乙烷是什么？它有哪些化學性質(zhì)？
- 發(fā)布時間：2022-11-29
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乙烷是化學式為C2H6的烷烴。乙烷中的所有分子由共價鍵結(jié)合，通常在分子的書寫中為了表現(xiàn)兩個C（碳原子）之間只有一個化學鍵，寫作CH3-CH3。它是由兩個碳原子組成的烷烴中唯一的脂肪烴。在標準狀況下乙烷為可燃氣體，無色無味，在一定的濃度下如遇火可產(chǎn)生爆炸。工業(yè)生產(chǎn)的乙烷是從天然氣分離出來的或者是煉油廠的副產(chǎn)品。在石油化工中它是生產(chǎn)乙烯的原材料。
乙烷的化學性質(zhì)主要包括自由基反應(yīng)，它能夠和鹵素，尤其是氯和溴發(fā)生自由基鹵化反應(yīng)。這個反應(yīng)主要是通過乙基自由基的鏈增長導致的：
C2H5· + Cl2 → C2H5Cl + Cl·
Cl· + C2H6 → C2H5· + HCl
由于鹵化乙烷還可以繼續(xù)發(fā)生自由基鹵化，因此這個過程可以產(chǎn)生許多鹵化產(chǎn)物的混合物。在化學工業(yè)里因此使用更加有選擇性的反應(yīng)來獲得特別的二碳鹵化物。
乙烷完全燃燒的話每摩爾釋放1561千焦或者每克施放51.9千焦熱量，其燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水：
2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O + 3120 kJ/mol
乙烷的燃燒實際上是一系列復(fù)雜的游離基反應(yīng)。對乙烷燃燒的化學動力學計算機模擬包括上百單個反應(yīng)。其中一系列重要的單個反應(yīng)是乙基和氧的結(jié)合和此后的分裂，導致過氧化物，再導致烷氧基和羥基。
C2H5· + O2 → C2H5OO·
C2H5OO· + HR → C2H5OOH + ·R
C2H5OOH → C2H5O· + ·OH
乙烷不完全燃燒的主要產(chǎn)品是單碳化合物如一氧化碳和甲醛。乙烷的碳碳鍵斷開產(chǎn)生這些產(chǎn)品的主要途徑是乙基分裂為甲基和甲醛，這些產(chǎn)品然后繼續(xù)氧化：
C2H5O· → CH3· + CH2O
不完全燃燒還會產(chǎn)生少量乙醛、甲烷、甲醇和乙醇。在高溫下，尤其在攝氏600至900度之間乙烯是一個重要產(chǎn)物。這個反應(yīng)如下：
C2H5· + O2 → C2H4 + ·OOH
在使用蒸汽裂解由乙烷生產(chǎn)乙烯的過程中有類似的反應(yīng)。
