2019-2020年高中化学 考查点4 氯、溴、碘及其化合物教案 苏教版必修1

2019-2020年高中化学考查点4氯、溴、碘及其化合物教案苏教版必修1教学目标1、氯、硫及其化合物的主要物理性质、主要用途、次氯酸的强氧化性2、氯气的氧化性（与氢气、钠、铁某些盐等的反应）及与水或碱的反应，认识氯水的消毒和漂白原理教学重、难点氯气的氧化性教学过程一、氯气的性质：通常情况下，氯气是色，.气味的气体；密度比空气，有毒，氯气的熔、沸点.，易；能溶于水，常温下，1体积水约能溶解体积氯气，在有机溶剂中的溶解度较大。氯原子最外层有个电子，化学反应时容易结合个电子，使最外层达到8电子稳定结构，其单质具有较强的氯气的化学性质化学反应方程式及实验现象与金属反应与钠与铁与非金属反应（氢气）与水反应与碱反应与氢氧化钠与氢氧化钙【注意】1、大多数金属与Cl2在点燃或灼烧的条件下都能起反应，但在通常情况下，干燥的Cl2不能与铁起反应，因此可以用钢瓶储运液氯。2、漂白粉的主要成分：.；漂白粉的有效成分：漂白粉的漂白原理：Ca（ClO）2+HCl=Ca（C10）2+C02+H2O=漂白粉在空气中久置失效的原因（用化学方程式表示）：【比较】液氯、新制氯水K、久置氯水液氯新制氯水久置氯水物质类别所含微粒主要性质氯离子的检验方法：二氯气的制取1氯气的生产原理（工业制氯气电解法）反应原理：.实验装置图见必修1P39实验现象：两极上都有气体产生。 与负极相连的不锈钢钉附近的溶液变红（有NaOH生成）。 与正极相连的碳棒上倒扣的试管中收集的气体呈黄绿色，并有特殊的刺激性气味（有Cl2生成）。 点燃收集在倒扣于铁棒上的试管中的气体，有轻微的爆鸣声（有h2生成）。2氯气的实验室制法反应原理：实验装置图见必修1P40发生装置除尘装置：一般用洗气法。制得的氯气中有HC1，常用洗气。有时需制得干燥的氯气，可以用洗气来除去水蒸气。Cl2用收集。检验方法：氯气可使变蓝。尾气处理：氯气有毒，一般用吸收多余的Cl2。注意：圆底烧瓶直接加热 仪器组装顺序 检验装置气密性一定要在装药品之进行。 装置中除杂装置和干燥装置顺序互换。 尾气处理装置要注意防止溶液。三、卤族元素1、卤素单质物理性质及其变化规律化学式F2Cl2】2颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气体气体液体固体密度变化熔、沸点变化非金属性特性易液化易挥发易升华水中溶解度剧烈反应溶解溶解微溶水溶液颜色在CCl4中的颜色2、卤素单质间的置换反应按照氟、氯、溴、碘这样的顺序，排在前面的卤素能把排在后面的卤素从它们的卤化物中置换出来，但是在水溶液中，氟例外。F2Cl2Br2I2氧化性逐渐减弱四、卤素化合物性质的相似性和递变性二二卤化银二AgX）AgFAgClAgBrAgI颜色溶解性易溶于水光反应用途常用来制感光材料，AgI可用于人工降水利用生成的卤化银沉淀的颜色的不同，可以用硝酸酸化的硝酸银来检验卤素离子。2019-2020年高中化学自由基化学竞赛课件新中国成立以来，尤其是改革开放以来，我国的有机自由基化学研究取得了重要的进展，引起了国际学术界的关注。1985年9月由刘有成和加拿大尹国声教授共同担任主席在兰州大学召开了国际自由基化学研讨会，国际自由基化学界的许多著名学者到会并做报告,刘有成和蒋锡夔分别报告了兰州大学和上海有机所在自由基化学方面的工作。会议报告的论文随后在国际刊物(ReviewsofChemicalIntermediates)以专辑形式发表1。加拿大K.U.Ingold教授为专辑写了序，称赞这次会议是“Anoutstandingscientificsuccesswhichwewilllongremember”1。对我国自由基化学在80年代中期以前的研究成果，作者以前曾写过一篇综述2。本文就近20年来所取得的一些重要成果作一概述。1 单电子转移反应的研究单电子转移反应是近20年来有机化学的热门和前沿研究领域。兰州大学物理有机化学研究室从80年代开始及时把自由基化学基础研究方向转到单电子转移反应上来，取得一些创新性的成果。1.1 氮氧自由基的单电子转移反应氮氧自由基是一类稳定的自由基，与过氧自由基是等电子(isoelectronic)的，二者的偶极矩也接近，可以用做过氧自由基的模型。刘有成等研究了2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基与生物活性分子半胱氨酸、谷胱甘肽及抗坏血酸(维生素C)的反应，通过动力学研究证明了这些反应的单电子转移机理2。