第二章 烷烃

第二章 烷烃

掌握烷烃的通式、同系列、结构式的书写方法及构造异构体；

§2-1 烷烃的通式和构造异构

1、烷烃的通式、同系列及构造；

2、天干顺序

烷烃的通式、同系列及构造式的书写；

讲解为主

P12习题2、3

多练习构造式的书写，抽背天干顺序

第二章 烷烃

有机化合物里，有一大类物质是仅由C、H两种元素组成的，这类物质总称为烃，也叫碳氢化合物。甲烷是烃类里分子组成最简单的物质。

由于烃分子中碳原子相互连接的方式不同，烃类化合物可分为链烃和环烃两大类：

链烃（脂肪烃） 环烃 （烃分子中碳原子以开链结合）

饱和烃 烷烃 环烷烃

不饱和烃 烯烃、炔烃 环烯烃、环炔烃、脂环烃、芳香烃

所有的烃都不溶于水

烷烃是只有碳碳单键和碳氢键的链烃，是最简单的一类有机化合物。烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链)外，其余化合价全部为氢原子所饱和，即每个碳原子都是四价的，所以又称为饱和烃或石蜡烃。

§2-1 烷烃的通式和构造异构

一．烷烃的通式和同系列

前面我们讲了构造式（分子间原子相互链接的顺序和方式）及

表示方法，见P8很显然我们如果用分子式来表示有机物是不行的.

我们知道甲烷是最简单的烷烃，在自然界中还存在大量的与甲烷结构相似的烷烃，分别叫着乙烷、丙烷、丁烷等（以正烷烃为例）如表：

名称 化学式 甲烷 CH4 结构简式 CH4 乙烷 C2H6 CH3CH3 丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 丁烷 C4H10 CH3(CH2)2CH3 结构式

戊烷 C5H12 癸烷 C10H22 十七C17H36 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)15CH3 略 略 烷 【总结】 ①碳原子间以碳碳非极性共价键—单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合。

小结：以上各结构中，每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到”饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。

②分子间相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团，分子间不相邻两个烷烃在分子组成上相差若干个CH2原子团。

小结：在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的一系列化合物称为同系列，同系列中的化合物互相称为同系物。如烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等，它们互为同系物。CH2称为系差，同系物的化学性质相似，物理性质随分子量的改变成规律性变化。

（3）通过烷烃之间相差”

“原子团，如果把碳原子数定为n，

。.

则氢原子数为2n+2，得出烷烃的通式：

二、天干地支 1.天干

（甲）象草林破土而萌，阳在内而被阴包裹。又有认为，甲者铠甲也，把万物冲破其甲而突出了。

（乙）草木初生，枝叶柔软屈曲伸长。乙者轧也。

（丙）丙，炳也，如赫赫太阳，炎炎火光，万物皆炳然著见而明。 （丁）壮也，草木成长壮实，好比人的成丁。 （戊）茂也，象征大地草木茂盛。

（己）起也，纪也，万物仰屈而起，有形可纪。 （庚）更也，秋收而待来春。

（辛）金味辛，物成而后有味。又有认为，辛者新也，万物肃然更改，秀实新成。

（壬）妊也，阳气潜伏地中，万物怀妊。

（癸）揆也，万物闭藏，怀妊地下，揆然明芽。 2.地支

（子）孽也，草木生子，吸土中水分而出，为一阳萌的开始。 （丑）纽也，草木在土中出芽，屈曲着将要冒出地面。

（寅）演也，津也，寒土中屈曲的草木，迎着春阳从地面伸展。 （卯）茂也，日照东方，万物滋茂。

（辰）震也，伸也，万物震起而生，阳气生发已经过半。 （巳）起也，万物盛长而起，阴气消尽，纯阳无阴。

（午）仵也，万物丰满长大，阳起充盛，阴起开始萌生。 （未）味也，果实成熟而有滋味。 （申）身也，物体都已长成。

（酉）老也，犹也，万物到这时都犹缩收敛。 （戌）灭也，草木凋零，生气灭绝。

（亥）劾也，阴气劾杀万物，到此已达极点。

第二章 烷烃

掌握碳原子类型、烷基；

2、熟悉烷烃的习惯命名法和衍生命名法

§2-2 烷烃的命名法（一）

1、碳原子的分类及烷基； 2、烷烃的习惯命名法

1、碳原子的分类及烷基； 2、烷烃的习惯命名法

讲解为主

补充练习题

判断标注碳原子类型

复习：烷烃的通式、结构式、天干 引入：有机物的特性——种类多

§2-2 烷烃的命名

我们以甲烷为代表，主要讨论了烷烃的组成和结构。我们知道有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的异构体，若没有一个完整的命名方法来区分各个化合物，在文献中会造成极大的混乱，因此学习每一类化合物的命名是有机化学的一项重要内容。

