高中化学 3.1.1 天然气的利用 甲烷课件1 苏教版必修2.ppt

专题3有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第1课时天然气的利用甲烷 知识简介 世界上绝大多数的含碳化合物 都是有机化合物 简称有机物 例如 糖类 蛋白质 油脂 染料等作为吃 穿 用方面的必需品 合成树脂 合成橡胶 合成纤维 药物 染料 功能材料 等等目前 从自然界发现的和人工合成的有机物约有三千万种 而且新的有机物仍在不断地被发现或合成出来 有机物的种类为什么如此繁多 小问题 大量存在同分异构现象 每个碳原子之间结合的方式可有单键 双键 三键 多个碳原子可以相互结合形成长长的碳链 也可以形成碳环 碳原子最外层有4个电子 在有机物中 每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键 有机化合物中可以含一个碳原子 也可以含多个甚至成千上万个碳原子 有机物的主要性质特点 1 大多数有机物难溶于水 易溶于有机溶剂 2 绝大多数有机物易燃烧 3 多数有机物为非电解质 不易导电 4 多数熔沸点低 5 有机物的反应复杂 一般比较慢 常常伴有副反应发生 6 有机反应方程式中用 不用 结构 有机物的以上性质特点与其密切相关 碳 氢 氧 氮 硫 磷 卤素等 组成元素 其中仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物 又称为烃 根据结构的不同 烃可以分为烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃等 1 已知甲烷的密度在标准状况下是0 717g l 含碳75 含氢25 请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳 氢元素的质量比 原子数比和分子式 2 甲烷分子的电子式 说明它的分子结构特点 最简单的有机化合物 甲烷 新课教学 甲烷分子结构示意图 一 甲烷的分子结构 1 甲烷的分子式是 ch4 2 甲烷的电子式 3 甲烷的分子结构 科学实验证明 甲烷分子呈正四面体结构 碳原子位于正四面体的中心 四个氢原子位于正四面体的顶点上 新课教学 二 甲烷的物理性质 通常情况下 甲烷是一种无色无味的气体 密度是0 717g l 标准状况 空气 甲烷极难溶于水 向下排空法 排水法 甲烷在自然界中的存在 池沼的底部 沼气 油田气和煤矿坑道 坑气 瓦斯 天然气 一般含ch480 97 新课教学 三 甲烷的化学性质 甲烷的氧化反应 甲烷是一种很好的燃料 在空气中容易燃烧生成二氧化碳和水 同时放出大量的热 ch4爆炸极限 5 15 4 注意 点燃甲烷前必须验纯 否则会爆炸 思考 什么时候甲烷会爆炸最强烈 你能设计一个实验验证ch4燃烧的产物是什么吗 动动脑 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 889 6kj mol 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方 烧杯内壁有水珠出现 证明有水生成 把烧杯迅速倒转过来 立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡 石灰水变浑浊 证明有二氧化碳生成 实验 把甲烷通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管里 观察紫色溶液是否有变化 新课教学 实验现象 溶液颜色没有变化 实验结论 甲烷不与酸性高锰酸钾溶液反应 结论 通常情况下 甲烷不仅不与高锰酸钾等强氧化剂反应 与强酸 强碱也不发生反应 说明通常情况下甲烷的化学性质是比较稳定的 新课教学 甲烷的取代反应 实验现象 大约3min后 可以观察到壁上出现油状液滴 集气瓶内水面上升 实验结论 壁上出现油滴 说明反应生成新的油状物质 集气瓶内液面上升 说明随着反应进行 瓶内气压在减小 即气体总体积在减小 结论 氯气和甲烷在光照的条件下 发生了化学反应 饱和食盐水 甲烷 氯气 光 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应 2 甲烷的取代反应 一氯甲烷 一氯甲烷的形成 ch3cl 气态 g 二氯甲烷 cl cl 光 二氯甲烷的形成 ch2cl2 液态 l 三氯甲烷 cl cl 光 三氯甲烷的形成 chcl3 液态 l 氯仿 四氯甲烷 cl cl 光 四氯甲烷的形成 ccl4 液态 l 四氯化碳 甲烷取代反应机理 zn h2so4 znso4 h2 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 一种单质跟一种化合物反应 生成另一种化合物和另一种单质的反应 一种化合物和一种单质或化合物 反应物中至少有一种是有机物 一种单质和一种化合物 一般生成两种化合物 另一种化合物和另一种单质 不一定发生电子转移 因此不一定是氧化还原反应 一定发生电子的转移 很多反应是可逆反应 副反应较多 用 连接 一般是不可逆反应 用 连接 取代反应与置换反应的比较 新课教学 甲烷的受热分解 在隔绝空气并加热至1500 的条件下 甲烷比较完全分解生成炭黑和氢气 甲烷的用途 甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳 氢气的混合物 用它们可以合成甲醇 除了做气体燃料 西气东输 甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料 也可用于制造颜料 油墨和油漆等 从甲烷可以制得氯仿和氟利昂 1 下列气体在氧气中充分燃烧后 其产物既可使无水硫酸铜变蓝色 又可使澄清石灰水变浑浊的是 a hclb ch4c h2d co b 2 在光照条件下 将等物质的量的ch4和cl2充分反应后 得到的产物的物质的量最多的是 a ch3clb ch2cl2c ccl4d hcl d 练一练 3 甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构 而不是正