高中化学竞赛 有机化学 专题一 脂肪烃(共74张PPT)

四.化学性质
化学性质取决于分子的结构。C-C、C-Hσ键。键能较大， 极性较小，烷烃稳定。高温、光照等条件下烷烃具有反应
活性。
1.卤代反应
1) 氯代
Cl2
CH4 hv
CH3Cl Cl2
hv
CH2Cl2 Cl2
hv
Cl2
CHCl3 hv
CCl4
反应经历了自由基活性中间体。自由基取代反应。
2）反应机理 亦称反应历程、反应机制，是描述反应由反应物到产物所
CH3 + HX
Ea(kJ/mol) +4.2
Cl
+16.7
Br
+75.3
I
>+141
卤素的活性：F > Cl > Br > I 氯化试剂活性高，溴化试剂活性低。 卤代反应的选择性：溴大于氯（Br > Cl )
• 影响卤代产物异构体相对产率的主要因素： 概率因素、H原子的反应活性、X原子的反应活性。
CH3CH CuLi + BrCH2CH2CH3
2
CH3
CH3CHCH2CH2CH3 CH3
Ed= +439.3kJ/mol +410
+ H +410 +397.5
+389.1
自由基稳定性次序为__(C__H_3_)3_C__>_(_C_H__3)_2C__H__>_C__H_3_C_H_2__>_C__H_3_
[ 烷基自由基结构 ]
H C-H sp2 H
带孤单电子碳 sp²杂化。 孤单电 子占据未参与杂化的P轨道。 P轨道垂直于三个sp²杂化轨道所在的 平面。
3）氯代、溴代反应的取向
hv CH3CH2CH3 + Cl2 25oC
CH3CH2CH2Cl + CH3CHCH3
Cl
45%
55%
1oH与2oH被取代的概率为: 62
氢的相对反应活性： 1oH:2oH = (45/6) : (55/2 ) = 1 : 3.8
CH3
CH3CHCH3 + Cl2
hv
25oC
不同氢的反应活性与自由基的稳定性有关。 自由基的稳定性与共价键均裂时键的离解能大小有关.
CH3 H
CH3 + H
CH3CH2 H
CH3CH2 + H
CH3CH2CH2 H
CH3CH2CH2
CH3CH H CH3 CH3
CH3 C H CH3
CH3CH + H CH3 CH3
CH3 C + H CH3
Br2 hv,125 oC
Br CH3CHCH3+ CH3CH2CH2Br
97%
3%
CH3 CH3CHCH3
Br2 hv,127 oC
CH3
CH3
CH3CCH3 + CH3CHCH2Br
Br
>99%
<1%
溴代反应三种氢的活性： 1°H : 2°H : 3°H = 1 : 82 : 1600
4) 卤素的活性与选择性 CH4 + X F
由碳架不同引起的异构，称碳架异构。(属构造异构)
二. 烷烃的结构 1.碳的SP3杂化和σபைடு நூலகம்的形成
基态时 C：1S2 2S2 2Px1 2Py1 2Pz0
sp3杂化
激发态
sp3
H
CH
H
H
Csp3 Hs
H
H
C
H H
四个C-Hσ键
H
H H
HC H
C H
六个C-Hσ键 一个C-Cσ键
C-C 键长:154pm C-H键长:107pm 键能:345.6 kJ/mol
五. 烷烃的制备 1. 碳架不变的反应
Zn+HCl
RX
RH
( X=Cl Br I )
RX LiAH4
RH
CH3(CH2)14CH2I Zn + HCl CH3(CH2)14CH3
CH3 CH3CHCH2Cl LiAH4
CH3 CH3CHCH3
RX + Mg 无水乙醚
RMgX H2O
OH RH + Mg
X
RX + 2Li 无水乙醚 RLi + LiX
RLi H2O RH + LiOH
pt CH3CH=CH2 + H2
CH3CH2CH3
pt
CH3C CCH3 + 2H2
CH3CH2CH2CH3
2. 碳原子数增加的反应
2RLi + CuI R2CuLi + R'X
R2CuLi + LiI R R' + RCu + LiX
CH3
CH3
CH3CHCH2Cl + CH3CCH3
64%
Cl 36%
1oH与3oH氢被取代的概率为: 9:1
氢的相对反应活性： 1oH : 3oH = ( 64/9):(36/1) = 1 : 5
氯代反应三种氢的活性：1°H : 2°H : 3°H = 1 : 3.8 : 5
溴代： CH3CH2CH3
专题一 脂肪烃
一、烷烃 二、烯烃 三、炔烃 二烯烃
烷烃（alkane） 通式：CnH2n+2 一. 同系列和同分异构 组成上相差CH2及其整数倍。同系列中的各化合物互为 同系物。
C4H10 CH3CH2CH2CH3
CH3 CH3CHCH3
C5H12
同分异构体：具有相同分子式的不同化合物。
构造异构体：具有相同分子式，分子中原子或基团因连接顺 序不同而产生的异构体。
H C CH3
H
乙基自由基
CH3 C CH3
H
异丙基自由基
CH3 C CH3
CH3
叔丁基自由基
2.燃烧反应 烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。
C n H 2n+2
+(
3 n +1 2
) O2
nCO2+(n+1)H2O + Q
3. 热裂反应 化合物在高温和无氧存在下的分解反应。
• 单电子转移用鱼钩箭头表示。
氯甲基自由基再与氯分子作用，生成二氯甲烷及氯原子：
C.H.2.Cl..+. Cl2
CH2Cl2 + Cl
链增长 ⑤
自由基之间碰撞，形成稳定分子，反应终止：
Cl + Cl
Cl2
CH3 + Cl
CH3Cl
CH3 + CH3
CH3CH3
CH2Cl + CH2Cl
ClCH2CH2Cl
链终止
整个反应经历三个阶段：链引发、链增长、链终止。 此自由基反应也称链锁反应或链反应。
经历的每一步过程。
氯分子在光照或高温下裂解（均裂），产生自由基：
Cl2
hv or
2 Cl
链引发 ①
产生甲基自由基：
Cl + CH4
产生新的氯自由基：
CH3 + Cl2
CH3 + HCl 链增长 ② CH3Cl + Cl 链增长 ③
氯甲基自由基的形成：
Cl + CH3Cl
CH2Cl + HCl 链增长 ④
键角:109.5o； σ键可以饶轴旋转。
烷烃分子立体形状表示方法： 实线-键在纸平面上; 楔线-键在纸平面前; 虚线-键在纸平面后。
H HC H
H H
C H
三.物理性质 物理性质与化合物的结构有关 1.状态 2.沸点(bp) 3.熔点(mp) 4.相对密度 5.溶解度
bp.
36.1oC
25oC
9oC