高中化学竞赛——大学有机化学课件10.ppt

有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页2 2 2 2、甲烷的氯代反应历程、甲烷的氯代反应历程、甲烷的氯代反应历程、甲烷的氯代反应历程1 1 1 1、烷烃的物理性质变化规律、烷烃的物理性质变化规律、烷烃的物理性质变化规律、烷烃的物理性质变化规律3 3 3 3、不同、不同、不同、不同H HH H的活泼性和不同的活泼性和不同的活泼性和不同的活泼性和不同X X X X的选择性的选择性的选择性的选择性4 4 4 4、环烷烃的化学性质、环烷烃的化学性质、环烷烃的化学性质、环烷烃的化学性质开开始始讲讲课课本课要点本课要点总结总结作业作业返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页第四章第四章 饱和烃饱和烃CH4 C2H6 C3H8 C4H10CHCH2 2系差系差 C Cn nHH2n+22n+2通式通式同系列同系列相差相差n个个CH2的一系列物质的一系列物质烃烃链烃链烃环烃环烃饱和烃饱和烃不饱和烃不饱和烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃都是都是CC单键，连接最多的单键，连接最多的H。一、烷烃的物理性质变化规律一、烷烃的物理性质变化规律二、烷烃的来源和应用二、烷烃的来源和应用三、烷烃的卤代反应及其反应历程三、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四、从环烷烃的化学反应看环的稳定性本课标题本课标题有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页一、一、烷烃的物理性质烷烃的物理性质是鉴定有机物的依据；是鉴定有机物的依据；体现同系物的变化规律。体现同系物的变化规律。（1）沸点）沸点(b.p.)随含随含C数增加，沸点升高；数增加，沸点升高；随含随含C数增加，沸点升高数增加，沸点升高趋势渐缓；趋势渐缓；支链沸点，小于直链。支链沸点，小于直链。解释：解释：烷烃是非极性分子，分子间作用力烷烃是非极性分子，分子间作用力色散力。色散力。色散力与分子质量成正比。色散力与分子质量成正比。CH2在不同分子中，引起的质量增加率不同。在不同分子中，引起的质量增加率不同。支链增多，分子不易彼此靠近。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。物质蒸汽压达到外压时的温度。(甲甲)-161.7；(乙乙)-88.6(戊戊)36.1；(己己)68.7(异戊烷异戊烷)29.9b.p.b.p.含含C数数有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页（2）熔点）熔点(m.p.)偶奇数各循一条变化轨偶奇数各循一条变化轨迹，偶数较高。迹，偶数较高。支链较小，对称特高。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。列成紧密的分子晶体。规则的晶体排列被破坏时的温度规则的晶体排列被破坏时的温度m.p.m.p.含含含含C C数数数数.(戊烷戊烷)-129.8；(异戊烷异戊烷)-159.9；(新戊烷新戊烷)-16.8（3）相对密度）相对密度随随C增加，小于水。增加，小于水。（4）溶解度）溶解度不溶于水。不溶于水。(相似相溶相似相溶)（5）折光率）折光率与分子组成、结构、极化度有关与分子组成、结构、极化度有关甲烷特高。甲烷特高。10-1戊烷三种异构体有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页二、烷烃的来源和应用二、烷烃的来源和应用1、烷烃的来源、烷烃的来源（1）天然气）天然气（2）石油）石油2、烷烃的裂化和异、烷烃的裂化和异构化反应构化反应(C1-3(C1-3为主为主为主为主)(各类烷烃各类烷烃各类烷烃各类烷烃)（1）裂化）裂化大分子大分子变小分子，提高质量。变小分子，提高质量。裂解裂解获取化工原料获取化工原料(乙烯、丙烯等乙烯、丙烯等)（2）异构化）异构化直链变支链，提高直链变支链，提高“辛烷值辛烷值”2,2,4-三甲基戊烷三甲基戊烷(异辛烷异辛烷)100；正庚烷；正庚烷0C10-16190-250煤油煤油C15-20250-350柴油柴油C6-1275-190石脑油石脑油C4-830-75汽油汽油C1-420石油气石油气成分成分b.p.()产品产品石油馏分石油馏分有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页3、烷烃的氧化反应、烷烃的氧化反应CH4+2O2CO2+H2OCnH2n+2+(3n+1)2O2nCO2+(n+1)H2O增加增加O或减少或减少H氧化；增加氧化；增加H或减少或减少O还原。还原。燃烧燃烧燃烧燃烧烷烃的主要应用，作能源。