《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返回图日录 第十讲一一饱和般 求漂要点>总总》业 1.就娅的斯理丝史化律 挖的氣代反应历狸 开始 3,不同H的活破性和不同X的递性 讲 4.环烃的化学性质
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 2、甲烷的氯代反应历程 1、烷烃的物理性质变化规律 3、不同H的活泼性和不同X的选择性 4、环烷烃的化学性质 开 始 讲 课 本课要点 总结 作业 返回总目录
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 第四章饱和烃 /饱和烃都是CC单键,连接最多的H。 不饱和烃CH4C2H6C3HC4H10 环烃了脂环烃CH2系差Cn12m+2通式 芳香烃 同系列相差n个CH2的一系列物质 本课标题 烷烃的物理性质变化规律 烷烃的来源和应用 、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
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 第四章 饱和烃 CH4 C2H6 C3H8 C4H10…… 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 √ √
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 烷烃的物理性质 ①是鉴定有机物的依据;②体现同系物的变化规律。 (1)沸点(bp)物质蒸汽压达到外压时的温度。 ①随含C数增加,沸点升高 p ②随含C数增加,沸点升高 趋势渐缓; ③支链沸点,小于直链 C数 解释:①烷烃是非极性分子,分子间作用力—色散力。 ②色散力与分子质量成正比。 ③CH2在不同分子中,引起的质量增加率不同。 ④支链增多,分子不易彼此靠近
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 一、 烷烃的物理性质 ①是鉴定有机物的依据；②体现同系物的变化规律。 （1）沸点(b.p.) ①随含C数增加，沸点升高； ②随含C数增加，沸点升高 趋势渐缓； ③支链沸点，小于直链。 解释：①烷烃是非极性分子，分子间作用力——色散力。 ②色散力与分子质量成正比。 ③CH2在不同分子中，引起的质量增加率不同。 ④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℃ b.p. 含C数
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 (2)熔点(mp)规则的晶体排列被破坏时的温度 ①偶奇数各循一条变化轨 迹,偶数较高。 m.p。 ②甲烷特高。 10-1 戊烷三种异构体 ③支链较小,对称特高。 含C数 伐戊烷)-1298℃;(异戊烷)-1599℃;(新戊烷)-168℃ 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。 (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
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 （2）熔点(m.p.) ①偶奇数各循一条变化轨 迹，偶数较高。 ③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 m.p. 含C数 . . . . . . . (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 ②甲烷特高。 10-1 戊烷三种异构体
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 二、烷烃的来源和应用 1、烷烃的来源 石油馏分 产品bp.(℃)成分 (1)天然气(C1-3为主)石油气<20C1 (2)石油(各类烷烃)汽油30-75c48 2、烷烃的裂化和异 石脑油75-190C6-12 构化反应 煤油190-250C10-16 (1)裂化—大分子 柴油250-350C1520 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
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 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 煤油 190-250 C10-16 柴油 250-350 C15-20 石脑油 75-190 C6-12 汽油 30-75 C4-8 石油气 ＜20 C1-4 产品 b.p. (℃) 成分 石油馏分
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 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。 CH+20 CO,+H2O△H(=890 kJ. mol-I n112n+2 +(3n+1o,→nCO2+(m+1)H2O△H 燃烧热 燃烧热的应用:正丁烷:-28782 kJ.mol-l支链越多,结 异丁烷:-2869.8 kJmol-构越稳定。 燃烧越热髙,说明体系能量越高,越不稳定
