卤代烃
课标解读 1、了解卤代烃的组成、结构特点和性质。 2、认识不同化合物之间的转化关系。能设计合理路线合成简单有机化合物。 3、关注有机化合物的安全和科学使用,认识有机化合物在生产和生活中的作用和对环境、健康的影响。
思考: 写出下列反应的化学方程式: 和C=C相连的甲基上(α-H)的取代反应。 这些生成物的组成与烃有何相似点和区别? CH4 + Cl2 光 (一氯取代) 1、 CH3Cl + HCl CH2—CH—CH3 Br 2、 CH2=CH—CH3 + Br2 (CCl4 溶液) 若和溴蒸气在高温条件下,则发生什么反应? 和C=C相连的甲基上(α-H)的取代反应。 思考: 这些生成物的组成与烃有何相似点和区别?
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。 卤代烃 一.定义: 烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物。 二.卤代烃的分类: 1.按烃基结构的不同分为:卤代烷烃,卤代烯烃,卤代芳香烃等 2.按取代卤原子的不同分为:氟代烃,氯代烃,溴代烃,碘代烃 3.按取代卤原子的多少分为:一卤代烃和多卤代烃
三.卤代烃的结构: 1.卤素原子是卤代烃的官能团。 由于氟,氯,溴,碘的非金属性比碳强,所以C—X之间的共用电子对偏向卤原子,发生化学反应时,一般是C—X断裂。 2.卤代烃的同分异构体: 除了有碳链异构外, 还有卤原子的位置异构。 写位置异构关键抓住等效H的位置。
四.卤代烃的命名: 1.含连接—X的C原子在内的最长碳链为主链,命名“某烷”。 2.从离—X原子最近的一端编号,命名出—X原子与其它取代基的位置和名称。
五.卤代烃的性质: 1.物理性质: 常温下,卤代烃中除了一氯甲烷,氯乙烷,氯乙烯等少数为气体外,其余为液体或固体。 (1)状态: (2)沸点: (3)密度: (4)溶解性: 通常状况下,互为同系物的卤代烃,它们的沸点随碳原子数增多而升高。 除脂肪烃的一氟代物和一氯代物等部分卤代烃外,液态卤代烃的密度一般比水大。 卤代烃不溶于水,易溶于有机溶剂,有些还是很好的有机溶剂,如CH2Cl2,CHCl3和CCl4…… 判断:哪种物质可以作为婴儿用的纸尿布?
回顾一下:如何检验KCLO3中的氯元素? 如何鉴别卤代烃的卤原子呢? 如何设计实验鉴定氯酸钾晶体中含有氯元素?简述实验步骤。 A.加催化剂MnO2 B.加热 C.加蒸馏水过滤后取滤液 D.用HNO3酸化 E.滴加AgNO3溶液 转化的方法为: 制O2。 把KClO3中的氯转化为Cl-。 检验卤代烃的卤原子也要先转化为卤离子。 那么能否通过制Cl2来实现?
(1)溴乙烷水解 与氢氧化钠水溶液共热: 方法有:卤代烃的水解和消去。 你认为哪一套装置更好?它的优点有哪些? 提示:溴乙烷的沸点为38.4℃ 优点: 1.水浴优点:①加热使受热均匀;②温度易于控制。 2.长导管作用:①导气;②冷凝回流,提高原料利用率。
反应原理: 练习:CH3CH2Br+NaHS→ NaOH+HBr=NaBr+H2O CH3CH2Br + HOH CH3CH2OH + HBr NaOH+HBr=NaBr+H2O △ CH3CH2Br + NaOH CH3CH2OH + NaBr 水解反应取代反应 AgNO3+NaBr=AgBr↓+NaNO3 NaOH也可作为反应物写在化学反应方程式中; NaOH可作为反应条件写在生成号的上面。 练习:CH3CH2Br+NaHS→
溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热实验的注意事项: 1.反应物: 2.反应条件: 3.产物检验步骤 4.此反应叫做____________________________ 溴乙烷+氢氧化钠水溶液; 共热 ①取水解后上层清液少许加入稀硝酸至酸性 ②再加入硝酸银溶液 ③因为Ag++OH—=AgOH(白色)↓ 2AgOH=Ag2O(褐色)+H2O; 褐色掩蔽AgBr的浅黄色,使产物检验实验失败。所以必须用硝酸酸化! 水解反应,属于取代反应!
(2)溴乙烷消去反应: 溴乙烷和氢氧化钠的醇溶液 水 Br2 (CCl4) KMnO4(H+)
溴乙烷与氢氧化钠醇溶液共热实验的注意事项: 1.反应物: 2.反应条件: 3.反应方程式 4.卤代烃发生消去反应规律: 5.产物检验 溴乙烷+氢氧化钠的醇溶液; 共热 CH2-CH2+NaOH CH2=CH2 +NaBr+H2O H Br 醇 Δ 邻位消氢,消氢少氢 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br KMnO4 褪色 CH2=CH2 加成反应 氧化反应
思考:下列卤代烃能否发生消去反应: × × √ 1.CH3Cl 2. CH3 ∣ CH3-C-CH2Cl CH3 CH3-CH -CH2 -CH2 ︱ Cl × √ 能够发生消去反应的卤代烃在结构上需具备哪些条件?
