第二章烷烃课件

1、1第二章第二章 烷烃烷烃 (4)(4)2 1掌握烷烃的同分异构现象及命名方法；掌握烷烃的同分异构现象及命名方法； 2掌握烷烃的结构及杂化轨道理论；掌握烷烃的结构及杂化轨道理论； 3理解烷烃的物理性质；理解烷烃的物理性质； 4掌握烷烃的化性及自由基取代反应历程；掌握烷烃的化性及自由基取代反应历程； 5掌握过渡态理论及反应进程掌握过渡态理论及反应进程-位能曲线的位能曲线的意义；意义； 6掌握烷烃的制备方法；掌握烷烃的制备方法； 7了解烷烃的来源和用途。了解烷烃的来源和用途。 学习要求：学习要求： 3第一节烷烃的同系第一节烷烃的同系列及同分异构现象列及同分异构现象 第二节第二节 烷烃的命名烷烃的命名

2、 第三节第三节 烷烃的构型烷烃的构型 第四节第四节 烷烃的构象烷烃的构象 第五节第五节 烷烃的物性烷烃的物性 第六节烷烃的化性第六节烷烃的化性 第七节卤代反应历程第七节卤代反应历程 第八节过渡态理论第八节过渡态理论 第九节第九节 烷烃的制备烷烃的制备 第十节第十节 烷烃的来烷烃的来源及主要用途源及主要用途4一、烷烃的同系列一、烷烃的同系列1 1 烷烃的同系列及同分异构现象烷烃的同系列及同分异构现象 二、烷烃的同分异构现象二、烷烃的同分异构现象三、碳原子和氢原子的类型三、碳原子和氢原子的类型5CnH2n+2 烃烃环状烃环状烃饱和烃饱和烃不饱和烃不饱和烃脂环烃脂环烃芳烃芳烃开链烃开链烃一、烷烃的同

3、系列1. 1. 通式：通式： CH4CH2CH3CH3CH3CH2CH3CH2CH21 烷烃的同系列及同分异构现象烷烃的同系列及同分异构现象 由碳和氢两种由碳和氢两种元素组成的化元素组成的化合物合物6一、烷烃的同系列2.2.同系列：同系列： 凡是具有同一个凡是具有同一个通式通式，结构结构相似，相似，化学化学性质性质也相似，也相似，物理性质物理性质则随碳原子数的增加则随碳原子数的增加而而有规律地变化有规律地变化的化合物系列为。的化合物系列为。 3.3.系差：系差： 相邻同系物在组成上相差相邻同系物在组成上相差一个恒定的结构增量。一个恒定的结构增量。 ：“CHCH2 2”1 烷烃的同系列及同分异构

4、现象烷烃的同系列及同分异构现象 7二、烷烃的同分异构现象1.1.概念：概念：具有相同的分子式，而不同构造式的化合物互具有相同的分子式，而不同构造式的化合物互称称同分异构体同分异构体，这种现象称，这种现象称同分异构现象。同分异构现象。2.2.推算简单烷烃的同分异构体（推算简单烷烃的同分异构体（C7H16）写出此烷烃的写出此烷烃的最长直链式最长直链式。 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 再写少再写少一个一个C C原子的直链，另一个原子的直链，另一个C C作为取作为取代基。代基。CH3CHCH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH2CH2CH3CH3CH31 烷烃的同系列及同分异构现象烷

5、烃的同系列及同分异构现象 8二、烷烃的同分异构现象 再写少二个再写少二个C C原子的直链，另原子的直链，另二个二个C C作为取代基。作为取代基。CH3CHCH2CHCH3CH3CH3CH CHCH2CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CH3C2H5CH3CH2CCH2CH3CH3CCH2CH2CH3CH3CH3CH3CH3类推，再写少类推，再写少三个三个C原子的直链。原子的直链。 CH3CCH3CH3CHCH3CH3不重复的只能写出不重复的只能写出9个。个。1 烷烃的同系列及同分异构现象烷烃的同系列及同分异构现象 9二、烷烃的同分异构现象 随着碳原子数的增加，异构体的数目增加很快：随

