烷烃化学性质

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《烷烃》精品课件

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《烷烃》
1、烷烃
【温故知新】 甲烷:
2.烷烃的性质: (1)物理性质:
①均为难溶于水的无色物质; ②其熔点、沸点和密度一般随着分子中碳原子数的增加(相对分子质量增大) 而升高,密度均小于水;
碳原子数相同的烷烃,随支链增加,熔沸点降低。 ③随着分子中碳原子数的增加,常温下的状态由气态变为液态,再到固态。
【练习】
某两种气态烃组成的混合物,取其2.24L(标准状况下)充分燃烧,
得到0.16molCO2气体和3.6g液态水。据此判断下列分析中不正确
的是( D )
【解析】标况下,2.24L两种气态烃组成的混合物,其物质的 量为0.1mol,完全燃烧得到0.16molCO2和3.6g水,水的物质的 量为0.2mol,则混合气体平均分子式为C1.6H4 所以,肯定含有C原子数小于1.6的烃,即一定含有甲烷,因甲 烷中含有4个氢原子,则另一种烃也含有4个氢原子.
的是( D )
A.将气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液颜色无变化,该气体一定是甲烷 B.在导管口点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,
杯壁有水滴产生,该气体一定是甲烷 C.点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用沾有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上
方,烧杯壁上有白色物质产生,该气体一定是甲烷 D.若上述B、C的现象均能出现,则可判断该气体一定是甲烷
加热、光照或使用催化剂的条件下进行。 有机物除了有以上通性,依据其组成和结构的不同,还具有很多特性。
【课堂小结】
物理性质
烷烃的性质
化学性质
稳定性 可燃性 高温分解 取代反应
【知识海洋】 高温分解: 在隔绝空气并加热至1000℃以上的高温条件下,甲烷分解
可以用于制造颜料、油墨、油漆等

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质烷烃是一类简单的烃类化合物,由碳和氢元素组成,通式为CnH2n+2。

烷烃分为直链烷烃和环烷烃两种。

直链烷烃分子中碳原子通过单键连接,而环烷烃中存在环状结构。

物理性质烷烃是无色、无味的气体、液体或固体,随着碳原子数的增加,它们的物理性质也有所不同。

由于烷烃是非极性分子,所以它们的溶解度较低,常用作有机燃料。

烷烃的密度随分子的大小而增加,其沸点和凝固点也会随之增加。

化学性质燃烧烷烃是一类优良的燃料,能够在氧气的存在下发生完全燃烧反应。

在充分供氧的条件下,烷烃燃烧生成二氧化碳和水,释放大量热量。

烷烃燃烧的反应方程式如下:CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → n CO2 + (n+1) H2O氧化反应烷烃还可以通过氧化反应获得相应的醇、醛、酮等化合物。

例如,在存在氧气的条件下,烷烃会发生部分氧化反应生成醛。

这种反应通常需要催化剂的存在来促进反应进行。

卤代反应烷烃可以与卤素发生取代反应,生成卤代烷。

这种反应是通过将卤素与烷烃在适当条件下加热反应得到的,反应过程中会释放一定能量。

裂解反应烷烃在高温条件下也能发生裂解反应,分解为较小的烃类分子。

这种裂解反应对烷烃的工业生产具有重要意义,可实现大分子烷烃的转化。

应用烷烃在化工、燃料等领域有着广泛的应用。

作为有机溶剂、燃料、润滑油等,烷烃在人类生产生活中扮演着不可或缺的角色。

同时,烷烃作为原料还能够提炼出更多有用的化合物,为化工工业的发展做出贡献。

总的来说,烷烃作为一类简单的烃类化合物,具有重要的化学性质,对于我们的工业生产和生活具有重要意义。

我们需要深入研究其性质和应用,以发挥其最大的潜力。

高中化学有机物烷烃烯烃炔烃苯及苯的同系物卤代烃醇酚醛羧酸的化学性质

高中化学有机物烷烃烯烃炔烃苯及苯的同系物卤代烃醇酚醛羧酸的化学性质

高中化学有机物烷烃烯烃炔烃苯及苯的同系物卤代烃醇酚醛羧酸的化学性质一、烷烃的化学性质烷烃的化学性质很稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂和强还原剂反应,在特定条件(有机化学的学习要特别注意反应条件)下能发生以下反应:1、取代反应2、氧化反应3、裂化和裂解大分子烷烃通过高温分解为小分子物质,如小分子烷烃、烯烃以及氢气。

二、烯烃的化学性质碳碳双键C=C是烯烃的官能团,烯烃化学性质比较活泼,容易发生加成、氧化还原,聚合:1、加成反应(1)1,2-加成A、丙烯和溴单质加成B、丙烯和溴化氢加成(马氏规则:H越多,越加H)(2)1,4-加成【注意】:发生1,2-加成或1,4-加成,取决于反应条件,一般低温倾向于发生1,2-加成,高温倾向于发生1,4-加成。

由此可见,相同的反应物在不同的条件下会生成不同的产物,因此要特别注意反应的条件,记准,记对!(3)环加成2、氧化反应(1)燃烧反应(2)高锰酸钾氧化书写步骤:A、碳碳双键断开变碳氧双键;B、双键碳上的氢原子变羟基。

