课程名称：有机化学
第四章烷烃
教学目的和要求：
1、掌握烷烃和环烷烃的普通命名法(习惯命名法)和系统
命名法。
2、了解烷烃的物理性质、化学性质，掌握烷烃的卤代反
应及其自由基反应机理
教学重点、难点：
自由基反应机理。
由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作碳氢化合物，简称
为烃。分子中碳原子连接成链状的烃，称为链烃也叫脂肪
烃。连接成环的烃叫脂环烃。
根据分子中所含碳和氢两种原子比例的不同，链烃
可分为烷烃.烯烃和炔烃。其中烷烃是饱和烃，烯烃和炔
烃为不饱和烃。
年月日x0404-08
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饱和（烷烃）
开链（脂肪烃）
烯烃
不饱和
炔烃
烃饱和（环烷烃）
成环（脂环烃）
不饱和
芳香烃
§4.1 烷烃的结构
1、碳原子的四面体构型和SP3杂化
甲烷分子中C—H的键长为110pm，HCH的角度为
109o28'，四个氢原子正好位于以碳原子为中心的正四面
体的四个顶点上。其它烷烃分子中，C–H和C–C的键
长分别为110和154pm，或与此相近，C–C–C的键角在
111~113之间，接近四面体所要求的角度。因此，可以认
为烷烃分子中碳原子以SP3杂化轨道相互重叠，生成
C–Cσ键，碳原子以SP3杂化轨道与氢原子的1S轨道重
叠，生成C–Hσ键。
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§4.2 烷烃的同分异构
1、烷烃的同系列
烷烃的通式：CnH2n+2同系列：凡具有同一通式，化学性质相似，物理性质随着碳原子数的增加而有规律的变化，分子式间相差N个CH2的一系列化合物。
同系物：同系列中各化合物的互称。
系差：CH2
2、烷烃的异构
构造：分子中原子互相连接的方式和次序。
同分异构体：分子式相同而构造不同的化合物的互称。
§4.3烷烃的命名
一、烷基的概念
碳原子的类型：
伯碳原子：（一级）跟另外一个碳原子相连接的碳原子。
仲碳原子：（二级）跟另外二个碳原子相连接的碳原子。
叔碳原子：（三级）跟另外三个碳原子相连接的碳原子。
季碳原子：（四级）跟另外四个碳原子相连接的碳原子。氢原子的类型：与相应的伯仲叔碳原子相连的氢原子依次称为伯仲叔氢原子。
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烷基：烷烃分子去掉一个氢原子余下的集团称为烷基。用字母R — 表示。
二、普通命名法(ordinary nomenclature)
普通命名法是根据烷烃分子中碳原子的数目命名为“正（或异、新）某烷”。其中“某”字代表碳原子数目，其表示方法为：含碳原子数目为C 1～C 10的用天干名称甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；含十个以上碳原子时，用中文数字“十一、十二、……”来表示。命名原则如下：
⑴ 当分子结构为直链时，将其命名为“正某烷”。 例如：
正丁烷 正十二烷
⑵ 当分子结构为“ ”时，将其
命名为“异某烷”。
(n=0，1，2，……) 例如：
异丁烷 异庚烷
年 月 日 x0404-08
CH
3CH(CH 2)nCH
33
CH 3(CH 2)10CH 3
CH 3CH 2CH 2CH 3
CH 3
CH CH 3CH 3
CH 3
CHCH 2CH 2CH 2CH 33
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⑶ 当分子结构为“ ”时，将其命名为“新某烷”。
(n=0，1，2，……) 例如：
新戊烷 新己烷
三、系统命名法(system nomenclacture)
国际纯化学与应用化学联合会（international union of pureand applied chemistry ）于1979年公布的命名原则，简称IUPAC 命名原则。
(1) 对于直链烷烃和普通命名法基本相同，仅不写正字。 Eg: CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 己烷 (2) 对于支链烷烃，其命名步骤是：
①选主链 在分子中选择一条最长的碳链作主链，根据主链的碳原子数叫某烷，将主链以外的其他烷基看作是主链上的取代基（或叫支链）。
烷基是由烷烃分子除去一个氢原子后剩下的部分，通常用R-表示。
年 月 日 x0404-08
CH 3
C(CH 2)nCH 33
CH
3CH 3
C CH 3CH 3
CH 3CH 3
C CH 3
CH 2CH 3CH 3
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例如：CH 3- 叫甲基， (CH 3)2CH- 叫异丙基等等。 ②编号 由距离支链最近的一端开始编号。书写名称时，将取代基的位置和名称放在母体名称前面，二者之间加一短划线“—”。如果含有几个相同的取代基，则将它们合并起来，取代基数目用汉字表示，写在取代基前面，其位次必须逐个标明，数字之间要用逗号隔开。
CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 2CHCH 2CH 2CHCH 3
CH 2CH 3CH 3CH 2CH 2CH 3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1011
12
13
3，10—二甲基—7—乙基十三烷
选主链，如果有等长的碳链均可作主链时，应遵循以下原则：
A 、选择含取代基（支链）最多的碳链为主链。 eg ：
C C C
C C C C C C
C C
2，3，5-三甲基-4-丙基庚烷
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B 、若支链个数相同，则以支链位号加和最小的碳链为主链。 eg ：
C
C C C
C
C C
C C C C
C
2，5—二甲基—4—（2—甲丙基）庚烷
C 、以支化支链较少的碳链为主链。
C C C C C C C C C
C
C C C C C C
3-甲基-4-（1-异丙丙基）壬烷
D 、若支链数和位号皆相同，则将支链碳原子个数按从小到大的顺
序排列，最先出现较多碳原子的为主链。
C
C C C
C C
C
C C C C C C
C C C C
C C C C
C C
C
C C C C
C C C C C
C
上：1 1 1 2 8 8
下：1 1 1 1 8 9
3，5，9—三甲基—11—乙基—7，7—二（2’,4’—二甲
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§4.4 烷烃的物理性质
1．状态：在常温常压下，1至4个碳原子的直链烷
烃是气体，5至16个碳原子的是液体，17个以上的是固体。
2．沸点：直链烷烃的沸点随分子量的增加而有规律
地升高。而低级烷烃的沸点相差较大，随着碳原子的增加，
沸点升高的幅度逐渐变小。沸点的高低取决于分子间作用
力的大小。烷烃是非极性分子，分子间的作用力（即范德
华力）主要是色散力，这种力是很微弱的。色散力与分子
中原子数目及分子的大小成正比，这是由于分子量大的分
子运动需要的能量也大。多一个亚甲基时，原子数目和分
