丁烷

丁烷，又称正丁烷，是一种有机化合物，分子式为C
4H
10，结构式为CH
3CH
2CH
2CH
3。丁烷在常温常压下是一种无色、易液化、易燃的气体。它最早由英国化学家爱德华·弗兰克兰于1849年发现。^[4]

丁烷
Skeletal formula of butane Skeletal formula of butane with all carbon and hydrogen atoms shown
Ball and stick model of butane Spacefill model of butane
IUPAC名 Butane[1]
识别
CAS号	106-97-8  Y
PubChem	7843
ChemSpider	7555
SMILES	CCCC
Beilstein	969129
Gmelin	1148
UN编号	1011
EINECS	203-448-7
ChEBI	37808
RTECS	EJ4200000
KEGG	D03186
MeSH	butane
性质
化学式	C4H10
摩尔质量	58.12 g·mol−1
外观	无色气体
气味	无臭
密度	2.48 kg/m3 (at 15 °C)
熔点	-140--134 °C（133-139 K）
沸点	-1-1 °C（272-274 K）
溶解性（水）	61 mg L−1 (at 20 °C)
log P	2.745
蒸气压	~25 PSI (at 50 °F) [2]
kH	11 nmol Pa−1 kg−1
热力学
ΔfHm⦵298K	−126.3–−124.9 kJ mol−1
ΔcHm⦵	−2.8781–−2.8769 MJ mol−1
热容	98.49 J K−1 mol−1
危险性[3]
警示术语	R：R12
安全术语	S：S2 S16
欧盟编号	601-004-00-0
欧盟分类	F+
GHS危险性符号
GHS提示词	DANGER
H-术语	H220
P-术语	P210
NFPA 704	4 1 0
爆炸极限	1.8–8.4%
相关物质
相关烷烃	丙烷 异丁烷 戊烷
相关化学品	全氟丁烷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

同分异构体

正丁烷有同分异构体 —— 异丁烷。

普通命名	IUPAC命名	结构简式	结构式
丁烷 正丁烷	丁烷	CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)2CH3
异丁烷	2-甲基丙烷	(CH3)2CHCH3

性质和用途

在有充足的氧气的情况下，丁烷燃烧时会产生二氧化碳和水蒸气：

${\displaystyle {\rm {2{C_{4}H_{10}}_{(g)}+13{O_{2}}_{(g)}\rightarrow 8{CO_{2}}_{(g)}+10{H_{2}O}_{(l)}}}}$

如果氧气不足，会产生水蒸气和碳（炭黑）或一氧化碳。

${\displaystyle {\rm {2{C_{4}H_{10}}_{(g)}+9{O_{2}}_{(g)}\rightarrow 8CO_{(g)}+10{H_{2}O}_{(l)}}}}$

${\displaystyle {\rm {2{C_{4}H_{10}}_{(g)}+5{O_{2}}_{(g)}\rightarrow 8C_{(s)}+10{H_{2}O}_{(l)}}}}$

丁烷在空气中燃烧产生的最高火焰温度为2243 K（1970 °C）。

丁烷是石油裂化反应的产品之一。作为一种石油产品，正丁烷的日常用途包括家用液化石油气，亦用于打火机和便携式丁烷气炉中作燃料。

正丁烷是杜邦法合成马来酸酐的原料，此反应的催化剂是焦磷酸钒酰（(VO)₂(P₂O₇)）。

${\displaystyle {\rm {2{C_{4}H_{10}}_{(g)}+7{O_{2}}_{(g)}\rightarrow 2{C_{2}H_{2}(CO)_{2}O}+8{H_{2}O}_{(l)}}}}$

此外，丁烷还可以用来合成丁烯、二硫化碳等。

正丁烷通过自由基取代反应生成各种氯代丁烷。取代时，两种氢原子的取代速率不同，这是因为两种C-H键键能不同，归根结底是因为生成的两种自由基稳定性不同。在2-位取代生成的仲丁基自由基较稳定，因此该种氢较易被取代。

正丁烷的爆炸极限是1.6%至8.5%（体积），异丁烷的爆炸极限是1.9%至8.4%（体积）。

参见

• 异丁烷
• 二甲醚
• 丁酮
• 1-丁醇
• 液化石油气
• 2014年高雄气爆事故

脚注

1. CID 7843 from PubChem
2. W. B. Kay. Pressure-Volume-Temperature Relations for n-Butane. Standard Oil Company. [2014-08-01]. （原始内容存档于2019-12-14）.
3. Safety Data Sheet, Material Name: N-Butane (PDF). USA: Matheson Tri-Gas Incorporated. 2011-02-05 [2011-12-11]. （原始内容 (PDF)存档于2011-10-01）.
4. 存档副本 (PDF). [2017-07-08]. （原始内容存档 (PDF)于2017-04-17）.

外部链接

• International Chemical Safety Card 0232（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards（页面存档备份，存于互联网档案馆）

参考文献

• Senosiain, Juan P.; Han, Joseph H.; Musgrave, Charles B.; Golden, David M. Use of quantum methods for a consistent approach to combustion modelling: Hydrocarbon bond dissociation energies. Faraday Discussions. 2001-11-13, 119 (1): 173–189. doi:10.1039/b103011f.
• Coulston, G. W. The Kinetic Significance of V⁵⁺ in n-Butane Oxidation Catalyzed by Vanadium Phosphates. Science. 1997-01-10, 275 (5297): 191–193. doi:10.1126/science.275.5297.191.