选修5第二章第三节卤代烃

选修5《有机化学基础》第二章烃和卤代烃有些品牌的涂改液中的溶剂含有三氯乙烯七氟丙烷灭火器聚氯乙烯（PVC）雨衣在激烈的体育比赛中，运动员肌肉挫伤或扭伤是经常的事,队员受轻伤时，队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂，进行局部冷冻麻醉应急处理，马上就能参加比赛。氯乙烷喷剂(沸点12.27℃)从组成看，它们都应该属于哪类有机物？应急处理一、卤代烃1.定义:2.通式:烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。饱和一卤代烃CnH2n+1XR-X你能根据所学知识给出卤代烃的定义呢？卤代烃官能团：—X（包括ＦClBrＩ）3.卤代烃分类有以下几种分类方法：(交叉分类法）（1）根据分子中所含卤素的不同，可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。（2）根据卤代烃分子中卤原子的数目不同R-CH2-X一卤代烃R-CHX2二卤代烃R-CX3多卤代烃CH3CH2XCH2=CHCH2XXCH2XR-CX3（3）根据分子中烃基结构不同可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和卤代芳烃。CH3CH2-X饱和卤代烃CH2CH-X不饱和卤代烃X卤代芳烃如溴苯如氯乙烯如溴乙烷（1）含连接-X的C原子的最长碳链为主链，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。4、卤代烷烃的命名（1）一卤代烃同分异构体的书写方法①等效氢问题（对称轴）如：正丁烷分子中的对称：CH3CH2CH2CH3，其中1与4，2与3号碳上的氢是等效的；异丁烷分子中的对称：（CH3）2CHCH3，其中1号位的氢是等效的。②C4H9Cl分子中存在着“碳链异构和官能团位置异构两种异构类型。先写最长碳链，降碳为取代基，Cl原子位置转换：5、卤代烃的同分异构体（2）二卤代烃同分异构体的书写方法如，C3H6Cl2的各种同分异构体：一卤定位，一卤转位：6.卤代烃的物理性质·卤代烃不溶于水，但溶于弱极性或非极性的乙醚、苯、烃等有机溶剂。某些卤代烃可用作有机溶剂。多卤代烷及多卤代烯对油污有很强的溶解能力，可用作干洗剂。·纯净卤代烃均无色。一卤代烷有不愉快的气味，其蒸汽有毒。·卤代烷的沸点随分子中碳原子数的增加而升高。碳原子数相同的卤代烷，沸点则是：RIRBrRClRF。在异构体中，支链越多，沸点越低。由于碳卤键有一定的极性，故卤代烃的沸点比相应的烃高。·少数是气体（一氯甲烷），大多为液体或固体。·卤代烃的密度随碳原子数增加而降低。（一氟代烃和一氯代烃一般比水轻，溴代烃、碘代烃及多卤代烃比水重。）最重的多卤代烷是CCI4。7、卤代烃的用途溶剂卤代烃致冷剂医用灭火剂麻醉剂农药聚氯乙烯PVC化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，使用温度不宜超过60℃，在低温下会变硬。分为：软质塑料和硬质塑料食品保鲜膜按材质分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚偏二氯乙烯（PVDC）等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是（）A．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得B．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在加热时易熔化，能溶于氯仿C．鉴别PE和PVC，可把其放入试管中加强热，在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸，如果试纸变红，则是PVC；不变红，则为PE。D．等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等【例题】A【资料】如何区分聚乙烯和聚氯乙烯？聚乙烯聚氯乙烯燃烧法遇火易燃，火焰呈黄色，燃烧时有石蜡状油滴落，无味或稍有蜡烛燃烧时的气味。不易燃烧，离火即熄灭，同时刺激性气味的气体生成，且有毒。