高中化学卤代烃课件新人教版选修

成才之路·化学路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修5烃和卤代烃第二章第三节卤代烃第二章新知识·导学探究2新思维·名师讲堂3新考题·随堂自测4新视点·专家博客6新提升·达标作业5新情境·激趣入题1新情境·激趣入题发“错”的诺贝尔奖1939年，瑞士科学家米勒(P.H.Müller)发现DDT(俗称滴滴涕)具有优异的广谱杀虫作用，他因此获得1948年诺贝尔生理学和医学奖。但是，DDT这一历史上最著名的有机氯杀虫剂仅仅使用了20年，便逐渐在全球范围内遭到禁用，有人甚至认为这是一个发“错”了的诺贝尔奖。DDT是人类合成得到的第一种有机农药，它除了具有优异的广谱杀虫作用外，对温血动物和植物基本无毒害，且价格低廉，能大量生产。DDT在世界范围内的广泛使用，对农林业的发展以及在保障人体健康等方面都发挥了重要的作用。特别值得一提的是，第二次世界大战期间，DDT有效控制了同盟军军营中那不勒斯斑疹伤寒(主要通过虱子传播)的早期流行。但是，不久以后，人们发现DDT相当稳定，能在自然界滞留较长时间，并可以通过食物链富集在动物体内，形成累积性残留，给人体健康和生态环境造成不利影响。因此，从20世纪60年代开始，一批新的农药被合成并替代DDT，DDT逐渐被停止使用，但DDT事件留给人类的思考却是深刻而长远的在前面的学习中，我们已经接触到部分卤代烃，你能写出它们的结构式吗？请查阅有关资料，说说你所了解的常见卤代化合物对人类生活的影响，将你所了解到的信息与同学交流。新知识·导学探究●新知导学1．卤代烃的结构与性质(1)卤代烃的定义烃分子中的氢原子被________取代后生成的化合物，官能团是________。卤素原子卤素原子(2)卤代烃的分类卤代烃按卤素种类氟代烃R－FR－ClR－Br碘代烃R－I按卤素原子多少一卤代烃CH3X多卤代烃CH2XCH2X(3)卤代烃的物质性质①状态：常温下，大多数卤代烃为______或______。氯代烃溴代烃液体固体②溶解性：卤代烃都___溶于水，可溶于大多数有机溶剂，某些卤代烃本身就是很好的有机溶剂。(4)卤代烃的化学性质卤代烃的反应活性较强，原因是卤素原子吸引电子的能力较强，使共用电子对偏移，C－X键具有较强的极性。(5)卤代烃对人类生活的影响①卤代烃的用途制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂、合成有机物。②卤代烃的危害氟氯代烷－－造成“__________”的罪魁祸首。不臭氧空洞2．溴乙烷的结构和性质(1)溴乙烷的物理性质溴乙烷是无色___体，沸点38.4℃，密度比水___，___溶于水，溶于多种有机溶剂。(2)溴乙烷的分子结构液大难CH3CH2BrC2H5Br－Br(3)溴乙烷的化学性质1)主要化学反应①取代反应溴乙烷与NaOH水溶液反应的化学方程式为___________________________________。②消去反应溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应的化学方程式为________________________________________________。2)消去反应的概念：有机化合物在一定条件下，从________中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)，而生成含________化合物的反应。C2H5Br＋NaOH――→水△C2H5OH＋NaBrCH3－CH2Br＋NaOH――→乙醇△CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O一个分子不饱和键●自主探究1．卤代烃属于烃类吗？提示：卤代烃不属于烃类。烃是只含C、H两种元素的化合物，而卤代烃是指烃中的氢原子被卤素原子取代后的产物，其中含有卤素原子，属于烃的衍生物。2．如何简单地判断溴乙烷是发生水解反应还是发生消去反应？提示：无醇生成醇，有醇不成醇。如果反应中没有加醇就发生水解反应生成醇；加醇就发生消去反应生成烯烃。3．CH3CH2Br和CH3CH3的核磁共振氢谱相同吗？提示：不同。CH3CH3中只有一类氢原子，氢谱图中只有一个吸收峰；而CH3CH2Br中有两类氢原子，氢谱图中有两个吸收峰，且面积比为3∶2。新思维·名师讲堂●教材点拨1．卤代烃的性质特点卤代烃的化学性质较活泼，这是由于卤素原子(官能团)的作用。