一、碳原子的类型

分析下面烷烃分子中碳原子和氢原子的连接情况:

。1 C伯碳，。2 C仲碳，CH3。4 C季碳，CH3。1 C伯碳，CH3-C-CH2-CH-CH3CH3。3 C叔碳，

在烃分之中根据碳原子的数目及位置，通常把：

与一个碳相连的碳原子叫做伯碳原子（或一级碳原子，用1°表示） 与两个碳相连的碳原子叫做仲碳原子（或二级碳原子，用2°表示） 与三个碳相连的碳原子叫做叔碳原子（或三级碳原子，用3°表示） 与四个碳相连的碳原子叫做季碳原子（或四级碳原子，用4°表示） 连在伯碳上氢原子叫伯氢原子(一级氢，1°H) 连在仲碳上氢原子叫仲氢原子(二级氢，2°H) 连在叔碳上氢原子叫叔氢原子(三级氢，3°H) 不同类型的氢原子的反应性能有一定的差别。 二、烷基：

烷烃分子失去一个氢原子后所剩余的原子团称为烷基。烷基的通式为CnH2n+1一般用\"R-\"表示，烷基的名称是从相应的烷烃的名称衍生出来的。 和烷烃一样，当碳原子数大于二时，基团同样具有异构结构，下表一些常见烷基的名称：

烷基 普通命名法 IUPAC命名 —CH3 —C2H5 甲基 乙基 甲基 乙基

丙基 1-甲基乙基 1-甲基丙基 2-甲基丙基 1-甲基丙基 1, 1-二甲基乙基 戊基 3-甲基丁基 —CH2C(CH3)3 新戊基 2, 2-二甲基丙基 烷烃分子从形式上去掉两个氢原子所剩下的基团叫做亚烷基。 如：

—(CH2)2CH3 —CH(CH3)2 —(CH2)3CH3 —CH2CH(CH3)2 —CH(CH3)CH2CH3 —C(CH3)3 —(CH2)4CH3 —(CH2)2CH(CH3)2 正丙基 异丙基 正丁基 异丁基 仲丁基 叔丁基 正戊基 异戊基 CH2亚甲基CHCH3亚乙基C(CH3)2亚异丙基-CH2CH2--CH2CH2CH2CH2CH2CH2-

1,2-亚乙基1,6-亚己基或二亚乙基 或六亚己基

烷烃分子从形式上去掉三个氢原子所剩下的基团叫做次烷基。

三、 习惯命名法

要点： 1、含1~10个碳的烷烃，称为“某烷”，“某”为词首，采用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，从11个碳开始起用中文数字十一、十二、十三、……，词尾为“烷”。

CH3(CH2)10CH3 CH3CH2CH2CH2CH3

戊烷十二烷

2、为区分同分异构体，通常：

（1）用“正”表示直链的烷烃，根据碳原子数目命名为正某烷。 碳原子数目为1～10个的用天干名称甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，碳原子数目在10个以上的，则用小写中文数字表示。例如：

（2）用“异”表示末端具有(CH3)2CH－结构的烷烃。例如：

（3）用“新”表示末端具有(CH3)3C－结构的含5、6个碳原子的烷烃。例如：

显然这种命名方法无法适用六碳以上烷烃的复杂的异构体的命名，如己烷还可以写出以下两个个异构体，而七碳以上烷烃的异构体更多。

因此，我们是不可能采用这种加各种词头的方法进行命名，需要一个系统的命名方法。不过，简单的烷烃以及相应的烷基名称在系统命名中是常用的。

四、衍生命名法

以甲烷为母体; 即把烷烃看成甲烷中氢原子被其他烷基取代的的衍生物，选择取代基最多的碳为甲烷的碳原子。 例如: CH3CH3CHCH2CH3 CH3CCH3 CH3CH3