(3)臭氧氧化只进行高锰酸钾氧化的第一步,C=C双键断裂变碳氧双键。

3、聚合反应4、烯烃的顺反异构两个双键碳原子上都连接两个不同的原子或原子团,就会有顺反异构。

顺式结构:两个相同原子或原子团在双键同一侧。

反式结构:两个相同原子或原子团在双键两侧。

三、炔烃的化学性质炔烃的官能团是碳碳三键,具有活泼的化学性质:1、加成反应炔烃可以和溴的四氯化碳溶液、卤素单质、氢气、氯化氢、水等发生加成反应。

2、氧化反应(1)燃烧:(2)能和高锰酸钾和臭氧反应(方程式不需要掌握)3、聚合反应聚乙炔中掺入某些物质,可以使其导电性显著增强,聚乙炔又叫做导电塑料。

四、苯及其同系物的化学性质1、取代反应(2)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能与溴水发生加成反应使溴水褪色,但苯能将溴从溴水中萃取出来。

(3)苯的同系物的氧化反应五、卤代烃的化学性质1、NaOH的水溶液发生取代反应变成醇2、NaOH的醇溶液发生消去反应变成烯(札依采夫规则)【注意】:札依采夫规则:H越少,越减H。

9烷烃

9烷烃
Br CH3CH2CH3 + Br2 127 oC hv CH3CHCH2Br + CH3CHCH3 3%
Br CH3CHCH3 + Br2 CH3 127 oC hv CH3CHCH2Br + CH3CCH3 CH3 < 1% CH3 > 99%
97%
溴化
V1oH : V2oH: V3oH = 1 : 82 : 1600
推论:3oH最易被取代,2oH次之,1oH最难被取代。
第9章有机化学 第二章 烷烃 烷烃的化学性质
解释下列实验现象
⑴ 为什么甲烷光照后与氯气在黑暗中混合,不发生反应? ⑵ 为什么第二步不能生成一氯甲烷和氢自由基? ⑶为什么反应不能停留在一氯代烷,而生成多氯代烷?
画出反应的能线图
位能
+HCl E活 CH3 ·
指导实验
从烷烃与卤素的反应可以看出,化学工作者应建 立起以实验为依据的思维方式。
第9章有机化学 第二章 烷烃 烷烃的化学性质
五 烷烃的天然来源 (1) 石油(分馏产物); (2) 天然气 干天然气--甲烷86%~99%(体积) 湿天然气--甲烷60%~70%,还含有一定的乙烷, 丙烷,丁烷等气体. (3) 油田气--低级烷烃,如甲烷,乙烷,丙烷,丁烷和戊烷等; (4) 煤层气,沼气--甲烷等; (5) 甲烷冰.
第9章有机化学 第二章 烷烃 烷烃的化学性质
二 烷烃的氧化 1 部分氧化
2 燃烧
CH4 O2, 460
20ptm
CH3OH + HCHO
CnH2n+2 + O2
nCO2 + (n+1) H2O + Q
烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质烷烃(Alkanes)是一类碳氢化合物,通式为CnH2n+2,是碳氢化合物中最简单的一类。