卤素原子结合电子的能力比碳原子强，形成的C－X键中，共用电子对偏向X，故C－X键的极性较强，在其他试剂作用下，C－X键很容易断裂而发生化学反应。卤代烃的消去反应与水解反应2．取代反应(1)结构特点：，C－X键为极性键，容易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代，水解反应发生在①C－X键上。(2)反应条件：强碱水溶液、加热(3)反应实质：卤代烃分子中的卤原子被水分子中的羟基取代，发生取代反应，CH3CH2X＋H2O――→NaOH△CH3CH2OH＋HX，NaOH中和生成的HX，从而提高了卤代烃的利用率。为加速反应，通常选择加热条件，并加强碱溶液。3．消去反应(1)结构特点：与X原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子，C－X键断裂，相邻C原子的C－H键断裂。(2)反应条件：强碱的乙醇溶液、加热。(3)反应实质：相邻的两个碳原子上脱去一个HX分子而形成1个。若有两个卤素原子可生成，如：CH2BrCH2Br＋2NaOH――→乙醇△CH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O也可能生成2个CC，如：4．水解反应卤代烃水解时，只断裂碳卤键()。即，因此所有的卤代烃均能发生水解反应，只是难易程度不同。5．消去反应与水解反应的比较消去反应水解反应反应条件NaOH醇溶液、加热NaOH水溶液、加热实质失去HX分子，形成不饱和键－X被－OH取代键的变化C－X与C－H断裂形成或－C≡C－与H－XC－X断裂形成C－OH键消去反应水解反应卤代烃的结构特点(1)含有两个以上的碳原子；(2)与卤素原子相连的碳原子相邻碳原子上有氢原子。如：CH3Cl、(CH3)3CCH2Br不能发生消去反应含有－X的卤代烃绝大多数都可以水解化学反应特点有机物碳骨架不变，官能团由－X变为或－C≡C－有机物碳骨架不变，官能团由－X变为－OH主要产物烯烃或炔烃醇提示：①卤代烃中与卤原子相连的碳原子若有两个相邻碳原子，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。例如：发生消去反应的产物是CH2===CH－CH2－CH3或CH3－CH===CH－CH3。②二元卤代烃发生消去反应后，可在有机物中引入三键。例如：CH3－CH2－CHCl2＋2NaOH――→乙醇△CH3－C≡CH＋2NaCl＋2H2O③通过卤代烃的水解反应可在碳链上引入羟基；通过卤代烃的消去反应可在碳链上引入碳碳双键或碳碳三键。④与－X相连碳原子的邻位碳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。●典例透析(2014·河北师大附中测试)化合物X的分子式为C5H11Cl，用NaOH的醇溶液处理X，可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z，Y、Z经催化加氢后都可得到2­甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理，则所得有机产物的结构简式可能是()【解析】本题主要考查卤代烃的结构和性质。难度中等。化合物X(C5H11Cl)用NaOH的醇溶液处理发生消去反应生成Y、Z的过程中，有机物X的碳架结构不变，而Y、Z经催化加氢后，其有机物的碳架结构也未变，由2­甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为，其连接Cl原子的相邻碳原子上都有氢原子且氢原子的化学环境不同。从而推知有机物X的结构简式为或。【答案】B●变式训练1．下列卤代烃在KOH醇溶液中加热不反应的是()①C6H5Cl②(CH3)2CHCH2Cl③(CH3)3CCH2Cl④CHCl2－CHBr2⑤⑥CH2Cl2A．①③⑥B．②③⑤C．全部D．②④解析：根据卤代烃消去反应的实质，分子中与连接卤素原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃不能发生消去反应。(CH3)3CCH2Cl不能发生消去反应；因CH2Cl2分子中只有一个碳原子故其也不能发生消去反应。此外C6H5Cl若发生消去反应以后，将破坏苯环稳定性，故C6H5Cl也不能发生消去反应。