第三节   卤代烃

[学习目标]:

1.使学生掌握溴乙烷的主要化学性质，理解水解反应和消去反应.

2.使学生了解卤代烃的一般通性和用途，并通过对卤代烃有关性质数据的分析、讨论，培养学生的综合能力.

3.通过对氟里昂等卤代烃对人类生存环境造成破坏的讨论，对学生进行环境保护意识的教育.

4.了解卤代烃对人类生活的影响，了解合理使用化学物质的重要意义.

[教学过程]:

[复习]：写出下列反应的方程式：

1.乙烷与溴蒸汽在光照条件下的第一步反应.

2.乙烯与水反应.

3.苯与溴在催化剂条件下反应.

4.甲苯与浓硝酸反应.

[引入]：从结构上讲，反应得到的产物都可以看成是烃分子里的氢原子被其它原子或原子团取代而生成的化合物，我们称之为烃的衍生物.

一． 烃的衍生物概述.

1.定义：烃分子里的氢原子被其它原子或原子团取代而生成的化合物.

2.分类：常见烃的衍生物有卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等.所含官能团包括卤素原子（—X）、硝基（—NO2）、羟基（—OH）、醛基（—CHO）、羧基（—COOH）、氨基（—NH2）、碳碳双键（C=C）、碳碳三键（C≡C）等.

二．卤代烃对人类生活的影响.

阅读P60－62相关内容，结合日常生活经验说明卤代烃的用途，以及DDT禁用原因和卤代烃对大气臭氧层的破坏原理.

1.卤代烃的用途：致冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂，合成有机物.

  2.卤代烃的危害：

(1).DDT禁用原因:相当稳定，在环境中不易被降解，通过食物链富集在动物体内，造成累积性残留，危害人体健康和生态环境.

(2).卤代烃对大气臭氧层的破坏原理：卤代烃释放出的氯原子对臭氧分解起到了催化剂的作用.

[过渡]：卤代烃化学性质通常比烃活泼，能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物.因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用.下面我们以溴乙烷作为代表物来介绍卤代烃的一些性质.

三．溴乙烷.

1.物理性质：纯净的溴乙烷是无色的液体，沸点低，密度比水大，不溶于水.

2.分子组成和结构：

分子式            结构式         结构简式         官能团

C₂H₅Br                       CH₃CH₂Br或C₂H₅Br    —Br

[提问]：

①.从二者的组成上看，溴乙烷与乙烷的物理性质有哪些异同点？

②.若从溴乙烷分子中C—Br键断裂，可发生哪种类型的反应？

3.化学性质.

(1).溴乙烷的水解反应.

[实验2]：按图4－4组装实验装置，①.大试管中加入5mL溴乙烷.②.加入15mL20%NaOH溶液，加热.③.向大试管中加入稀HNO₃酸化.④.滴加2DAgNO₃溶液.

现象：大试管中有浅黄色沉淀生成.

反应原理：CH₃CH₂Br +H-OH          CH₃CH₂OH + HBr

或：CH₃CH₂Br +NaOH        CH₃CH₂OH + NaBr

[讨论]：

①.该反应属于哪一种化学反应类型？

取代反应

②．该反应比较缓慢，若既能加快此反应的速率，又能提高乙醇的产量，可采取什么措施？

可采取加热和氢氧化钠的方法，其原因是水解反应吸热，NaOH溶液与HBr反应，减小HBr的浓度，所以平衡向正反应方向移动，CH₃CH₂OH的浓度增大.

③．为什么要加入HNO₃酸化溶液？

中和过量的NaOH溶液，防止生成Ag₂O暗褐色沉淀，防止对Br^-的检验产生干扰.

[过渡]：实验证明CH₃CH₂Br可以制乙烯，请考虑可能的断键处，以及此反应的特点.

(2).溴乙烷的消去反应.

[实验1]：按图4－4组装实验装置，①.大试管中加入5mL溴乙烷.②.加入15mL饱和KOH乙醇溶液，加热.③.向大试管中加入稀HNO₃酸化.④.滴加2DAgNO₃溶液.

现象：产生气体，大试管中有浅黄色沉淀生成.

反应原理：CH₃CH₂Br + NaOH             CH₂＝CH₂ + NaBr + H₂O

消去反应：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H₂O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应.一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上.

[讨论]：

①． 为什么不用NaOH水溶液而用醇溶液？

用NaOH水溶液反应将朝着水解的方向进行.