它们的化学性质主要是通过碳碳键和碳氢键的化学反应来反映。

烷烃的化学性质涉及到其物理性质,比如燃烧性质、氧化、卤素取代反应等一系列的反应过程,以及其它的有机化学反应。

1. 燃烧性质:烷烃的燃烧是指把烷烃与氧气反应,产生二氧化碳和水。

烷烃在空气中燃烧会产生明亮的火苗,有一定的热值。

燃烧反应是烷烃常见的化学反应之一,也是在日常生活中使用的常见性质。

例如,将天然气(主要成分是甲烷)用作燃料时,燃烧产生的热可以用于加热。

2. 氧化反应:烷烃一般很难被氧气氧化,因为它们的分子中所有的碳氢键都已饱和,分子结构稳定。

但是,在存在良好的氧化剂的情况下,烷烃可以发生氧化反应。

氧化剂会断裂分子中的碳氢键,形成碳氧和氢氧。

最典型的氧化反应是烷烃的燃烧,也会发生部分氧化反应。

3. 卤素取代反应:烷烃中的氢可以被卤素原子取代,形成卤代烷烃。

取代反应是在有机化学中常见的一类反应,可以发生在很多种有机化合物中。

在烷烃中,氢会被卤素原子取代产生卤代烷烃。

典型的卤素取代反应包括氯代反应和溴代反应等。

4. 加成反应:烷烃可以与分子中的其他化合物发生加成反应,形成新的共价键。

在炼油、石油化工行业中,烷烃可以通过加成反应形成不同的烃类,例如烯烃和芳香族化合物等。

5. 烷基化反应:烷基化反应是一种有机化学反应,可以为一个有机分子合成新的烷基。

在烷基化反应中,烃分子中某个碳原子的烷基被迁移或注入其他化学物质,形成新的烷基化合物。

在工业上,烷基化反应主要是用来合成高级烃类,例如烷基锂和烷基钠等。

总而言之,烷烃的化学性质中,燃烧性质、氧化反应、卤素取代反应、加成反应以及烷基化反应等的反应过程,都是烷烃常见的化学反应。

它们可以被用作燃料,或者在工业、化学实验和科研中进行各种有机化学反应,对经济、生活和学术等方面都有着重要的作用和意义。

烷烃化学性质总结

烷烃化学性质总结

烷烃化学性质总结
烷烃是一类包含氢、碳框架的有机化合物,它们具有重要的化学性质以及在产业应用方面的重要意义。

首先,烷烃可按其碳原子链长度分类,如烷烃链中碳原子数多于五个成分被称为长链烷烃,而碳原子数少于等于五个成分则称为短链烷烃。

其次,烷烃的含烃量往往衡量它们的物理特性,而其熔点、折射率、质量数等均与含烃量以及碳链长度有关。

此外,烷烃可发生异构化变化,烷烃异构化变化在复合有机化学反应中起着重要作用。

通过混合某些特定的共价催化剂,烷烃可以进行多个不同的反应,如加成反应、加氧反应、代换反应和减分反应等,从而利用烷烃来制备具有重要功能的合成物。

最后,烷烃也可以产生挥发性气体,这可以帮助消除空气中的污染物,从而减少空气污染的危害。

综上所述,烷烃是一种重要的有机化合物,在化学性质方面可以按碳原子链长度的不同进行分类,含烃量可以衡量它们的物理特性,它们可以进行异构化变化,是一种重要的有机反应物,以及可以帮助消除空气中污染物。

烷烃也在工业上有着广泛的应用,它们被广泛用于日用品、电子、纺织、化工等领域,为我们构建工业化新生活提供便利。

烃的化学性质

烃的化学性质

烃的化学性质烷烃是最简单的芳香烃,也称烷烃。

烷烃包括直链烷烃和支链烷烃两类。

分子中只有碳碳双键交替排列的链状结构化合物。

烷烃包括正构烷烃、异构烷烃和新烷烃三种。

烷烃分子中都含有碳碳双键交替排列,这使得分子具有一定的极性。

其分子中存在着未成键电子对,所以能够与其他分子或原子形成氢键。

由于具有未成键电子对,使得烷烃在紫外线下具有光敏性。

化学性质稳定。

(1)取两支试管,向每支试管中加入少量固体氢氧化钠,再滴入少量酚酞溶液,振荡,观察现象,记录实验数据。

(3)将铁丝的一端固定在试管内,用玻璃棒蘸取少量蒸馏水滴到火柴头上,观察现象,记录实验数据。

分析:因为氢氧化钠碱性强,所以酚酞试液变红,而石蕊试液不变色。

注意:实验现象要完整、清晰、明亮,并且尽可能多地进行实验。

(4)乙炔(气体)在氧气(气体)中燃烧。

1.将试管固定在铁架台上,再向试管里放入少量酒精。

2.点燃酒精灯。

3.试管口要对准酒精灯,使酒精灯火焰的外焰部分接触到试管内的酒精。

4.用燃着的木条放在试管口,移去酒精灯,试管里的酒精剧烈燃烧,发出淡蓝色的火焰。

5.用湿润的红色玻璃纸片盖住试管口,熄灭酒精灯,待试管冷却后打开。

1.取两个大小相同的试管,向试管中分别滴加等量的硝酸钾、高锰酸钾固体。

2.取两个试管分别在酒精灯上灼烧。

在它们之间形成的是液态混合物。

1.取两个试管,分别往两个试管中加入少量浓硫酸、无色酚酞溶液。

2.加热,充分反应后,分别取等量固体到试管中。

观察颜色,写出有关的化学方程式。

烷烃的化学性质资料

烷烃的化学性质资料

链锁反响的特点
①链引发步骤〔chain inition step〕产生自由基。 ②链传递或增殖〔长〕〔chain propagation step〕 不断形成产物,循环进展。
③链中止反响步骤〔chain termination step〕使 自由基消失,反响终止。
反响机理的定义
反响机理〔reaction mechanism〕:是描述反响 所经历的一步步的过程即反响历程。是在综合实 验事实后提出的理论假说,如果一个假说能完满 的解释观察到的试验事实和新发现的,同时根据 这个假说所作出的推断被实验所证实,它与其它 有关反响的机理又没有矛盾,这个假说那么称为反
另外一个反响物的影响:卤素的种类
反响活性是指反响速度。 卤素与甲烷的 反响活性顺序:F2 > Cl2 > Br2 > I2 F2反响太剧烈〔爆炸式〕,碘根本不反响 决定上述反响活性顺序的因素是反响中能 量的变化。
32
自由基反响的应用:烃热裂化〔解〕
热裂解〔Pyrolysis〕:化合物在高温和无氧 条件下的分解反响。热裂反响的反响机制是热 作用下的自由基反响。
丁烷氯化的反响历程
更易发
Cl
生反响
H Cl2
h H
Cl Cl