6、着碳原子数的增加，异构体的数目增加很快：1 烷烃的同系列及同分异构现象烷烃的同系列及同分异构现象 C原子数原子数67101325异构体数异构体数5975 8023679万多个102、烷烃构造式的书写方法、烷烃构造式的书写方法 结构简式结构简式 键线式键线式：每个端点和折角分别代表一个碳原子：每个端点和折角分别代表一个碳原子H3CCHCH3CH2CH3(CH3)2CHCH2CH3 CH3CH(CH3)CH2CH3构造式构造式碳干式碳干式111 烷烃的同系列及同分异构现象烷烃的同系列及同分异构现象 三、碳原子和氢原子的类型伯碳：伯碳：又称第一碳，用又称第一碳，用1表示，表示， 与与一个一个C原子原

7、子直接相连。直接相连。 仲碳：仲碳：又称第二碳，用又称第二碳，用2表示，表示， 与与二个二个C原子原子直接相连。直接相连。 叔碳：叔碳：又称第三碳，用又称第三碳，用3表示，表示， 与与三个三个C原子原子直接相连。直接相连。 季碳：季碳：又称第四碳，用又称第四碳，用4表示，表示， 与与四个四个C原子原子直接相连。直接相连。CH3CH2CH2CH2CH31。2。1。2。2。CH3CCH3CH3CHCH3CH33。4。1。1。1。1。1。返回12一、普通命名法一、普通命名法2 烷烃的命名烷烃的命名二、烷基的系统命名法二、烷基的系统命名法三、系统命名法三、系统命名法(重点重点)13一、普通命名法1.直

8、链的烷烃（没有支链）叫做直链的烷烃（没有支链）叫做“正某烷正某烷”。 用甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬用甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸表示，、癸表示，十以后十以后用大写数字表示，十一用大写数字表示，十一、十二、十二、。 CH4 甲烷CH3CH2CH2CH3 正丁烷CH3（CH2）10CH3 正十二烷2 烷烃的命名烷烃的命名14一、普通命名法2. 含支链的烷烃含支链的烷烃 为区别异构体，用为区别异构体，用“正正”、“异异”、“新新”等词头等词头表示。表示。CH3CHCH2CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CCH3CH3CH3正戊烷异戊烷新戊烷2 烷烃的命名烷烃的命名15

9、二、烷基的系统命名法1.烷基的命名烷基的命名 烷基用烷基用R表示，通式：表示，通式：CnH2n+1。 乙基：乙基：CH3CH2- (Et)甲基：甲基：CH3- (Me)；丙基：丙基：CH3CH2CH2-(n-Pr) 丁基：丁基：CH3CH2CH2CH2- (n-Bu) 还要掌握：异丙基、还要掌握：异丙基、异丁异丁基、仲丁基、叔基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊丁基、异戊基、新戊基、叔戊基等。基、叔戊基等。 2 烷烃的命名烷烃的命名16CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH3CHCH3CH3CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3(CH3)2CHCH2(CH3)3C(CH3)3CCH2甲基甲基

10、正丙基正丙基 正丁基正丁基 新戊基新戊基（B）烷基）烷基（a a）常见烷基）常见烷基叔丁基叔丁基 异丁基异丁基 仲丁基仲丁基 异丙基异丙基乙基乙基172.亚甲基结构有二种：亚甲基结构有二种： 两个价集中在一个的原子上两个价集中在一个的原子上时，一般时，一般不要定位不要定位。CH2CHCH3C(CH3)2亚甲基亚乙基亚异乙基 两个价两个价分别分别在在不同的原子上时不同的原子上时，一定，一定要求定位要求定位，定，定位数放在基名之前。位数放在基名之前。CH2CH21,2-亚乙基CH2CH2CH21,3-亚乙基3. 三价的烷基叫次基，限于三个价集中在一个三价的烷基叫次基，限于三个价集中在一个原子上的结

