烷烃的化学性质及卤代反应历程.ppt

2. 5 烷烃的性质(掌握) 一、物理性质 1、物态 室温及1atm下，C1—4是气体， C5—16是液体， C17是固体 2、沸点（b.p） (1) 直链烷烃的沸点随碳原子的 增加 很有规律的增加（如图）； (2)正构烷的沸点比相应的异构烷沸点高，含支链少的烷烃又比含支链多的烷烃高； 己烷 3-甲基戊烷 2，2-甲基丁烷 沸点 68.95 63.28 49.74 (3) 低级烷烃沸点差Δtb.p ＞高级烷烃沸点差Δtb.p 例：沸点差：乙烷 — 甲烷=75℃； 丙烷 — 乙烷=46 ℃ 十一烷— 癸烷=22 ℃ 为何 烷烃沸点变化有上述规律呢？ （ ℃ ） 3、熔点（m.p） 烷烃熔点变化规律与沸点相似， C4以上烷烃随碳原子数增加而增加（前几个不规则 ），但含偶数碳烷烃的比奇数碳烷烃高（见下图），随分子量的增加逐渐趋于一致；低级烷烃的熔点差高于高级烷烃的熔点差；分子对称性越高熔点越高。 n-C5H12 i-C5H12 新戊烷 m.p(℃ ) -129.72 -159.9 16.6 - 4、密度 都小于1，随着分子量的增加而增加，最后接近于0.8（20℃）。分子间的引力增大，分子间的距离相应减小，相对密度就增大。 5 溶解度 烷烃分子无极性，几乎不溶于水，能溶于有机溶剂，尤其是烃类中（“相似相溶”原理）。 二、化学性质 1、 稳定性 烷烃 C—C键 C-H键 345.6 390-435KJ/mol 键 能（kJ/mol） 2、 反应性 烷烃C—C键 和C-H键键能很高，烷烃对强酸，强碱，KMnO4、K2Cr2O4等强氧化剂，Zn/HCl、Na/C2H5OH等都不反应。 稳定原因：其共价键都为σ键，键能大，且分子中的共价键不易极化（电负性差别小C2.5， H2.2） 但稳定性是相对的、有条件的，在一定条件下（如高温、高压、光照、催化剂），烷烃也能起一些化学反应。 （1）氧化反应 完全氧化 控制氧化 控制条件烷烃可以氧化成醛、酮、酸，可用于工业上生产含氧衍生物的化工原料。见P42 烷烃常用作内燃机燃料的原因。 NO 例： CH4+O2 HCHO + H2O 600℃ CH3 CH2 CH2 CH3 2CH3COOH [O] （3）裂化反应 P33 热裂——在高温（ 450～ 1000℃ ）及没有氧气的条件下使烷烃分子中的C-C键和C-H键发生断裂的反应称为热裂反应。 400～ 1000℃ 例：C15H32 C8H18+C7H14 硅酸铝 热裂化反应根据生产目的的不同可采用不同的裂化工艺。 深度裂化（裂解） 目的： 主要是得到基本化工原料（乙烯，丙烯，丁二烯，乙炔） 裂化温度 800-100℃ 催化裂化 目的：提高汽油的产量和质量（生产高辛烷值的汽油），催化裂化过程常伴随着异构化。 裂化温度 400-500℃ 加入一定的催化剂 3、卤代反应 烷烃在光、热、引发剂的影响下，分子中氢被卤素取代的反应. (1)甲烷的卤代 烷烃的卤代反应很难控制在某一步，随烷烃与卤素用量不同，产物不同，控制条件可使一种产物为主产物。 卤素对甲烷相对反应活性： F2 ＞ Cl2＞ Br2＞I2 hυ 、Δ 或引发剂 R-H + X2 R-X +H-Cl (2)其它烷烃的卤代 烷烃分子中与碳相连的氢不同（伯、仲、叔氢），活性不同。以一取代物为例，乙烷仅有一种，其它烷烃却不只一种。 例： 丙烷中1°H：2 °H=3：1，但产物产率之比却与此不符，按产物产率之比计算活性: 再例： 伯、仲、叔氢相对活性 1 ：4： 5 ，据此可预测烷烃室温一卤代产物异构体的得率（教材P35） ，例 ： 1-氯丁烷 2-