能发生消去反应的卤代烃在结构上需具备的条件有: 1.分子中碳原子数≥2, 2.与卤原子相连的碳原子的相邻碳原子上必须有氢原子, 3有两个相邻碳原子,且碳原子上均有氢原子时,发生消去反应时可生成不同的产物。 思考? 若要生成炔烃应满足什么条件? 邻位碳原子上要有两个卤素原子
六.卤代烃的应用: 2.氟氯代烷(氟利昂)对环境的影响: (1)氟氯代烷对臭氧层的破坏 原理: 1.卤代烃对人类生活的影响:卤代烃的性质比较稳定,在环境中不易被微生物降解,因而对环境造成很大的污染。 2.氟氯代烷(氟利昂)对环境的影响: (1)氟氯代烷对臭氧层的破坏 原理: a.氟氯代烷在平流层中受紫外线照射产生氯原子. b.氯原子可引发损耗臭氧的反应. Cl+O3→ClO+O2, ClO+O →Cl+O2 总反应式: 总反应式:O3 +O 2O2 c.实际上氯原子起了催化作用 结果:臭氧层被破坏使更多的紫外线照射到地面,会危害地球上人类、动植物,造成全球性的气温变化.
3. 作为足球比赛中冷冻麻醉应急处理的氯乙烷(沸点12.27℃) 是通过乙烯和氯化氢在一定条件下制得,其反应原理为: CH2=CH2 +HCl→CH3CH2Cl 决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质是: 氯乙烷沸点低,挥发时吸热 4.氯代烃可以作为良好的有机溶剂: 如CHCl3、CCl4等
总结: 取代 消去 反应物 反应条件 生成物 结论 1.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。 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
2.如何检验卤代烃中的卤原子? 加入NaOH溶液,加热,充分振荡后,取上层清液 先加稀HNO3酸化(中和NaOH),再加AgNO3溶液,若产生沉淀,则证明有卤原子。
课后练习: CH2—CH2 1.如何利用溴乙烷制备 ?若用乙醇呢? — — OH OH 1.如何利用溴乙烷制备 ?若用乙醇呢? CH2—CH2 — — OH OH 2.已知NH3和H2O在与卤代烃反应时的性质很相似,在一定条件下能使卤代烃发生氨解,写出溴乙烷的氨解方程式。
3.(2007.宁夏.理综)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢。 (1)A的结构简式为 (2)A中的碳原子是否都处于同一平面?(填“是”或者“不是”); 是
(3)在下图中,D1 、D2互为同分异构体,E1 、E2互为同分异构体。
反应②的化学方程式为: C的化学名称为: ; E2的结构简式是: ④、⑥的反应类型依次是: 2,3-二甲基-1,3-丁二烯 1,4-加成反应,取代反应
4.(2007.广东)克矽平是一种治疗矽肺病的药物,其合成路线如下(反应均在一定条件下进行): (1)化合物Ⅰ的某些性质类似苯。例如,化合物Ⅰ可在一定条件下与氢气发生加成反应生成下图所示结构, 其反应方程式为: (不要求标出反应条件) N H C 3 +3H2→
(2)化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ是原子利用率100%的反应,所需另一反应物的分子式为 (3)下列关于化合物Ⅱ和化合物Ⅲ的化学性质,说法正确的是 (填字母) A.化合物Ⅱ可以与CH3COOH发生酯化反应 B.化合物Ⅱ不可以与金属钠生成氢气 C.化合物Ⅲ可以使溴的四氯化碳溶液褪色 D.化合物Ⅲ不可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 CH2O(或HCHO) A、C
n N C H = (4)化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反应方程式为 (不要求标出反应条件) (4)化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反应方程式为 (不要求标出反应条件) N C H = 2 n (5)用氧化剂氧化化合物Ⅳ生成克矽平和水,则该氧化剂为 。 H2O2(或双氧水、过氧化氢)
5.(2007.上海)以石油裂解气为原料,通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。
反应⑥ (3)反应②③的目的是: (4)写出反应⑤的化学方程式: 加成反应 请完成下列各题: (1)写出反应类型:反应① 反应 ④ (2)写出反应条件:反应③ 反应⑥ (3)反应②③的目的是: (4)写出反应⑤的化学方程式: 加成反应 取代反应 NaOH/醇溶液(或KOH醇溶液) NaOH/水溶液 防止双键被氧化 CH2=CHCH2Br+HBr→CH2Br-CH2-CH2Br
(5)B被氧化成C的过程中会有中间产物生成,该中间产物可能是 (写出一种物质的结构简式)检验该物质存在的试剂是 (6)写出G的结构简式 : HOCH2CHClCH2CHO或OHCCHClCH2CHO 或OHCCHClCH2COOH 新制氢氧化铜悬浊液
6.如图所示是检验1,2—二氯乙烷的某性质实验的装置。 (1)按如图所示,连接好仪器后,首先应进行的操作是 ______ ___ __ 。 检查装置气密性 (2)在试管A里加入2mL 1,2—二氯乙烷和5mL 10% NaOH的乙醇溶液,再向 试管里加入几小块碎瓷片。加入 碎瓷片的作用是 _____。 防止暴沸 (3)用水浴加热试管A里的混合物(其主要生成物仍为卤代烃), 试管A中发生反应的化学方程式是______________________, 其反应类型是_____。 消去反应 溴水 (4)为检验产生的气体,可在试管B中盛放____________, 现象是____________________;向反应后试管A中的溶液里 加入足量的稀硝酸,再加入几滴AgNO3溶液,现象是______ ________________。 溶液褪色 产生白色沉淀