Cl +
Cl
71%
29%
Cl Cl
Cl
仲氢和伯氢的相对活性不一样

另外两个例子
Cl2 + CH4 + CH3CH3 1 :1
hv
250℃
CH3Cl 1
+ CH3CH2Cl : 400
〔乙烷〕伯氢 = 400/6
甲烷氢
1/4
=261:1
25 +

《烷烃化学性质》课件

《烷烃化学性质》课件
烷烃化学性质
烷烃是由碳和氢构成的有机分子,不含双键、环状结构或官能团。典型的烷 烃包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
介绍烷烃
碳与氢的有机分子
烷烃是由碳和氢构成的有机分子,不含双键、 环状结构或官能团。
重要的石油成分
烷烃是石油的主要成分,是化学工业中重要的 原料。
常见的烷烃
典型的烷烃包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
广泛应用
烷烃用于燃料、溶剂、制造合成橡胶、聚合物、 医药等。Biblioteka 化学性质1 不活泼的特性
烷烃不活泼,难以与其他分子反应。
2 易燃烧
烷烃容易燃烧,生成CO2和H2O。
3 高温高压下的消磨反应
在高温高压下,烷烃可以发生消磨反应,如裂解和芳构化。
反应机理
1
消磨反应
消磨反应在高温高压下发生,影响反应的是分子中的碳、氢以及它们的有序排列 方式。
2
芳构化反应
芳构化反应也对烷烃中的碳、氢及其有序排列方式起着决定性作用。
结论
不活泼的特性
烷烃化学性质主要体现在其不活泼的特性。
消磨反应与芳构化反应
消磨反应和芳构化反应是烷烃反应的主要机理。
重要的应用价值
烷烃在化学工业中有重要的应用价值。

烷烃的性质

烷烃的性质

2.如图是某同学利用日常用品注射器设计的简易实验 装置。甲管中注入10 mL CH4,同温同压下乙管中注入 50 mL Cl2,将乙管气体推入甲管中,气体在甲管中反应 ,试管放在光亮处一段时间。
二、有机物的性质 1.物理性质:大多数有机物的熔点比较低,难溶于水,易 溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。 2.化学性质:大多数有机物容易燃烧,受热会分解;有机 物的化学反应比较复杂,常伴有副反应发生,很多反应 需要在加热、光照或催化剂的条件下进行。
【情境·思考】 《水调歌头·明月几时有》是宋代大文学家苏轼公元 1076年中秋在密州时所作。这首词以月起兴,与其弟苏 辙七年未见之情为基础,围绕中秋明月展开想象和思考 ,把人世间的悲欢离合之情纳入对宇宙人生的哲理性追 寻之中,反映了作者复杂而又矛盾的思想感情,又表现 出作者热爱生活与积极向上的乐观精神。
烷的同分异构体有2种:

,D项错误。
【迁移·应用】 1.下列各图均能表示甲烷的分子结构,哪一种更能反映 其真实存在状况 ( )
【解析】选D。这几种形式都可表示甲烷分子,其中分 子结构示意图、球棍模型及空间充填模型均能反映甲 烷分子的空间构型,但空间充填模型更能形象地表达出 甲烷分子中H、C的位置及所占比例。电子式只反映出 原子的最外层电子的成键情况。
【迁移·应用】 1.下列化学反应中不属于取代反应的是 ( )
A.CH2Cl2+Br2 光照 CHBrCl2+HBr
B.CH3OH+HCl 光照 CH3Cl+H2O
C.2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
D.CH3—CH2—Br+H2O
CH3—CH2—OH+HBr
【解析】选C。取代反应是指有机物分子里的某些原子 或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。C项中的 反应为置换反应,不是有机反应,更不是取代反应。

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质
2.5 烷烃的化学性质


பைடு நூலகம்
前面我们已经讲过,任何物质的化学性质都取决于它 的结构特点。在烷烃中,无论是 C - C 单键还是 C - H 单键都是σ键相连,而且分子也是非极性的。σ键的特 点前面已讲过,它的键能大,非常牢固,因此,烷烃 是一类极为稳定的化合物,一般情况下,不易发生化 学反应,所以我们可以用烷烃做溶剂,也可用它们来 保护一些极为活泼的金属,如:钠、钾一般都是贮存 在煤油中。 但是,烷烃的稳定性也是相对的,在较苛刻或特殊的 条件下,也显示出一定的活性。
(2) 不同烷基自由基的稳定性
RH + Cl· · R + HCl 由离解能还可以看出:
离解能越小,一方面意味着该种氢比较活泼,另一方面也意味着 该自由基也越稳定,比较容易生成。因为,对于一个反应来说, 产物越稳定,反应就越容易进行。这和氢越活泼,反应越容易 进行是一致的。所以,氢的活性大小顺序和烷基自由基的稳定 性大小顺序是一致的。因此,自由基的稳定性大小顺序为:
产率:
异丁烷也有两种氢,即伯氢和叔氢,它的一氯代产物也有两种: Cl CH3CHCH3 Cl2 , hv CH3CHCH2Cl + CH3CCH3 CH 3 CH 3 CH 3 36% 产率: 64%
(1) 不同类型氢的活性
为了恒量不同类型氢的相对活性,通过产量可以计算出每类氢的 活性--每类氢中,单位氢原子对产物的贡献。 在丙烷中,有6个伯氢,一氯代的几率为6,但在产物中只有45%。 每个伯氢对产物的贡献为45%/6=7.5%。同理,丙烷有2个仲氢, 一取代的几率为2,在产物中有55%。每个仲氢对产物的贡献为 55%/2=27.5%。因此,仲氢的活性要大些,二者的活性大小的 比率为:伯氢:仲氢=7.5%:27.5%=1:3.7 同样道理,对异丁烷来说,伯氢:叔氢=64%/9 :36%/1=1:5.1 三种氢的活性顺序为:伯氢:仲氢:叔氢=1:3.7:5.1 注意:在所有烷烃中,三种氢的活性顺序都是如此。即:氢的活 性与所在烷烃基本无关,只与它的类型有关。

