課題五_化石燃料和碳化合物(Fossil Fuels and Carbon Compounds)

學習重點

1. 化石燃料中的烴類

• 煤、石油、天然氣 的組成與經濟重要性。

• 石油分餾：

  • 分餾原理（利用沸點差異分離烴類）。

  • 主要餾分（石油氣、汽油、柴油等）的性質與用途。

• 燃燒烴類的熱變化（放熱反應）與環境問題（如空氣污染、全球暖化）。

2. 同系列與有機物命名

• 碳的獨特性（四價鍵、形成長鏈與環狀結構）。

• 同系列的概念（如烷烴、烯烴、醇、羧酸）：

  • 通式（如烷烴：CₙH₂ₙ₊₂）。

  • 物理性質的漸變與化學性質的相似性。

• 結構式與系統命名法（IUPAC）：

  • 烷烴（如甲烷、乙烷）、烯烴（如乙烯）、醇（如乙醇）、羧酸（如乙酸）的命名。

3. 烷烴與烯烴的化學反應

• 烷烴（飽和烴）：

  • 燃燒反應（生成CO₂與H₂O）。

  • 取代反應（如甲烷與氯氣在光照下的反應，涉及自由基機制）。

• 烯烴（不飽和烴）：

  • 加成反應（如與溴水、氫氣反應）。

  • 聚合反應（如乙烯生成聚乙烯）。

• 裂解（Cracking）：

  • 工業上將長鏈烴分解為短鏈烴（如生產汽油與烯烴）。

4. 加成聚合物

• 單體、聚合物與重複單元 的概念。

• 常見加成聚合物的結構與用途：

  • 聚乙烯（PE，塑膠袋）。

  • 聚氯乙烯（PVC，水管）。

  • 聚苯乙烯（PS，發泡膠）。

• 從單體結構推斷聚合物重複單元。