二甲基乙基甲烷四甲基甲烷

当取代基不同时，一般按照烷基立体化学中的次序规则，由优先基团到不优先基团排列，基团次序：甲基<乙基<丙基<丁基<<异丁基<异丙基<仲丁基<叔丁基。

如：

甲基乙基异丙基甲烷

显然，虽然该命名法能清楚地表示出分子的构造，但衍生物命名法适用于简单化合物，对复杂结构的烷烃就难以采用。如:

_CH3CH2CH2CHCH2 CHCH2CH2CH2CH3 CH2CH3CH CH2CH3 CH3

第二章 烷烃

掌握烷烃同分异构体的书写

§2-2 烷烃的命名法（二）

烷烃的同分异构体

同分异构体的书写

讲解为主，模具演练

补充练习题

复习：1、碳原子种类 2、烷基

3、烷烃的习惯命名法

引入：有机物的特性——异构现象明显

烷烃的同分异构现象

在烷烃同系列中，甲烷、乙烷、丙烷只有一种结合方式，从丁烷起分子中碳原子的排列方式开始出现不同：

加到链端C-H间正丁烷 HHHHHHCCCCH（沸点-0.5℃， -C-HHHHHHH熔点 -138.3℃） HHCCCH 异丁烷 HHHHHH加到中间碳 C-H 间 HCCCH（沸点-11.73℃，

熔点 -159.4℃） HCHHH H像这样，我们把分子式相同，而构造不同的异构体称为构造异构体。而这种现象称为构造异构现象。实质上是由于碳链构造的不同而产生的所以往往又称为碳链异构体（Skeletal isomer）。

用同样的方法，由两种丁烷可异构出三种戊烷 C-H间 加到链端 CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷 b.p 36.1℃ -CH2-CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH-CH3异戊烷 b.p 28℃ CH3C-H间 加到链端

3-CH2-CH-CH3-CH2-CHCH3C-H间加到中间碳 CH3 CH3CCH3新戊烷 b.p 9.5℃CH3

构造异构现象是有机化学中普遍存在的异构现象的一种，随着碳原子数目的增多，碳原子间就有更多的连接方式，异构体的数目也增多。见表2-1，己烷有五个同分异构体，庚烷有9个，辛烷有18个，而癸烷有75个，二十烷有366319个。

书写技巧：先写最长链；然后从最长链减少一个碳原子作为取代基，在剩余的碳链上连接，即主链由长到短，支链由整到散，位置由中心排向两边 以戊烷（C5H12）为例：

（1）先写出最长的碳链：C-C-C-C-C 正戊烷 （氢原子及其个数省略了）

4C3C2C|C1C1C2C|C3C4C （2）然后写少一个碳原子的直链：（）

（3）然后写少二个碳原子的直链 ：CH3C(CH3)2CH3 （4）最后所有碳原子加氢形成四条键的饱和烷烃 戊烷：

CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CCH3°)(b.p, 36.1°(b.p, 28 )°(b.p, 9.5 )CH3ÕýÎìÍéÒìÎìÍéÐÂÎìÍé

练习：写出下列烷烃的同分异构体 C6H14:

CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

CC7H16:

CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

第二章 烷烃

熟练掌握烷烃的系统命名法

§2-2 烷烃的命名法（二）

烷系统命名法

烷系统命名法

讲解为主

P12习题5、6、7

多加练习

复习：烷烃的异构现象及异构体的书写 引入：怎么区分不同结构的烷烃呢？

三、系统命名法

12年在瑞士日内瓦召开的国际纯粹与应用化合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，简称IUPAC）上制定了一套系统命名法（systematic nomenclature），也称为IUPAC命名法（IUPAC nomenclature）。以后不断有些修订。

系统命名中，一个化合物的名称由三个部分组成，首先是确定母体（主链）名称，然后是给母体碳链编号，从而确定取代基的名称与位次，最后再给立体异构体的构型给出标识。例如，下列结构的烷烃与名称对应如下：