11、构。原子上的结构。 CHCCH3次甲基次乙基二、烷基的系统命名法2 烷烃的命名烷烃的命名18CH3CHCH2CHCH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CHCH2CHCH2CH3CH2CH3CH2CH2CH312345612345678CH3CHCH2CHCH2CH3CH2CH3CH2CH2CH334567812CH3CH2CHCH2CHCH2CH2CH3CH3CH2CH334567812三、系统命名法(重点)1.1.选主链选主链( (母体母体) 2.) 2.编号编号 3.3.书写书写3 甲基 5乙基辛烷（英文：5-Ethyl-3-Methyl-Octane） 取代基名 称位次和基之间

12、用短线连接母 体名称表示取代基的位次2 烷烃的命名烷烃的命名19CH3CHCHCH2CH2CHCH2CH3CH334567812CH3CHCH3CH32，3，7-三甲基-6-乙基辛烷 三、系统命名法(重点)CH3CHCH2CH3CH2CH32-乙基丁烷3甲基戊烷甲基戊烷1. 下列化合物的系统命名法中哪些应予以改正下列化合物的系统命名法中哪些应予以改正 课堂练习课堂练习CH3CHCH2CHCH32,4-2甲基戊烷CH3CH32,4二甲基戊烷二甲基戊烷2 烷烃的命名烷烃的命名20CH3CH2CH（CH2）7CH33-甲基11烷CH3CH3CH2CH2CCH2CH2CH34-二甲基庚烷CH3CH3C

13、H3CH2CH2CH-CHCH2CH2CH35-甲基-4-乙基辛烷CH3CH2CH3CH3CH2CH2CHCH2CH2CH34-丙基庚烷CHCH3CH33甲基十一烷甲基十一烷4 ,4二甲基庚烷二甲基庚烷4甲基甲基5乙基辛烷乙基辛烷4异丙基庚烷异丙基庚烷课堂练习课堂练习三、系统命名法(重点)CH3CH2CH-CHCH2CH33,4- 二异丙基已烷CHCH3CH3CH3CHCH32,5二甲基二甲基3,4二乙基已烷二乙基已烷2 烷烃的命名烷烃的命名212 烷烃的命名烷烃的命名课堂练习课堂练习2下列各化合物的命名若不符合系统命名法的，试指出违背下列各化合物的命名若不符合系统命名法的，试指出违背哪些原则

14、，并加以改正：哪些原则，并加以改正： CHCH3CH3CH3CH21,1-二甲基丙烷CH3CHCH2CHCH2CH32-乙甲基已烷CH2CH3CHCH3CH3CH3异丁烷CHCH2CH2CH3CH3CH31,1-二甲基丁烷CH3CH-CHCH2CH3CH33,4-二甲基戊烷CH32甲基甲基丁烷丁烷3甲基甲基庚烷庚烷 2甲基甲基丙烷丙烷 2甲基甲基戊烷戊烷 3,4二甲基二甲基戊烷戊烷三、系统命名法(重点)返回22烷烃的构型烷烃的构型一、一、C原子的四面体概念原子的四面体概念 二、其它烷烃的分子结构二、其它烷烃的分子结构三、构造式的表示三、构造式的表示23烷烃的构型烷烃的构型一、C原子的四面体概念

15、 1. 甲烷的构型甲烷的构型 HCHHH109。280.109nm 凯库勒模型（又叫棒球模型）凯库勒模型（又叫棒球模型）24 斯陶特模型（又叫比例模型）斯陶特模型（又叫比例模型）烷烃的构型烷烃的构型一、C原子的四面体概念 252Pz2Py2Px2S2P2S激发杂化SP3烷烃的构型烷烃的构型一、C原子的四面体概念 2. C原子的原子的sp3杂化杂化 C的电子构型：的电子构型：1S22S22P2 26基态基态1s2s2p 激发态激发态1ssp3杂化态杂化态碳原子基态的电子结构碳原子基态的电子结构2Px12Py11S22S21s1s2psp32s每个每个spsp3 3杂化轨道含杂化轨道含1/4 1/