有机化学烷烃知识

有机化学烷烃知识

引言概述:有机化学烷烃是一类重要的有机化合物,具有简单的化学结构和广泛的应用。

烷烃是碳氢化合物,其分子由碳、氢原子组成。

在本文中,将详细介绍有机化学烷烃的概念、结构、性质以及常见的应用。

正文内容:一、烷烃的概念与分类1.定义及基本结构:烷烃是一类仅由碳和氢原子组成的有机化合物,其分子由碳原子通过单键相连而成。

2.分类:根据碳原子的连接方式,烷烃可分为直链烷烃、支链烷烃和环烷烃三类。

二、烷烃的物理性质1.沸点与熔点:烷烃的沸点和熔点随碳原子数的增加而增加。

直链烷烃的沸点和熔点一般高于相同碳原子数的支链烷烃。

2.密度:烷烃的密度一般较小,随着碳原子数的增加,密度逐渐增加。

3.溶解性:烷烃一般不溶于水,但可以溶于非极性溶剂。

三、烷烃的化学性质1.燃烧性质:烷烃是易燃物质,可以通过燃烧产生大量热能。

2.氧化性质:烷烃可以通过氧化反应得到相应的醇、酮等官能团。

3.卤素取代反应:烷烃可以与卤素发生取代反应,相应的卤代烷烃。

4.加成反应:烷烃可以通过加成反应相应的烯烃或环烷烃。

四、烷烃的应用1.燃料:由于烷烃易于燃烧,因此广泛用作燃料,如汽油、柴油和天然气等。

2.溶剂:烷烃可以作为有机溶剂,常用于涂料、清洁剂等领域。

3.化学原料:烷烃是许多化学合成的重要原料,可制备醇类、酮类、醚类等有机化合物。

4.制冷剂:一些烷烃具有较低的沸点,被用作制冷剂,如氟利昂等。

5.生物医药:部分烷烃可以作为药物的活性部分,如烷烃类抗生素等。

五、烷烃的环境影响和安全性1.燃烧产生的污染物:烷烃的燃烧会产生二氧化碳和氮氧化物等温室气体和大气污染物。

2.化学品的安全性:某些烷烃具有易燃、爆炸性和刺激性等危险特性,需要妥善存储和使用。

总结:有机化学烷烃是碳氢化合物的重要代表,具有简单的结构和广泛的应用。

本文详细介绍了烷烃的概念与分类、物理性质、化学性质以及常见的应用。

同时,也指出了烷烃在环境和安全方面的相关问题。

研究和应用烷烃化合物对于理解有机化学的基本原理和推动现代科技发展具有重要意义。

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质烷烃是由碳(C)和氢(H)两种元素组成的有机化合物,其化学性质主要与碳氢键的稳定性相关。

本文将探讨烷烃的燃烧性质、卤代反应性、氧化性以及其他一些重要的化学性质。

一、烷烃的燃烧性质烷烃是一类高度易燃的化合物,其主要反应是与氧气(O2)发生燃烧反应。

燃烧反应通常需要外部能量的供应,例如点火或加热。

在此之后,烷烃会与氧气相结合,生成二氧化碳(CO2)和水(H2O),同时释放大量的能量。

此过程可用以下方程式表示:烷烃 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量例如,甲烷(CH4)燃烧生成如下:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + 能量烷烃的燃烧不仅释放能量,还会产生火焰和烟雾等可见的特征。

二、烷烃的卤代反应性烷烃与卤素(如氯、溴等)发生卤代反应,生成相应的卤代烷。

在这种反应中,某个或多个氢原子被卤素取代。

这种反应一般需要紫外线或热能的激发。

举个例子,乙烷(C2H6)与氯气(Cl2)发生卤代反应得到氯乙烷(C2H5Cl):C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl这种反应十分重要,因为卤代烷是许多重要有机化合物的前体。

三、烷烃的氧化性质烷烃可以与氧气和其他氧化剂发生氧化反应。

在此过程中,烷烃的碳氢键被氧化剂断裂,形成碳氧化物。

烷烃氧化反应的最常见例子是酒精的氧化。

乙醇(C2H5OH)可以被氧气氧化为乙醛(C2H4O):C2H5OH + [O] → C2H4O + H2O烷烃的氧化反应通常需要催化剂的参与,以降低反应温度和提高反应效率。

