甲烷 乙烷 丙烷 丁烷的化學(xué)性質(zhì)

【專家解說】：烷烴性質(zhì)很穩(wěn)定，因為C-H鍵和C-C雙鍵相對穩(wěn)定，難以斷裂。除了下面三種反應(yīng)，烷烴幾乎不能進(jìn)行其他反應(yīng)?！⊙趸磻?yīng)　R + O2 → CO2 + H2O 所有的烷烴都能燃燒，而且反應(yīng)放熱極多。烷烴完全燃燒生成CO2和H2O。如果O2的量不足，就會產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳（CO），甚至炭黑（C）?！∫约淄闉槔骸H4 + 2O2 → CO2 + 2H2O O2供應(yīng)不足時，反應(yīng)如下：　CH4 + 2/3 O2 → CO + 2H2O CH4 + O2 → C + 2 H2O 分子量大的烷烴經(jīng)常不能夠完全燃燒，它們在燃燒時會有黑煙產(chǎn)生，就是炭黑。汽車尾氣中的黑煙也是這么一回事?！←u化反應(yīng)　R + X2 → RX + HX 由于烷烴的結(jié)構(gòu)太牢固，一般的有機(jī)反應(yīng)不能進(jìn)行。烷烴的鹵代反應(yīng)是一種自由基取代反應(yīng)，反應(yīng)的起始需要光能來產(chǎn)生自由基。 烷烴及結(jié)構(gòu) 以下是甲烷被鹵代的步驟。這個高度放熱的反應(yīng)可以引起爆炸。　鏈引發(fā)階段：在紫外線的催化下形成兩個Cl的自由基 Cl2 → Cl* / *Cl　鏈增長階段：一個H原子從甲烷中脫離；CH3Cl開始形成。 CH4 + Cl* → CH3+ + HCl （慢） CH3+ + Cl2 → CH3Cl + Cl* 鏈終止階段：兩個自由基重新組合 Cl* 和 Cl*, 或 R* 和 Cl*, 或 CH3* 和 CH3*. 裂化反應(yīng)　裂化反應(yīng)是大分子烴在高溫、高壓或有催化劑的條件下，分裂成小分子烴的過程。裂化反應(yīng)屬于消除反應(yīng)，因此烷烴的裂化總是生成烯烴。如十六烷(C16H34)經(jīng)裂化可得到辛烷和辛烯(C8H18)?！∮捎诿總€鍵的環(huán)境不同，斷裂的機(jī)率也就不同，下面以丁烷的裂化為例討論這一點：　CH3-CH2-CH2-CH3 → CH4 + CH2=CH-CH3 過程中CH3-CH2鍵斷裂，可能性為48%； CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH3 + CH2=CH2 過程中CH2-CH2鍵斷裂，可能性為38%； CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2 　　過程中C-H鍵斷裂，可能性為14%。 　　裂化反應(yīng)中，不同的條件能引發(fā)不同的機(jī)理，但反應(yīng)過程類似。熱分解過程中有碳自由基產(chǎn)生，催化裂化過程中產(chǎn)生碳正離子和氫負(fù)離子。這些極不穩(wěn)定的中間體經(jīng)過重排、鍵的斷裂、氫的轉(zhuǎn)移等步驟形成穩(wěn)定的小分子烴。 　　在工業(yè)中，深度的裂化叫做裂解，裂解的產(chǎn)物都是氣體，稱為裂解氣。 烷烴的作用主要是做燃料。天然氣和沼氣（主要成分為甲烷）是近來廣泛使用的清潔能源。石油分餾得到的各種餾分適用于各種發(fā)動機(jī)： 　　C1~C4(40℃以下時的餾分)是石油氣，可作為燃料；