甲烷 乙烷 丙烷 丁烷的化学性质

【专家解说】：烷烃性质很稳定，因为C-H键和C-C双键相对稳定，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 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 + 2O2 → CO2 + 2H2O O2供应不足时，反应如下：　CH4 + 2/3 O2 → CO + 2H2O 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。　卤化反应　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。 烷烃及结构 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。 　　在工业中，深度的裂化叫做裂解，裂解的产物都是气体，称为裂解气。 烷烃的作用主要是做燃料。天然气和沼气（主要成分为甲烷）是近来广泛使用的清洁能源。石油分馏得到的各种馏分适用于各种发动机： 　　C1~C4(40℃以下时的馏分)是石油气，可作为燃料；