【高中化学乙烷知识点】乙烷是烃类中最简单的一种，属于饱和烃中的烷烃。作为高中化学的重要知识点，乙烷的结构、性质以及相关反应在考试中常有涉及。以下是对乙烷相关知识的系统总结。
一、乙烷的基本信息
| 项目 | 内容 |
| 化学式 | C₂H₆ |
| 结构式 | CH₃-CH₃ |
| 分子结构 | 碳碳单键连接两个甲基，呈锯齿形结构 |
| 分子量 | 30.07 g/mol |
| 物理状态 | 常温常压下为无色无味气体 |
| 溶解性 | 不溶于水，易溶于有机溶剂 |
| 燃点 | 约530℃（在空气中） |
二、乙烷的结构特点
乙烷分子由两个碳原子和六个氢原子组成，每个碳原子通过单键相连，并且每个碳原子还与三个氢原子结合。这种结构使得乙烷具有稳定的化学性质，不易发生加成反应，但可以发生取代反应。
- 碳原子的杂化方式：sp³ 杂化
- 键角：约109.5°
- 空间构型：四面体型
三、乙烷的化学性质
1. 可燃性
乙烷在空气中点燃时会燃烧，生成二氧化碳和水：
$$
2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O
$$
这是乙烷最典型的化学反应之一，也是其作为燃料的重要用途。
2. 取代反应
乙烷在光照或高温条件下可与卤素（如Cl₂、Br₂）发生自由基取代反应，生成卤代烷：
$$
C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{\text{光照}} C_2H_5Cl + HCl
$$
这类反应是研究有机化合物反应机理的重要内容。
3. 稳定性
由于乙烷分子中没有不饱和键，因此化学性质较为稳定，不容易与其他物质发生剧烈反应。
四、乙烷的制备方法
乙烷主要来源于天然气和石油的分馏产物。在实验室中，可通过以下方法制取：
- 烷烃的裂解：将较大的烷烃在高温下裂解生成较小的烷烃，如乙烷。
- 金属钠与卤代烷反应：例如，用钠还原卤代烷可以得到相应的烷烃。
五、乙烷的应用
- 燃料：用于工业燃料、家庭取暖等。
- 化工原料：用于合成其他有机化合物。
- 制冷剂：在某些低温设备中作为制冷剂使用。
六、乙烷与其他烷烃的比较
| 项目 | 乙烷（C₂H₆） | 甲烷（CH₄） | 丙烷（C₃H₈） |
| 分子式 | C₂H₆ | CH₄ | C₃H₈ |
| 结构 | 两个碳原子 | 一个碳原子 | 三个碳原子 |
| 沸点 | -88.6°C | -161.5°C | -42.1°C |
| 燃点 | 约530°C | 约537°C | 约450°C |
| 反应活性 | 较低 | 最低 | 中等 |
总结
乙烷是最重要的饱和烃之一，其结构简单、性质稳定，广泛应用于能源和化工领域。掌握乙烷的结构、性质及反应规律，有助于理解整个烷烃家族的特性，也为学习更复杂的有机化合物打下坚实基础。
