一、 概述
在环境条件下,丙烷是无色、可燃和xx的气体,具有天然气的气味。沸点为-42.04℃。
二、物理性质
1
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名称
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丙烷
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2
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化学式
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C3H6
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3
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CAS 注册号
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74-98-6
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4
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相对分子质量
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44.096
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5
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熔点
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85.46K,-187.69℃,-305.84oF
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6
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沸点,101.325 kPa(1atm)时
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231.11K,--42.04℃,-43.67oF
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7
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临界温度
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369.82K,96.67℃,206.01oF
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8
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临界压力
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4.25mPa,42.49bar,41.93atm,616.27psia
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9
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临界体积
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202.9cm3/mol
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10
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临界密度
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0.2174g/cm3
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11
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临界压缩系数
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0.280
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12
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偏心因子
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0.152
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13
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液体刻密度,25℃时
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0.493g/cm3
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14
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液体热膨胀系数,25℃时
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0.00321 1/℃
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15
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表面张力,25℃时
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7.02×10-3 N/m,7.02dyn/cm
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16
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气体密度,101.325 kPa(atm)和70 oF(21.1℃)时
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1.826kg/m3 ,0.114 1b/ft3
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17
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气体相对密度,101.325 kPa(1atm)和70oF时(空气=1)
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1.523
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18
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汽化热,沸点下
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426.34kj/kg,183.33BTU/1b
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19
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熔化热,熔点下
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79.92kj/kg,34.37BTU/1b
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20
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气体定压比热容cp,25℃时
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1.693kj/(kg• k),0.405BTU/(1b·R)
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21
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气体定容比热容cp,25℃时
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1.505kj/(kg• k),0.36BTU/(1b·R)
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22
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气体比热容比,cp/cv
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1.125
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23
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液体比热容,25℃时
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2.669kj/(kg•k ),0.638BTU/(1b·R )
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24
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因体比热容,-200℃时
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1.065kj/(kg•k ),0.255BTU/(1b·R )
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25
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气体摩尔熵,25℃时
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270.2j/(mol•k )
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26
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气体摩尔生成熵,25℃时
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-269.6j/(mol•k )
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27
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气体摩尔生成焓,25℃时
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-103.85kj/mol
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28
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气体摩尔吉布斯生成能,25℃时
