[高一理化生]必修二 专题三 第一课时 天然气的利用 甲烷 课件

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一课时 天然气的利用 甲烷,可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。,千年希望 可燃冰,可燃冰的分布,课前准备化石燃料1天然气 主要成分是。2石油(1)组成元素：基本元素是，还含有少量的硫、氧、氮等。(2)化学成分：各种液态。3煤(1)组成元素：基本元素是，还含有少量的硫、磷、氮等。(2)组成成分：和组成的复杂的混合物。,CH4,C和H,碳氢化合物,C、H、O,有机化合物,无机物,一、甲烷的物理性质：,色 味的 体，密度比空气 ， 溶于水。,无,气,无,小,难,向下排气法,排水法,收集,收集,0.717g/L(标准状况下),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CH4 8097)。,已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L，含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲烷的分子式？,分子中各原子物质的量比 （各组成原子个数最简比）,摩尔质量 （相对分子质量),分子式：,CH4,+1,-4,二、甲烷的分子组成与结构,空间构型：以为中心，位于顶点的形，四个CH键完全相同。,碳原子,氢原子,正四面体,通常情况下，甲烷比较稳定。,结论：甲烷与KMnO4溶液不发生反应，也不与溴水发生反应,把甲烷气体分别通入酸性KMnO4溶液与溴水中，观察现象。甲烷的稳定性,与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应,通常情况下，甲烷稳定。一般不与强酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应。,三、甲烷的化学性质,CH4爆炸极限：5%15.4%,有机反应方程式中用“”不用“”,1. 可燃性氧化反应,瓦斯爆炸,在煤矿矿井里要通风，严禁烟火,明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸,注意:,你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？,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震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。,讨论:,甲烷燃烧的热化学方程式。1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时可以放出890 kJ的热量，其燃烧的热化学方程式为。,CH4(g)2O2(g),CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1,探究质疑,1. 在空气中燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪些？ 还有氢气、硫、酒精、一氧化碳、硫化氢等。 2. 甲烷燃烧时，若氧气不充分，可能生成哪些产物？ 除了生成水之外，还可能生成炭黑、CO，其造成的危害主要是炭黑会导致管道堵塞、气流不畅，严重时可能引起爆炸，生成的CO会导致人中毒。,3. 家用燃气灶若原来烧液化石油气（主要成分为C3H8）,现要改烧天然气，应如何改造？,改造的方法是增大燃气进气量或减小空气气量。,油滴,上升,2. 甲烷与氯气的反应,反应机理：,取代反应：有机化合物分子中的某种(或)被另一种(或)所取代的反应。,原子,原子团,原子,原子团,一氯甲烷（无色气体）,二氯甲烷（难溶于水的无色液体）,三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂）,四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）,想一想(1)能否用甲烷与氯气反应制取纯净的一氯甲烷？(2)取代反应与置换反应有何不同之处？,提示：(1)不能。CH4与Cl2的取代反应是逐步进行的，但四步反应往往同时发生，生成四种取代产物，而不是第一步反应进行完后再进行第二步，所以取代产物是混合物。(2)置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，主要用于无机反应，一定是氧化还原反应；取代反应仅是基团之间的替代，不一定属于氧化还原反应，且常用于有机反应。,3甲烷的利用(1)由甲烷可制得制冷剂氟利昂：(2)由甲烷可制得CH3OH：(3)甲烷高温下可分解，分解的化学方程式为：。,合成氨、汽油的原料,橡胶工业的原料,可以用于制造颜料、油墨、油漆等,甲烷在隔绝空气加热时很难分解，大约在1500时能分解成炭黑和氢气。,四、烷烃1烃仅含 两种元素的有机化合物，又叫 。2烷烃(1)结构：碳原子都以相连，其余的价键全部与结合，达到“”。(2)通式：CnH2n2(n1)。,碳氢化合物,碳碳单键,氢原子,饱和,C、H,(3)命名。n10：依次称为、。n11：直接根据碳原子数称为某烷，如C16H34称为。(4)性质：和甲烷相似。可与O2发生燃烧反应，其化学方程式为： 。可与Cl2在光照下发生反应。,甲 乙 丙 丁,十六烷,取代,甲烷,乙烷,丙烷,同系物：,结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。,碳原子均饱和。 链状碳原子数不同。,比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷， 在分子组成上的差异,思考分析,碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子团,【即时巩固1】下列有关甲烷的几种结构描述不正确的是()【解析】CH4的结构简式为CH4。【答案】C,【即时巩固2】某课外兴趣小组利用如下装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意，回答下列问题：,(1)CH4与Cl2发生反应的条件是_；若用日光直射，可能会引起_。(2)实验中可观察到的实验现象有：量筒内壁上出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，_，_等。(3)实验中生成的油状液滴的化学式为_，其中_是工业上重要的溶剂。,(4)用饱和食盐水而不用水的原因是_。(5)若甲烷与氯气以物质的量之比13混合，在光照下得到的产物有：CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4，其中正确的是_。A只有B只有C的混合物 D的混合物,【解析】本题考查甲烷的取代反应及产物的性质。【答案】(1)光照(或光亮处)爆炸(2)量筒内黄绿色气体颜色变浅量筒内液面上升(3)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4(4)降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反应(5) D,课堂小结：,一、甲烷的分子结构分子式 电子式 结构式二、甲烷的物理性质：无色、无味的气体、难溶于水、密度比空气小三、甲烷的化学性质：氧化反应燃烧 CH4+2O2=CO2+2H2O2. 与氯气发生取代反应 CH