一帮情况下:C数小于等于四个的都是气体
含氧衍生物中只有甲醛是气体
烷烃 烯烃 炔烃的共性是都只是C H元素组成的化合物
燃烧得到CO2和H2O
烷烃随着分子中碳原子数的增多,其物理性质发生着规律性的变化:
1常温下,它们的状态由气态、液态到固态,且无论是气体还是液体,均为无色。一般地,C1~C4气态,C5~C16液态,C17以上固态。
2它们的熔沸点由低到高。
3烷烃的密度由小到大,但都小于1g/cm^3,即都小于水的密度。
4烷烃都不溶于水,易溶于有机溶剂。
CH3
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注意:新戊烷(CH3—C—CH3)由于支链较多,常温常压下也是气体。
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CH3
化学性质
烷烃性质很稳定,在烷烃的分子里,碳原子之间都以碳碳单键相结合成链关,同甲烷一样,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合因为C-H键和C-C单键相对稳定,难以断裂。除了下面三种反应,烷烃几乎不能进行其他反应。
氧化反应
R + O2 → CO2 + H2O 或 CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2----(点燃)---- nCO2 + (n+1) H2O
所有的烷烃都能燃烧,而且反应放热极多。烷烃完全燃烧生成CO2和H2O。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
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。汽车尾气中的黑烟也是这么一回事。
取代反应
R + X2 → RX + HX
由于烷烃的结构太牢固,一般的有机反应不能进行。烷烃的卤代反应是一种自由基取代反应,反应的起始需要光能来产生自由基。
以下是甲烷被卤代的步骤。这个高度放热的反应可以引起爆炸。
链引发阶段:在紫外线的催化下形成两个Cl的自由基
Cl2 → Cl / Cl
链增长阶段:一个H原子从甲烷中脱离;CH3Cl开始形成。
CH4 + Cl → CH3+ + HCl (慢)
CH3+ + Cl2 → CH3Cl + Cl
链终止阶段:两个自由基重新组合
Cl 和 Cl, 或
R 和 Cl, 或
CH3 和 CH3
裂化反应
裂化反应是大分子烃在高温、高压或有催化剂的条件下,分裂成小分子烃的过程。裂化反应属于消除反应,因此烷烃的裂化总是生成烯烃。如十六烷(C16H34)经裂化可得到辛烷和辛烯(C8H18)。
由于每个键的环境不同,断裂的机率也就不同,下面以丁烷的裂化为例讨论这一点:
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH4 + CH2=CH-CH3
过程中CH3-CH2键断裂,可能性为48%;
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH3 + CH2=CH2
过程中CH2-CH2键断裂,可能性为38%;
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2
过程中C-H键断裂,可能性为14%。
裂化反应中,不同的条件能引发不同的机理,但反应过程类似。热分解过程中有碳自由基产生,催化裂化过程中产生碳正离子和氢负离子。这些极不稳定的中间体经过重排、键的断裂、氢的转移等步骤形成稳定的小分子烃。
c2h4是无色易燃气体。
熔点-169℃,沸点-1037℃。几乎不溶于水,难溶于乙醇,易溶于乙醚和丙酮。乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。
发现历史:
乙烯分析图中国古代就发现将果实放在燃烧香烛的房子里可以促进采摘果实的成熟。19世纪德国人发现在泄露的煤气管道旁的树叶容易脱落。第一个发现植物材料能产生一种气体,并对邻近植物能产生影响的是卡曾斯,他发现橘子产生的气体能催熟与其混装在一起的香蕉。
直到1934年甘恩(Gane)才首先证明植物组织确实能产生乙烯。随着气相色谱技术的应用,使乙烯的生物化学和生理学研究方面取得了许多成果,并证明在高等植物的各个部位都能产生乙烯,1966年乙烯被正式确定为植物激素。
发展现状:
随着中国经济的快速发展,中产阶级生活水平得到了很大的提升,中国对乙烯衍生物市场终端产品的需求在快速增长;印度的市场需求也在同步增长,但基数相对较小。
2010年,东北亚地区将成为世界乙烯需求量最大的地区,占全球乙烯市场需求比例由2000年的21%增长到35%;预计2014年中国乙烯需求将占世界总需求的36%。
百度百科-乙烯
有甲烷、乙炔、乙烯、甲醛、氯甲烷等。
1、甲烷
甲烷(系统名为“碳烷”,但只在介绍系统命名法时会出现,一般用习惯名“甲烷”)在自然界的分布很广,甲烷是最简单的有机物,常温下为无色无气味气体。是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯。
也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
2、乙炔
乙炔,分子式C2H2,俗称风煤和电石气,是炔烃化合物系列中体积最小的一员,主要作工业用途,特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。
纯乙炔是无臭的,但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质,而有一股大蒜的气味。
3、乙烯
乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。外观为无色气体,乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产品占石化产品的75%以上,在国民经济中占有重要的地位。
4、甲醛
甲醛,无色有刺激性气体,化学式HCHO或CH₂O,分子量3000,又称蚁醛。无色,对人眼、鼻等有刺激作用。气体相对密度1067(空气=1),液体密度0815g/cm³(-20℃)。
熔点-92℃,沸点-195℃。易溶于水和乙醇。水溶液的浓度最高可达55%,通常是40%,称做甲醛水,俗称福尔马林(formalin)。
具有还原性,尤其是在碱性溶液中,还原能力更强。能燃烧,蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限7%-73%(体积)。燃点约300℃。
5、氯甲烷
氯甲烷 (methyl chloride,chloromethane,CH3Cl),又名甲基氯,为无色易液化的气体,加压液化贮存于钢瓶中。属有机卤化物。
微溶于水,易溶于氯仿、乙醚、乙醇、丙酮。易燃烧、易爆炸、中度危害(毒物危害指数43) 。无腐蚀性。高温时 (400℃以上)和强光下与水反应甲醇和盐酸,加热或遇火焰生成光气。
参考资料来源:百度百科——乙炔
参考资料来源:百度百科——乙烯
参考资料来源:百度百科——甲烷
参考资料来源:百度百科——甲醛
参考资料来源:百度百科——氯甲烷
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