第五章 飽和烴

第五章飽和烴第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-2寫出下列烷基的名稱及常用縮寫符號。(1）甲基（Me—）；（2）乙基（Et—）；（3）正丙基（n-Pr—）；（4）異丙基（i-Pr—）；（5）正丁基（n-Bu—）；（6）異丁基（i-Bu—）；（7）仲丁基（s-Bu—）；（8）叔丁基（t-Bu—）。5-3比較下列化合物沸點的高低，并說明原因。(1)CH3(CH2)4CH3(2)(CH3)2CH(CH2)2CH3(3)CH3CH2C(CH3)3(4)CH3CH2CH(CH3)CH2CH3

(1)>(4)>(2)>(3)同碳數(shù)的烷烴異構(gòu)體，含支鏈越多，分子間作用力越弱，沸點越低；支鏈數(shù)目相同者，分子對稱性越好，沸點越高。第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-4完成下列反應(yīng)式：第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-5比較下列化合物構(gòu)象的穩(wěn)定性大小。1,4-二甲基環(huán)已烷的構(gòu)象穩(wěn)定性（1）＜（2）。原因是（1）中的二個甲基均處于a鍵上，而（2）中的二個甲基則皆處于e鍵上，后者構(gòu)象能量較低，較穩(wěn)定。第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-6下列異構(gòu)體中哪個最穩(wěn)定？題目所示二甲基環(huán)已酮三個異構(gòu)體對應(yīng)的構(gòu)象式如下，從中可看出（3）最穩(wěn)定，因為其兩個甲基均處于e鍵上，體系能量較低。第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-7環(huán)丙烷內(nèi)能高是由哪些因素造成的？環(huán)丙烷分子中碳原子為不等性sp3雜化，軌道重疊比開鏈烷烴的小，形成的碳碳共價鍵鍵能小，容易斷裂，不如開鏈烷烴牢固；其次是環(huán)丙烷的三個碳原子共平面，相鄰兩個碳原子上的C—H鍵是重疊式構(gòu)象，存在扭轉(zhuǎn)張力?；谏鲜鲈?，導(dǎo)致環(huán)丙烷的內(nèi)能較高。第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-8用費歇爾投影式表示下列化合物的構(gòu)型，并用R/S標記手性碳的構(gòu)型。三個化合物費歇爾投影式如下第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-9下列四個紐曼投影式表示的化合物，哪些是對映體？哪些是非對映體？哪些是同一化合物的不同構(gòu)象？（1）(2S,3R)-2-氯-3-溴戊烷；（2）(2R,3R)-2-氯-3-溴戊烷；（3）(2S,3R)-2-氯-3-溴戊烷；（4）(2S,3S)-2-氯-3-溴戊烷?！啵?）和（4）是對映體；（1）和（3）是同一化合物的不同構(gòu)象。（2）和（1）或（3）、（4）和（1）或(3)是非對映體；第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-10寫出環(huán)戊烷生成氯代烷的反應(yīng)機理并畫出鏈增長階段的反應(yīng)勢能變化草圖。在圖上標明反應(yīng)物、中間體、過渡態(tài)和生成物的結(jié)構(gòu)。并指出哪一步是反應(yīng)的控制步驟。反應(yīng)機理如下三式所示：第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴反應(yīng)勢能變化草圖：從反應(yīng)勢能草圖中可看出，反應(yīng)機理（2）中第一步即環(huán)戊基自由基生成步的活化能較大，所以是整個反應(yīng)的速率控制步驟。C5H10+ClC5H9Cl+ClC5H9+HCl中間體（自由基）過渡態(tài)1過渡態(tài)2反應(yīng)進程能量第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-112,2,4-三甲基戊烷可以生成哪些碳自由基？按穩(wěn)定性由大到小的順序排列這些自由基。可生成下列4種自由基。其穩(wěn)定性為（3）＞（2）＞（1）≈（4）。第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-12下列反應(yīng)t-BuOCl+RH→RCl+t-BuOH如果鏈引發(fā)反應(yīng)為：t-BuOCl→t-BuO·+Cl·

，寫出鏈增長反應(yīng)。第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-13甲烷在用光照進行氯代反應(yīng)時，可以觀察到如下現(xiàn)象，試用烷烴的氯代反應(yīng)機理解釋這些現(xiàn)象。(1)將氯先經(jīng)用光照，然后立即在黑暗中與甲烷混合，可以獲得氯代產(chǎn)物。(2)將氯氣先經(jīng)光照，,然后在黑暗中放置一段時間再與甲烷混合，則不發(fā)生氯代反應(yīng)。(3)將甲烷先經(jīng)光照，,然后在黑暗中與氯氣混合，也不發(fā)生氯代反應(yīng)。Cl2先用光照，產(chǎn)生氯自由基·Cl，迅速在黑暗中與CH4混合，Cl·來不及相互結(jié)合，可與甲烷產(chǎn)生連鎖反應(yīng)得到氯化產(chǎn)物。(2)Cl2通過光照射雖產(chǎn)生自由基·Cl.，但在黑暗中經(jīng)過一段時間后，又重新結(jié)合成Cl2，Cl2再與甲烷混合時，由于無自由基存在，也無產(chǎn)生自由基條件，故不發(fā)生反應(yīng)。(3)甲烷解離能較大，光照不足以產(chǎn)生自由基，黑暗中Cl2也不產(chǎn)生自由基，故不發(fā)生反應(yīng)。第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-14回答下列問題。（1）為什么烷烴不活潑？（2）為什么在烷烴高溫熱解過程中，斷裂的主要是C—C鍵而不是C—H鍵？（3）烷烴的燃燒是一個強烈的放熱反應(yīng)，但該反應(yīng)并不在室溫下發(fā)生。（1）烷烴分子中只有C—C鍵和C—H鍵兩種非極性σ鍵，σ鍵鍵能較大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（2）經(jīng)查表知C—C鍵能347.3kJ·mol-1，而C—H鍵能414.2kJ·mol-1，即前者鍵能較小，所以斷裂的主要是C—C鍵而不是C—H鍵。（3）由于其反應(yīng)的活化能非常高，所以在室溫下不易反應(yīng)。第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-15下列哪些化合物物可以用烷烴的鹵代反應(yīng)制備？哪些不適合？請說明理由。（2）、（4）、（5）和（6）可用烷烴的鹵代反應(yīng)制備，而（1）和（3）不適合用烷烴的鹵代反應(yīng)制備。原因是（2）、（5）和（6）對應(yīng)的烷烴各只有一種H，它們發(fā)生鹵代反應(yīng)時，僅生成一種一鹵代產(chǎn)物；（4）中氫雖然有兩種H，但其叔H和伯H被溴取代的活性相差1600倍，所以，它發(fā)生溴代時仍然可得到高產(chǎn)率的目標產(chǎn)物。而（1）對應(yīng)的烷烴有5種H，（3）對應(yīng)的烷烴有11種H，也即（1）和（3）對應(yīng)的烷烴發(fā)生鹵代反應(yīng)會生成多種一鹵代產(chǎn)物。第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章飽和烴5-16下列反應(yīng)可以得到幾種一溴代物（包括立體異構(gòu)體）？如果伯氫和仲氫的反應(yīng)速率比為1：82，請估算各種產(chǎn)物