理解有机反应，要注意反应的实质：卤代烃发生消去反应时，断裂的是两种化学键—碳卤键和碳氢键，且不在同一个碳原子上，而是在两个相邻的碳原子上，因此并不是所有的卤代烃都能发生消去反应。不能发生消去反应的卤代烃有两类：①只有一个碳原子的卤代烃，如CH3Cl；②与连接卤原子的碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的卤代烃，如(CH3)3CCH2Cl。答案：A●教材点拨卤代烃分子中虽然含有卤素原子，但C－X键在加热时，一般不易断裂，在水溶液体系中不电离，无X－(卤素离子)存在，所以向卤代烃中直接加入AgNO3溶液，将得不到卤化银(AgCl、AgBr、AgI)的沉淀。具体实验原理和检验方法如下：卤代烃中卤素原子的检验1．实验原理R－X＋H2O――→NaOH△R－OH＋HXHX＋NaOH===NaX＋H2OHNO3＋NaOH===NaNO3＋H2OAgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3根据沉淀(AgX)的颜色可确定卤素：AgCl(白色)、AgBr(浅黄色)、AgI(黄色)。2．实验步骤(1)取少量卤代烃；(2)加入NaOH水溶液；(3)加热；(4)冷却；(5)加入稀HNO3酸化；(6)加入AgNO3溶液，观察沉淀的颜色即RX――→加NaOH水溶液△碱性混合液――→加稀HNO3酸化酸性混合液加AgNO3,溶液若产生白色沉淀，卤原子为氯原子若产生浅黄色沉淀，卤原子为溴原子若产生黄色沉淀，卤原子为碘原子3．实验说明(1)加热是为了加快卤代烃的水解反应速率，因不同的卤代烃水解难易程度不同。(2)加入稀HNO3酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应产生沉淀，影响对实验现象的观察和AgX沉淀的质量；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。(3)量的关系：R－X～NaX～AgX,1mol一卤代烃可得到1mol卤化银(除F外)沉淀，常利用此量的关系来进行定量测定卤代烃。提示：①卤代烃均属于非电解质，不能电离出X－，不能用AgNO3溶液直接检验卤素的存在；②将卤代烃中的卤素原子转化为X－也可用卤代烃的消去反应。●典例透析(2014·经典习题选萃)为了检验某氯代烃中的氯元素，现在进行如下操作。其合理的是()①取氯代烃少许，加入AgNO3溶液②取氯代烃少许与NaOH水溶液共热，然后加入AgNO3溶液③取氯代烃少许与NaOH水溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液④取氯代烃少许与NaOH乙醇溶液共热后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液A．①③B．②④C．③④D．①④【解析】检验氯代烃中是否含有氯元素时，由于氯代烃中的氯元素并非游离态的Cl－，故应加入NaOH水溶液或NaOH的醇溶液，并加热，先使氯代烃水解或发生消去反应，产生Cl－，然后加入稀HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，根据产生白色沉淀确定氯代烃中含有氯元素。先加HNO3酸化，是为了防止NaOH与AgNO3反应生成AgOH，再转化为Ag2O褐色沉淀干扰检验。【答案】C●变式训练2．(2014·经典习题选萃)在实验室里鉴定氯酸钾晶体和1－氯丙烷中的氯元素，现设计了下列实验操作程序：①滴加AgNO3溶液；②加入NaOH溶液；③加热；④加入MnO2固体；⑤加蒸馏水过滤后取滤液；⑥过滤后取滤渣；⑦用稀硝酸酸化。(1)鉴定氯酸钾晶体中氯元素的操作步骤是________(填序号)。(2)鉴定1－氯丙烷中氯元素的操作步骤是________(填序号)。解析：用AgNO3来检验氯元素时，需将KClO3和1－氯丙烷中的氯元素转变为Cl－，并用HNO3酸化，克服NaOH的干扰，实验才能成功。要鉴定样品中是否含有氯元素，通常先将样品中的氯元素转化为Cl－，再使Cl－转化为AgCl沉淀，利用沉淀的颜色和不溶于稀硝酸的性质来判断氯元素的存在。(1)鉴定氯酸钾晶体中的氯元素，可先转化成氯化钾，再利用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验Cl－。(2)鉴定1－氯丙烷中的氯元素，必须先将1－氯丙烷中的氯原子通过水解或消去反应变为氯离子，再滴入AgNO3溶液来检验。即先取少量