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-23.47kj/mol
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29
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溶解度参数
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13.091j/cm3 )0.5
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30
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液体摩尔体积
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75.642cm3 /mol
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31
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在水中的溶解度,25℃时
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62.4×10-6 ( ω )
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32
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辛醇 -水分配系数,lgKow
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2.36
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33
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在水中的亨利定律常数,25℃时
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3850MPa/x,37998atm/(x)
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34
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气体黏度,25℃时
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82.61×10-7 Pa •s,82.61μP
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35
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液体黏度,25℃时
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0.099mPa •s,0.099cp
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36
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气体热导率,25℃时
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0.01811W/(m • k)
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37
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液体热导率,25℃时
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0.1588W/(m • k)
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38
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空气中爆炸低限含量
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2.1%(φ )
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39
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空气中爆炸高限含量
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9.5%(φ )
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40
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闪点
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-104.4℃,-156℉
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41
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自燃点
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450℃,842℉
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42
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燃烧热,25℃(77oF)气态时
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47509.1kj/kg,20428.9BTU/1b
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43
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美国政府工业卫生工作者会议 (ACGIH) 阈值浓度
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2500×10-6(φ )
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44
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美国职业安全与卫生管理局 (OSHA) 允许浓度值
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1000×10-6(φ )
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45
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美国国立职业安全与卫生研究所 (NIOSH) 推荐浓度值
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1000×10-6(φ )
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三、化学性质
丙烷属链烷系或石蜡系列烃。链烷烃主要的化学性质如下:
1、脱氢
此类反应是石油工业中的重要反应,借此,乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷和戊烷可以转化为相应的烯烃,催化剂可以促进反应速度,提高产品收率。工业上,用此法生产的烯烃经聚合或烷基化为异烷烃,{zh1}生产出高级发动机燃料。乙烯、丙烯、异丁烯在工业上用于生产大量重要的脂肪族化合物。
2、异构化
对含4个或4个以上碳原子的链烷烃或低支链烷烃,经异构化可以获得更多高支链烷烃,异构化反应使用弗瑞德-克拉福茨(Friedel-Crafts)型催化剂,反应温度150-200℃。xxx的催化剂为载于硅胶上的氯化铝或铝胶,并加氯化氢改性。还有大量其它类型催化剂和改性剂可供选用。通过异构化可由丁烷和戊烷生产异丁烷和异戊烷。进而用丙烯和丁烯进行烷基化反应,以生产高支链庚烷、辛烷和壬烷,供航空燃料使用。
3、热降解或裂解
在500-1000℃
,对气态、液态和固态烷烃的裂解进行了广泛研究,目的在于获得低碳支链烷烃和烯烃。在温度1400-1600℃进行的烷烃非催化裂解可以产生更xx的降解,工业上用此法生产炭黑、氢和乙炔等重要产品。借助于使用适合的催化剂,裂解温度可以降到200-500℃。仔细控制裂解条件,可以使需要的裂解产品具有高收率。
4、芳构化
采用高温裂化、临氢重整和催化重整,可以使烷烃转化为芳烃。烷烃芳构化温度约500-1000℃。反应机理有可能是:首先生成烯烃和二烯烃,再进一步化合生成环形化合物,后者在金属催化剂存在的情况下脱氢
面变为芳族化合物。临氢重整过程实质上是一个定量转化过程,用六碳以上脂肪链烃为原料,可以转化为具有相同碳原子数的芳烃。这个反应的机理包括:烷烃脱氢为烯烃,烯烃环化为环己烷衍生物,环化物再脱氢为芳族化合物。
5、氧化
在温度低于燃点很多的情况下,烷烃也可以被大气中的氧氧化。烷烃蒸气氧化的速率随链长的增加而增高,碳链分支增多,反应速率则降低,甲基支链的影响较为稳定。
6、卤化
卤素(碘除外)易于与烷烃发生反应。在无光照的情况下,很难发生烷烃的卤化反应。在日光或紫外光的照射下,甲烷和乙烷与卤素(碘除外)发生猛烈的爆炸反应。在液态或气态中进行烷烃的卤化,可以用紫外光照射或加热方法实现。催化剂可以加速反应的进行。常出现卤化物异构体和多取代产物生成的情况。用氯时,借对浓度和温度的控制以及选用适合催化剂和稀释剂,可以使爆炸反应的危险性降到{zd1}。
7、硝化
虽然在常温下烷烃很难与硝酸或四氧化氮反应,但在100-450℃温度下,液相({zh0}是蒸气相)烷烃却可以与之反应而生成硝基烷。
8、与无机试剂反应
(1)
在紫外光照射下,烷经与二氧化硫和氯的混合物在室温下反应生成磺酰氯。
(2)
在有机过氧化物存在的情况下,烷烃与硫酰氯在无光照时反应生成烷基氯、二氧化硫和氯化氢。
(3)
烷烃(如丙烷、丁烷、异丁烷)与二氧化硫的气相反应生成磺酸、酸酐、砜和硫酸盐。(4)在约300℃或更高温度下,含4个碳原子或4个以上碳原子的烷烃与硫反应,得到烯烃、二烯烃和噻吩衍生物。(5))烷烃(包括丙烷、3-甲基戊烷和庚烷)与三氯化磷和氧在25℃反应,生成烷烃膦酰氯。烷烃膦酰氯水解则得到烷基膦酸。(6)在有氯化铝存在时,烷烃与一氧化碳反应生成酮。
9、与有机试剂反应
(1)
在有机过氧化物存在的条件下,在光化性光或黑暗中,烷烃(如戊烷、庚烷和异辛烷)与草酰氯或碳酰氯反应生成酰基氯。
(2)
正链烷烃在氯化铝存在时与酰基氯反应生成酮。
(3)
异链烷烃在弗瑞德-克拉福茨(Friedel-Crafts)催化剂存在时与卤代烷烃发生缩合反应。存在氯化铝时,2-甲基丙烷与氯乙烯缩合生成1,1-二氯-3,3-二甲基丁烷。
(4)
有卤化铝存在时,异链烷烃与叔烷基卤化物或仲烷基卤化物可发生卤素-氢交换反应。
(5)
有氯化铝存在时,异链烷烃与不饱和羧酸反应,生成饱和脂肪酸。
(6)
叔烷烃与过氧化苯甲酰反应生成叔烷基苯甲酸酯、苯和二氧化碳。还可以获得叔烷基苯、苯甲醇和二
氧化碳。
(7)
在硫酸存在的条件下,叔烷烃和酮反应生成叔醇。
(8)
有硅胶或铝胶存在时,异链烷烃可以和芳烃发生缩合反应。
四、 用途
丙烷广泛用来作为市郊家庭供热系统和气体器具的燃料。它还可用作制冷剂,在从原油的高沸点馏分中除去沥青组分时,可用丙烷作选择性溶剂。
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