IUPAC规定了烷烃的命名原则如下： 一）、直链烷烃的命名

直链烷烃命名与习惯命名一样，只是不需加正字，根据碳原子数叫“某烷”。

二）、支链烷烃的命名 1． 选择主连（母体）

（1） 选择含碳原子数目最多的碳链作为主链，其它的则为支链，支链作为取代基。

找主链的方法： CH

3

CH3 CH2 CH C CH2 CH2 CH3

CH3 CH3

1、改写成C骨架；

2、注意十字路口和三岔路口；

3、通过观察找出能使“路径”最长的方向

C C C C C C C C C C （2） 分子中有两条以上等长碳链时，则选择支链多的一条为主链。

例如：

CH-CH CH CH CH2-CH3 32CH2CHCH3选择错误 CH3CH3 选择正确练习：

CH3CH3-CH2-CH CH CH CH-CH3CH3CH2CH3选择正确CH2CH3选择错误2． 碳原子的编号

(1) 从最接近取代基的一端开始，将主链碳原子用1、2、3……编号 26编号正确5134678编号错误21345 CCCCCC3CCCCCCCC5876C4C21编号正确6C C21编号错误 C

（2）从碳链任何一端开始，第一个支链的位置都相同时，则从较简单的一端开始编号。

例如： 1 2 3 4 5 6 7 编号正确 CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3

7 CH3 CH2-CH3 1 编号错误 练习：

（3） 若第一个支链的位置相同，则依次比较第二、第三个支链的位置，以取代基的系列编号最小（最低系列原则）为原则。

1 2 3 4 5 6 7 8 编号正确

例如： CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH-CH3

8 CH3 CH3 CH3 1 编号错误

CH36543212，2，3，5-四甲CH3CHCH2CHCCH3(2)(3)(4)(1)(5)(6)基己烷

CH3CH3CH3

CH3 1110981327654CHCHCHCHCCHCHCHCH CH323222 CH

CH3CH3CH3CH3CH3

2，3，7，7，8，10-六甲基十一烷（而不是2，4，5，5，9，10-六甲基十一烷）

练习：

（4）如果两个不同取代基所取代的位置按两种编号法位号相同时，则给较不优先的基团以小编号

例如4-丙基-9-异丙基十一烷和3-甲基-4-乙基己烷

3．烷烃名称的写出

A 将支链（取代基）写在主链名称的前面 B 取代基按“次序规则”小的基团优先列出

烷基的大小次序：甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<

异丙基。

同位素中质量高的优先。I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>H C 相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二,三……标出。

D 表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和取代基名称之间要用“半字线”隔开。

E、如果含有几个相同的支链，则在支链名称前加上二、三、四等中文数字表明支链的数目，而表明支链位置的几个阿拉伯数字之间应加逗号。如有几个不同的支链取代基，其顺序在中文命名中按照“顺序规则”，顺序较优先的取代基放在后面。

例如：

CH3 CH CH CH CH2 CH3主链 CH3CH2CH3 CH3

2，4-=甲基-3-乙基己烷练习：

烷烃系统命名法的步骤歌诀： ①选主链，称某烷 ②编号位，定支链 ③取代基，写在前，注位置，用短线 ④不同基，简到繁，相同基，合并算 烷烃的系统命名法使用时应遵循两个基本原则： ① 最简化原则， ② ②明确化原则，主要表现在一长一近一多一小，即“一长”是主链要长，“一近”是编号起点离支链要近，“一多”是支链数目要多，“一小”是支链位置号码之和要小，这些原则在命名时或判断命名的正误时均有重要的指导意义。 习题：用系统命名法命名下列化合物：