子体积都增大了，色散力也增大，沸点即随之升高。色散
力是一种近程力，它只有在近距离内才能有效地发挥作
用，随着分子间距离的增大而迅速减弱。带着支链的烷烃
分子，由于支链的阻碍，分子间不能像直链烷烃那样紧密
地靠在一起，分子间距离增大了，分子间的色散力减弱，
所以支链烷烃的沸点比直链烷烃要低。支链越多，沸点越低。
3．熔点：直链烷烃的熔点，其本上也是随分子量的
年月日
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增加而逐渐升高。但偶数碳原子的烷烃熔点增高的幅
度比奇数碳原子的要大一些。形成一条锯齿形的曲线。
烷烃的熔点也主要是由分子间的色散力所决定的。固体
分子的排列很有秩序，分子排列紧密，色散力强。固体
分子间的色散力，不仅取决于分子中原子的数目和大小，
而且也取决于它们在晶体中的排列状况。X-光结构分析
证明：固体直链烷烃的晶体中，碳链为锯齿形的，由奇
数碳原子组成的锯齿状链中，两端的甲基处在一边，由
偶数碳原子组成的锯齿状链中，两端的甲基处在相反的
位置。即偶数碳原子的烷烃有较大的对称性，因而使偶
数碳原子链比奇数碳原子更为紧密，链间的作用力增大，
所以偶数碳原子的直链烷烃的熔点要高一些。
4．溶解度：烷烃是非极性分子，又不具备形成氢键
的结构条件，所以不溶于水，而易溶于非极性的或弱极性
的有机溶剂中。
5．密度：烷烃是在所有有机化合物中密度最小的一
类化合物。无论是液体还是固体，烷烃的密度均比水小。
随着分子量的增大，烷烃的密度也逐渐增大。
年月日
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§4.5 烷烃的化学性质
烷烃的化学性质很不活泼。在常温常压下，烷烃与强
酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等都不易起反应，在有机
反应中常用来作溶剂，但烷烃的这种稳定性也是相对的，
在一定的条件下，如在适当的温度或压力及催化剂存在的
条件下，烷烃也可以和一些试剂起反应，烷烃的主要反应
有：
（1）烷烃的燃烧---氧化
有机化学中的氧化是指在分子中加入氧或从分子中去
掉氢的反应。烷烃的燃烧就是它和空气中的氧所发生的
剧烈的氧化反应，生成CO2和水，同时放出大量的热。燃
烧反应的通式为：
2C n H2n+2 +（3n+1）O2—–—–→2nCO2 +2(n+1)H2O +Q
瓦斯爆炸原理。
（2）裂解反应
把烷烃在没有氧气的条件下加热到400度以上，使
C—C键和C—H键断裂，生成较小的分子的过程。
Eg:CH3CH2CH3—–—–→ CH3· + ·CH2CH3 –—–→CH4 + CH2＝
CH2
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这类反应在石油工业中应用很广，石油裂解可得到大量有
用的燃料以及重要的化工原料。实际上，在石油工业中，
是实用各种催化剂（铂、硅酸铝、三氧化二铝）来促使裂
解反应在较低的温度和压力下进行。这种过程叫“催化重整”（catalytic reforming）。铂是使用较多的催化剂，
因此又叫铂重整。
（3）卤代反应
烷烃在紫外光、热或催化剂的作用下，氢原子被卤素
所取代的反应。
CH4 +X2—–—–→ CH3X （X= F、Cl、Br、I）
此反应不能停留在一氯代阶段，随着CH3X浓度的加大，
它可以继续氯代下去。如
CH3Cl+Cl2—–—–→CH2Cl2 +HCl
CH2Cl2+Cl2—–—–→CHCl3 +HCl
CHCl3+Cl2—–—–→CCl4 +HCl
CH4和Cl2反应的实际产物是一氯甲烷、二氯甲烷、三
氯甲烷、四氯化碳的混合物，混合物的组成取决于原料的
配比和反应条件，如果反应中使用大大过量的甲烷，则反
应可以控制在一氯取代阶段，如果反应温度在400℃时，
年月日
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使原料比为CH4︰Cl=0.263︰1,则反应产物主要是CCl4。
丙烷卤代，一卤代产物可有两种：
CH3CH2CH3 ＋Cl2–—–→ CH3CH2CH2Cl ＋CH3CHClCH3
异戊烷卤代，一卤代产物可有四种：
实验结果表明：各级氢与碳分离时所需能量：
三级氢（叔氢）<二级氢（仲氢）<一级氢（伯氢） 实验测定，氯代，三种氢的活性为： 叔氢：仲氢：伯氢 = 5：4：1 溴代，三种氢的活性 为：叔氢：仲氢：伯氢 = 1600：82：1 这也就是说游离基形成的容易程度是： 30＞20＞10＞·CH3 越易形成的游离基越稳定，所以游离基的稳定性顺序 为： 30＞20＞10＞·CH3 游离基的结构： 年月日x0404-08 课程名称：有机化学 sp2杂化，平面构型。也可以从电子效应来解释游离基的稳定性。 对于一化学反应，我们不仅要知道它发生了什么反应，而且要知道它是怎样发生的。因此我们必须认识反应的历程（反应机理），反应历程就是反应所经历的过程，是建立在实验事实基础上的假设。 CH4氯化是游离基反应，首先，氯分子吸收一个光子均裂成两个高能氯原子，这叫做链引发步骤： Cl:Cl–—–→Cl·+ Cl· Cl·游离基非常活泼，它有强烈的获得一个电子而成为完整的八偶体倾向，于是有下列碰撞： CH4 + Cl·–—–→·CH3 + HCl 同样，·CH3也非常活泼， ·CH3 + Cl:Cl –—–→ CH3Cl + Cl· Cl·再继续重复以上反应。这一步称为链增长反应，这一反应无限的传递下去，直至反应物已完全消耗或游离基相互结合而失去活性，使链增长不能继续，我们称之为链终止反应。 课程名称：有机化学 Cl·+ Cl·–—–→ Cl:Cl ·CH3+ ·CH3–—–→ CH3CH3 ·CH3 + Cl·–—–→ CH3Cl 所有的游离基反应通常都在气相或非极性溶剂中进 行。游离基反应都有共同的特征，它们在反应过程中都经 历以上三个阶段： I. 链的引发阶段（chaininitiation） II.链的增长阶段 (chain propagation) III.链的终止阶段 (chain termination) 例：写出乙烷溴代生成溴乙烷的反应历程。 ①链引发： Br:Br –—–→Br· + Br· ②链增长： Br· + CH3CH3–—–→ CH3CH2· + HBr CH3CH2· + Br:Br –—–→ CH3CH2Br + Br· ③链终止： Br· + Br· –—–→ Br:Br Br· + CH3CH2· –—–→ CH3CH2Br CH3CH2· + CH3CH2· –—–→ CH3CH2CH2CH3 年月日x0404-08 课程名称：有机化学 （4）烷烃的自动氧化 烷烃中的三级氢可与氧发生下列自由基反应 R3CH + O2 –—–→ R3C? + ?OOH R3C? + O2–—–→ R3COO? R3CH + R3COO? –—–→ R3COOH + R3C? （5）烷烃的硝化、磺化及氯磺化 CH3CH2CH3 + HNO3–—–→ CH3CH2CH2NO2（……） CH3CH3 + H2SO4–—–→ CH3CH2SO3H C12H26 + SO2C12–—–→ C12H25SO2C1 2 精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 （一）生产能力： 10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。 （二）进料组成： 乙苯212.6868Kmol/h ；苯3.5448 Kmol/h ；甲苯10.6343Kmol/h 。 （三）分离要求： 馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算（清晰分割） 以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。 01.0=D HK x ，005.0=W LK x ， 表2.1 进料和各组分条件 由《分离工程》P65式3-23得： ,1 ,,1LK i LK W i HK D LK W z x D F x x =-=--∑ （式2. 1） 2434.13005 .001.01005 .0046875.0015625.08659.226=---+? =D Kmol/h W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 0681.1005.06225.21322=?==W X W ，ωKmol/h 编号 组分 i f /kmol/h i f /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100 5662.90681.16343.10222=-=-=ωf d Kmol/h 132434.001.02434.1333=?==D X D d ，Kmol/h 5544.212132434.06868.212333=-=-=d f ωKmol/h 表2-2 物料衡算表 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 一、塔顶温度 纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学 P199）： C C S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=- 表2-3 物性参数 注：压力单位0.1Mpa ，温度单位K 编号 组分 i f /kmol/h 馏出液i d 釜液i ω 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯 10.6343 9.5662 1.0681 3 乙苯 212.6868 0.1324 212.5544 总计 226.8659 13.2434 213.6225 组份 相对分子质量 临界温度C T 临界压力C P 苯 78 562.2 48.9 甲苯 92 591.8 41.0 乙苯 106 617.2 36.0 名称 A B C D 精品文档 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 第六章 单环芳烃（答案） 【作业题答案】 1. 写出下列化合物的构造式： （1）间二硝基苯 （2）对溴硝基苯 （3）对羟基苯甲酸 （4）3,5-二硝基苯磺酸 (1)NO 2 NO 2Br NO 2COOH OH SO 3H NO 2O 2N (2)(3)(4) 2. 命名下列化合物： (2) (3)(1)C(CH 3)3 C 2H 5NO 2COOH NO 2NO 2 (1) 叔丁苯 （2）对硝基乙苯 （3）2,4-二硝基苯甲酸 3. 用化学方法区别下列化合物。 精品文档 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF 白 白C CH C H CH 2 2CCl 4褪色 褪色Ag(NH 3)2NO 3×× ××× 4. 用箭头表示下列化合物发生一元硝化反应时硝基进入苯环的主要位置(一个或几个)。 精品文档 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF (1) (2)NHCOCH 3COOH (4)NO 2OCH COOH (3) 5. 完成下列反应。 +AlCl 3( ) (1) ￠ù CH 3 +CH 3CHCH 2Cl 3AlCl 3( )KMnO 4( )CH 33)3 COOH 3)3(2) 无水AlCl 3CH 3+CH 3CH 2CH 2O Cl ( )( )Zn-Hg CH 3 C CH 2CH 2CH 3O CH 3H 2CH 2CH 2CH 3 (3)H 3CO H 3CO CH 2CHCH 2无水AlCl 3( )H 3CO H 3CO O H 2C (4)H N O +HNO 324( )H N O O 2N (5) 6. 指出下列反应中的错误。 (1)CH 2CH 2CH 3 3223 （B ）Cl CH 2CH 2CH 2Cl 烷烃 烷烃即饱和烃（saturated group)，是只有碳碳单键的链烃，是最简单的一类有机化合物。烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链)外，其余化合价全部为氢原子所饱和。烷烃分子中，氢原子的数目达到最大值，它的通式为CnH2 n+2。分子中每个碳原子都是sp3杂化。最简单的烷烃是甲烷。 烷烃中，每个碳原子都是四价的，采用sp3杂化轨道，与周围的4个碳或氢原子形成牢固的σ键。连接了1、2、3、4个碳的碳原子分别叫做伯、仲、叔、季碳；伯、仲、叔碳上的氢原子分别叫做伯、仲、叔氢。 为了使键的排斥力最小，连接在同一个碳上的四个原子形成四面体(tetrahedro n)。甲烷是标准的正四面体形态，其键角为109°28′（准确值：arccos(-1/3)）。 理论上说，由于烷烃的稳定结构，所有的烷烃都能稳定存在。但自然界中存在的烷烃最多不超过50个碳，最丰富的烷烃还是甲烷。 由于烷烃中的碳原子可以按规律随意排列，所以烷烃的结构可以写出无数种。直链烷烃是最基本的结构，理论上这个链可以无限延长。在直链上有可能生出支链，这无疑增加了烷烃的种类。所以，从4个碳的烷烃开始，同一种烷烃的分子式能代表多种结构，这种现象叫同分异构现象。随着碳数的增多，异构体的数目会迅速增长烷烃还可能发生光学异构现象。当一个碳原子连接的四个原子团各不相同时，这个碳就叫做手性碳，这种物质就具有光学活性。 烷烃失去一个氢原子剩下的部分叫烷基[1]，一般用R-表示。因此烷烃也可以用通式RH来表示。 烷烃最早是使用习惯命名法来命名的。但是这种命名法对于碳数多，异构体多的烷烃很难使用。于是有人提出衍生命名法，将所有的烷烃看作是甲烷的衍生物，例如异丁烷叫做2-一甲基丙烷。 现在的命名法使用IUPAC命名法，烷烃的系统命名规则如下： 找出最长的碳链当主链，依碳数命名主链，前十个以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳数，碳数多于十个时，以中文数字命名，如：十一烷。 从最近的取代基位置编号：1、2、3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以- 隔开。 有多个取代基时，以取代基数字最小且最长的碳链当主链，并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。 有两个以上的取代基相同时，在取代基前面加入中文数字：一、二、三...，如：二甲基，其位置以, 隔开，一起列于取代基前面。 异辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）的结构式。异辛烷是汽油抗爆震度的一个标准，其辛烷值定为100。对于一些结构简单或者常用的烷烃，还经常用俗名。如，习惯上直链烷烃的名称前面加“正”字，但系统名称中并没有这个字。在主链的2位有一个甲基的称为“异”，在2位有两个甲基的称为“新”。这虽然只适合于异构体少的丁烷和戊烷，出于习惯还是保留了下来，甚至给不应该叫“异”的2,2,4-三甲基戊烷也冠上了“异辛烷”的名字。 第六章 单环芳烃（答案） 【作业题答案】 1. 写出下列化合物的构造式： （1）间二硝基苯 （2）对溴硝基苯 （3）对羟基苯甲酸 （4）3,5-二硝基苯磺酸 (1) NO 2 NO 2 Br NO 2COOH OH SO 3H NO 2 O 2N (2) (3) (4) 2. 命名下列化合物： (2) (3) (1) C(CH 3)3 C 2H 5 NO 2COOH NO 2 NO 2 (1) 叔丁苯 （2）对硝基乙苯 （3）2,4- 二硝基苯甲酸 3. 用化学方法区别下列化合物。 白 白 C CH C H CH 22CCl 4 褪色褪色 Ag(NH 3)2NO 3 ××× × × 4. 用箭头表示下列化合物发生一元硝化反应时硝基进入苯环的主要位置(一个或几个)。 (1) (2) NHCOCH 3 COOH (4) NO 2 OCH COOH (3) 5. 完成下列反应。 + AlCl 3 ( ) (1) ￠ùCH 3 + CH 3CHCH 2Cl CH 3 AlCl 3 ( ) KMnO 4( ) CH 3 C(CH 3)3 COOH C(CH 3)3 (2) 无水AlCl CH 3 + CH 3CH 2CH 2O Cl ( ) ( )Zn-Hg CH 3 C CH 2CH 2CH 3CH 3 H 2C CH 2CH 2CH 3 (3) H 3CO H 3CO CH 2CHCH 2 COCl 3 ( ) H 3CO H 3CO O H 2 C (4) H N O +HNO 3 24 ( )H N O O 2N (5) 6. 指出下列反应中的错误。 (1) CH 2CH 2CH 3 322，AlCl 3 （B ） Cl CH 2CH 2CH 2Cl A 错，应得异丙苯； B 错，应为氯取代α-H 。 2精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 （一）生产能力: 10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。 （二）进料组成: 乙苯 212.6868Kmol/h ;苯 3.5448 Kmol/h ;甲苯 10.6343Kmol/h 。 （三）分离要求: 馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算（清晰分割） 以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。 由《分离工程》P65式3-23得: LK W Z — X LK ,W D = F ------------- 1 — X HK ,^ — X LK ,W 1-0.01-0.005 W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 表2.1 进料和各组分条件 编号 组分 f i /kmol/h f i /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100 HK ，D LK ，W X iK ， W/ = 0.0 0 5 X HK . D =0.01 （式 2. 1） D =226.865护 空遊8305 =13.2434Kmol/h =2 1 36 2 2 50.0 0 5=1.06 8 Kmol/h 2, W cb = f2 -?2 =10.6 34 31.0 6 8 19.5 6 6 Kmol/h d3 =D X3. D =13.2434X0.01 =0.132434 Kmol/h X3, D 03 = f s -d s =212.6868-0.132434 =212.5 54 Kmol/h 表2-2 物料衡算表 编号组分f i/kmol/h 馏出液d i 釜液⑷i 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯10.634 3 9.5662 1.0681 3 乙苯212.6868 0.132 4 212.5544 总计226.8659 13.2434 213.6225 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 、塔顶温度纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学P199）: ln(P S/P C) =(1 -x)」(Ax + Bx1.5 +Cx3 +D X6) X =1 -T/Tc 表2-3 物性参数 第六章 单环芳烃（答案） 【作业题答案】 1. 写出下列化合物的构造式： （1）间二硝基苯 （2）对溴硝基苯 （3）对羟基苯甲酸 （4）3,5-二硝基苯磺酸 (1) NO 2 NO 2 Br NO 2COOH OH SO 3H NO 2 O 2N (2) (3) (4) 2. 命名下列化合物： (2) (3) (1) C(CH 3)3 C 2H 5 NO 2COOH NO 2 NO 2 (1) 叔丁苯 （2）对硝基乙苯 （3）2,4- 二硝基苯甲酸 3. 用化学方法区别下列化合物。 白 白 C CH C H CH 22CCl 4 褪色褪色 Ag(NH 3)2NO 3 ××× × × : 4. 用箭头表示下列化合物发生一元硝化反应时硝基进入苯环的主要位置(一个或几个)。 (1) (2) NHCOCH 3 COOH (4) NO 2 OCH COOH (3) 5. 完成下列反应。 + AlCl 3 ( ) (1) ￠ùCH 3 + CH 3CHCH 2Cl CH 3 AlCl 3 ( ) KMnO 4( ) CH 3 C(CH 3)3 COOH C(CH 3)3 (2) 无水AlCl CH 3 + CH 3CH 2CH 2O Cl ( ) ( )Zn-Hg CH 3 C CH 2CH 2CH 3CH 3 H 2C CH 2CH 2CH 3 (3) H 3CO H 3CO CH 2CHCH 2 COCl 3 ( ) H 3CO H 3CO O H 2 C (4) H N O +HNO 3 24 ( )H N O O 2N (5) 6. 指出下列反应中的错误。 (1) CH 2CH 2CH 3 322，AlCl 3 （B ） Cl CH 2CH 2CH 2Cl A 错，应得异丙苯； 。 专题：烃和烷烃 一、烃和烷烃燃烧的相关计算 CxHy+ O2 → CO2+ H2O C n H2n+2+ O2 → CO2+ H2O ★C、H元素守恒: 【例1】（1）混合气体通入浓硫酸或无水氯化钙：0.1mol的烃完全燃烧，放出的CO2在标准状况下为2.24L，把混合气体通入浓硫酸或无水氯化钙中，浓硫酸或无水氯化钙增重3.6g，该烃的分子式为。 （2）混合气体通入碱石灰：0.5mol的烃完全燃烧，若将混合气体通入碱石灰中，碱石灰增重12g，若通入浓硫酸中，浓硫酸增重48g，该烃的分子式为。 （3）混合气体通入过氧化钠： Na2O2+ CO2= △m= 结论： Na2O2 + H2O= △m= 结论： 0.5mol的某烃完全燃烧通入足量澄清石灰水中产生白色沉淀200g，若将混合气体通入装有足量过氧化钠的干燥管中，固体增重59g，该烃的分子式为，该烃 （填“是”或者“不是”）烷烃，理由是 ★等物质的量烃完全燃烧耗氧量的计算：CxHy~ O2 C n H2n+2~ O2 【例2】下列等物质的量的烃，耗氧量由多到少排列为 ○1C2H6 ○2C3H4 ○3C2H2 ○4C6H6○5C5H12 ○6C2H4 ★等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算： C ~ O2 ~ CO2 4H ~ O2 ~ 2H2O 12g 1mol 4g 1mol 结论：y/x 越大，耗氧量越大 【例3】（1）下列等质量的烃，耗氧量由多到少排列为 ○1C2H6 ○2C3H4 ○3C2H2 ○4C6H6 ○5C5H12 ○6C2H4 （2）等质量的烷烃，耗氧量最多的烷烃是 ★最简式相同的有机物，不论以何种比例混合，只要混合物总质量一定，完全燃烧后生成的CO2和H2O及耗氧量就一定。 【例4】由A、B两种烃组成的混合物，当混合物总质量一定时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧消耗氧气的质量为一恒量。对A、B两种烃有下面几种说法：①互为同分异构体； ②互为同系物；③具有相同的最简式；④两种烃中碳的质量分数相同。正确的结论是( ) A.①②③④ B.①③④ C.②③④ D.③④ ★烃完全燃烧前后气体体积变化规律： （利用差量法确定分子中的含H数） CxHy+( x+y/4)O2 →xCO2+ y/2H2O △V 1 x+y/4 x y/2(气) 1-y/4 1 x+y/4 x (液) 减少1+y/4 ●H2O为气态（100℃以上）：体积不变 y = 4（CH4 C2H4 C3H4） 体积减小 y < 4（C2H2） 体积增大 y > 4(C2H6 C3H8) 【例5】两种气态烃以任意比例混合，在105℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合，充分燃烧 塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 （一）塔径 D 参考下表 初选板间距H T =0.40m,取板上液层高度 H L =0.07m 故： ①精馏段： H T -h L =0.40-0.07=0.3 11 220.00231394.3()()()()0.04251.04 3.78s L s V L V ρρ== 查图表 20C =0.078；依公式 0.20.2 2026.06( )0.078( )0.0733 C C σ ===； max 0.078 1.496/u m s == = ，则： u=0.7?u =0.7?2.14=1.047m/s 故： 1.265D m = ==； 按标准，塔径圆整为1.４m, 则空塔气速为2244 1.04 0.78/1.3s V u m s D ππ?= ==? 塔的横截面积2221.40.63644 T A D m ππ === ②提馏段： 11 ''22''0.002771574.8 ()()()()0.05070.956 5.14s L s V L V ρρ==；查图 20C 0.2 0.2 22.09()0.0680.069420C C σ?? ==?= ??? ； max 1.213/u m s == ， '0.70.7 1.2130.849/u u m s =?=?=； ' 1.20D m ===； 为了使得整体的美观及加工工艺的简单易化,在提馏段与精馏段的塔径相差不大的情况下选择相同的尺寸; 故:D '取1.４m 塔的横截面积:''2221.4 1.32744 T A D m π π = = = 空塔气速为22 440.956 '0.720/1.3 s V u m s D ππ?= ==? 板间距取0.4m 合适 （二）溢流装置 采用单溢流、弓形降液管、平形受液盘及平形溢流堰，不设 进流堰。各计算如下： ①精馏段： 1、溢流堰长 w l 为0.7D ，即：0.7 1.40.91w l m =?=； 2、出口堰高 h w h w =h L -h ow 由l w /D=0.91/1.４=0.7, 2.5 2.5 8.28 10.480.91 h w L l m ==查手册知： E 为1.03 依下式得堰上液高度： 2 2 33 2.84 2.848.281.030.013100010000.91h ow w L h E m l ????==?= ? ????? 故：L ow h -h 0.070.0130.057w h m ==-= 3、 降液管宽度d W 与降液管面积f A 有/w l D =0.7查手册得/0.14,/0.08d f T W D A A == 故：d W =0.14D=0.14 ?1.3=0.182m 2220.080.08 1.30.106244f A D m π π ==??= ()0.10620.418.55,0.0023 f T s A H s s L τ?===>符合要求 4、降液管底隙高度0h 取液体通过降液管底隙的流速0u =0.1m/s 依式计算降液管底隙高度0h ， 即：000.0023 0.0250.910.1 s w L h m l u = ==? ②提馏段： 1、 溢流堰长'w l 为0.7'D ，即：'0.7 1.40.91w l m =?=； 2、 出口堰高'w h '' w L ow h =h -h ； 由 '/D=0.91/1.4=0.7w l ，'2.5 2.5 9.98 12.630.91 h w L l m = =查手册知 E 为1.04依下式得堰上液高度： 第六章 单环芳烃（答案） 【作业题答案】 1. 写出下列化合物的构造式： （1）间二硝基苯 （2）对溴硝基苯 （3）对羟基苯甲酸 （4）3,5-二硝基苯磺酸 (1) NO 2 NO 2 Br 2COOH OH SO 3H NO 2 O 2N (2) (3) (4) 2. 命名下列化合物： (2) (3) (1) C(CH 3)3 C 2H 5 NO 2COOH NO 2 2 (1) 叔丁苯 （2）对硝基乙苯 （3）2,4- 二硝基苯甲酸 3. 用化学方法区别下列化合物。 顺丁烯二酸酐 白 白 C CH C H CH 22CCl 4 褪色褪色 Ag(NH 3)2NO 3 ××× × × 4. 用箭头表示下列化合物发生一元硝化反应时硝基进入苯环的主要位置(一个或几个)。 (1) (2) NHCOCH 3 COOH (4) NO 2 OCH COOH (3) 5. 完成下列反应。 + AlCl 3 ( ) (1) ￠ùCH 3 + CH 3CHCH 2Cl CH 3 AlCl 3 ( ) KMnO 4( ) CH 3 C(CH 3)3 COOH C(CH 3)3 (2) 3 CH 3 + CH 3CH 2CH 2O Cl ( ) ( )Zn-Hg CH 3 C CH 2CH 2CH 3O CH 3 H 2C CH 2CH 2CH 3 (3) H 3CO H 3CO CH 2CHCH 2 COCl 3 ( ) H 3CO H 3CO H 2 C (4) H N O +HNO 3 ( )H N O O 2N (5) 6. 