高中化学竞赛有机化学课件.ppt

第四章饱和烃 CH4C2H6C3H8C4H10 CH2 系差 CnH2n 2 通式 同系列 相差n个CH2的一系列物质 烃 链烃 环烃 饱和烃 不饱和烃 脂环烃 芳香烃 都是C C单键 连接最多的H 一 烷烃的物理性质变化规律 二 烷烃的来源和应用 三 烷烃的卤代反应及其反应历程 四 从环烷烃的化学反应看环的稳定性 本课标题 一 烷烃的物理性质 是鉴定有机物的依据 体现同系物的变化规律 1 沸点 b p 随含C数增加 沸点升高 随含C数增加 沸点升高趋势渐缓 支链沸点 小于直链 解释 烷烃是非极性分子 分子间作用力 色散力 色散力与分子质量成正比 CH2在不同分子中 引起的质量增加率不同 支链增多 分子不易彼此靠近 物质蒸汽压达到外压时的温度 甲 161 7 乙 88 6 戊 36 1 己 68 7 异戊烷 29 9 2 熔点 m p 偶奇数各循一条变化轨迹 偶数较高 支链较小 对称特高 解释 除分子间引力外 分子对称性越好 越易排列成紧密的分子晶体 规则的晶体排列被破坏时的温度 戊烷 129 8 异戊烷 159 9 新戊烷 16 8 3 相对密度 随C增加 小于水 4 溶解度 不溶于水 相似相溶 5 折光率 与分子组成 结构 极化度有关 甲烷特高 10 1戊烷三种异构体 二 烷烃的来源和应用 1 烷烃的来源 1 天然气 2 石油 2 烷烃的裂化和异构化反应 C1 3为主 各类烷烃 1 裂化 大分子变小分子 提高质量 裂解 获取化工原料 乙烯 丙烯等 2 异构化 直链变支链 提高 辛烷值 2 2 4 三甲基戊烷 异辛烷 100 正庚烷 0 石油馏分 3 烷烃的氧化反应 增加O或减少H 氧化 增加H或减少O 还原 燃烧 烷烃的主要应用 作能源 燃烧热的应用 正丁烷 2878 2kJ mol 1异丁烷 2869 8kJ mol 1 HC 890kJ mol 1 燃烧越热高 说明体系能量越高 越不稳定 支链越多 结构越稳定 三 烷烃的卤代反应及其反应历程 1 甲烷的氯代反应 CH4 CH3Cl HCl 反应条件 漫射光或加热400 500 CH2Cl2 HCl CHCl3 HCl CCl4 HCl 一氯甲烷 二氯甲烷 氯仿 四氯化碳 几点反应事实 光照Cl2气和CH4气混合物 反应可以进行 光照Cl2气后 迅速和CH4气混合 反应可以进行 光照CH4气后 迅速和Cl2气混合 反应不能进行 光照Cl2气 延时再和CH4气混合 反应不能进行 2 甲烷的氯代反应历程 氯自由基 每一步都产生一个新自由基 链反应 链引发 链增长 反复进行 自由基取代反应 自由基之间相互碰撞 链终止 3 甲烷氯代反应的能量变化 链引发 为什么不是 链增长 为什么不是 能量变化是反应的基本动力 断裂价键 需要能量生成价键 放出能量 Cl Cl 243 CH3 H 435 需要的能量越少 放出的能量越多 反应越容易进行 H Cl 431 CH3 Cl 349 4 其他烷烃的卤代反应 不同H的反应活泼性和不同X的反应选择性 CH3 CH2 CH3 正丙基氯 43 异丙基氯 57 异丁基氯 64 叔丁基氯 36 伯 仲 1 4 伯 叔 1 5 Cl 伯 仲 叔 1 4 5 Br 伯 仲 叔 1 80 1600 伯 仲 1 80 伯 叔 1 1600 正丙基溴 3 异丙基溴 97 异丁基溴 痕量 叔丁基溴 99 1 不同H的反应活性 30H 20H 10H 用离解能解释 CH3CH2CH2 H CH3 H 可说明自由基的稳定性 30R 20R 10R CH3 生成自由基 所需能量越低 即自由基所含能量越低 故越稳定 离解能 kJ mol 1 435 410 395 380 需要的能量越少 放出的能量越多 反应越容易进行 2 不同X的反应活泼性 F2 Cl2 Br2 I2 反应物键能 产物键能 H 反应热 放热反应 吸热反应 练习 下述制备 用Cl2还是用Br2 Br2 Cl2 不同X反应的选择性 F2 Cl2 Br2 I2 需要的能量越少 放出的能量越多 反应越容易进行 四 环烷烃的化学性质 1 环烷烃的燃烧热 2 环烷烃的开环反应 1 催化加氢 2 加X2 3 加HX 褪色 断裂连接取代基最多和最少的键 H加在含H多的C上 用于鉴别 生成更稳定的环 3 氧化反应 弯曲键 4 取代反应 选择取代叔H 第十讲 总结 1 根据燃烧热 解释物质的稳定性 2 根据 H 反应热 解释反应的难易 3 自由基的稳定性 30R 20R 10R CH3 4 小环烃的加成规则 用离解能解释 生成自由基 所需能量越低 即自