1.2，3，3，4-四甲基戊烷

2. 3-甲基-4-异丙基庚烷

3. 3，3-二甲基戊烷

4. 2，6-二甲基-3，6-二乙基辛烷

5. 2，5-二甲基庚烷

6. 2-甲基-3-乙基己烷

7. 2，2，4-三甲基戊烷

8. 2-甲基-3-乙基庚烷

例：下列命名中错误的是哪个，分析产生错误的原因。

第二章 烷烃

1、掌握烷烃的化学性质；

2、识记烷烃的物理性质； 3、了解烷烃的重要来源

§2-5 烷烃的物理性质 §2-6 烷烃的化学性质

§2-7烷烃的来源

1、烷烃的物理性质变化规律 2、烷烃的化学反应

烷烃的取代反应和裂化反应

演示实验 归纳讲解为主

P12习题5、6、7、8

本知识点只做简单介绍

复习：烷烃的系统命名

引入：结构决定性质，烷烃的理化性质有哪些呢？

§2-5 烷烃的物理性质

有机化合物的物理性质通常包括化合物的状态、熔点、沸点、比重、折光率、溶解度、旋光度，这些物理常数是用物理方法测定出来的，可以从化学和物理手册中查出来。

烷烃分子是完全由共价键连结而成的链烃，碳原子和氢原子的电负性相差不大，C—C键没有极性，C—H键极性也很小，因此，烷烃分子一般没有或仅有很小的极性，分子间主要由范氏力产生引力，范氏力很弱，作用距离也很短，仅在分子的表面上产生。我们知道，随着分子量的增加，烷烃的物理性质成规律性的变化，由表2-2可以看出：

一、 状态

在室温和一个大气压下，烷烃均为无色物质，有一定的气味， C1~C4的烷烃为气态，C5~C16的烷烃为液态，C17以上的烷烃为固态。

二、 沸点

1、随碳原子数的递增，直链烷烃的沸点依次升高。如P20图2-11 例：见书乙烷的沸点比甲烷大73.5℃, 十二烷比十一烷大20℃ 2、原子数相同时，支链越多，沸点越低。见书P20表2-3 例：丁烷：正 异 新

原因： 沸点的高低与分子间引力--范德华引力（包括静电引力、诱导 力和色散力）有关。烃的碳原子数目越多，分子间的引力就越大。支链增 多时，使分子间的距离增大，分子间的力减弱，因而沸点降低。

三、 熔点（和沸点一样）

1．正烷烃的熔点随着相对分子质量的增加而增加；如图

偶碳数与奇碳数的熔点在 C 数--熔点曲线图上呈两条线，偶碳数的在上 面，奇碳数的在下面，随着 C 数增加，两条线接近。 2．分子的对称性越大，熔点越高。

3、原子数相同时，支链越多，沸点越低。

四、 相对密度（比重）

烷烃比水轻，其密度都小于1g·ml。随着相对分子质量的增大，密度逐渐增加，但增值逐渐减小，其极限值大约0.80g·ml。 CH3CH2CH2CH2CH3 戊烷 0.6262 (CH3)2CHCH2CH3 异戊烷 0.6201 (CH3)4C 新戊烷 0.6135 五、 溶解性

烷烃不溶于水，但能溶于有机溶剂，在非极性有机溶剂中的溶解度比在极

性溶剂中溶解度大。

六、折射率

折射率是光通过空气和介质的速度比。因为光通过介质的速度比通过空气要慢得多，因此折射率总是大于1。直链烷烃的折射率随着碳链增长而增大。

由于折射率的大小与化合物结构有关，在一定波长的光和一定温度条件下测得的折射率，对一定的化合物是一个常数。所以可用测定折射率的方法鉴定液态烷烃。

在一定条件下，这些物理常数是固定的，因此物理性质是鉴定未知化合物的常用数据。如P20

第四节 烷烃的化学性质

由于烷烃不含官能团，其化学性质很稳定（特别是正烷烃）。在一般条件下（常温、常压），与大多数试剂如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂及金属钠等都不起反应，或反应速度极慢。

原因： （1） 其共价键都为σ键，键能大 C-H 390~435KJ/mol C-C 345.6KJ/mol

(2) 分子中的共价键不易极化（电负性差别小），所以一般为自

由基反应。

但稳定性是相对的、有条件的，在一定条件下（如高温、高压、光照、催化剂），烷烃也能起一些化学反应。

一、卤代反应

烷烃的氢原子被卤素取代生成卤代烃的反应称为卤代反应。通常是指氯代或溴代。

1．甲烷的氯代反应

黑暗中 不发生反应 CH4Cl2强烈日光4HCl + C猛烈反应爆炸

在紫外光漫射或高温下，甲烷易与氯、溴发生反应。 漫射光CH4Cl2CH3ClHCl 甲烷的卤代反应较难停留在一元阶段，氯甲烷还会继续发生氯化反应，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。然后利用沸点的不同，常采用精馏的方法见他们分离开。

