)問題：溴乙烷在水中它能否電離出Br－？是否為電解質(zhì)？無沉淀生成溴乙烷是非電解質(zhì)，不能電離。思考：如何檢驗(yàn)溴乙烷中的溴原子？溴乙烷中的溴原子轉(zhuǎn)化為溴離子任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)取代(水解)反應(yīng)——NaOH水溶液加熱實(shí)驗(yàn)：取一支試管，滴入10~15滴溴乙烷，再加入1mL5%NaOH溶液，振蕩后加熱，靜置。待溶液分層后，用膠頭滴管小心吸取少量上層水溶液，移入另一支盛有1mL稀硝酸的試管中，然后加入2滴AgNO3溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)解釋：①中溶液分層；②中有機(jī)層厚度減??；④中有淺黃色沉淀生成。溴乙烷與NaOH溶液共熱生成了Br－實(shí)驗(yàn)原理：任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)問題：為什么溴乙烷的水解反應(yīng)需要堿性條件并加熱？利用平衡移動原理解釋堿性條件：NaOH中和水解產(chǎn)生的HBr，使得水解反應(yīng)正向進(jìn)行，促進(jìn)溴乙烷的水解；加熱：通過加熱升高溫度，增大反應(yīng)速率。問題：加入AgNO3溶液之前，為什么要先加入稀硝酸？中和未反應(yīng)完的NaOH，防止其與AgNO3反應(yīng)生成黑褐色沉淀Ag2O實(shí)驗(yàn)原理：CH3CH2—Br+H—OH→CH3CH2—OH+HBrNaOH+HBr=NaBr+H2O任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)取代(水解)反應(yīng)——NaOH水溶液加熱2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)可用來檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵素原子，先調(diào)pH再檢驗(yàn)問題：如何證明鹵代烴在NaOH水溶液中發(fā)生了取代反應(yīng)生成了乙醇？化學(xué)分析法：利用乙醇還原氧化銅，黑色固體變成紅色；儀器分析法：利用紅外光譜鑒別官能團(tuán)種類、核磁共振氫譜鑒別H原子種類。溴乙烷乙醇任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)取代(水解)反應(yīng)——NaOH水溶液加熱2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)CH2CH2CH2+

2NaOH鹵代烴水解反應(yīng)的相關(guān)規(guī)律：結(jié)構(gòu)條件：所有鹵代烴都能發(fā)生水解反應(yīng)；反應(yīng)條件：NaOH水溶液，加熱。物質(zhì)變化：鹵代烴水解反應(yīng)生成醇(可形成一元醇、二元醇、多元醇)，還可能生成醛、酮、羧酸等。水△+NaOH+

NaBr練習(xí)：寫出下列鹵代烴取代(水解)反應(yīng)的方程式。水△BrBrCH2CH2CH2+

2NaBrOHOH任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)取代(水解)反應(yīng)——NaOH水溶液加熱2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)：向圓底燒瓶中加入2.0gNaOH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(chǎn)生的氣體通入盛水的試管后，再用酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。高錳酸鉀酸性溶液褪色生成的氣體分子中含有不飽和碳碳鍵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)解釋：CH2CH2＋NaOH乙醇BrHCH2CH2↑＋NaBr＋H2OHBr實(shí)驗(yàn)原理：消去反應(yīng)：有機(jī)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(yīng)。任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)消去反應(yīng)——NaOH醇溶液加熱2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)也可用來檢驗(yàn)鹵代烴中的鹵素原子，先調(diào)pH再檢驗(yàn)練習(xí)：寫出下列鹵代烴消去反應(yīng)的方程式。BrCH3CH?CH2CH3KOH、乙醇△CH2=CHCH2CH3CH3CH=CHCH3(主產(chǎn)物)札依采夫(Saytzeff)規(guī)則鹵代烴消去反應(yīng)的相關(guān)規(guī)律：結(jié)構(gòu)條件：有鄰位碳原子且鄰位碳原子上有氫的鹵代烴能發(fā)生消去反應(yīng)；反應(yīng)條件：NaOH醇溶液，加熱。物質(zhì)變化：鹵代烴消去反應(yīng)生成不飽和鍵(烯烴或炔烴)。任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)消去反應(yīng)——NaOH醇溶液加熱2.鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)3.鹵代烴取代反應(yīng)與消去反應(yīng)比較任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)反應(yīng)類型取代反應(yīng)（水解反應(yīng)）消去反應(yīng)反應(yīng)條件鍵的變化反應(yīng)實(shí)質(zhì)主要產(chǎn)物NaOH水溶液、加熱NaOH醇溶液、加熱C-X斷開，形成C-OHC-Br和鄰位上的C-H鍵斷開，形成不飽和鍵-X被

