有机化学第二章烷烃21课件.ppt

sp3杂化碳的轨道夹角是109.5，所以烷烃中的碳链是锯齿形的而不是直线。*烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。特点2：高温、高压、光照或有催化剂存在时，烷烃可发生一些化学反应。特点3：自由基型反应电负性C：2.5H：2.2不同的C—H键其键能不同，但极性都不大，以均裂为主O2X反应速度慢且副产物多O2一、烷烃的氧化－自氧化1、不完全燃烧CH4+O2C+2H2O甲烷不完全燃烧时还可生成炭黑，这是工业上生产炭黑的一种方法。炭黑可用作黑色颜料，还大量用作橡胶的填料，以增强橡胶产品的耐磨性能。一、烷烃的氧化－燃烧2、完全燃烧（1）每增加一个CH2，平均增加燃烧热－658.6KJ/mol。燃烧热燃烧热纯粹的烷烃完全燃烧时所放出的热5474.25469.25462.15455.4燃烧热可用于判断一类化合物的相对稳定性C8H18+25/2O28CO2+9H2O（2）支链烷烃比同数碳的正烷烃生成的热数值少，比较稳定。（3）氧化以自由基机理进行。3、催化氧化利用烷烃的部分氧化反应制备化工产品，原料便宜、易得，但产物选择性差，副产物多，分离提纯困难。C10～C20的脂肪酸可代替天然油脂制肥皂裂化——在高温无氧条件下使烷烃分子发生裂解的过程。CH3CH2CH2CH3?混合物(较低级的烯，烷，H2)二、裂化反应自由基可互相结合→戊烯+H2热裂化反应——通常在5MPa及500~700℃下进行的裂化反应。催化裂化——在催化剂存在下的裂化.碳链断裂的同时伴有异构化，环化，脱氢等反应，生成带有支链的烷烃，烯烃和芳香烃等。催化裂化一般在450~500℃,常压下进行。裂解——在更高温度下（700℃）进行深度裂化，这种以得到更多低级烯烃（乙烯，丙烯，丁烯等）为目的的裂化过程，叫“裂解”。卤代反应：烷烃的氢原子被卤素取代，生成卤代烃，并放出卤化氢。二、取代反应取代反应：烷烃的氢原子被原子或原子团取代的反应1、甲烷的氯代控制反应条件，可使反应停止在某一阶段。加热或光照下进行，开始后自动进行；吸收一个光子可以产生上千个氯甲烷分子；少量氧或自由基捕捉剂的存在会推迟反应的进行。说明氯代反应是一自由基反应!CH4与Cl2在黑暗中不发生反应；在强烈日光照射下，发生爆炸。在漫射光、热或某些催化剂作用下，氢被氯取代。（1）反应事实反应式反应机理链引发链增长链终止（2）甲烷氯代反应历程链引发的特点是只产生自由基不消耗自由基链增长的特点是消耗一个自由基的同时产生另一个自由基。链终止的特点是只消耗自由基而不再产生自由基。……Step1引发（链引发）Cl2hv2Cl·键能242.2kJ/mol415.3kJ/mol345.6kJ/mol（1）?H=242.7kJ/mol生成自由基Step2增长（链增长）(2)△H=7.5KJ/mol(3)△H=－112.9KJ/mol消耗旧自由基，生成新自由基△H=104KJ/mol吸热更多：不易进行简单规律:如果反应的机理相同（相似）可通过反应的能量判断反应的难易Step3终止（链终止）Step2增长（链增长）(2)△H=7.5KJ/mol(3)△H=－112.9KJ/mol消耗旧自由基，生成新自由基Step3终止（链终止）Step1引发（链引发）（1）氯代3、其他烷烃的卤代反应伯氢仲氢叔氢921NumberRelativeactivity516.522C-H解离能伯氢仲氢叔氢410.0kJ/mol397.5kJ/mol389.1kJ/mol活泼，容易断解释：C－H键断裂的难易烷烃中氢原子的活泼性顺序是：叔氢＞仲氢＞伯氢！4、烷烃的氟化、溴化及碘化?H?kJ/molF439.3568.2-128.9Cl431.8+7.5Br366.1+73.2I298.3+141大量放热，破坏产物得到碳及HF5:4:11600:82:1活化能过高，逆反应易进行卤素反应活性：F2Cl2Br2I21、氟化反应难以控制。3、碘化反应一般不用，碘自由基是不活泼的自由基，且易发生逆反应。2、氯化和溴化反应常用，氯化比溴化反应快5万倍。溴的活性比氯小，但选择性比氯大溴化:叔：仲：伯=1600:82:1稳定稳定6烷烃的主要来源和