高中化学 天然气的利用 甲烷课件 新人教版必修1

天然气的利用甲烷 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 可燃冰等 甲烷的存在 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 3 甲烷完全燃烧的生成物是什么 写出甲烷燃烧的热化学方程式 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 889 6kJ mol 分子式的确定 分子中各原子的物质的量之比 各组成原子个数的最简比 摩尔质量 相对分子质量 1 分子式 CH4 电子式 H H H C H 结构式 一 甲烷的分子结构 2 甲烷分子呈正四面体结构 键角 109 28 但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事 为方便起见 一般采用平面的结构式 立体 拓展视野 二 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 三 甲烷的化学性质 通常情况下 甲烷的结构比较稳定 不易与其它物质反应 与强酸 强碱 强氧化剂如高锰酸钾 溴水等都不起反应 注意 有机反应方程式中用 不用 用 不用 1 氧化反应 可燃性 CH4爆炸极限 5 15 4 瓦斯爆炸 因此在煤矿矿井里要采取通风 严禁烟火等安全措施 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 注意 淡蓝色火焰 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 动动脑 2 取代反应 试管内水面上升 试管内Cl2的黄绿色逐渐消失 试管内壁出现油状液滴 注意 装置要放在光亮的地方 现象 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 CH4 Cl2 CH2Cl2 HCl CHCl3 HCl CCl4 HCl CH3Cl HCl 产物为混合物 问题 甲烷与氯气反应的产物有几种 甲烷与氯气反应 共得到5种产物 其中一氯甲烷和氯化氢是气态 二氯甲烷 三氯甲烷 和四氯甲烷为液态 而氯化氢易溶于水 其余难溶于水 反应条件 光照 室温下在暗处不发生反应 反应物质 纯卤素单质 如甲烷与氯水 溴水不反应 与Cl2 溴蒸气光照条件下发生取代反应 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 而是几种卤代物的混合物 注意 产物用途 H2是合成氨及合成汽油等工业的原料 C是橡胶工业的原料 可以用于制造颜料 油墨 油漆等 甲烷常温时很稳定 但在高温时可分解 3 甲烷的分解反应 甲烷的高温分解反应方程式 甲烷化学性质 总体 燃烧反应取代反应受热分解 性质较稳定 在光照下 将等物质的量的CH4和Cl2充分反应 得到的产物物质的量最多的是 A CH3ClB CH2Cl2C CCl4D HCl D 学以致用 C CH4 2O2CO2 2H2OD CHCl3 HFCHFCl2 HCl B Zn H2SO4ZnSO4 H2 下列反应不属于取代反应的是 A CH4 Br2CH3Br HBr BC 乙烷 从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷结构相似的化合物 如 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 每个碳原子的化合价都已充分利用 都达到 饱和 这样的烃叫做饱和烃 又叫烷烃 以上分子结构有什么特点 四 烷烃 碳原子都以碳碳单键相连 其余的价键均用于与氢原子结合 达到 饱和 的一系列化合物 结构特点 碳碳单键 链状 C原子剩余价键全部和氢结合 1 烷烃的概念 1 结构式 2 烷烃的结构 2 结构简式 例 HHHHH H C C C C C H HH C HHHH H 它们对应的结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 碳原子数相邻的烷烃之间相差 CH2 原子团 比较甲烷与乙烷 乙烷与丙烷 丙烷与丁烷 在分子组成上的差异 3 烷烃的通式 CnH2n 2 4 烷烃的名称 5 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 练习 写出下列烷烃的分子式 1 含有18个碳原子的烷烃的分子式 2 含有18个氢原子的烷烃的分子式 3 相对分子量为128的烷烃的分子式 练习 下列各对物质的