取代脫去

分子，形成

鍵-OHHX不飽和醇烯烴

或

炔烴取代反應(yīng)(水解反應(yīng))消去反應(yīng)4.鹵代烯烴的化學(xué)性質(zhì)任務(wù)二

鹵代烴的性質(zhì)鹵代烯烴的某些化學(xué)性質(zhì)與烯烴的相似，能發(fā)生加成反應(yīng)和加成聚合反應(yīng)。nCF2==CF2(四氟乙烯)[]nCF2—CF2如：氯乙烯能加成聚合生成聚氯乙烯，四氟乙烯加成聚合生成聚四氟乙烯。聚氯乙烯和聚四氟乙烯都是用途廣泛的高分子材料。聚氯乙烯管道含氟聚合物制成的充氣薄膜建材一定條件nCH2==CHCl(氯乙烯)[]nCH2-CHCl一定條件任務(wù)三

鹵代烴的制備CH3Cl＋HClCH2BrCH2Br(副反應(yīng)太多且難分離)烷烴取代法CH4＋Cl2光照烯(炔)烴加成鹵素CH2==CH2＋Br2烯(炔)烴加成鹵化氫CH2==CH2＋HCl催化劑CH3CH2Cl芳香烴取代法＋Br2FeBr3Br＋HBr(產(chǎn)物純凈，易分離)任務(wù)四

鹵代烴的用途與危害滅火劑作溶劑農(nóng)藥塑料王制冷劑聚氯乙烯(PVC)雨衣CF2＝CF21.鹵代烴的用途任務(wù)四

鹵代烴的用途與危害①含氯、溴的氟代烷可對臭氧層產(chǎn)生破壞作用，形成臭氧空洞，危及地球上的生物。一個氯原子可破壞十萬個臭氧分子②有機(jī)氯化合物對眼睛有明顯刺激作用，嚴(yán)重時會導(dǎo)致惡心、嘔吐、渾身不舒服等，如涂改液中含有二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷。2.鹵代烴的危害課堂練習(xí)在鹵代烴R—CH2—CH2—X中化學(xué)鍵如圖所示(①為C—X，②③為C—H，④為C—R)。則下列說法正確的是A.發(fā)生水解反應(yīng)時，被破壞的鍵是①和③B.發(fā)生水解反應(yīng)時，被破壞的鍵是①C.發(fā)生消去反應(yīng)時，被破壞的鍵是②和③D.發(fā)生消去反應(yīng)時，被破壞的鍵是①和②B水解反應(yīng)生成醇，只斷裂C—X,斷裂①消去反應(yīng)，斷裂C—X和鄰位C上的C—H，斷裂①③課堂練習(xí)為了鑒定鹵代烴中所含有的鹵素原子，現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)操作步驟。正確的順序是①加入AgNO3溶液②加入少許鹵代烴試樣③加熱④加入5mL4mol·L－1NaOH溶液⑤加入5mL4mol·L－1HNO3溶液A.②④③①B.②④③⑤①C.②⑤③①④D.②⑤①③④BR—XNaOH溶液/水解稀硝酸酸化硝酸銀溶液AgCl白色沉淀AgBr淺黃色沉淀AgI黃色沉淀鹵代烴中鹵素原子檢驗(yàn)要點(diǎn)：通過水解反應(yīng)或消去反應(yīng)將鹵素原子轉(zhuǎn)化為鹵素離子(一般水解反應(yīng))；排除其他離子對鹵素離子檢驗(yàn)的干擾，鹵素原子轉(zhuǎn)化為鹵素離子后必