CH3Cl ＋Cl2 CH2Cl2 ＋ Cl2

CH2Cl2 ＋HCl CHCl3 ＋ HCl

CHCl3 ＋ Cl2 CCl4 ＋ HCl

若控制一定的反应条件和原料的用量比，可得其中一种氯代烷为主要的产物。

比如 甲烷 ：氯气 = 50 ：1 （400~450℃时）CH3Cl占98% = 1 ：50 （400℃时）主要为CCl4 卤化反应的机理

研究反应所经历的过程或途径叫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。

研究反应机理的目的是认清反应的本质，掌握反应的规律，从而达到控制和利用反应的目的。

反应机理是根据大量反应事实做出的理论推导，是一种假说。对某一个反应可能提出不同的机理，其中能够最恰当地说明实验事实的，被认为是最可信的，而那些与实验事实不太相符的机理则需要进行修正或补充。因此，反应机理是在不断发展的。此外，并不是对所有的反应目前都能提出明确的反应机理，但烷烃的卤代反应机理是比较清楚的。

就甲烷的反应而言，该反应是自由基反应（自由基反应大多可被光照、高温、过氧化物所催化，一般在气相或非极性溶剂中进行。例如：烷烃的氧化和裂化都是自由基反应。），其历程包括了三的阶段：

链引发能量Cl Cl +：Cl + Cl氯原子（氯自由基） 链引发的特点是：只产生自由基不消耗自由基。

Cl + H CH3 HCl + CH3链增长

甲基自由基，有未成对电子，活泼，可与Cl2反应夺取一个Cl原子，生成CH3Cl和Cl

循环进行… …，理论上只要有两种反应物存在就可以无限进行下去。

链增长的特点是：消耗一个自由基的同时产生另一个自由基。

在游离基反应中，虽然只有少数游离基就可以引起一系列反应，但反应不能无地进行下去。因为随着反应的进行，氯气和甲烷的含量不断降低，游离基的含量相对增加，游离基之间的碰撞机会也增加，产生了游离基之间的结合，导致反应的终止。

CH3 + Cl Cl CH3Cl + Cl

Cl + Cl链终止Cl2CH3CH3CH3ClCH3 + CH3Cl + CH3

链终止的特点是：只消耗自由基而不再产生自由基。

只有在大量甲烷存在时才能得到一氯甲烷为主的产物。当CH3Cl达到一定浓度时，·Cl可与之反应，生成CH2Cl2，进而有CHCl3、CCl4生成。所以最终产物总是四种卤代物的混合物。

P24练习10

2．其他烷烃的氯代反应

反应条件与甲烷的氯代相同（光照），其它烷烃因结构不同，产物更为复杂，得到各种一氯代或多氯代产物,而且卤化反应发生的难易程度不同，卤代的位置也各

异。所以通过分析卤代产物的组成，可以估计伯、仲、叔氢的相对活性。以一卤代物为例：

如：

CH3CH2CH3 + Cl2CH3CH2CH2Cl + CH3CHClCH3 + HCl

Õý±û»ùÂÈ43% Òì±û»ùÂÈ57%

¢ñ¨£ £©ò¨¢£ £©

丙烷分子中有六个伯氢和两个仲氢，氯游离基与伯氢相遇的机会为仲氢的三倍，但一氯产物中2-氯丙烷反而比1-氯丙烷多，说明仲氢比伯氢活性大，更容易被取代。伯氢与仲氢的相对活性为：

伯氢45/6=1:3.8= 55/2仲氢hn

氯与异丁烷的一氯反应也生成两种产物，产物比例如下： CH3CH3CH3光 CH3CH+CH3CClCH3CH+Cl2或 CH3CH2ClCH3

2甲基22甲基1氯丙烷异丁烷

37%63%

伯氢与叔氢的相对活性为：

氯丙烷63/9

=1:5=37/1仲氢

结果表明：仲氢活性是伯氢的3.8倍，叔氢活性是伯氢的5倍。烷烃中各种氢的活性顺序为：叔（3°）氢＞仲（2°）氢＞伯（1°）氢。

上述结论可由键的离解能或游离基的稳定性加以解释。不同类型氢的离解能不同， 3°氢的离解能最小，故反应时这个键最容易断裂。所以三级氢在反应中活性最高。

CH3H434.7kJ molCH3+H

CH3CHCH3CH3CHCH3+H397kJ mol

H

CH3CH3

CH3CHCH3C+H380.4kJ mol

CH3CH3

从游离基的稳定性来说，稳定性次序为：3°R•>2°R•>1°R•>CH3• 。一般来讲，游离基越稳定，越容易生成，其反应速度越快。由于大多数游离基只在反应的瞬间存在，寿命很短，所以稳定性是相对的。