16、4 s s 成分和成分和 3/4 3/4 p p成分。成分。（1 1）碳原子轨道的）碳原子轨道的spsp3 3杂化杂化27杂化轨道：杂化轨道：能量相近的原子轨道能量相近的原子轨道相混合相混合，重，重新分配形成能量相等的杂化轨道新分配形成能量相等的杂化轨道. .键角为键角为 109.5109.5碳原子的碳原子的spsp3 3杂化轨道杂化轨道 四个四个spsp3 3杂化轨道杂化轨道以以碳原子为中心碳原子为中心，分，分别指向正四面体的四别指向正四面体的四个顶点，这样的空间个顶点，这样的空间排布，成键电子之间排布，成键电子之间排斥力排斥力最小、最稳定最小、最稳定。 28烷烃的构型烷烃的构型一、C原子的

17、四面体概念 3.3. sp3杂化轨道的特点：杂化轨道的特点： 具有更强的具有更强的方向性方向性，能更有效地与别的原子轨道，能更有效地与别的原子轨道重叠重叠形成稳定的化学键形成稳定的化学键。 每个每个sp3杂化轨道，各含杂化轨道，各含1/4 S成份成份3/4 P成份。成份。 sp3杂化轨道的空间取向是杂化轨道的空间取向是指向正四面体的顶点指向正四面体的顶点。 sp3杂化轨道夹角是杂化轨道夹角是10928，使四个键角之间，使四个键角之间尽可尽可能的远离能的远离。29相类似，乙烷分子中有六个相类似，乙烷分子中有六个C CHH键和键和一个一个C CCC键键 原子轨道原子轨道沿键轴相互交盖沿键轴相互交盖

18、，形成对键轴呈，形成对键轴呈圆柱形对称的轨道称为圆柱形对称的轨道称为轨道轨道。轨道构成的共价键称为轨道构成的共价键称为键键。甲烷甲烷乙烷乙烷键的形成键的形成甲烷分子中有四个甲烷分子中有四个C CHH键。键。例如：例如：30甲烷甲烷正丁烷正丁烷成键原子可沿键轴自由旋转成键原子可沿键轴自由旋转; ;球棍模型球棍模型(Kekul(Kekul模型模型) )比例模型比例模型(Stuart(Stuart模型模型) )键的特性键的特性:键能较大，可极化性较小键能较大，可极化性较小 。分子的立体模型分子的立体模型31烷烃的构型烷烃的构型一、C原子的四面体概念 4.键：键：沿键轴旋转沿键轴旋转，它的形状和位相符

19、号不变。，它的形状和位相符号不变。 特点：特点： 电子云沿键轴近似于圆柱形对称分布。电子云沿键轴近似于圆柱形对称分布。 成键的两个原子可以围绕键轴旋转，而不影响成键的两个原子可以围绕键轴旋转，而不影响电子云的分布。电子云的分布。 32烷烃的构型烷烃的构型二、其它烷烃的分子结构1. C-H：sp3-1s 例：正戊烷在液态和气态碳干运动的几种形式：例：正戊烷在液态和气态碳干运动的几种形式：2. C-C ：sp3- sp333烷烃的构型烷烃的构型三、构造式的表示 1.1.只写只写碳架碳架，用锯齿形状的角和其端点代表碳原子，不，用锯齿形状的角和其端点代表碳原子，不写氢原子写氢原子 庚烷庚烷： 4-甲基

20、庚烷甲基庚烷 ：2.用链状表示，写出碳、氢及其它原子。用链状表示，写出碳、氢及其它原子。 庚烷：庚烷： CH3CH2CH2CCH2CH2CH3CH34-甲基庚烷甲基庚烷 ：CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 3.用立体形状的楔形式表示，比较麻烦。用立体形状的楔形式表示，比较麻烦。 HCHHHCHCH表示伸向纸的后方表示伸向纸的后方表示伸向纸的前方表示伸向纸的前方返回342烷烃的构象烷烃的构象 一、乙烷的构象一、乙烷的构象 二、正丁烷的构象二、正丁烷的构象 35 乙烷的构象乙烷的构象 由于围绕由于围绕键旋转而产生的，分子中原子键旋转而产生的，分子中原子或基团在空间的不同排列方式称为构象。

