Ingerieria quimica

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甲烷 烷烃
一.有机物的
1.有机物定义:含碳化合物叫做有机化合物,简称有机物。
(除CO、CO2、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外)
它们虽然含碳,但性质和组成与无机物很相近,所以把它们看作为无机物。也就是说,有机物一定含碳元素,但含碳元素的物质不一定是有机物。而且有机物都是化合物,没有单质。
2.有机物与无机物的主要区别
|性质和反应 |有机物 |无机物 |
||多数不溶于水,易溶于有机溶剂,如油脂溶于汽油,煤油|多数溶于水,而不溶于有机溶剂,如食盐、 |
|溶解性 |溶于苯。 |明矾溶于水。 |
| |多数不耐热;熔点较低,(400°C以下)。如淀粉、蔗糖 |多数耐热难熔化;熔点一般很高。如食盐、 |
|耐热性 |、蛋白质、脂肪受热分解;C20H42熔点36.4°C,尿素132°C|明矾、氧化铜加热难熔,NaCl熔点801°C。 |
| |。 | |
||多数可以燃烧,如棉花、汽油、天然气都可以燃烧。 |多数不可以燃烧,如CaCO3、MnCl2不可以燃 |
|可燃性 | |烧。 |
| |多数是非电解质,如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液|多数是电解质,如盐酸、氢氧化钠、氯化镁 |
|电离性 |不电离、不导电。 |的水溶液是强电解质。 |
||一般复杂,副反应多,较慢,如生成乙酸乙酯的酯化反应|一般简单,副反应少,反应快,如氯化钠和 |
|化学反应 |在常温下要16年才达到平衡。石油的形成更久 |硝酸银反应瞬间完成。 |


3.有机物的组成
C、H、O、N、S、P、卤素等元素。
构成有机物的元素只有少数几种,但有机物的种类确达三千多种 why???
有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因:
①碳原子最外电子层上有4个电子,可形成4个共价键;
②有机化合物中,碳原子不仅可以与其他原子成键,而且碳碳原子之间也可以成键;
③碳与碳原子之间结合方式多种多样,可形成单键、双键或叁键,可以形成链状化合物,也可形成环状化合物;
④相同组成的分子,结构可能多种多样。
4.有机物的分类(标准不一样,所得结果不同)
5.有机物的表示方法()
6.有机物的密度
(1)小于水的密度,且与水(溶液)分层的有:各类烃、一氯代烃、氟代烃、酯(包括油脂)
(2)大于水的密度,且与水(溶液)分层的有:多氯代烃、溴代烃(溴苯等)、碘代烃、硝基苯
二、甲烷
1.烃:仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,又叫烃
在烃中最简单的是甲烷,所以我们就先从甲烷开始学起。
2.甲烷的物理性质
无色、无味,难溶于水的,比空气轻的,能燃烧的气体,天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。 收集甲烷时可以用方法(1.向下排空气法,2.排水法)
3、甲烷的分子结构
甲烷的分子式:CH4 电子式: 结构式:
用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式。得出结论:以碳原子为中心,四个氢原子为顶点的正四面体结构。
甲烷是非极性分子,所以甲烷极难溶于水,这体现了相似相溶原理。
CH4:正四面体 NH3:三角锥形
















4 、甲烷的化学性质
(1).甲烷的氧化反应
CH4+2O2[pic]CO2+2H2O
a.方程式的中间用的是“ ”(箭头)而不是“====”(等号),
主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂,常有副反应发生。
b.火焰呈淡蓝色:CH4、H2、CO、H2S
c 甲烷气体不能被酸性KMnO4溶液氧化。
在通常条件下,甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应,而且与强酸、强碱也不反应,所以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。但稳定是相对的,在一定条件下也可以与一些物质如Cl2发生某些反应。(2).甲烷的取代反应
现象:①量筒内Cl2的黄绿色逐渐变浅,最后消失。②量筒内壁出现了油状液滴。
③量筒内水面上升。④量筒内产生白雾
a.注意CH4和Cl2的反应不能用日光或其他强光直射,否则会因为发生如CH4+2Cl2[pic]C+4HCl而爆炸。
b.在常温下,一氯甲烷为气体,其他三种都是液体,三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四氯化碳)是工业重要的溶剂,四氯化碳还是实验室里常用的溶剂、灭火剂,氯仿与四氯化碳常温常压下的密度均大于1 g·cm-3,即比水重。
c取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应
(3).甲烷的受热分解
CH4[pic]C+2H2 (这么高的温度才分解,说明甲烷的热稳定性很强)
三、烷烃的结构和性质
1. 烷烃的概念:碳原子跟碳原子都以单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用,都已达到“饱和”,这种结合的链烃叫做饱和链烃,或称烷烃。
2. 烷烃的通式:CnH 2n+2 (n≥1)
3. 烷烃物理性质:
1. 状态:一般情况下,1—4个碳原子烷烃为气态,5—16个碳原子为液态,16个
碳原子以上为固态。
2. 溶解性:烷烃不溶于水,易溶于有机溶剂。
(3)熔沸点:分子结构相似(同系列中的同系物)随分子量的增大(或C原子数增多);分子间作用力增大,熔沸点增高。分子式相同的烃,支链越多,熔沸点越低(如戊烷的3种同分异构体的沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷)C原子5个以上的烷烃唯独新戊烷为气态。
(4 )密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐增加。
注意 :(1)烷烃均为无支链的烷烃,常温常压下是气体的烷烃除了上述碳原子数小于或等于4的几种分子之外,还有一种碳原子数为5的分子,但分子中含有支链的戊烷 (2)烷烃分子均为非极性分子,故一般不溶于水,而易溶于有机溶剂,液态烷烃本身就是良好的有机溶剂烷原因 :由于随着相对分子质量的增大,分子之间的范德华力逐渐增大,从而导致烷烃分子的熔沸点逐渐升高。
练习 : ①丁烷②2一甲基丙烷③戊烷 ④2一甲基丁烷⑤2,2一二甲基丙烷等物质的沸点由高到低排列顺序正确的是( )
(A)①>②>③>④>⑤ (B)⑤>④>③>②>①
(C)③>④>⑤>①>② (D)②>①>⑤>④>③



4.烷烃的化学性质
(1)通常状况下,它们很稳定,跟酸、碱及氧化物都不发生反应,也难与其他物质化合;
(2)在空气中都能点燃; (3)它们都能与氯气发生取代反应。
注意(1)烷烃与氯气也可以是溴在光照条件下发生的取代反应,由于碳原子数的增多而使生成的取代产物的种类将更多;例如:甲烷的氯代物有:一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷共四种氯代物。同学们算乙烷的氯代物有几种?( 2)在空气或氧气中点燃烷烃,完全燃烧的产物为CO2和H2O,相同状况下随着烷烃分子里碳原子数的增加往往会燃烧越来越不充分,使燃烧火焰明亮,甚至伴有黑烟;
(3)烷烃分子也可以分解,但产物不一定为炭黑和氢气,
5.烷烃的通式:CnH2n+2
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12……...
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