有机化合物甲烷ppt课件.ppt

天马行空官方博客 有机化合物 1 有机物的涵义 含碳元素的化合物 CO CO2 H2CO3及其盐除外 有机物 2 无机物能转变为有机物的实例 二氧化碳和氨气在一定条件下可以转化为尿素和水 3 有机物的种类多截止20世纪末已经超过了2000万种 而无机物只有10万种左右 4 常见的有机化合物 食物中的淀粉 脂肪 蛋白质 衣物 各种塑料用具 橡胶制品 油漆等都是典型的有机物 有机物的特点 1 种类繁多 原因 1 碳原子含有4个价电子 可以跟其它原子形成4个共价键 碳四价 2 碳原子相互之间能以共价键结合形成长的碳链 最简单的有机物 烃 最简单的烃 甲烷 烃 仅含碳和氢两种元素的有机物 第一节甲烷 一 甲烷的物理性质 1 甲烷是无色 无味的气体 密度是0 717g L 标准状况S T P 极难溶于水 密度 摩尔质量公式 M 22 4 标准状况 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑道气气体的主要成分 这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下 由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的 此外 在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体 它的主要成分也是甲烷 按体积计 天然气里一般约含有甲烷80 97 2 甲烷在自然界中的存在 二 甲烷的结构 分子式 CH4 试着写出甲烷的电子式 结构式 结构式 用短线表示一对共用电子对的图式 C H键角 109028 空间结构 思考 上述结构式是否说明甲烷分子的真实构型是以碳原子为中心 四个氢原子为顶点的平面正方形 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构 碳原子位于正四面体的中心 4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上 键角是10928 甲烷的分子结构比较稳定 三 甲烷的化学性质 一般条件下 甲烷与强酸 强碱或强氧化剂等不起反应 说明什么问题 1 稳定性 通常情况下 甲烷比较稳定 与强酸 强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应 甲烷与酸性高锰酸钾溶液 溴水等不反应 2 氧化反应 思考 如何用实验验证甲烷中含有碳元素和氢元素 注意 点燃前必须验纯 否则会发生爆炸 3 取代反应 特征反应 实验现象 量筒内Cl2的黄绿色逐渐消失 量筒内壁出现油状液滴 量筒内水面上升 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 Cl Cl 光 一氯甲烷的形成 甲烷的结构式形成卤代物的历程 CH3Cl 气态 g 反应机理 取代反应的进程 CH2Cl2 液态 l Cl Cl 光 C H H H Cl Cl H C Cl H H Cl 二氯甲烷的形成 Cl Cl 光 Cl H C Cl H H Cl C H Cl Cl Cl 三氯甲烷的形成 CHCl3 液态 l 氯仿 Cl Cl 光 Cl H C H Cl Cl Cl C Cl Cl Cl Cl 四氯甲烷的形成 CCl4 液态 l 四氯化碳 甲烷取代反应机理 取代反应与置换反应的比较 可与化合物发生取代 生成物中不一定有单质 反应物 生成物中一定有单质 反应能否进行受外界条件影响较大 在水溶液中进行的置换反应遵循金属活动性顺序 逐步取代 很多反应是可逆的 反应一般单方向进行 4 受热分解 隔绝空气加热到1000 以上 甲烷会分解为炭黑和氢气 生成物是合成氨工业的原料 是橡胶工业的原料 H2 C CH4 Cl2CH3Cl HCl 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 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 发生电子对的偏移 一定发生电子的得失 有不少是可逆反应 一般是不可逆反应 取代反应与置换反应的比较 五 甲烷的用途及前景 甲烷的取代反应产物都是很好的有机溶剂 热分解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 做气体燃料 1 用途 2 前景 a 国内外推广代用燃料 主要成分是CH4 的情况美国 日本 欧洲是当今世界3个代用燃料开发 研究 使用的主体 而且都制订了相应的法规政策 以确保代用燃料的推广使用 b 我国天然气资源十分丰富 NG 天然气 及LPG 液化石油气 汽车已进入实施阶 1987年已有5000辆NG汽车 1988年 中国石油天然气总公司进行CNG汽车试运行 至今运行情况良好 上海 广州 深圳 哈尔滨 成都 西安等地代用燃料车等都已驶上街头 c 专家们认为 21世纪沼气在农村之所以能够成为主要能源之一 是因为它具有不可比拟的特点 特别是在我国的广大农村 这些特点就更为显著了 我国地广人多 生物能资源丰富 研究表明 在21世纪无论在农村还是城镇 都可以根据本地的实际情况 就地利用粪便 桔杆 杂草 废渣 废料等生产的沼气来发电 例题 把1体积CH4和4体积Cl2组成的混合气体充入大试管中 将此试管倒立在盛Na2SiO3的水溶液中 放在光亮处 片刻后 发现试管中的气体颜色变 试管中的液面 试管壁上有出现 水槽中还观察到 浅 上升 油状液滴 白色的胶状沉淀 2H SiO32 H2SiO3 思考 甲烷的性质与氢气的性质有何区别 练习 1 某气体的燃烧产物是CO2和H2O 且CO2和H2O的质量比是11 9 此气体是 A CH4B C2H2C C2H4D C3H6 2 有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体 完全燃烧时恰好用去了3mL的氧气 则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比为 任意比 练习 将1mol甲烷和4mol的氯气发生取代反应 待反应完全后 测得四种有机取代物的物质的量相等 则消耗氯气为 A 0 5molB 2mol C 2 5molD 4mol 1 烃是 A含有C H元素的有机物B含有C元素的化合物C仅由C H两种元素组成的有机物D完全燃烧只生成CO2和H2O的化合物 练习 C 2 下列气体的主要成份不是甲烷的是 A沼气B天然气C水煤气D坑道所产生的气体 C B 4 在光照条件下 将等物质的量的甲烷和氯气充分反应得到的产物的物质的量最多的是 A 一氯甲烷 C 氯仿 D HCl B 二氯甲烷 D 5 下列关于甲烷的叙述不正确的是 A 甲烷是沼气 坑道气的主要成分B 通常情况下 甲烷性质较稳定 与强酸 强碱 强氧化剂均不反应C 甲烷在