2013-2014高中化学苏教版必修二3.1.1 天然气的利用 甲烷 课件(苏教版必修2)

第一单元化石燃料与有机化合物 1 通过查阅资料 认识化石燃料与有机物的关系 认识化石燃料综合利用对合理利用资源 防止污染及可持续发展的意义 2 通过交流与讨论 知道甲烷的分子结构 了解甲烷的来源 了解甲烷的可燃性 取代反应等性质及主要用途 3 通过观察与思考 知道石油的炼制 知道乙烯的分子结构及物理性质 4 通过活动与探究 了解乙烯的可燃性 加成反应等化学性质及主要用途 5 通过对煤综合利用的学习 了解苯的来源和物理性质 知道苯的分子结构 6 通过演示实验的学习 了解苯的可燃性 稳定性 取代反应等化学性质及主要用途 1 三大化石燃料 指的是什么 提示天然气 煤 石油 2 你知道生活中用到的汽油 煤油是用什么炼制的吗 提示石油 3 你知道蒸馏的原理吗 提示蒸馏是物质分离与提纯的一种方法 运用蒸馏方法 可以分离沸点相差较大的液体混合物 蒸馏是一种物理变化 4 实验室里常用的有机溶剂有哪些 提示四氯化碳 苯 酒精等 5 天然气 水煤气 分别指的是什么 提示 天然气 成分主要是甲烷 水煤气 的主要成分是氢气 一氧化碳 第一课时天然气的利用甲烷 1 存在和用途 1 存在 甲烷是 油田气和煤矿坑道气的主要成分 2 用途 是一种 的燃料 还是一种重要的化工原料 笃学一甲烷 天然气 沼气 高效 较洁净 2 组成与结构 1 表示方法 2 结构特点 甲烷分子是以原子为中心 原子为顶点的结构 碳 氢 正四面体 3 物理性质 无色 无味 气体 小 难溶 强酸 强碱 氧化剂 不能 不能 淡蓝色 原子 或原子团 原子 或原子团 取代 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl 1 基本概念 1 烃 仅含有 两种元素的有机化合物 2 烷烃 分子中碳原子之间都以结合 剩余的价键全部跟原子结合 达到 这样的烃叫饱和烃 也叫烷烃 烷烃的通式 笃学二烷烃与同系物 碳 氢 碳碳单键 氢 饱和 CnH2n 2 2 简单烷烃的命名 习惯命名法 1 n 10时 从一到十依次用表示为 某烷 如C8H18命名为 2 n 10时 用汉字数字表示 如C18H38命名为 3 对于碳原子数相同而结构不同的烷烃 一般在烷烃名称之前再加 等字加以区别 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 辛烷 十八烷 正 异 新 3 同系物 结构 在分子组成上相差的有机物互称为同系物 相似 一个或若干个 CH2 原子团 慎思1 含碳化合物一定是有机物吗 提示不是 如CO CO2 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3等物质虽然含有碳元素 但由于其性质与无机物相近 仍属无机物 慎思2 二氯甲烷可以写成和两种形式 它们是同分异构体吗 提示不是 甲烷是正四面体结构 所以这两种形式表示为同一种物质 慎思3 如何用最简单的方法和操作验证CH4燃烧有H2O和CO2生成 提示可在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯 若出现水雾 证明有水产生 取下烧杯 立即加入澄清石灰水 振荡变浑浊 证明有CO2产生 慎思4 甲烷发生取代反应注意哪些问题 可以从反应条件 反应物 产物等方面考虑 提示 1 反应条件 光照 室温下在暗处不发生反应 2 反应物质 纯卤素单质 例如甲烷与氯水 溴水不反应 3 甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代 故甲烷的卤代物并非一种 而是四种卤代物的混合物 慎思5 如何理解同系物的概念 提示 1 同系物概念的内涵有两个 一是分子结构相似 二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 两者要联系在一起 缺一不可 2 同系物具有相同的通式 但是通式相同的有机物不一定互为同系物 