21、或基团在空间的不同排列方式称为构象。烷烃的结构及乙烷的构象烷烃的结构及乙烷的构象围绕围绕C-CC-C键旋转产键旋转产生无穷多的构象，生无穷多的构象，一般研究典型的极一般研究典型的极限构象。限构象。36HHHHHHHHHHHH重叠式重叠式( (顺叠式顺叠式) )构象构象交叉式交叉式( (反叠式反叠式) )构象构象透视式透视式乙烷的两种极限构象及表示方式：乙烷的两种极限构象及表示方式：球棒模型球棒模型37重叠式重叠式( (顺叠式顺叠式) )构象构象交叉式交叉式( (反叠式反叠式) )构象构象Newman投影式投影式HHHHHH0HHHHHH60烷烃的结构及乙烷的构象烷烃的结构及乙烷的构象球棒模型球

22、棒模型382烷烃的构象烷烃的构象 一、乙烷的构象 1.1.构象的表示构象的表示 透视式透视式：这种表示：这种表示，每根键都看得很清楚，每根键都看得很清楚，但相对位置不清楚。但相对位置不清楚。 重叠式交叉式 扭曼式扭曼式：这种表示，：这种表示，键的相对位置比较清楚。键的相对位置比较清楚。 重叠式交叉式392烷烃的构象烷烃的构象 一、乙烷的构象 2.2.重叠式与交叉式重叠式与交叉式 重叠式重叠式：所有的：所有的H原子都重叠在一起，靠的近，原子都重叠在一起，靠的近，H与与H原子的电子云排斥原子的电子云排斥，内能高是，内能高是不稳定不稳定的构象。的构象。 交叉式交叉式： H与与H原子交叉相隔原子交叉相

23、隔60，距离较远，距离较远，拆力小，内能低，是，拆力小，内能低，是较稳定较稳定的构象。的构象。+重叠式交叉式12.5 KJ/mol40交叉式构象最稳定，重叠式构象最不稳定交叉式构象最稳定，重叠式构象最不稳定3. 乙烷分子的位能变化曲线图乙烷分子的位能变化曲线图 41 能否跟据以上构象异构原理，用纽曼投影能否跟据以上构象异构原理，用纽曼投影式并以式并以C C2 2-C-C3 3为旋转轴，画出正丁烷的四种构象。为旋转轴，画出正丁烷的四种构象。对位交叉式对位交叉式( (反错式反错式) )部分重叠式部分重叠式( (反叠式反叠式) )邻位交叉式邻位交叉式( (顺错式顺错式) )全重叠式全重叠式( (顺叠

24、式顺叠式) ) 正丁烷沿正丁烷沿C C2 2和和C C3 3之间的之间的键键轴旋转有四种键键轴旋转有四种典型构象。典型构象。CH3CH2CH2CH323CH3HCH3HHHCH3H3CHHHHCH3H3CHHHHH3C CH3HHHH422烷烃的构象烷烃的构象 二、正丁烷的构象 1. 四种特殊形式四种特殊形式 反交叉式CH3HHCH3HH全重叠式CH3HHCH3HHCH3HHCH3HHCH3HHCH3HH部分重叠式顺交叉式2. 正丁烷分子的位能变化曲线图正丁烷分子的位能变化曲线图(P.30图图2-11) 返回4344454625 烷烃的物理性质烷烃的物理性质1.物质状态：物质状态： 常温常压下