P24练习11

3、溴代反应

溴代反应与氯代反应相似，也要在光照或高温下才能进行，并生成相应的溴代产物。但是烷烃的溴代反应比氯代反应慢得多，生成相应的溴代物的比例也不同。例如丙烷和异丁烷的溴代反应如下：

4、其他卤素的取代反应。

氟代反应非常猛烈，是强放热反应，以致反应难以控制，会引起爆炸，所以在实际应用中用途不大。 碘代反应是吸热反应，不利于烷烃碘代反应的进行，同时生成的碘化氢是还原剂，可把碘代烷还原成原来的烷烃： CH4 ＋ I2

CH3I ＋ HI

若使反应顺利进行，必须加入氧化剂破坏生成的碘化氢。

因此，烷烃的卤代反应通常是指氯代和溴代。

卤素与烷烃反应的相对活性次序：F2＞Cl2＞Br2＞I2。

二、氧化 1．燃烧

烷烃在空气中充分燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量的热能。如：

3n+1 燃烧CHO2nCO2 + (n+1)H2O + 热能(Q)n2n+2 2

1 C6H14 + 9 O26CO2 + 7H2O + 4138KJ/mol2

这是汽油、柴油作为内燃机燃料的基本变化和根据。例如： CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O +0 KJ/ mol

C8H18 + 25 O2→ 8CO2 + 9H2O2+5440 KJ/ mol 如果O2的量不足，就会产生有毒气体一氧化碳（CO），甚至炭黑（C）。 以甲烷为例：

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O O2供应不足时，反应如下：

CH4 + 3/2 O2 → CO + 2 H2O （这就是煤气中毒的原因） CH4 + O2 → C + 2 H2O

分子量大的烷烃经常不能够完全燃烧，它们在燃烧时会有黑烟产生，就是炭黑。汽车尾气中的黑烟就是这么一回事。

2 、控制氧化

烷烃常温下对一般氧化剂不发生反应，但在一定条件下，也可以被氧化，生成含碳原子数较原来烷烃少的醇、醛、酮、羧酸等，反应产物复杂。

例如，在KMnO4、MnO2或脂肪酸锰盐作用下，用空气或氧气氧化高级烷烃（如石蜡—约含C20～C30的烷烃）可制得高级脂肪酸。其中C10～C20的脂肪酸可代替天然油脂制肥皂等。

10MPa,200℃,Cu

CH4 +1/2O2 CH3OH

NO, 600℃

CH4 + O2 HCHO + H2O

MnO2, 120℃, 20大气压

RCH2－CH2R’+ O2 RCOOH + R’COOH

这是工业上用高级烷烃制备高级脂肪酸的常用方法。 三、 热裂反应

在高温及没有氧气的条件下使烷烃分子中的C-C键和C-H键发生断裂的反应称为热裂反应。

由于裂化反应是大分子烃在高温、高压或有催化剂的条件下，成小分子烃的过程，属于消除反应，因此烷烃的裂化总是生成烯烃。如十六烷(C16H34)经裂化可得到辛烷(C8H18)和辛烯(C8H16)。