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 3、烷烃的氧化反应 CH4 + 2O2 CO2 + H2O CnH2n+2 + (3n+1) 2 O2 nCO2 + (n+1)H2O 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。 燃烧热 HC
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 烷烃的卤代反应及其反应历程 1、甲烷的氯代反应 氯甲烷二氯甲烷氯仿四氯化碳 C CH C2 C CHCI CHCI CHC CC +HCI +HCI +HCl +HCl 反应条件:漫射光或加热400-500℃ 几点反应事实: ①光照C2气和CH4气混合物,反应可以进行; ②光照Cl2气后,迅速和CH4气混合,反应可以进行; ③光照CH4气后,迅速和C2气混合,反应不能进行 ④光照Cl2气,延时再和CH4气混合,反应不能进行
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 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℃ Cl2 CH2Cl2 +HCl CHCl3 +HCl Cl2 Cl2 CCl4 +HCl Cl2 一氯甲烷 二氯甲烷 氯仿 四氯化碳 几点反应事实： ①光照Cl2气和CH4气混合物，反应可以进行； ②光照Cl2气后，迅速和CH4气混合，反应可以进行； ③光照CH4气后，迅速和Cl2气混合，反应不能进行； ④光照Cl2气，延时再和CH4气混合，反应不能进行
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 2、甲烷的氯代反应历程自由基取代反应 链引发(1)C1:CI光或热→2C氯自由基 链增长 (2)(1+或热一〔+{反复 (3)CH3+Cl2CH3C+C·进行 每一步都生新自由C链庋应 (4)Cl+CH2Cl→→CH2Cl+HCl (5)CH2C+C2 CHCh+cl 自由基之间相互碰撞 Cl.+ clo 链终止{C+CH3 CHC CH3+ CH3 CH3CH3
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 2、甲烷的氯代反应历程 （1）Cl︰Cl 光或热 2Cl• 氯自由基 （3）CH3 • + Cl2 CH3Cl + Cl • （2）Cl• + CH4 CH3 • + HCl 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 （5）CH2Cl• + Cl2 CH2Cl2 + Cl• （4）Cl• + CH3Cl CH2Cl• + HCl ——自由基取代反应 自由基之间相互碰撞 链终止 Cl• + CH3 • Cl• + Cl• CH3 • + CH3 • Cl2 CH3Cl CH3CH3 CH3︰H 光或热 CH3 • + H • ？ Cl• + CH4 CH3Cl + H • ？
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 3、甲烷氯代反应的能量变化 离解能(kJmo) ①能量变化是反应的基本动力 CHx-H435 ②断裂价键需要能量 生成价键—放出能量 CICI 243 ③需要的能量越少,放出的能 CH3C1349 量越多,反应越容易进行。 H-Cl 431 ?链引发,为什么不是CH13:H光或热→CHx+H CLCI(243)CH3CI(349)
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 3、甲烷氯代反应的能量变化 ？链引发，为什么不是CH3︰H 光或热 CH3 • + H • ？链增长，为什么不是 Cl• + CH4 HCl + CH3 • Cl• + CH4 CH3Cl + H • 离解能(kJ·mol-1 ) H—Cl 431 CH3—Cl 349 Cl—Cl 243 CH3—H 435 ①能量变化是反应的基本动力 ②断裂价键——需要能量 生成价键——放出能量 ∵Cl—Cl(243) ＜ CH3—H(435) ③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)
《有和化学》数学課件(76-04-1.0椒一第十辦 返者页 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 BrCH3CH2CH2正丙基溴43 CH3-CH2-CH3 Br3%)6 伯:仲≈1:4B2CH-HCH3异丙基溴57 伯:仲≈1:80 Br (97%) H H Br2CH3CH「H2异丁基溴64 CH-CH-CH Br(痕量) 伯:叔≈1:5Br2CH3C-CH3 叔丁基溴 36 伯:叔≈1:1600 1 Br (99%) Cl伯:仲:叔≈1:4:5 Br伯:仲:叔≈1:80:1600
《有机化学》教学课件(76-04-1.0版)—第十讲 返回首页 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 Cl2 Cl2 正丙基氯 (43%) 异丙基氯 (57%) Cl2 Cl2 CH3–CH–CH2 Cl CH3 异丁基氯 (64%) 叔丁基氯 (36%) CH3–CH–CH3 CH3 CH3–C–CH3 Cl CH3 CH3–CH2–CH2 Cl CH3–CH–CH3 Cl 伯︰仲 ≈ 1︰4 43 6 57 2 64 9 36 1 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 Br2 正丙基溴 (3%) 异丙基溴 (97%) Br2 Br 异丁基溴 (痕量) 叔丁基溴 (99%) Br Br Br Br2 Br2