25、常温常压下，14个个C原子的烷烃为原子的烷烃为气体气体； 516个个C的烷烃为的烷烃为液体液体； 17以上以上C原子的烷烃为原子的烷烃为固体固体。2. 沸点（沸点（b.p）：）： 直链烷烃直链烷烃：直链烷烃的沸点随着分子：直链烷烃的沸点随着分子量的增加，而有规律地量的增加，而有规律地升高升高。4725 烷烃的物理性质烷烃的物理性质甲烷（甲烷（16） 乙烷（乙烷（30）差差十一烷（十一烷（156） 十二烷（十二烷（170）差差沸点：沸点：-164-88.675.4195.921620.4每增加一个每增加一个CH2所引起的所引起的沸点升高是逐沸点升高是逐渐减小的。渐减小的。 沸点的高低决定于沸点的

26、高低决定于分子间力的大小分子间力的大小，分子间力越，分子间力越大大，沸点，沸点越越高高。分子间力为分子间力为范德华力范德华力：静电引力、诱导效应静电引力、诱导效应和和色散力色散力。4825 烷烃的物理性质烷烃的物理性质 支链烷烃支链烷烃:相同相同C原子的烷烃，原子的烷烃，支链愈多沸点愈低。支链愈多沸点愈低。 正戊烷 异戊烷 新戊烷沸点(b.p) 36.127.99.53.3.熔点（熔点（m.pm.p）直链烷烃直链烷烃的熔点随着分子量的的熔点随着分子量的增加而增加而升高升高。 偶数升高多一些。偶数升高多一些。 在晶体中，分子间力取在晶体中，分子间力取决于：决于：1.分子大小，分子大小，2.碳链的

27、空间排布情况。碳链的空间排布情况。 偶数的碳链对称性强，偶数的碳链对称性强，排列紧密。排列紧密。4925 烷烃的物理性质烷烃的物理性质4. 密度密度 直链烷烃直链烷烃的密度随着分子量的增加而逐的密度随着分子量的增加而逐渐渐增大，但比水轻增大，但比水轻；二十烷以下接近；二十烷以下接近0.78。 由于分子间引力增加，分子间的距离相应减由于分子间引力增加，分子间的距离相应减小。小。5. 溶解度溶解度 烷烃烷烃不溶于水不溶于水和其它和其它极性较强的溶剂极性较强的溶剂。 烷烃烷烃溶于溶于苯、乙醚和氯仿等苯、乙醚和氯仿等非极性溶剂非极性溶剂。 5026 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 一、稳定性一、稳定性

28、二、卤代反应二、卤代反应 三、氧化反应三、氧化反应 四、热裂反应四、热裂反应 5126 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 一、稳定性一、稳定性 1. 甲烷的氯代甲烷的氯代 在一般情况下，烷烃具有极大的化学稳定性。在一般情况下，烷烃具有极大的化学稳定性。二、卤代反应二、卤代反应 CH4+ Cl2强光CHCl4+CH4+ Cl2HClCH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4+光25+甲烷甲烷 Cl2 主产物主产物 10 1 一氯甲烷一氯甲烷 1 4 四氯甲烷四氯甲烷5226 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 2. 其它烷烃的氯代反应其它烷烃的氯代反应 伯、仲、叔氢原子的反应活性伯、仲、叔氢原子的反应活性

29、二、卤代反应 + Cl2HCl+CH3CH3光CH3CH2Cl25+ Cl2+CH3CH2CH3光CH3CH2CH2ClCH3CHCH3Cl57%43%25+ Cl2+光36%64%CH3CHCH3CH3CH3CClCH3CH3CH2ClCHCH3CH3氯代反应氢原子的反应活性：叔氯代反应氢原子的反应活性：叔H 仲仲H 伯伯H（5 4 1） CH3H C2H5H Me2CHH Me3CH KJ/mol 435.1 410 397.5 380.753CH3CH2CH2CH3Cl2CH3CH2CH2CH2ClCH3CHCH2CH3+光25+28%72%ClCH3CH3Cl2CH3CH2Cl+光25