浸水法放入水中上漂放入水中沉在水底塑料王聚四氟乙烯具有独特的耐腐蚀性和耐老化性，其化学稳定性优于各种合成聚合物以及玻璃、陶瓷、不锈钢、特种合金、贵金属等材料，甚至连能溶解金、铂的“王水”也难以腐蚀它，用它做的制品放在室外，任凭日晒雨淋，二三十年都毫无损伤，因而被美誉为“塑料王”。FFFFCC[CF2—CF2]n聚四氟乙烯四氟乙烯人们还对聚四氟乙烯进行了改性，使它具有“生物相容性”，可制成各种人体医疗器件和人体器官的替代品，如心脏补片、人造动脉血管、人工气管等。发展前景卤代烃应用背景资料特富龙(Teflon)是美国杜邦公司对其研发的所有碳氢树脂的总称，包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种共聚物。由于其独特优异的耐热(180℃-260℃)、耐低温(-200℃)、自润滑性及化学稳定性能等，而被称为“拒腐蚀、永不粘的特富龙”。它带来的便利，最常见的应用就是不粘锅，其他如衣物、家居、医疗甚至宇航产品中也有广泛应用。杜邦“特富龙”卷入致癌风波源于去年7月。当时，美国环境保护署在公开通报中指出，“特富龙”制造过程中的主要成分可能对人体健康有害，即可能导致人类罹患癌症或影响生育功能聚四氟乙烯不粘锅聚四氟乙烯，具有最佳的耐热性和耐化学性，显示了独特的不粘性和润滑性。但聚四氟乙烯加热至415℃后开始缓慢分解，分解生成的气体有毒，所以在使用不粘锅时不能干烧，温度必须保持在250℃以下才是安全的。卤代烃应用DDT(1,1-二〔对氯苯基〕-2,2,2-三氯乙烷)杀虫性能强，有触杀和胃毒杀虫作用，对温血动物毒性低，过去一直作为重要的杀虫剂得到广泛使用。P.H.米勒(瑞士化学家）米勒1939年发现并合成了高效有机杀虫剂DDT，于1948年获得诺贝尔生理与医学奖。CClCCl3HCl卤代烃应用DDT的发明标志着化学有机合成农药时代的到来，它曾为防治农林病虫害和虫媒传染病作出了重要贡献。但60年代以来，人们逐渐发现它造成了严重的环境污染，许多国家已禁止使用。乙烯-四氟乙烯共聚物膜--ETFE膜ETFE膜卤代烃应用前沿科学人造血——碳氟化合物老鼠可以在饱和多氟碳化物的溶液中获得氧气，像鱼在水中一样游动。另有实验显示，把狗身上的血液的70%，换成由25%的多氟碳化物和75%的水的乳液后，仍可存活。有关人体的实验正在进行中，化学家将有可能合成出新的多氟碳化物，作为血液的替代品。卤代烃应用1、喷雾推进器使油漆、杀虫剂或化妆品加压易液化，减压易汽化2、冷冻剂氟利昂加压易液化，无味无臭，对金属无腐蚀性。当它汽化时吸收大量的热而令环境冷却3、起泡剂使成型的塑料内产生很多细小的气泡氟氯烃（氟里昂）（CF2Cl2等）全面了解和正确使用卤代烃紫外光CF2Cl2CF2Cl·+Cl·Cl·+O3ClO·+O2ClO·+O32O2+Cl·环保制冷剂R600a----异丁烷性质：无色无味气体，化学性质稳定，无毒，易挥发，易液化，不燃烧。氟氯烃随大气流上升，在平流层中受紫外线照射，发生分解，产生氯原子，氯原子可引发损耗臭氧的反应，起催化剂的作用，数量虽少，危害却大。一个氯原子可破坏十万个臭氧分子氟氯烃（氟里昂）（CF2Cl2等）典型物质同类溴乙烷卤代烃太多了不可能全部去研究怎么办呢？研究有机物的一般思路中文名称溴乙烷英文名称bromoethane；ethylbromide别名乙基溴分子式C2H5Br；CH3CH2Br外观与性状无色易挥发液体分子量108.98蒸汽压53.32kPa/21℃熔点-119℃沸点：38.4℃溶解性不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂密度相对密度(水=1)1.45；相对密度(空气=1)3.67稳定性危险标记14(有毒品)主要用途用于有机合成，合成医药、致冷剂等，也作溶剂溴乙烷的化学品安全技术说明书（MSDS）物理性质1.物理性质纯净的溴乙烷是无色液体,有刺激性气味，沸点38.4℃。密度比水大,难溶于水,可溶于多种有机溶剂。乙烷为无色气体，沸点-88.6℃，不溶于水与乙烷比较：二、溴乙烷2.分子组成和结构溴乙烷核磁共振氢谱(1).分子式(2).电子式(3).结构式(4).结构简式C2H5BrHHH︰C︰C︰Br︰HH‥‥‥‥‥‥HH||H—C—C—Br||HHC2H5BrCH3CH2Br四种表示形式球棍模型比例模型溴乙烷分子模型溴乙烷的结构特点？C—C键为非极性键；C—H键、C—Br键为极性键；C-Br键的极性比C-H键的极性强，易断开，可发生取代反应。整个分子为极性分子。核磁共振氢谱：有两种类型氢原子的吸收峰。