例如： (1)(1)CH3-CH=CH2 + H2

CH3CHCH2(2)丙烯 (2)HH CH4 + CH2=CH2

乙烯 CH2=CHCH2CH3+CH3CH=CHCH3+H2 热裂CHCHCHCHCH2=CHCH3+CH43223

CH2=CH2+CH3CH3甲烷的裂化反应只发生在C-H键，生成炭黑。

热裂化反应根据生产目的的不同可采用不同的裂化工艺。

1、热烈化

利用裂化反应，在一定程度上可以提高汽油的产量和质量，如炼油工业中利用加热的方法，将原油中含碳原子较多的烷烃(碳原子一般在8个以上)断裂成更多汽油所含的成分。

2、深度裂化（裂解）

1）目的： 主要是得到基本化工原料（乙烯，丙烯，丁二烯，乙炔） 2）裂化温度 800~1100℃

在工业中，深度的裂化叫做裂解，裂解的产物都是气体，称为裂解气。不同的石油馏分在不同的条件下进行裂解，可以得到某些低级烯烃为主的裂解产物。 3、催化裂化

a) 目的：提高汽油的产量和质量（生产高辛烷值的汽油） b) 裂化温度 400~500℃ c) 加入一定的催化剂 练习：写出下列物质的裂化反应： C8H18 → C4H10 + C4H8 C8H18 →C4H8+ C2H6 + C2H4 C8H18 →C4H8+ C3H6 + CH4 C8H18 →2 C2H4+ C3H6 + CH4 C4H10 → C2H6 + C2H4 C4H10 → C3H6 + CH4

§2-7 烷烃的来源及重要的烷烃

烷烃的来源主要是石油和天然气. 煤作为一种烃的后备来源。 一、天然来源 1、石油

石油是由古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的一种粘稠状液体。

从地下开采出来未经加工的石油称为原油. 颜色：黑褐色或深棕色, 常有绿色或蓝色荧光 状态：通常呈粘稠液体，溶有气态烃和固态烃

溶解性：不溶于水

密度：有特殊气味,比水轻,其密度小于1. 组成元素： C H O、S、N

化学成分：

原油的组成和质量因产地不同而有显著的差异,但主要是各种烃类的混合物,包括烷烃和环烷烃,个别产地还有芳烃及少量的含硫,含氧,含氮的有机化合物,但多数以烷烃为主.大多数石油中不含烯烃.因此,石油是烷烃的重要来源.

由于原油的组成不同,对加工产品的需要也不同,所以在石油炼制过程中,按照一定的温度范围,进行常压和减压蒸馏,把石油分成各种馏分.基本情况见表2-3.但表中所示的温度范围不是绝对的,常因生产情况和对产品质量的要求不同而有一定的变动.

2、天然气

天然气是蕴藏在地层内的可燃性气体,其主要成分是甲烷,也有少量的乙烷,丙烷,丁烷和戊烷等低级烷烃.有时也含有氮气,二氧化碳和硫化氢等气体.其组成随产地的不同,往往有很大的差别.

天然气按照甲烷的含量不同,分为干气(干性天然气)和湿气(湿性天然气).干气的主要成分为甲烷,通常含量达80～90%;湿气中的甲烷含量一般低于80%,其余为乙烷,丙烷,丁烷等.

常温时加压干气不能液化,湿气加压可部分液化成液化石油气.天然气是制造合成氨,乙炔,甲醇,尿素和炭黑等化工产品的重要原料,也可直接作为燃料.

煤是烷烃潜在的来源,现在正在寻找一些方法使煤经过氢化转变为汽油,燃料油和合成气,以解决目前世界上石油资源的紧缺状况.

3、煤

成分：有机物和无机物组成的复杂混合物

煤的气化：把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程 煤的液化把煤转化为液体燃料的过程 C + H2O == CO + H2 ——生产气体燃料

C + O2 == CO2 —— 提供必要的反应温度可生成CH4 甲醇、乙醇、醋酸、合成汽油等

第二章 烷烃

1、掌握烷烃的异构体书写 2、掌握烷烃的系统命名

第二章烷烃复习课

1、烷烃的异构体书写

2、烷烃的系统命名

1、烷烃的异构体书写

2、烷烃的系统命名

归纳练习为主

P12习题5、6、7、8

本次课为复习课，主要对该章烷烃的异构显现和系统命名内容总结练习，第六周国庆放假

复习：1、烷烃的通式、结构式、天干 2、烷烃同分异构体的书写 3、烷烃的命名法

引入：书写C5H14异构体及命名

课堂练习题： 一、写出结构式

1、正丁基、仲丁基、异丁基。 2

二、用系统命名下列化合物：

(6) (C2H5)2CHCH(C2H5)CH2CH(CH3)2

、叔丁基、叔戊基、新戊基。