四、烷烃的其他化学性质除了上述的燃烧、卤代反应和氧化反应外,烷烃还具有其他一些重要的化学性质。

1. 氢化反应:烷烃可以与氢气进行催化加氢反应,生成饱和烃。

这种反应常用于工业催化裂化和有机合成反应中。

2. 氧化脱氢:在高温、高压和催化剂的作用下,烷烃可以发生氧化脱氢反应,生成烯烃和芳香烃。

这种反应广泛应用于烃烃转化和石油加工工业。

3. 反应活性:由于烷烃分子中只含有碳氢键,缺乏其他活性基团,因此烷烃在与其他有机化合物发生相互转化的反应中的活性较低。

烷烃类的化学性质与化学反应

烷烃类的化学性质与化学反应

烷烃类的化学性质与化学反应烷烃是指由碳和氢组成,只含有单键的碳氢化合物。

它们的分子式为CnH2n+2。

烷烃分为直链烷烃和支链烷烃两种,其中直链烷烃结构简单,化学性质活泼,而支链烷烃分子结构复杂,化学性质相对不活泼。

1.化学性质的概述烷烃是一类较为稳定的化合物,但它们并不是完全的不活泼。

由于烷烃中的碳和氢原子之间的键比较弱,容易被各种化学试剂进攻,产生各种化学反应。

由于烷烃结构简单,因此它们的化学反应多是比较规律的,具有一定的可预见性。

2.烷烃的氧化反应烷烃的氧化反应是指烷烃分子与氧气分子进行反应,生成氧化产物的化学反应。

这种反应可以分为完全氧化和不完全氧化两种。

完全氧化是指烷烃分子与氧气分子充分反应,生成的产物只含有碳和氧两种元素。

例如,甲烷与氧气反应,可以完全氧化生成二氧化碳和水。

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O不完全氧化是指烷烃分子和氧气分子反应时,由于反应条件的不同,反应产物并不完全是二氧化碳和水,还可能包括一些碳氧化物、碳烷化合物等。

例如甲烷在着火点以上的温度下与氧气反应,生成一氧化碳和水。

2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O3.烷烃的卤素化反应烷烃的卤素化反应是指烷烃分子与卤素分子(氯、溴、碘)进行反应,产生相应的卤化烷。

这种反应需要在紫外线的照射下进行,因为紫外线能够使卤素分子裂解成自由基,从而引发反应。

例如,甲烷和氯气进行反应,可以生成氯甲烷和氢气。

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl4.烷烃的加氢反应烷烃的加氢反应是指烷烃分子与氢气分子进行反应,产生较为稳定的烷基化合物。

这种反应常常需要使用金属催化剂,例如镍、铂等金属,才能有效进行。

例如,乙烯可以通过加氢反应生成乙烷。

C2H4 + H2 → C2H65.烷烃的裂解反应烷烃的裂解反应是指烷烃分子在高温下发生聚合分解反应,产生较小的碳烷化合物和氢气分子。

由于烷烃中碳碳键比较弱,因此在高温下容易发生分解反应。

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质
烷烃性质很稳定,因为C-H键和C-C双键相对稳定,难以断裂。

烷烃的化学性质不活泼,难于氧化,不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,其主要反应是取代反应。

最小的烷烃是甲烷。

烷烃
烷烃即饱和烃,是只有碳碳单键的链烃,是最简单的一类有机化合物。

由于烷烃的稳定结构,所有的烷烃都能稳定存在。

烷烃的相互特性是:比水轻,可以点燃,而且基本上也不溶解水。

这类质的导向性,更是因为他们全是由碳、氢元素构成的,而且在总数上具备一定的占比(详细同系物)。

另一方面,因为各化学物质碳、氢原子构成的肯定总数不一样,因此又各自主要表现出分别的特点。

它是质量互变规律造成了一部分变质。

如甲烷气体是汽体,要冻到零下161.6℃オ会凝固成液體,多了一个氧原子和两个氢原子的己烷冷到零下88.6℃就变为液體了,它的汽
化溫度比甲烷气体高于了七十多度。

而丁烷要是冷到0℃上下就汽化了。

假如碳氢原子的总数再次提升,当化学物质含5~11个氧原子时,他们就变成车用汽油的主要成分;含10~17个氧原子的化学物质是煤油的成分;柴油机和润滑油成分则是含16~20个氧原子的化学物
质;20个氧原子之上的化学物质通称为石腊,他们在一般情况下全是固体。