•键的极性和分子的极性：思考与讨论1：分析溴乙烷分子中化学键的极性及官能团（－Br）对乙基的影响，推断可能的断键情况。通过分析溴乙烷结构，推测可能发生哪种类型的化学反应？HH||H—C—C—Br||HH结构分析C—Br键为极性键，由于溴原子吸引电子能力强，C—Br键易断裂；由于官能团（－Br）的作用，乙基可能被活化。化学性质推断思考与交流2：溴单质能与碱反应，与水发生缓慢的反应，溴乙烷能与碱、水发生反应吗？如能反应，产物是什么？试着写出方程式。请设计实验证明该反应是否发生了？3、溴乙烷化学性质⑴与氢氧化钠溶液共热:溴乙烷中不存在溴离子,溴乙烷是非电解质，不能电离。【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。【实验2】取溴乙烷加入氢氧化钠溶液，共热；加热完毕，取上层清液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀析出。现象描述：有浅黄色沉淀析出还可以借助什么方法，确定我们所得产物的分子式？？CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBrNaOH△NaOH+HBr=NaBr+H2O解释：AgNO3+NaBr=AgBr↓+NaNO3方案IINaOH+HNO3=NaNO3+H2OCH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr水△1.反应物：2.反应条件：3.产物检验步骤4.此反应溴乙烷+氢氧化钠溶液；共热叫做水解反应，属于取代反应！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！溴乙烷与氢氧化钠共热实验的注意事项：⑵与氢氧化钠的醇溶液共热【实验3】取溴乙烷加入氢氧化钠的醇溶液，共热；将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中，观察酸性高锰酸钾溶液是否褪色。现象：取反应后的液体加入稀硝酸酸化后，加硝酸银溶液，观察有浅黄色沉淀生成现象。有气泡产生；油层逐渐减少至消失酸性高锰酸钾溶液褪色溴乙烷分子是如何断键的？产生的气体可能是什么？如何验证？思考与交流3验证溴乙烷与NaOH的醇溶液共热生成乙烯？除CH3CH2OH蒸汽1.生成的气体通入高锰酸钾溶液前要先通入盛水的试管?2.还可以用什么方法鉴别乙烯,这一方法还需要将生成的气体先通入盛水的试管中吗?C2H5Br与NaOH的醇溶液共热实验的注意事项：1.反应物：2.反应条件：3.产物检验溴乙烷+氢氧化钠的醇溶液；共热CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2BrKMnO4褪色CH2=CH2将产生的气体通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中，二者均褪色。实验的注意事项NaOH+HBr=NaBr+H2O有机化合物(卤代烃等)在一定条件下从一个分子中脱去一个小分子(卤代氢等),而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应，叫消去反应。与氢氧化钠的醇溶液共热CH2=CH2↑+NaBrCH3CH2Br乙醇△+NaOH+H2O对消去反应的理解紧扣概念CH2—(CH2)4—CH2——HBr催化剂属消去反应吗？CH3CH2CH2Br能否发生消去反应？不属于概念延伸注重对比、归纳满足什么条件才有可能发生？CH3Cl能否都发生消去反应？CCH2ClH3CCH3CH3CH3CHCHBrCH3CH3、、与卤原子相连碳原子相邻的碳原子上有氢卤代烃中无相邻C或相邻C上无H的不能发生消去反应能否通过消去反应制备乙炔？用什么卤代烃？水解反应有无这要求？无要“邻碳有氢”CH2=CH2↑+HBrCH2CH2||HBr醇、NaOH△CH2CH2CH2=CH2↑+H2O||HOH浓H2SO4170℃CH2CH2||ClClCH≡CH↑+2HCl醇、NaOH△不饱和烃不饱和烃不饱和烃小分子小分子小分子像这样，有机化合物(醇/卤代烃)在一定条件下从一个分子中脱去一个小分子(水/卤代氢等),而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应，叫消去反应。△1.溴乙烷作为我们研究卤代烃的代表，其他卤代烃在化学性质上与溴乙烷有相似性，你能完成