30、CH3CH2CH3 + Cl2光CH3CHCH3 + CH3CH2CH2ClCl25% 75%CH3CH2CH3 + Cl2光CH3CHCH3 + CH3CH2CH2ClCl57% 43%54 理论上为理论上为 6 ：2 = 3 ：1 但实际上为但实际上为 43 ：57 = 1 ：1.33 氢的相对活性氢的相对活性 = 产物的数量产物的数量被取代的等价氢的个数被取代的等价氢的个数 伯氢的相对活性仲氢的相对活性=57 / 243 / 641CH3CH2CH3 + Cl2光CH3CHCH3 + CH3CH2CH2ClCl57% 43%55CH3-CH-CH3CH3Cl2CH3CCH3CH3ClCH

31、3CHCH3CH2Cl光25叔丁基氯异丁基氯36%64%叔氢的相对活性伯氢的相对活性=36 / 164 / 9=5.11室温时室温时三种氢的相对活性：三种氢的相对活性： 3H ：2H ：1H = 5.1 ：4 ：1 56 在在高温时高温时（450450）氯代时三种氢的活性接近）氯代时三种氢的活性接近于于1 1 ：1 1 ：1 1，产物的含量取决于氢的几何几率。，产物的含量取决于氢的几何几率。 CH3CH2CH2CH3Cl2CH3CH2CH2CH2ClCH3CHCH2CH3+光25+28%72%ClCH3CH2CH2CH3Cl2CH3CH2CH2CH2ClCH3CHCH2CH3+Cl45060%

32、40%5726 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 3. 烷烃与其它卤素的取代反应烷烃与其它卤素的取代反应二、卤代反应 +CH3CH2CH2CH32%98%Br2127CH3CH2CH2CH2BrCH3CHCH2CH3Br 溴代反应氢原子的反应活性：溴代反应氢原子的反应活性： 叔叔H 仲仲H 伯伯H（1600 82 1） 卤素的反应活性：卤素的反应活性：F2 Cl2 Br2 I25826 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 1. 完全氧化：产物是二氧化碳和水。完全氧化：产物是二氧化碳和水。 三、氧化反应 + O2RH120150锰盐RCOOH(RR）石蜡脂肪酸肥皂2. 不完全氧化不完全氧化CH4+O2CO

33、H221/2返回3. 催化氧化催化氧化三、氧化反应：三、氧化反应：59四、热裂反应四、热裂反应 n烷烃在高温下烷烃在高温下C-C键断裂，形成含键断裂，形成含碳数较少碳数较少的分子的分子n石油石油中的许多中的许多高级烷烃高级烷烃经过经过裂化裂化可以得一到许多很可以得一到许多很有用的有用的低级烷烃低级烷烃，如甲烷、乙烷、戊烷、汽油等。，如甲烷、乙烷、戊烷、汽油等。CH3CH2CH3CH3CH=CH2460oC+H2CH3CH2CH3460oCCH2=CH2CH4+60 1 1、深度裂化（裂解）、深度裂化（裂解） 目的：目的： 主要是得到基本化工原料（乙烯、丙烯、主要是得到基本化工原料（乙烯、丙烯、

34、 丁二烯、乙炔等）丁二烯、乙炔等） 裂化温度裂化温度： 800800- -110011002 2、催化裂化、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）目的：提高汽油的产量和质量（生产高辛烷值的汽油） 裂化温度：裂化温度：400-500400-500 加入一定的催化剂加入一定的催化剂6127 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 二、卤素对甲烷的相对活性二、卤素对甲烷的相对活性 一、烷烃的氯代反应历程一、烷烃的氯代反应历程 三、烷烃对卤代反应的相对活三、烷烃对卤代反应的相对活性与烷基自由基的稳定性性与烷基自由基的稳定性 6227 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 一、烷烃的氯

35、代反应历程 实验事实：实验事实：a 甲烷和氯气在甲烷和氯气在室温下和暗处室温下和暗处可以长期保存而并可以长期保存而并不起反应不起反应。 d若将若将Cl2先用光先用光照射，然后照射，然后迅速在黑暗中与甲烷混合迅速在黑暗中与甲烷混合，则发生则发生氯代反应氯代反应。 b在暗处，若在暗处，若温度高于温度高于250时，反应时，反应立即发生立即发生。c在室温有在室温有紫外光的照射紫外光的照射下，反应下，反应立即发生立即发生。 e.若将若将氯气照射后氯气照射后，在，在黑暗中放置一段时间，然后与甲黑暗中放置一段时间，然后与甲烷混合烷混合，反应又不发生。，反应又不发生。 1.甲烷的氯代历程甲烷的氯代历程63Cl