不难看出,“化学式的这类量的转变,每一次都造成一个质上不一样的物件的产生。

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质

裂化反应在石油工业上很有意义,利用裂化反应可以提高汽油的产量和质 量。
(3) 卤代反应。烷烃分子中氢原子被其他原子或原子团所取代的反应称为取 代 反 应 (substitution reaction) 。 若 被 卤 原 子 取 代 则 称 为 卤 代 反 应 (Halogenation Reactions)。
环往复。当反应进行到一定程度,氯自由基与 CH3Cl 反应的机会增多,相继发
生下列反应:
CH3Cl + Cl. . CH2Cl + Cl Cl
. CH2Cl + HCl Cl . + CH2Cl2
如此一环扣一环,使链传递下去,逐步生成三氯甲烷和四氯化碳。这个阶段
的特征是产生取代物和新的自由基。
像这种每一步反应都生成一个新的自由基,而使反应可以不断继续进行下去
R COOH + R COOH
这是工业上用高级烷烃制备高级脂肪酸的常用方法。
(2) 裂化反应。在隔绝空气的高温下使烷烃分子发生裂解的过程叫裂化。根
据条件的不同可分为热裂反应(约 5 MPa 压力及 500~600 ℃温度下进行的裂化
反应)和催化裂化(有催化剂如硅酸铝存在下,400~500 ℃温度和常压下的裂
链的引发是反应物分子吸收能量产生自由基的过程。这种反应可由光照、加
热、过氧化物等引起。
b. 链的增长(chain propagation),即反应连续的阶段。当非常活泼的氯自由基
Cl.与甲烷分子碰撞时,使一个 C-H 键均裂,并与氢原子结合生成氯化氢,同时
产生一个甲基自由基·CH3:
CH4 + Cl.
2-甲 基-1-氯 丙烷
(64%)
Cl CH3CCH3

