2024年度-有机化学课件烷烃.pptxVIP

有机化学课件烷烃1

目录CONTENTS烷烃概述烷烃的物理性质烷烃的化学性质烷烃的来源与制备烷烃在生活和工业中的应用实验部分：烷烃的分离与鉴定2

01CHAPTER烷烃概述3

烷烃是一类仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物，其中碳原子之间以单键相连，其余价键均与氢原子相连。定义根据碳链的不同，烷烃可分为直链烷烃、支链烷烃和环烷烃三类。分类定义与分类4

命名烷烃的命名遵循一定的规则，包括选取主链、编号、确定取代基位置等步骤，最终得到系统名称。同分异构现象同分异构体是指分子式相同但结构不同的化合物。在烷烃中，随着碳原子数的增加，同分异构体的数量也会增多。例如，丁烷存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体。命名及同分异构现象5

烷烃分子中的碳原子以sp3杂化轨道形成σ键，构成四面体结构。这种结构使得烷烃分子具有较高的稳定性和较低的化学反应性。结构特点烷烃具有一些典型的物理和化学性质。物理性质方面，随着碳原子数的增加，烷烃的熔点、沸点和密度逐渐升高，而溶解度逐渐降低。化学性质方面，烷烃在常温下较为稳定，不易发生化学反应。但在高温、高压或催化剂的作用下，可以发生裂解、卤代、磺化等反应。性质结构特点与性质6

02CHAPTER烷烃的物理性质7

随着碳原子数的增加，烷烃分子间的范德华力增大，导致熔沸点升高。碳原子数越多，熔沸点越高支链的存在使得烷烃分子间的接触面积减小，范德华力减弱，从而导致熔沸点降低。支链越多，熔沸点越低熔沸点变化规律8

由于烷烃分子是非极性的，而水分子是极性的，根据“相似相溶”原理，烷烃难溶于水。烷烃易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，因为这些溶剂也是非极性的，与烷烃分子间存在相互作用力。溶解度及亲疏水性易溶于有机溶剂烷烃难溶于水9

随着碳原子数的增加，密度逐渐增大由于烷烃分子的质量和体积随碳原子数的增加而增大，因此密度也逐渐增大。支链对密度的影响较小虽然支链的存在会影响烷烃分子的空间构型，但对密度的影响相对较小。密度变化规律10

03CHAPTER烷烃的化学性质11

在光照或加热条件下，烷烃分子中的C-H键可以均裂产生氢自由基和烷基自由基。自由基的产生自由基的链式反应反应机理氢自由基和烷基自由基可以与卤素分子发生链式反应，生成卤代烷和卤化氢。链引发、链增长和链终止三个阶段构成了自由基取代反应的完整过程。030201自由基取代反应12

烷烃在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量热量。完全燃烧在氧气不足的情况下，烷烃燃烧可能生成一氧化碳和水，同时放出热量减少。不完全燃烧在催化剂的作用下，烷烃可以与氧气发生氧化反应，生成醇、醛、酮等含氧衍生物。催化氧化氧化反应13

在高温条件下，烷烃分子可以发生断裂，生成较小分子的烷烃和烯烃。这是一种重要的石油炼制过程。热裂化反应在催化剂的作用下，烷烃可以在较低的温度下发生裂化反应，生成更多的烯烃和芳香烃。这也是石油炼制过程中的重要步骤。催化裂化反应烷烃在特定的条件下可以发生异构化反应，即分子结构重排生成异构体。这种反应在石油化工中具有重要的应用价值。异构化反应裂化反应与异构化反应14

04CHAPTER烷烃的来源与制备15

脱盐、脱水，去除杂质。原油的预处理利用原油中各组分的沸点差异，在常压下加热蒸馏，得到不同沸程的馏分。常压分馏对常压重油进行减压蒸馏，得到更重的烷烃馏分。减压分馏石油分馏法16

03吸收分离利用吸收剂对天然气中的重烃进行吸收，然后通过解吸得到纯净的重烃。01天然气的净化去除酸性气体、水分等杂质。02低温分离将净化后的天然气冷却至低温，使重烃凝析出来。天然气分离法17

卤代烃的还原通过金属氢化物或金属有机化合物将卤代烃还原为相应的烷烃。烯烃的氢化在催化剂作用下，将烯烃与氢气加成反应，得到相应的烷烃。羰基合成一氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成醛，然后经还原得到烷烃。合成法制备特定烷烃18

05CHAPTER烷烃在生活和工业中的应用19

燃料领域应用天然气主要成分为甲烷，是一种清洁、高效的能源，广泛应用于家庭、工业和商业领域。汽油和柴油由不同碳链长度的烷烃混合而成，是交通运输领域的主要燃料。煤油一种中等挥发性的烷烃混合物，用作航空燃料和照明。20

乙烯和丙烯通过石油裂解或天然气转化得到，是合成塑料、橡胶和纤维等化工产品的重要原料。丁二烯和苯乙烯用于生产合成橡胶和树脂。高级烷烃可用作表面活性剂、润滑剂和增塑剂等。化工原料应用21

123某些烷烃如丙烷和丁烷可用作制冷剂，用于家用冰箱、空调等制冷设备。制冷剂低级烷烃可用作有机溶剂，用于油漆、涂料和油墨等行业。溶剂烷烃常用作实验室中的溶剂、洗涤剂和反应介质等。实验室用途其他领域应用22

06CHAPTER实验部分：烷烃的分离与鉴定23

实验目的通过分离和鉴定烷烃，掌握有机化学实验的基本操作和技能，了解烷烃的物理和化学性质，加深对有机