36、2Cl2242.5 KJ/mol+HH3CCH3H435.1 KJ/molCH4+HCl +ClCH3+Cl2ClCH3CH3Cl+HCl +Cl2+HClH2CClCH2Cl2CH2ClCH2Cl+Cl27 烷烃卤代反应的历程 一、烷烃的氯代反应历程 历程历程链的引发阶段链的引发阶段 链的增长阶段链的增长阶段 64+HCl +Cl2+HCl2HCClCHCl3CHCl2+ClCHCl2+HCl +Cl2+HCl3CClCCl4+ClCCl3CCl3+Cl2+CH3CH3ClCH3ClCH3CH3Cl+CH3Cl27 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 一、烷烃的氯代反应历程 链的终止：链的

37、终止： 6527 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 一、烷烃的氯代反应历程 链引发链引发：吸收能量并产生活泼粒子，游离基。：吸收能量并产生活泼粒子，游离基。2.一般烷烃的卤代历程一般烷烃的卤代历程 链终止链终止：活泼粒子被消耗而不再产生。：活泼粒子被消耗而不再产生。 链增长链增长：这一阶段有一步或多步，每一步都消耗一个：这一阶段有一步或多步，每一步都消耗一个活泼粒子，而又产生另一个活泼粒子。活泼粒子，而又产生另一个活泼粒子。6627 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 二、卤素对甲烷的相对活性 1. F2 Cl2 Br2 （ I2） CH3FCH3ClCH3Br CH3I键能键能(KJ/

38、mol ) 447.7 351.4 292. 234.3 6727 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 2. 甲烷氯代反应的能量变化甲烷氯代反应的能量变化 二、卤素对甲烷的相对活性 断裂键需吸收的能量：断裂键需吸收的能量： 435.1 + 242.5 = 677.6 KJ/mol (H 0) 形成键放出的能量：形成键放出的能量： -（431.0 + 351.5 = -782.5KJ/mol (H 0)反应热反应热 H = 677.6 - 782.5 = -104.9 KJ/mol+ClCH3HClH3CClH+Cl键能键能(KJ/mol) 435.1 242.5 351.4 431.0682

39、7 烷烃卤代反应的历程烷烃卤代反应的历程 三、烷烃对卤代反应的相对活性与烷基自由基的稳定性 1.游离基和稳定性次序游离基和稳定性次序 3Me3C 2Me2CH 1CH3CH2 CH32. 解释解释 从键的离解能来分析从键的离解能来分析+CH3H435.1 KJ/molCH3HCH3CH2HCH2CH3+ H410.0 KJ/molCH3CH2CH2HCH2CH2CH3+ H410.0 KJ/molCH3CHCH3HCH3CHCH3+ H397.5 KJ/molCH3CCH3CH3HCH3CCH3CH3+ H380 KJ/mol 从活化能分析从活化能分析 从结构分析从结构分析返回6928 过渡态理论过渡态理论一、能量曲线一、能量曲线 二、几个基本概念二、几个基本概念 三、分析能量曲线图三、分析能量曲线图7028 过渡态理论过渡态理论一、能量曲线 例如，在下列基元反应中：例如，在下列基元反应中：AB-CA-BC+AB-CA-BC+ABC始态(反应物)终态(产物)过渡态7128 过渡态理论二、几个基本概念 1.过渡态：是过渡态：是反应物过渡到产物反应物过渡到产物的的中间状态中间状态，不是不是一个独立存在的化合物一个独立存在的化合物，它极不稳定它极不稳定，目前还不能分，目前还不能分离出来加以研究，甚至有些还不能证明其存在。离出来加以研究