烷烃的化学性质

烷烃的化学性质

6CH3
CH2)4CH3 H2)3CH3 CH3)3
名 称 辛烷
2-甲基庚 2,2-二甲基 2,2,3,3-四

己烷
甲基丁烷
-Δr Hmθ/kj·mol-1 5474.2
5469.2
5462.1
5455.4
燃烧焓 -Δr Hmθ 值反映了反应物的焓 Hθ值高 物,即反映了异构体的稳定性:
n-CnH2n+2 比 iCnH2n+2 能量高,不 稳定
在 150℃ 用 Pb(CH2CH3)4 也能引发烷烃卤代 反应。
三、烷烃的其它取代反应
1. 硝化反应
烃与硝基化试剂反应,在烃分子上取代一个 氢原子,生成硝基化合物的反应称为硝 化反应。
烃中不同氢的硝化反应活性遵循: 3o (-H) > 2o (-H) > 1o (-H )> CH3 –H 硝化反应产物复杂,除取代反应外,还有烃分 子断链的反应。
2. 异构化反应
链烷烃在强酸催化下,可进行异构反应:
工业上应用:将直链烷烃转化成支链烷烃, 提高油品的质量。
2. 氯磺酰化反应
烃分子中的氢被氯磺酰基(-SO2Cl)替代的 反应称为氯磺酰化反应。
hv CH3CH2CH3+SO2+Cl2 50°C CH3CH2CH2SO2Cl+(CH3)2CHSO2Cl
高碳数磺酰氯是碳酸氢铵的吸湿剂,高碳数磺 酰氯碱性水解产物就是一种阴离子洗涤剂。
氯磺酰化反应是自由基型反应,反应要在光照 下进行。
CH3-H < 1°(-H) < 2°(-H) < 3°(-H)
3. 氟代反应和碘代反应
氟与烷烃的反应非常迅速,能引起爆炸,工业上很少 应用。
碘与烷烃的反应是一个平衡反应,只有及时除去生成 的还原性产物碘化氢,反应才可能生成较多的碘 代烷。
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偶数碳 奇数碳
沸点
沸点大小取决于分子间的作用力
烷烃沸点的特点 (1)沸点一般很低。 (非极性,只有色散力) (2)随相对分子质量增大而增大。 (运动能量增大,范德华引力增大) (3)相对分子质量相同、叉链多、沸点低。 (叉链多,分子不易接近)
CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
H HH
H HH
H HH
HH H
锯架式
HH
重叠式构象
HH
HH
H
H
H
交叉式构象
H
H
H
纽曼式
伞式,锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物
(3)乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析
每个C-H、C-H重 叠的能量约为4 KJ mol-1
C-H 键长 C-C 键长 键角 两面角
两氢相距
110.7 pm 154 pm 109.5o 0o 229 pm
线。由势能曲线与坐标共同组成的图为 象转为一个不稳定的重叠式
构象的势能关系图。
构象所必须的最低能量。
(25°时转速达1011次/秒)
2、正丁烷的构象
正丁烷的构象比较乙烷要较为复杂一些。
正丁烷的极端典型构象有四种:
全重叠式 邻位交叉 部分重叠式 对位交叉式
(1)正丁烷的构象势能关系图
沿C2-C3键轴旋转 的转动能垒 22.6
CH3 + HCl
H= 7. 5KJ/mol Ea=16.7 KJ/mol
CH3 + Cl2
CH3Cl + Cl
H= -112. 9 KJ/mol Ea=8. 3 KJ/mol
链终止 Cl + Cl
Cl2
CH3 + CH3
H3CCH3
Cl + CH3
H3CCl
过渡态理论
=
任何一个化学反应都要经过一个过渡态才能完成。
正戊烷
bp
36
mp -130
异戊烷 新戊烷
28
9.5
-160
-17
5、烷烃的化学性质
(一)总体特点 (二)烷烃的卤化和自由基反应 (三)烷烃的硝化、磺化、热裂解和催化裂解 (四)烷烃的氧化和自动氧化
(一)总体特点
1、稳定:对强酸,强碱,强氧化剂,强还原剂都不发 生反应。
2、烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。
(二)烷烃的卤代和自由基反应
团被 其它原子或基团取代的 反应称为取代反应。
卤代反应
分子中的原子或基 团被卤原子取代的 反应称为卤代反应。
(1) 甲烷的氯代
反应式
CH4 + Cl2
hv
CH3Cl + HCl
反应机理
链引发 链增长
hv Cl2
CH4 + Cl
2Cl
1=7 是优势构象(能量 最低的稳定构象称为优 势构象)
旋转角
(2) 正丁烷的构象分布和能量计算
CH3
CH3
H
H
H
H
15 %
CH3
H
H
H
H
CH3
70 %
CH3
H
CH3
H
H
H
15 %
构象分布
在达到平衡状态时, 各种构象在整个构 象中所占的比例称 为构象分布。
分子总是倾 向于以稳定 的构象形式
存在
高级烷烃的碳链呈锯齿形
A + BC
kJ·mol-1
H3CH
H3CCH3
H
H
H
4
H
H3CH
H H
H CH3
2
CH3 H
6
H H
能 量
CH3
H
H
H
H
CH3 1
CH3
CH3
H
CH3 CH3
H
H
H
H
3
H
H
H 5
CH3
H
H
H
H
7 CH3
4 2,6 3,5
1=7
全重叠 部分重叠 邻位交叉 对位交叉
2, 4, 6 是不稳定构象,
1, 3, 5, 7 是稳定构象。
H H H HH H H
H HH HH
由于分子主要以交叉式构象的形式存在, 所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。
3、乙烷衍生物的构象分布
1,2-二氯乙烷(对位交叉70%)
1,2-二溴乙烷(对位交叉84%-91%)
1,2-二苯乙烷(对位交叉>90%)
H O
H
OH
H Cl
H
O
H
H
H
乙二醇
H
H
H
2-氯乙醇
大多数分子主要以交叉式构象的形式存在; 在乙二醇和2-氯乙醇分子中,由于可以形成分子内氢键, 主要是以邻交叉构象形式存在。
分子间接触面积大 作用力强
bp:36℃
分子间接触面积小 作用力弱
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
bp:9.5℃
(三) 密度
烷烃的密度均小于1(0.424-0.780)。
(四) 饱和烃的偶极矩
偶极矩均为0。
(五)溶解度
烷烃不溶于水,溶于非极性溶剂。
烷烃异构体的熔点、沸点规律
支链较多烷烃:熔点高、沸点低 支链较少烷烃:沸点高、熔点低
4、 烷烃的物理性质
外 观: 状态 颜色 气味
物理常数: 沸点(bp) 熔点(mp) 折光率(n) 旋光度[α]λ t 密度(D) 溶解度 偶极矩(μ) 光谱特征
熔点
熔点高低取决于分子间的作用力 和晶格堆积的密集度。
烷烃熔点的特点 (1) 随相对分子质量增大
而增大。 (2) 偶数碳烷烃比奇数碳
烷烃的熔点升高值 大 (如右图)。 (3)相对分子质量相同的烷 烃,叉链增多,熔点 下降。
1、乙烷的构象
(1) 两面角
H H 单键旋转时,相邻碳上的其他键
会交叉成一定的角度(),称为两 面角。
两面角为0° 时的构象为重叠式构象。 两面角为60° 时的构象为交叉式构象。 两面角在0-60o之间的构象称为扭曲式构象。
(2)乙烷交叉式构象与重叠式构象的表示方法
H
H
HH
HH
H
HH
HH
H
伞式
110.7 pm 154 pm 109.5o 60o 250 pm
0.25 nm > 0.24 nm > 0.229 nm E重叠 > E交叉 E=12.1KJmol-1
当二个氢原子的间距少于0.24nm(即二个氢原子的半径和)时,氢 原子之间会产生排斥力,从而使分子内能增高,所以重叠式比交叉 式内能高。
烷烃的化学性质
烷烃的结构特征
烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 甲烷具有正四面体的结构特征。 当烷烃中的碳原子数大于3的时候,碳链就形成锯齿形状。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ键。
σ键的特点
1、电子云可以达到最大程度的重叠,所以比较牢固。 2、σ键旋转时不会破坏电子云的重叠,所以σ键可以
自由旋转。
p—p σ 键
(4)乙烷构象势能关系图
能量 12.1 KJ
0 KJ
非键连相互作用 不直接相连的原子
间的排斥力。
稳定构象 位于势能曲线谷
底的构象
0 60
180
300 360
旋转角
扭转张力 不稳定构象具有恢复成稳
定构象的力量;
以单键的旋转角度为横坐标,以各
种构象的势能为纵坐标。如果将单键旋
转动能垒
转360度,就可以画出一条构象的势能曲 分子由一个稳定的交叉式构
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