烷烃的主要应用，作能源。燃烧热的应用：燃烧热的应用：正丁烷：正丁烷：-2878.2kJmol-1异丁烷：异丁烷：-2869.8kJmol-1 HHC C=-890kJmol=-890kJmol-1-1燃烧越热高，说明体系能量越高，越不稳定。燃烧越热高，说明体系能量越高，越不稳定。支链越多，结支链越多，结支链越多，结支链越多，结构越稳定。构越稳定。构越稳定。构越稳定。燃烧热燃烧热 HHC C有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页三、烷烃的卤代反应及其反应历程三、烷烃的卤代反应及其反应历程1、甲烷的氯代反应、甲烷的氯代反应CH4CH3ClCl+HCl反应条件：漫射光或加热反应条件：漫射光或加热400-500Cl2CH2ClCl2 2+HClCHClCl3 3+HClCl2Cl2CClCl4 4+HClCl2一氯甲烷一氯甲烷一氯甲烷一氯甲烷二氯甲烷二氯甲烷二氯甲烷二氯甲烷氯仿氯仿氯仿氯仿四氯化碳四氯化碳四氯化碳四氯化碳几点反应事实几点反应事实：光照光照Cl2气和气和CH4气混合物，反应可以进行；气混合物，反应可以进行；光照光照Cl2气后，迅速和气后，迅速和CH4气气混合，反应可以进行；混合，反应可以进行；光照光照CH4气后，迅速和气后，迅速和Cl2气混合，反应不能进行；气混合，反应不能进行；光照光照Cl2气，延时再和气，延时再和CH4气混合，反应不能进行。气混合，反应不能进行。有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页2、甲烷的氯代反应历程、甲烷的氯代反应历程（1）ClCl光或热光或热2Cl氯自由基氯自由基氯自由基氯自由基（3）CH3+Cl2CH3Cl+Cl（2）Cl+CH4CH3+HCl每一步都产生一个每一步都产生一个新自由基新自由基新自由基新自由基链反应链反应链引发链引发链增长链增长反复反复进行进行（5）CH2Cl+Cl2CH2Cl2+Cl（4）Cl+CH3Cl CH2Cl+HCl自由基取代反应自由基取代反应自由基取代反应自由基取代反应自由基之间相互碰撞自由基之间相互碰撞链终止链终止Cl+CH3Cl+ClCH3+CH3Cl2CH3ClCH3CH3CH3H光或热光或热CH3+H？Cl+CH4CH3Cl+H？有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页3、甲烷氯代反应的、甲烷氯代反应的能量变化能量变化？链引发，为什么不是链引发，为什么不是CH3H光或热光或热CH3+H？链增长，为什么不是链增长，为什么不是 Cl+CH4HCl+CH3Cl+CH4CH3Cl+H 离解能离解能(kJmolkJmol-1-1)431HCl349CH3Cl243ClCl435CH3H能量变化是反应的基本动力能量变化是反应的基本动力断裂价键断裂价键需要能量需要能量 生成价键生成价键放出能量放出能量ClCl(243)(243)CH3H(435)(435)需要的能量越少，放出的能需要的能量越少，放出的能量越多，反应越容易进行。量越多，反应越容易进行。HCl(431)(431)CH3Cl(349)(349)有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页4、其他烷烃的卤代反应、其他烷烃的卤代反应 不同不同不同不同HH的反应活泼性和的反应活泼性和不同不同不同不同X X的反应的反应选择性选择性CH3CH2CH3Cl2Cl2正丙基氯正丙基氯(43%)(43%)异丙基氯异丙基氯(57%)(57%)Cl2Cl2CH3CHCH2ClClCH3异丁基氯异丁基氯(64%)(64%)叔丁基氯叔丁基氯(36%)(36%)CH3CHCH3CH3CH3CCH3ClClCH3CH3CH2CH2ClClCH3CHCH3ClCl伯伯仲仲 1443436 657572 264649 936361 1伯伯叔叔 15ClCl伯伯伯伯仲仲仲仲叔叔叔叔114 4 5 5BrBr伯伯伯伯仲仲仲仲叔叔叔叔1180 80 16001600伯伯伯伯仲仲仲仲 1 18080伯伯伯伯叔叔叔叔 1 116001600BrBr2 2正丙基溴正丙基溴正丙基溴正丙基溴(3%)(3%)异丙基溴异丙基溴异丙基溴异丙基溴(97%)(97%)BrBr2 2BrBr异丁基溴异丁基溴异丁基溴异丁基溴(痕量痕量痕量痕量)叔丁基溴叔丁基溴叔丁基溴叔丁基溴(99%)(99%)BrBrBrBrBrBrBrBr2 2BrBr2 2有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页（1）不同）不同H的反应活性的反应活性3 30 0HH2 20 0HH1 10 0HH用离解能解释用离解能解释CH3CH2CH2HCH3CHHCH3CH3CHCH3CH3CHCH3 3-H-H可说明自由基的稳定性：可说明自由基的稳定性：可说明自由基的稳定性：可说明自由基的稳定性：3 30 0R R 2 20 0R R 1 10 0R R CHCH3 3 生成自由基，所需能量越低，即自由基所含能生成自由基，所需能量越低，即自由基所含能量越低，故越稳定。