指出下列反应中的错误。 (1) CH 2CH 2CH 3 3223 （A ） （B ） ，光Cl CH 2CH 2CH 2Cl A 错，应得异丙苯； 烷烃知识点总结 【知识体系】 1．烃的分类、通式和主要化学性质 氧化：燃烧 饱和烃：烷烃C n H2n+2(n≥1) 甲烷取代结构：链状、碳碳单键裂解 链烃氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 (脂肪烃) 烯烃C n H2n(n≥2) 乙烯加成：H2、X2、HX 、H2O等 结构：链状、碳碳双键加聚 氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 炔烃C n H2n-2(n≥2) 乙炔加成 不饱和烃结构：链状、碳碳叁键加聚 氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 烃二烯烃C n H2n-2 (n≥3) 1，3—丁二烯加成：1，2加成、1，4加成 结构：链状、两个碳碳双键加聚 饱和环烃：环烷烃C n H2n (n≥3) 结构：环状、碳碳单键氧化：燃烧、不能使KMnO4(H+)褪色，不能因反应使反应使溴水褪色 苯加成 环烃取代：卤代、硝化、磺化 苯及其同系物C n H2n-6 (n≥6) 结构：环状、大π键 不饱和环烃：芳香烃氧化：燃烧、使KMnO4(H+)褪色 稠环芳烃：萘、蒽甲苯取代 加成 2．烃的转化关系 烷烃(CH3CH3) CH3CH2Cl 石油 烯烃(CH2 = CH2) CH≡CH CH2 = CH [ CH2 -CH ] n Cl Cl C2H5OH CH2BrCH2Br [ CH2-CH2]n 焦炭CaC2 煤 C6H5NO2 C6H12C6H5Br C6H5SO3H 3．重要的实验 名称药品反应原理发生装 置 几点说明 甲烷无水醋 酸钠、碱 石灰 CH3COONa+NaOH CaO ? ???→CH4↑+ Na2CO3 固—固 加热 1．药品不可含水，不能用醋酸钠晶体 (CH3COONa 3H2O) 。原因：若有水， 存在CH3COONa和NaOH因电离，使 分子间反应不能发生。所以，不能制得 甲烷。 2．CaO作用：吸水；使固体疏松以利 于甲烷放出；减弱NaOH高温下对玻璃 的腐蚀。 乙烯乙醇、浓 硫酸(体 积比1： 3) CH3CH2OH 240H SO 170C ???→ 浓 CH2=CH2↑ + H2O 液—液 加热 (使用温 度计) 1．浓硫酸起催化剂和脱水剂。沸石(或 碎瓷片)是缓和液体沸腾防止受热暴 沸。 2．温度计应插入反应液中。 3．加热时使液体温度迅速升到并控制 在170℃,以减少副反应，温度低于 170℃主要生成乙醚。 4．制乙烯反应溶液变黑的原因是乙醇 和浓硫酸发生氧化还原反应： C2H5OH+2H2SO4(浓)? ??→2C+2SO2↑ +5H2O C+2H2SO4(浓) ? ??→CO2↑ +2SO2↑ +2H2O 所以,乙烯中可能混有CO2、SO2等杂质 气体。 乙炔电石(主 要成分： 碳化 钙)、水 CaC2+2H2O??→ CH≡CH↑+ Ca(OH)2 固-液 无须加 热 (不能 使用启 普发生 器) 1．制乙炔不能用启普发生器原因：a. 生成的Ca(OH)2溶解度比较小，易沉积 在容器底部而堵塞球形漏斗下端管口； b.反应放热； c.电石遇水后不能继续保 持块状。 2．用简易装置时，常用一团棉花塞在 试管口附近，以防产生的泡沫喷出进入 导气管。 3．该反应剧烈，可通过控制加水速度 或改用饱和食盐水的办法来得到平稳 气流。 4．所得气体中常含PH3、H2S等杂质， 是电石中含CaS、Ca3P2等杂质之故。 1．反应使用液态溴而非溴水。 2．苯和液溴混合并不反应，加入铁屑 第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； N T –––––塔内所需要的理论板层数； E T –––––总板效率； H T –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； V S –––––气体体积流量，m 3/s u –––––空塔气速，m/s u =（0.6~0.8）u max （3-3） V V L C u ρρρ-=max （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，kg/m 3 V ρ–––––气相密度，kg/m 3 C –––––负荷因子，m/s 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子，m/s L σ–––––操作物系的液体表面张力，mN/m 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取E=1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，m/s 。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ??+-=-r x r x r x A a 1222sin 1802π （3-11） 目录 目录 (1) 精馏塔再沸器工艺课程设计 (2) 1.设计任务及设计条件 (2) 2.方案论证 (2) 3.估算设备尺寸 (3) 4.传热系数校核 (3) 5.循环流量校核 (7) 6.设计结果汇总 (12) 7.工艺流程图 (13) 8.带控制点的工艺流程图 (13) 精馏塔再沸器工艺设计 1.设计任务及设计条件 (1) 设计任务：精馏塔塔釜，设计一台再沸器 (2) 再沸器壳层和管层的设计条件： 潜热γ 0=812.24kJ/kg 热导率λ =0.023W/(m?K) 粘度=0.361mPa?s 密度ρ0=717.4kg/m3 管层流体83℃下的物性数据： 潜热γi=31227.56kJ/kg 液相热导率λi=0.112 W/(m?K) 液相粘度=0.41 mPa?s 液相密度=721 kg/m3 液相定压比热容=2.094kJ/(kg?K) 表面张力=1.841×10-2N/m 汽相粘度=0.0067 mPa?s 汽相密度=0.032 kg/m3 蒸汽压曲线斜率(Δt/Δp)s=2.35×10-3m2?K/kg 2.方案论证 立式热虹吸再沸器是利用塔底釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，使得釜液在精馏塔底与再沸器间流动循环。 立式热虹吸再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。由于结垢原因，壳层不能采用机械方法清洗，因此壳层不适宜用高黏度或较脏的加热介质，本设计中壳层介质为乙醇蒸汽，较易清洗。 3.估算设备尺寸 计算热流量Φ为 )(1038.33600/100024.81215005W q b m b ?=??==Φγ 计算传热温差m t ?为 (11583)(8583) 10.82()(11583)(8583) m t K Ln ---?= =-- 假设传热系数K=XX ，估算传热面积A p 为 拟用传热管规格230?