  ②．乙醇在反应中起到了什么作用？

乙醇在反应中做溶剂，使溴乙烷充分溶解.

③．检验乙烯气体时，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？

除去HBr，因为HBr也能使KMnO₄酸性溶液褪色.

④.C(CH₃)₃－CH₂Br能否发生消去反应？

不能.因为相邻碳原子上没有氢原子.

  ⑤.2－溴丁烷                     消去反应的产物有几种？

CH₃CH == CHCH₃  (81%)     CH₃CH₂CH == CH₂  (19%)

札依采夫规则：卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的碳原子上.

阅读P63[拓展视野]:卤代烃的消去反应.

[小结]：

-Br原子是CH3CH2Br的官能团，决定了其化学特性.由于反应条件（溶剂或介质）不同，反应机理不同.（内因在事物的发展中发挥决定作用，外因可通过内因起作用.）

四．卤代烃.

1.定义和分类.

(1).定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物.

一卤代烃的通式：R—X.

(2).分类：

①．按分子中卤原子个数分：一卤代烃和多卤代烃.

  ②．按所含卤原子种类分：氟代烃、氯代烃、溴代烃.

  ③．按烃基种类分：饱和烃和不饱和烃.

④．按是否含苯环分：脂肪烃和芳香烃.

2.物理通性:

(1).常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体.

(2).互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大.（沸点和熔点大于相应的烃）

(3).难溶于水，易溶于有机溶剂.除脂肪烃的一氟代物、一氯代物等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水大.密度一般随烃基中碳原子数增加而减小.

3.化学性质：与溴乙烷相似.

(1).水解反应.

[课堂练习]:试写出1-氯丙烷和2-氯丙烷分别发生水解反应的化学方程式.

(2).消去反应.

[课堂练习]:试写出1-氯丙烷和2-氯丙烷分别发生消去反应的化学方程式.

4.制法.

(1).烷烃和芳香烃的卤代反应.

(2).不饱和烃加成.

[讨论]：

①．制取CH₃CH₂Br可用什么方法？其中哪种方法较好？为什么？

  ②．实验室制取溴乙烷的化学方程式如下：

CH₃CH₂OH+NaBr+H₂SO₄—→CH₃CH₂Br+NaHSO₄+H₂O，为什么这里的硫酸不能使用98%的浓硫酸，而必须使用80%的硫酸？

  ③．在制得的CH₃CH₂Br中常混有Br₂，如何除去？

5.卤代烃在有机合成中的应用.

[讨论]:

①. 欲将溴乙烷转化为二溴乙烷，写出有关的化学方程式.

②. 如何用乙醇合成乙二醇？写出有关的化学方程式.

[拓展视野]:格氏试剂在有机合成中的应用介绍.

[补充知识]：

1.卤代烃的同分异构体.

(1).一卤代烃同分异构体的书写方法.

①. 等效氢问题（对称轴）.

正丁烷分子中的对称：¹CH₃²CH₂³CH₂⁴CH₃，其中1与人为善，2与会号碳上的氢是等效的；异丁烷分子中的对称：（¹CH₃）₂²CH³CH₃，其中1号位的氢是等效的.

②. C₄H₉Cl分子中存在着“碳链异构”和“官能团位置异构”两种异构类型.

(2).二卤代烃同分异构体的书写方法.

C₃H₆Cl₂的各种同分异构体：

一卤定位，一卤转位

(3).多卤代烃同分异构体的书写方法（等效思想）

二氯代苯有三种同分异构体，四氯代苯也有三种同分异构体，即苯环上的二氯与四氢等效，可进行思维转换.

2.卤代烃的某些物理性质解释.

(1).比相应烷烃沸点高.

  C₂H₆和C₂H₅Br，由于①分子量C₂H₅Br > C₂H₆，②C₂H₅Br的极性比C₂H₆大，导致C₂H₅Br分子间作用力增大，沸点升高.

(2).随C原子个数递增，饱和一元卤代烷密度减小，如ρ(CH₃Cl) > ρ(C₂H₅Cl) > ρ(CH₃CH₂CH₂Cl).原因是C原子数增多，Cl%减小.

(3).随C原子数增多，饱和一氯代烷沸点升高，是因为分子量增大，分子间作用力增大，沸点升高.

(4).相同碳原子数的一氯代烷支链越多沸点越低，可理解为支链越多，分子的直径越大，分子间距增大，分子间作用力下降，沸点越低.