五、烷烃的化学性质.ppt

第二章 烷 烃 一、烷烃的通式、同系列 二、烷烃的命名法 三、甲烷的结构 四、烷烃物理性质 五、烷烃的化学性质 六、烷烃的来源 第二章 烷 烃 烃(hydrocarbon)： 　　分子中碳原子间都是以单键相连,碳原子的其余价键都为氢原子所饱和的链状烃。 烷烃(alkane)：（饱和烃或石蜡烃） 只含有碳、氢两种元素的化合物。 1.自由基取代反应 五、烷烃的化学性质 2.氧化反应 3.异构化反应 4.裂化,裂解, 催化裂化 1. 自由基取代反应 　　有机化学反应中，一个原子或原子团取代另一个原子或原子团的反应称为取代反应。 　　通过自由基取代分子中氢原子的反应，称为自由基取代反应。 五、烷烃的化学性质 卤代反应 　　在光、热或催化剂作用下，烷烃分子中的氢原子被卤原子取代，生成卤代烃。 五、烷烃的化学性质 CH4+Cl 2 光照 （h?） 或350-400℃ CH3Cl + HCl 甲烷的氯代 CH3Cl +Cl2 CH2Cl2 + HCl 或350-400℃ h? CH2Cl2+Cl2 h? 或350-400℃ CHCl3 + HCl CHCl3+Cl2 CCl4 + HCl h? 或350-400℃ 五、烷烃的化学性质 通常得到混合物，若控制条件： 五、烷烃的化学性质 CH4 : Cl2= （物质的量之比） 0.263:1 10:1 CCl4 CH3Cl h? 25℃ 设 ：1°H的活性为1； 2°H活性为χ 则： 6×1 / 2χ=43 / 57 χ≈4 其他烷烃的氯代 ——伯,仲,叔氢的反应活性 CH3CH2CH3 + Cl2 57% 43% CH3CH2CH2Cl CH3-CH-CH3 + Cl 五、烷烃的化学性质 1.室温下，叔、仲、伯氢氯代速率之比是 5：4：1 2.烷烃中各类H的反应活性顺序： 3°H 2°H 1°H 甲烷H 同理可得: 3°H的活性为1°H的5倍 结论： 五、烷烃的化学性质 卤代反应机理（历程） 　 指“反应经历的过程”，包括在反应过程中要经过哪些中间步骤(即包括经过哪些中间体或中间产物)。 五、烷烃的化学性质 烷烃的卤代反应是自由基链反应，分三步： 链引发：（自由基产生，关键一步） Cl : Cl Cl· + Cl· 光照 链增长: （自由基发展） CH3· + HCl Cl·+ CH4 ·CH3+ Cl2 CH3Cl + Cl· … 五、烷烃的化学性质 链终止： Cl· + Cl· Cl2 CH3CH3 ·CH3 + ·CH3 ·CH3 + Cl· CH3Cl 引发自由基的条件： 光照、加热或有自由基引发剂。 常见的自由基引发剂为： 有机过氧化物(如 ROOR)等。 五、烷烃的化学性质 燃烧 2. 氧化反应 正是汽油、柴油等 作为内燃机燃料的基本 原理 RH + O2 CO2 + H2O +热量 燃 烧 五、烷烃的化学性质 部分氧化 2 CH3COOH+H2O CH3CH2CH2CH3+O2 锰盐 160℃ 五、烷烃的化学性质 RCOOH + R′-COOH RCH2-CH2-R′ +O2 锰盐 高温高压 是有机化工的基本原料 烷烃在常温下与空气或氧气接触，也能发生氧化，但反应极为缓慢。 例如：油品长时间接触空气,会生成酸性物质和沉淀，而使油品变质。 　　因此，在储存时常加入少量抗氧剂以抑制氧化反应的发生。 五、烷烃的化学性质 3.异构化反应 CH3-CH2-CH2-CH3 AlCl3 90℃ 1-2MPa CH3-CH-CH3 CH3 | 例: 　　直链烷烃异构化成带支链的烷烃，可以提高汽油的辛烷值，从而提高汽油的质量。 五、烷烃的化学性质 小知识: 　　辛烷值是汽油抗暴性能指标。汽油的辛烷值越大，抗爆性越好，质量越高。 　　规定异辛烷（2，2，4－三甲基戊烷）的辛烷值为100，正庚烷的辛烷值为0。 　　将汽油试样与“异辛烷和正庚烷的混合物进行对比，抗爆性与油品相等的混合物中所含异辛烷的 百分数，即为该油品的辛烷值。 五、烷烃的化学性质 4.裂化,催化裂化,裂解, 裂化: 烷烃在没有空气存在下进行的热分解反应。 例: CH3CH2CH2CH3 CH2CH2CH=CH2+H2 CH3-CH=CH2+CH4 CH2=CH2+CH3-CH3 500℃ 五、烷烃的化学性质 催化裂化: 在催化剂存在下的裂化反应。 通常，催化剂为硅酸盐,温度为 450~500℃ 五、烷烃的化学性质 裂解: 700℃以上的深度裂化。 石油裂解气的主要成分