其中哌啶氮氧自由基与抗坏血酸的连续两步单电子转移反应机理，与K.U.Ingold和A.Rassat3同时独立发表的结果相似，并更为详尽。他们4，5还详细研究了氮氧自由基与抗坏血酸及脂溶性抗坏血酸衍生物在胶束及囊泡等模拟生物膜体系中的反应，探讨了抗坏血酸的抗氧化作用机理。1.2 哌啶氧铵盐的单电子转移反应哌啶氮氧自由基在酸存在下可以歧化生成相应的氧铵盐和羟胺。氧铵盐是活性更高的单电子氧化剂，可以将芳香胺和含氮、硫芳杂环氧化为相应的自由基正离子6。氧铵盐也可用适当的氧化剂与哌啶氮氧自由基直接反应制得，它对醇有选择性氧化作用，将一级醇氧化成醛，二级醇氧化成酮。由五氯化锑与2，2，6，6-四甲基-4-乙酰氧基哌啶氮氧自由基作用制得的氧铵六氯锑酸盐与吩噻嗪反应，可以制备纯净的吩噻嗪自由基正离子六氯锑酸盐结晶，产率高，是制备这类自由基正离子的有效方法。7Marcus理论用于有机化学电子转移反应，受到越来越多的注意。刘有成等8用Marcus理论研究了几种吩噻嗪衍生物与哌啶氧铵盐之间的电子转移过程。1.3 自由基正离子电子转移反应中的同位素效应刘中立等9研究了用上述方法制备的二硫蒽(thianthrene)自由基正离子与其中性母体分子之间在乙腈中进行电子交换的氢-氘同位素效应(式1)，发现K=0.620.12。这是有关自由基正离子与其中性母体间电子转移的同位素效应的首次报导。最近他们又详细研究了碳-13和氮-15取代的甲基吩噻嗪自由基正离子电子转移反应的碳-12/碳-13和氮-14/氮-15同位素效应。10(1)1.4辅酶NADH模型化合物的单电子转移反应Walling11在一篇题为“自由基化学50年”的述评中，曾预测自由基化学前沿向生物化学和生命科学发展。许多酶反应都有单电子转移发生，这是一个很吸引人的领域。刘有成等12近年来开展辅酶NADH模型还原活化烯烃化合物的反应机理研究，发现有负氢转移和单电子转移两种机理。程津培等13也证明NADH模型化合物还原占吨(xanthyliumion)的反应按单电子转移机理进行。2 自由基化学中自旋离域取代基参数的研究结构-活性关系是物理有机化学研究的核心问题之一。在离子反应中Hammett方程的建立是物理有机化学发展的重要里程碑。然而在自由基反应中由于自旋离域效应的存在，难以将其完全与极性效应分开，建立一套普遍适用的、独立于极性效应和空间效应的自旋离域取代基参数的许多尝试长期未能取得满意的结果。蒋锡夔等通过对23个对位取代的a,BB-三氟苯乙烯热环加成反应的动力学详细研究，建立了一套新的自旋离域取代基参数OJJ14。由于这一套参数排除了极性效应的影响，将它应用于自由基反应的线性自由能相关分析取得了很大的成功。蒋锡夔等采用双参数方程(式2,式中omb为取代基的极性效应参数)对取代苯乙烯的自由基加成反应、夺氢反应等9种典型的反应所做的相关分析表明,oJJ能够正确地反映自由基的自旋离域效应，是迄今最完整和可靠的一套适用于自由基反应的自旋离域取代基参数。将这一套参数用于紫外光谱的相关分析也取得了满意的结果。15logkY/kH=pmbOmb+pOJJ(2)3 自由基的热力学稳定性研究自由基的热力学稳定性通常用键的均裂键能(BDE)来表征，是自由基化学的基本参数。Bordwell16曾根据在二甲基亚砜中测定的有机化合物氧化还原电位和酸性解离常数建立了一套通过热力学循环估算溶液中碳-氢键BDE的方法。程津培等进一步在此基础上建立了通过溶液相热力学参数的测定估算气相BDE的方法17,并测定了大量具有特殊结构的有机化合物，如a-取代苯胺】18、N、P、As、S、Se、Te等元素的内盐19、具有一氧化氮释放功能的亚硝胺类化合物20等的BDE，讨论了各类吸电子和供电子取代基对BDE及相应的自由基或自由基离子稳定性的影响。过去对碳中心自由基的取代基效应的研究一般认为吸电子和供电子取代基均可以增加自由基的稳定性(ClassS自由基)。程津培等的研究结果证明吸电子和供电子取代基对自由基稳定性的影响可能相反(ClassO自由基)，这种现象不仅在杂原子中心自由基中普遍存在，在碳中心自由基中也可能通过结构修饰改变中心原子的电负性而实现ClassS和ClassO自由基的相互转化】17。由于篇幅所限，其他还有一些重要工作未能列出，希作者谅解。作者简介：刘有成男(1920.11)，安徽舒城人，教授，博士，中国科学院院士，研究方向：有机化学。刘中立男(1941.6)，湖北汉阳人，教授，研究方向：有机化学。作者单位：刘有成中国科学技术大学化学系合肥230026刘中立兰州大学应用有机化学国家重点实验室兰州730000参考文献(略)