,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。
③ CH2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
C10-16190-250煤油
C15-20250-350柴油
C6-1275-190石脑油
C4-830-75汽油
C1-4＜ 20石油气
成分b.p,(℃ )产品
石油馏分
,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 CH
2Cl2
+HCl
CHCl3
+HCl
Cl2 Cl2 CCl
4
+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 3? + ?？
Cl? + CH4 CH3Cl + H ?？
,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)
431H—Cl
349CH3—Cl
243Cl—Cl
435CH3—H① 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
Br
正丙基溴
(3 )
异丙基溴
9
Br
Br
异丁基溴
痕量
叔丁基溴
99Br
Br
Br
Br
Br
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
（ 1）不同 H的反应活性 30H＞ 20H＞ 10H
用离解能解释
CH3CH2CH2—H
CH3–CH—H
CH3
CH3–C—H
CH3
CH3
＞ 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
CH3CH2CH2?+ H?
CH3–CH?
CH3
+ H?
CH3—H CH3? + H?
CH3–C?
CH3
CH3
+ H?
需要的能量越少，放出的能量越多，反应越容易进行。
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
（ 2）不同 X的反应活泼性 F2＞ Cl2＞ Br2＞ I2
F? + CH3-H H-F+ CH3?
Cl? + CH3-H H-Cl + CH3?
Br? + CH3-H H-Br + CH3?
I? + CH3-H H-I+ CH3?
离解能 (kJ·mol-1)
366H—Br
431H—Cl
568H—F
435CH3—H
297H—I
-133
+4
+79
+138
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？
② X① CH3 XCH
3
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。
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
四、环烷烃的化学性质 ＜ ＜ ＜
697.1
686.2
664.0
658.6
662.3
……
658.6
环 丙 烷
环 丁 烷
环 戊 烷
环 已 烷
环 庚 烷
……
环十五烷
每个 CH2
的燃烧热名 称
1、环烷烃的燃烧热 2、环烷烃的开环反应
（ 1）催化加氢
CH3CH2CH3
CH3(CH2)2CH3
CH3(CH2)3CH3
H2
H2
H2
H2
Ni/40℃
Pt/300℃
Ni/100℃
×
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
（ 2）加 X2
（ 3）加 HX
CH2CH2CH2
BrBr
+ Br2 CCl4
(褪色 )
+ HBr CH3CH2CH2
Br
+ HBr CH3C－ CHCH2
CH3CH3
断裂连接
取代基最
多和最少
的键,H
加在含 H
多的 C上。
室温下只
有环丙烷
能反应
Br H
Br
Br
+ Br2
用于
鉴别
应该
断开实际
断开
生成更稳定的环
CH
CH
CH2
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
3、氧化反应
×+ KMnO4① 室温
②
HNO3(浓 )
O2
钴催化剂
?＞ 弯曲键 ＞ ?
–OH =O+
环己醇 环己酮
HOOC–(CH2)4–COOH 己二酸
4、取代反应 Cl2
光
Cl2
hv
Br2
hv
Cl
Cl
Br 选择取代叔 H
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
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，
即自由基所含能量越低，故越稳定。
断裂连接取代基最多和最少的键,H加在含 H多的
C上。
燃烧越热高，说明体系能量越高，越不稳定。
△ H =反应物 -产物 (-)—放热反应； (+)—吸热反应
放热反应容易进行
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
第十讲 ——作业
完成下列反应式
+ HBr2、
1,+ Br2 hv
+ H24,Ni
+ Br23、
+ Br25,光
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。
③ CH2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
C10-16190-250煤油
C15-20250-350柴油
C6-1275-190石脑油
C4-830-75汽油
C1-4＜ 20石油气
成分b.p,(℃ )产品
石油馏分
,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 CH
2Cl2
+HCl
CHCl3
+HCl
Cl2 Cl2 CCl
4
+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 3? + ?？
Cl? + CH4 CH3Cl + H ?？
,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)
431H—Cl
349CH3—Cl
243Cl—Cl
435CH3—H① 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
Br
正丙基溴
(3 )
异丙基溴
9
Br
Br
异丁基溴
痕量
叔丁基溴
99Br
Br
Br
Br
Br
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
（ 1）不同 H的反应活性 30H＞ 20H＞ 10H
用离解能解释
CH3CH2CH2—H
CH3–CH—H
CH3
CH3–C—H
CH3
CH3
＞ 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
CH3CH2CH2?+ H?
CH3–CH?
CH3
+ H?
CH3—H CH3? + H?
CH3–C?
CH3
CH3
+ H?
需要的能量越少，放出的能量越多，反应越容易进行。
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
（ 2）不同 X的反应活泼性 F2＞ Cl2＞ Br2＞ I2
F? + CH3-H H-F+ CH3?
Cl? + CH3-H H-Cl + CH3?
Br? + CH3-H H-Br + CH3?
I? + CH3-H H-I+ CH3?
离解能 (kJ·mol-1)
366H—Br
431H—Cl
568H—F
435CH3—H
297H—I
-133
+4
+79
+138
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？
② X① CH3 XCH
3
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。
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
四、环烷烃的化学性质 ＜ ＜ ＜
697.1
686.2
664.0
658.6
662.3
……
658.6
环 丙 烷
环 丁 烷
环 戊 烷
环 已 烷
环 庚 烷
……
环十五烷
每个 CH2
的燃烧热名 称
1、环烷烃的燃烧热 2、环烷烃的开环反应
（ 1）催化加氢
CH3CH2CH3
CH3(CH2)2CH3
CH3(CH2)3CH3
H2
H2
H2
H2
Ni/40℃
Pt/300℃
Ni/100℃
×
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
（ 2）加 X2
（ 3）加 HX
CH2CH2CH2
BrBr
+ Br2 CCl4
(褪色 )
+ HBr CH3CH2CH2
Br
+ HBr CH3C－ CHCH2
CH3CH3
断裂连接
取代基最
多和最少
的键,H
加在含 H
多的 C上。
室温下只
有环丙烷
能反应
Br H
Br
Br
+ Br2
用于
鉴别
应该
断开实际
断开
生成更稳定的环
CH
CH
CH2
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
3、氧化反应
×+ KMnO4① 室温
②
HNO3(浓 )
O2
钴催化剂
?＞ 弯曲键 ＞ ?
–OH =O+
环己醇 环己酮
HOOC–(CH2)4–COOH 己二酸
4、取代反应 Cl2
光
Cl2
hv
Br2
hv
Cl
Cl
Br 选择取代叔 H
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
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，
即自由基所含能量越低，故越稳定。
断裂连接取代基最多和最少的键,H加在含 H多的
C上。
燃烧越热高，说明体系能量越高，越不稳定。
△ H =反应物 -产物 (-)—放热反应； (+)—吸热反应
放热反应容易进行
,有机化学, 教学课件 (76-04-1.0版 )— 第十讲 返回首页
第十讲 ——作业
完成下列反应式
+ HBr2、
1,+ Br2 hv
+ H24,Ni
+ Br23、
+ Br25,光