量越低，故越稳定。离解能离解能离解能离解能(kJmol(kJmol-1-1)435435410410395395380380CH3CH2CH2+HCH3CHCH3+HCH3HCH3+HCH3CCH3CH3+H需要的能量越少，放出的能量越多，反应越容易进行。需要的能量越少，放出的能量越多，反应越容易进行。有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页（2）不同）不同X的反应活泼性的反应活泼性F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2F+CH3-HH-F+CH3Cl+CH3-HH-Cl+CH3Br+CH3-HH-Br+CH3I+CH3-HH-I+CH3离解能离解能(kJmolkJmol-1-1)366HBr431HCl568HF435CH3H297HI-133-133+4+4+79+79+138+138反应物键能反应物键能产物键能产物键能=HH(反应热反应热)(-)放热反应；放热反应；(+)吸热反应吸热反应练习：下述制备，用练习：下述制备，用Cl2还是用还是用Br2？XCH3XCH3Br2Cl2不同不同X反应的反应的选择性选择性 F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2需要的能量越少，放出的能量越多，需要的能量越少，放出的能量越多，反应越容易进行。反应越容易进行。有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页四、环烷烃的化学性质四、环烷烃的化学性质 697.1686.2664.0658.6658.6662.3658.6 658.6 环环 丙丙 烷烷环环 丁丁 烷烷环环 戊戊 烷烷环环环环 已已已已 烷烷烷烷环环 庚庚 烷烷环十五烷环十五烷环十五烷环十五烷 每个每个CH2的燃烧热的燃烧热名名 称称 1、环烷烃的燃烧热、环烷烃的燃烧热2、环烷烃的开环反应、环烷烃的开环反应（1）催化加氢）催化加氢CH3CH2CH3CH3(CH2)2CH3CH3(CH2)3CH3H2H2H2H2Ni/40Ni/40Pt/300Pt/300Ni/100Ni/100有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页（2）加）加X2（3）加）加HXCH2CH2CH2BrBr+Br2CCl4(褪色褪色褪色褪色)+HBrCH3CH2CH2Br+HBrCH3CCHCH2CH3CH3断裂连接断裂连接取代基最取代基最多和最少多和最少的键，的键，H加在含加在含H多的多的C上。上。室温下只室温下只有环丙烷有环丙烷能反应能反应BrHHBrBr+Br2?用于用于鉴别鉴别应该应该断开断开实际实际断开断开生成更稳定的环生成更稳定的环生成更稳定的环生成更稳定的环CHCHCH2有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页3、氧化反应、氧化反应+KMnO4室温室温HNO3(浓浓)O2钴催化剂钴催化剂 弯曲键弯曲键 OH=O+环己醇环己醇环己醇环己醇环己酮环己酮环己酮环己酮HOOC(CH2)4COOH己二酸己二酸己二酸己二酸4、取代反应、取代反应Cl2光光Cl2hvBr2hvClClBr 选择取代叔选择取代叔选择取代叔选择取代叔HH有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页第十讲第十讲总结总结1、根据燃烧热，解释物质的稳定性。、根据燃烧热，解释物质的稳定性。2、根据、根据H(反应热反应热)，解释反应的难易。，解释反应的难易。3、自由基的稳定性：自由基的稳定性：30R20R10RCH34、小环烃的加成规则、小环烃的加成规则用离解能解释用离解能解释生成自由基，所需能量越低，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。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，断裂连接取代基最多和最少的键，H加在含加在含H多的多的C上。上。燃烧越热高，说明体系能量越高，越不稳定。燃烧越热高，说明体系能量越高，越不稳定。H=反应物反应物-产物产物 (-)放热反应；放热反应；(+)吸热反应吸热反应 放热反应容易进行放热反应容易进行有机化学有机化学有机化学有机化学教学课件教学课件教学课件教学课件(76-04-1.0(76-04-1.0版版版版)第十讲第十讲第十讲第十讲返回首页返回首页返回首页返回首页第十讲第十讲作业作业完成下列反应式完成下列反应式+HBr2、1、+Br2hv+H24、Ni+Br23、+Br25、光光