φ，管长L=3000m ，计算总传热管数N T N T = 10063 03.014.334 .2840=??= L d A p π 若将传热管按正三角形排列，则可用N T =3a(a+1)+1，b=2a+1，D=t(b-1)+（2~3）d 0计算壳径D 为 D=32×(37-1)+3×30≈1400mm 取管程进口管径Di=250mm ，出口管直径D 0=600mm 。 4.传热系数校核 （1）显热段传热系数K CL 设传热管出口处汽化率xe ＝0.048，则可计算循环流量q mt ： )/(72.34048 .06000 s kg x q q e mb mt === ① 显热段管内表面传热系数 则计算传热管内质量流速G 为 )(534.01006026.04 14 .34 )]/([03.65534 .072.342222m N di Si s m kg S q G T i mt =??= = ?===π 雷诺数Re 为 第二章 烷烃和环烷烃 有机化合物（简称有机物）中有一类数量众多，组成上只含碳、氢两种元素的化合物，称为碳氢化合物，简称烃（hydrocarbon ）。烃分子中的氢原子被其他种类原子或原子团替代后，衍生出许多其他类别的有机物。因此，烃可看成是有机物的母体，是最简单的一类有机物。根据结构的不同，烃可分为如下若干种类。 烃在自然界中主要存在于天然气、石油和煤炭中，是古老生物埋藏于地下经历特殊地质作用形成的，是不可再生的宝贵资源，是社会经济发展的主要能源物质，也是合成各类生活用品和临床药物的基础原料。本章讨论两类饱和烃——烷烃和环烷烃。 第一节 烷烃 分子中碳原子彼此连接成开放的链状结构的烃称为开链烃，因其结构与人不饱和开链烃 烃 饱和开链烃—烷烃 脂环烃（环烷烃、环烯烃等） 闭链烃 (环烃) 开链烃 (脂肪烃) 芳香烃 烯烃 炔烃 体脂肪酸链状结构相似又称脂肪烃，具有这种结构特点的有机物统称脂肪族化合物。分子中原子间均以单键连接的开链烃称为饱和开链烃，简称烷烃（alkane）。 一、烷烃的结构、分类和命名 （一）烷烃的结构 1.甲烷分子结构甲烷是家用天然气的主要成分，也是农村沼气和煤矿瓦斯的主要成分，广泛存在于自然界中，是最简单的烷烃。 甲烷分子式是CH ，由一个碳原子与四个氢原子分别共用一对电子，以四个 4 共价单键结合而成。如下图2-1（a）所示。 图2-1 甲烷分子结构示意图 结构式并不能反映甲烷分子中的五个原子在空间的位置关系。原子的空间位置关系属于分子结构的一部分，因而也是决定该物质性质的重要因素。化学学科常借助球棍模型来形象地表示有机物分子的空间结构（不同颜色和大小的球表示不同原子，小棍表示共价键）。根据现代物理方法研究结果表明，甲烷分子空间结构如图2-1（b）所示。但是球棍模型这种表示书写起来极不方便，要将甲烷的立体结构在纸平面上表示出来，常通过实线和虚线来实现。如图2-1（c）所示，虚线表示在纸平面后方，远离观察者，粗实线（楔形）表示在纸平面前方，靠近观察者，实线表示在纸平面上，这种表示方式称透视式。 将甲烷透视式中的每两个原子用线连接起来，甲烷在空间形成四面体。根据现代物理方法测定，甲烷分子为正四面体结构，碳原子处于四面体中心，四个氢原子位于四面体四个顶点。四个碳氢键的键长都为0.109 nm，键能为414.9kJ?mol-1，所有H-C-H的键角都是109.5o。 碳原子核外价电子层结构为2s22p2，按照经典价键理论，共价键的形成是电子配对的过程。碳原子价电子层上只有两个单电子，因而碳原子应该只能形 目录 第一章概述 (4) 第二章脱丙烯精馏塔工艺计算 (5) 2.1 设计方案简介 (5) 2.2 主要物性数据 (5) 2．3物料衡算 (5) 2.3.1确定关键组分塔顶、塔底的分布量. (6) 2.4确定塔操作条件 (6) 2.4.1.确定塔顶温度： (6) 2.4.2.确定进料温度。 (6) 2.4.3.确定塔底温度. (7) 2.4.4. 各组分相对挥发度 (7) 2.5确定最小回流比。 (8) 2.6理论塔板数与实际板数。 (8) 2.6.1.求定最少理论板数 (8) 2.6.2. 计算实际回流比R及理论塔板数 (9) 2.6.3.计算全塔平均板效率 (9) 2.6.4. 计算实际塔板数和进料板位置 (9) 2.7确定冷凝器和再沸器的热负荷 Q Q (10) ,C r 第三章物料的性质计算 (12) 3.1 求气液负荷 (12) 3.2 平均摩尔质量的计算 (12) 3.2.1 塔顶平均摩尔质量计算 (12) 3.2.2 进料平均摩尔质量计算. (12) 3.2.3 塔底平均摩尔质量计算. (13) 3.3 平均密度计算 (13) 3.3.1 气体平均密度计算 (13) 3.3.2 液体平均密度计算 (13) 3.3.3 液体平均表面张力计算。 (15) 3.3.4 液体平均粘度的计算。 (15) 第四章精馏塔的工艺尺寸计算。 (17) 4.1 塔高的计算。 (17) 4.1.1 塔径D的计算。 (17) 4.2 塔板设计 (18) 4.2.1 确定塔板溢流形式 (18) 4.2.2降液管以及溢流堰的尺寸 (18) 4.2.3核算阀孔动能因数及孔速 (20) 4.2.4计算塔板开孔率 (20) 4.2.5 浮阀塔板设计的校核 (20) 4.2.6 塔板负荷性能图。 (22) 第五章塔附属设备的设计 (25) 5.1主要接管尺寸的计算 (25) 5.1.1进料管 (25) 5.1.2回流管 (25) Cycloalkanes 第四章环烷烃 Organic Chemistry A (1) By Prof. Li Yan-Mei Tsinghua University Content 4.1 Classification, Isomerization and nomenclature 4.2 Structure of cycloalkanes 4.3 Physical properties & spectrum data 4.4 Chemical properties 4.5 Preparation (learn on your own) 4.1 Classification, Isomerization and nomenclature 4.1.1 Classification 4.1.2 Isomerism 4.1.3 Nomenclature 4.1.1 Classification By the size of the ring 按环的大小 Small rings Medium rings Common rings Large rings C3~C4 C8~C12 C5~C7 C13~ By the saturation 按不饱和度 C n H2n C n H2n-2 C n H2n-4Cycloalkanes 环烷Cyclo olefines 环烯Cyclo alkynes 环炔 Monocyclic compounds 单环 By the number of the rings 按环的数目 Polyring compounds 多环 Fused ring 稠环Bridged ring 桥环Spiro rings 螺环 两环之间共用一个碳原子两环之间共用一根共 价键（共用两个直接 相连的碳原子） 两环之间共用两个 不直接相连的碳原 子 螺原子 桥头碳 甲烷烷烃 1 ．复习重点1．甲烷的结构、化学性质； 2．烷烃的定义、命名、同系物、同分异构体及典型的取代反应。 2．难点聚焦 1.