2.6.3热裂反应 烷烃在隔绝空气的条件下进行的分解叫热裂反应 烷烃的热裂是一个复杂的反应。烷烃热裂可生成小分子烃,也可脱氢转变为烯烃和氢 CH2=CHCHCH3 CH3 CH=CHCH3 H 热裂 CH3CHCH2CH CH2=CHCH3 + CH CH2=CH+CH3 CH3 热裂反应主要用于生产燃料。近年来热裂已为催化裂化所代替,工业上利用催化裂化把 高沸点的重油转变为低沸点的汽油,从而提高石油的利用率,增加汽油的产量,提高汽油的 质量。 2.6.4取代反应 (1)卤代反应烷烃中的氢原子被其它元素的原子或基团所替代的反应称取代反应 被卤素取代的反应称为卤代反应 烷烃与氯气在光照或加热条件下,可剧烈反应,生成氯代烷烃及氯化氢。 光 CH Cl 一CHl+HC 甲烷氯代反应较难停留在一取代阶段。一氯甲烷可继续氯代生成二氯甲烷、三氯甲烷 四氯化碳。因此所得产物是氯代烷的混合物。 CH4光成入一CH1光成△光或△3光c 甲烷的氯代在强光的直射下极为激烈,以致发生爆炸产生碳和氯化氢 (2)游离基取代反应机理反应历程是研究反应所经历的过程,反应历程又称反应 机理,它是有机化学理论的主要组成部分。 2.7甲烷氯代反应历程 ①甲烷和氯气混合物在室温下及黑暗处长期放置并不发生化学反应。 ②将氯气用光照射后,在黑暗处放置一段时间再与甲烷混合,反应不能进行:若将氯 气用光照射,迅速在黑暗处与甲烷混合,反应立即发生,且放出大量的热量。 ③若将甲烷用光照射后,在黑暗处迅速与氯气混合,也不发生化学反应 从上述实验事实可以看出,甲烷氯代反应的进行与光对氯气的影响有关。首先,在光照 射下氯气分子吸收能量,使其共价健发生均裂,产生两个活泼氯原子(氯游离基) 光 20.链引发 氯游离基非常活泼,它夺取甲烷分子中的一个氢原子,生成甲基游离基和氯化氢 CH3+ HCl 基游离基与氯游离基一样活泼,它与氯气分子作用,生成一氯甲烷,同时产生新的氯 游离基 CH3.+ Cl: CI CH3C CI 新的氯游离基不但可以夺取甲烷分子中的氢,也可以夺取氯甲烷分子中的氢,生成氯甲 基游离基。如此循环,可以使反应连续进行,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化 碳等。这种由游离基引起的、连续循环进行的反应称游离基取代反应,又称链锁反应。 CHCI t cl CH,CI+ HCl CH,Cl +Cl, Cl -CH,Ch+cl C1·+CH2Cl2 ·CHCl+HC CHCh Cl: CI CHCL +c2.6.3 热裂反应 烷烃在隔绝空气的条件下进行的分解叫热裂反应。 烷烃的热裂是一个复杂的反应。烷烃热裂可生成小分子烃，也可脱氢转变为烯烃和氢。 热裂反应主要用于生产燃料。近年来热裂已为催化裂化所代替，工业上利用催化裂化把 高沸点的重油转变为低沸点的汽油，从而提高石油的利用率，增加汽油的产量，提高汽油的 质量。 2.6.4 取代反应 （１）卤代反应 烷烃中的氢原子被其它元素的原子或基团所替代的反应称取代反应。 被卤素取代的反应称为卤代反应。 烷烃与氯气在光照或加热条件下，可剧烈反应，生成氯代烷烃及氯化氢。 甲烷氯代反应较难停留在一取代阶段。一氯甲烷可继续氯代生成二氯甲烷、三氯甲烷、 四氯化碳。因此所得产物是氯代烷的混合物。 甲烷的氯代在强光的直射下极为激烈，以致发生爆炸产生碳和氯化氢。 （2） 游离基取代反应机理 反应历程是研究反应所经历的过程，反应历程又称反应 机理，它是有机化学理论的主要组成部分。 2.7 甲烷氯代反应历程： ① 甲烷和氯气混合物在室温下及黑暗处长期放置并不发生化学反应。 ② 将氯气用光照射后，在黑暗处放置一段时间再与甲烷混合，反应不能进行；若将氯 气用光照射，迅速在黑暗处与甲烷混合，反应立即发生，且放出大量的热量。 ③ 若将甲烷用光照射后，在黑暗处迅速与氯气混合，也不发生化学反应。 从上述实验事实可以看出，甲烷氯代反应的进行与光对氯气的影响有关。首先，在光照 射下氯气分子吸收能量，使其共价健发生均裂，产生两个活泼氯原子（氯游离基）。 氯游离基非常活泼，它夺取甲烷分子中的一个氢原子，生成甲基游离基和氯化氢。 甲基游离基与氯游离基一样活泼，它与氯气分子作用，生成一氯甲烷，同时产生新的氯 游离基。 新的氯游离基不但可以夺取甲烷分子中的氢，也可以夺取氯甲烷分子中的氢，生成氯甲 基游离基。如此循环，可以使反应连续进行，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化 碳等。这种由游离基引起的、连续循环进行的反应称游离基取代反应，又称链锁反应。 CH4 CH3CH2CH2CH3 CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 CH2=CHCH3 CH2=CH2 CH3CH3 + + + + H2 热 裂 CH HCl 4 + Cl CH3 + : 2Cl 光 Cl Cl CH + + 3 Cl : Cl CH Cl 3Cl CH4 + Cl + 2 光 或 CH3Cl HCl CCl CHC 4 l3 Cl2 Cl Cl2 2 CH2Cl 光 或 CH3Cl 光 或 2 光 或 光 或 Cl2 CH4 链引发 CCl4 CCl3 CCl + HCl 3 CHCl Cl + 3 + Cl CHCl + 3 + Cl : Cl + Cl : Cl CHCl2 CHCl + HCl Cl + CH2C 2 l2 CH + Cl 2Cl + 2 CH Cl : Cl 2Cl CH CH2Cl + 3Cl + Cl HCl Cl