同系物的前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 3 同系物的组成元素相同 同系物之间相对分子质量相差14n n 1 2 3 1 甲烷燃烧的热化学方程式 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1 在相同条件下等体积的甲烷与一氧化碳 氢气相比 放出的热量较多 是一种高效 洁净的燃料 但矿井中的瓦斯气体也给矿工们的安全带来一定的隐患 2 燃烧现象 火焰呈淡蓝色 3 产物检验 用一只干燥的烧杯罩在火焰的上方 烧杯内壁模糊 说明有水生成 将烧杯倒转后加入澄清石灰水 产生浑浊 说明有CO2生成 结论 甲烷中含有C H两种元素 甲烷的可燃性 例1 完全燃烧一定量甲烷 其燃烧产物通过浓硫酸 再通过碱石灰 使装有碱石灰的玻璃管增重8 8g 则原来的甲烷在标准状况下的体积为 A 4 48LB 2 24LC 1 12LD 0 56L解析由题意可知 m CO2 8 8g n CO2 0 2mol则n CH4 0 2mol V CH4 4 48L 答案A 考查学生对甲烷燃烧的方程式 燃烧现象 燃烧产物的检验等知识的掌握 使学生能熟练应用甲烷燃烧的方程式进行简单的计算 体验1 甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水 从该实验事实可以得出的结论是 A 甲烷的分子式为CH4B 甲烷气体中含碳元素和氢元素C 甲烷分子中只含碳元素和氢元素D 甲烷的化学性质比较稳定解析根据质量守恒 只能推知甲烷分子中含碳元素和氢元素 不能确定是否含氧元素 更不能确定甲烷的分子式 答案B 甲烷与氯气的取代反应 2 反应的条件 光照条件下 室温冷暗处不反应 日光直射会发生爆炸 反应物质为纯卤素单质 例如甲烷与氯水 溴水不反应 3 现象 1 混合气体颜色变浅 2 液面上升 但不能到达底部 因为存在CH3Cl气体 3 试管内壁有油状液体生成 CH2Cl2 CHCl3 CCl4都是无色油状液体 4 集气瓶中得到的水溶液呈酸性 4 取代特点 逐步取代 即CH4分子中的氢原子被氯原子逐步取代 故甲烷的卤代物并非一种 而是四种卤代物的混合物 虽然反应物的比例 反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一 但很难出现全部是某一种产物的现象 5 物质的量关系 甲烷和氯气发生取代反应 每有1molH原子被取代 生成1molHCl 消耗1molCl2 因此参加反应的Cl2的物质的量与生成HCl的物质的量相等 生成物中HCl最多 考查学生对甲烷与氯气发生取代反应的掌握情况 使学生能熟练应用相关反应方程式进行简单计算 掌握教材相关实验的现象及其解释 以及对取代反应定义的理解 区别取代反应和置换反应 体验2 某校化学兴趣小组的同学将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中 用玻璃片盖严后置于光亮处 一段时间后不可能观察到的现象是 A 集气瓶中气体的黄绿色逐渐变浅B 集气瓶内壁上有油状液滴附着C 集气瓶底部出现黑色颗粒D 取下玻璃片 可能会看到白雾解析甲烷与氯气在光照条件下生成四种氯代甲烷和氯化氢 其中有三种液体 氯化氢遇到水蒸气会出现白雾 但甲烷在该条件下不会分解 答案C 实验探究十五甲烷与氯气的反应 案例 如图所示 U形管的左端被水和胶塞封闭 有甲烷和氯气 体积比为1 4 的混合气体 假定氯气在水中的溶解度可以忽略 将封闭有甲烷和氯气的混合气体的装置放置在有光亮的地方 让混合气体缓慢地反应一段时间 1 假设甲烷与氯气反应充分 且只产生一种有机物 请写出化学方程式 2 若题目中甲烷与氯气的体积比为1 1 则得到的产物为 选填字母序号 A CH3ClHClB CCl4HClC CH3ClCH2Cl2D CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl 3 经过几个小时的反应后 U形管右端的水柱变化是 A 升高B 降低C 不变D 无法确定 4 若水中含有Na2SiO3 则在U形管左端