有机物：含碳化合物叫做有机化合物，简称有机物。．．．．(除CO、CO、碳酸盐、碳化物、硫氰化物、氰化物等外) 2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。 那么究竟哪些物质是有机物，哪些物质是无机物，有什么判断依据呢？我们可以通过有机物与无机物的主要区别加以判断。 有机物的组成3.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？ 几种元素能构几千万种有机物质？(学生自学后概括) 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1) —5结构图(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。(举几个同分异构体) 在有机物中，有一类只含C、H两种元素的有机物。 4.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。 甲烷 一、甲烷的物理性质 (学生回答)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。 收集甲烷时可以用什么方法？(1.向下排空气法，2.排水法) 二、甲烷的分子结构 已知甲烷的气体密度在标准状况下为0.717 g/L，其中含碳的质量分数为75％，含氢质量分数为25％，求甲烷的分子式。(平行班提示：M=ρV) m a.计算甲烷的摩尔质量 因为摩尔质量=气体摩尔体积×密度 =22.4L/mol×O.7179/L =16 g/mol 所以甲烷的分子量为16。 b.按分子量和质量分数计算一个甲烷分子中C、H原子的个数 C原子数：16×75％÷12=1 H原子数：16×25％÷1=4 所以甲烷的分子式为CH。4甲烷的分子式：CH 电子式：结构式：4用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式。 上述结构式都不能表明甲烷分子的真实构型 ［模型展示］甲烷分子的球棍模型和比例模型。 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。：三角锥形 NH ：正四面体CH 34 三、甲烷的化学性质 1.甲烷的氧化反应 点燃 O +2H+2OCO CH2242，（等号）”（箭头）而不是“====”a.方程式的中间用的是“ 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。SCO、Hb.火焰呈淡蓝色：CH、 第六章 单环芳烃 一、 写出分子式为C 9H 12的单环芳烃所有的异构体并命名之。 CH 2CH 2CH 3 CH(CH 3)2 CH 2CH 3 CH 3 CH 3 C 2H 5 CH 3C 2H 5 CH 3 CH 3CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 二、 写出下列化合物的结构式。 1, 1． 间二硝基苯 2，对溴硝基苯 3，1，3，5－三乙苯 4，对羟基苯甲酸 NO 2 NO 2NO 2 Br C 2H 5 C 2H 5 C 2H 5 OH COOH 5，2，4，6－三硝基甲苯 6，间碘苯酚 7，对氯苄氯 8，3，5－二硝基苯磺酸 CH 3 NO 2 NO 2 NO 2 OH I Cl CH 2Cl NO 2 NO 2 SO 3H 三、 命名下列化合物。 C 2H 5 C(CH 3)3 CH 3 Cl NO 2 CH 2OH 叔丁基苯 对氯甲苯 对硝基乙苯 苄醇 CH=CHCH 3 SO 2Cl COOH NO 2 NO 2 C 12H 25 SO 3Na CH 3 苯磺酰氯 2，4－二硝基苯甲酸 对十二烷基苯磺酸钠 1－（4－甲苯基丙烯 四、 用化学方法区别各组化合物。 1 . 解：环己烷 环己烯 苯 CH 2CH 3 CH=CH 2 C CH 2, 解：乙苯 苯乙烯 苯乙炔 五、以构造式表示下列各组化合物经硝化后可能得到的主要化合物（一种或几种）。 1,C 6H 5Br 2,C 6H 5NH COCH 3 Br NO 2 Br NO 2 NH CO CH 3 NO 2 NO 2 NH CO CH 3 C 2H 5 NO 2 NO 2 C 2H 5 3,C 6H 5C 2H 5 4,C 6H 5COOH 5,O - C 6H 4(OH)COOH 6,P - CH 3C 6H 4COOH COOH NO 2 COOH OH COOH OH NO 2 NO 2 NO 2 CH 3 COOH 目录 1 设计任务书 (1) 1.1 设计题目……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.2 已知条件……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.3设计要求………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2 精馏设计方案选定 (1) 2.1 精馏方式选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.2 操作压力的选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.4 加料方式和加热状态的选择…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.3 塔板形式的选择………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.5 再沸器、冷凝器等附属设备的安排…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2.6 精馏流程示意图………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3 精馏塔工艺计算 (2) 3.1 物料衡算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.2 精馏工艺条件计算……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3.3热量衡算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4 塔板工艺尺寸设计 (4) 4.1 设计板参数………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………精馏塔的工艺标准计算
第六章 单环芳烃(答案)
烷烃、环烷烃
第六章-单环芳烃(答案)
2精馏塔的工艺计算
第六章 单环芳烃(答案)
烃和烷烃燃烧规律
精馏塔和塔板的主要工艺尺寸的计算
第六章 单环芳烃(答案)
最新烷烃类知识点总结
精馏塔工艺工艺设计方案计算
精馏塔再沸器工艺计算
人卫有机化学5-2第二章--烷烃和环烷烃
(完整word版)脱丙烯精馏塔工艺
Chapter 4 Cycloalkanes环烷烃
烷烃 习题及答案剖析
有机化学第六章课后答案
精馏塔计算方法
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