天然气的利用甲烷

1、天然气的利用 甲烷 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷等）的可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。替代能源。可燃冰的分布可燃冰的分布1、已知甲烷的密度在标准状况下是、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ，含碳含碳75%，含氢，含氢25%。请同学们利用这些数据请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式。和分子式。2、甲烷分子的电子式，说明它

2、的分子结构特、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。点。3、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃、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。烧的热化学方程式。CH4（ g ）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）；）； H=-889.6kJ/mol 分子式分子式分子式的确定：分子式的确定： 分子中各原子的物质的量之比分子中各原子的物质的量之比 （各组成原子个数的最简比）（各组成原子个数的最简比）摩尔质量摩尔质量 （相对分子质量（相对分子质量)1.分子式：分子式：CH4电子式：电子式：HHHCH结构式：结构式：CHHHH+1-4一、甲烷的分子结构一、甲烷的分子结构2.

3、甲烷分子呈甲烷分子呈正四面体正四面体结构结构键角：键角：10928（立体）（立体）二、甲烷的物理性质：二、甲烷的物理性质： 色色 味的味的 体，密度比空气体，密度比空气 ， 溶于水。溶于水。无无气气无无小小难难0.717g/L(标准状况下标准状况下)三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质1 1、可燃性、可燃性CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃 你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的燃烧的产物是什么吗？产物是什么吗？ 讨讨 论论: :2 2、通常情况下通常情况下，甲烷，甲烷稳定稳定。一般。一般不不与强与强酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应。酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应

4、。3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应CH4 C2H2高温高温4、取代反应取代反应 定义：定义：有机物分子里的某些原子或原子团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。被其他原子或原子团所代替的反应。一氯甲烷一氯甲烷二氯甲烷二氯甲烷四氯甲烷四氯甲烷( (四四氯化碳氯化碳) )三氯甲烷三氯甲烷( (氯氯仿仿) )CH3Cl Cl2 CH2Cl2HCl光照光照CH2Cl2 Cl2 CHCl3 HCl光照光照CHCl3 Cl2 CCl4 HCl光照光照CH4 Cl2 CH3Cl HCl光照光照甲烷化学性质甲烷化学性质 总体：总体： 一定条件下一定条件下燃烧反应燃烧反应取代反应取代反

5、应受热分解受热分解性质较稳定性质较稳定四、甲烷的用途四、甲烷的用途1、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （ ）A、甲烷是一种黄绿色气体、甲烷是一种黄绿色气体B、甲烷是一种有臭味的气体、甲烷是一种有臭味的气体C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的密度与空气的密度相近。的密度与空气的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水于水D学以致用学以致用3、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充分充分反应，得到的产物物质的量最多的是（反应，得到的产物物质的量最多的是

6、（ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD2、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （ ）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4A 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H24、下列反应不属于取代反应的是下列反应不属于取代反应的是A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃BC乙烷乙烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲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：结构相似的化合物，如：丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷己烷己烷庚烷庚烷辛烷辛

7、烷 每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。五、五、的一的一系列化合物系列化合物结构特点结构特点：碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩余原子剩余价键全部和氢结合价键全部和氢结合1.烷烃的概念烷烃的概念(1)结构式：乙烷：乙烷： H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H H 丁烷：丁烷： H H H H 异丁烷：异丁烷： H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H H

8、| | HCCCH | | | H H H2、烷烃的结构、烷烃的结构(2)结构简式结构简式：例： H H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H H | H CH CHCHCHCH CH33322 省略CH键 把同一C上的H合并省略横线上CC键 CH CHCH CH CH CH33322或者：CH CH（CH ）CH CH CH22333它们对应的结构简式：CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3乙烷：乙烷： H H 丙烷：丙烷： H H H | | | | | HCCH HCCCH | | | | | H H H H

9、H 丁烷：丁烷： H H H H 异丁烷：异丁烷： H | | | | | HCCCCH H-C-H | | | | H H H H H H | | HCCCH | | | H H HCH3CHCH3 CH3碳原子数相邻的烷烃之间相差碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子原子团团 比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，丙烷与比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，丙烷与丁烷，在分子组成上的差异。丁烷，在分子组成上的差异。3 3、烷烃的通式、烷烃的通式: :CnH2n+24、烷烃的名称、烷烃的名称碳原子数碳原子数12345分子式分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称名称甲甲烷烷乙乙烷烷丙丙烷烷丁丁烷烷

10、戊戊烷烷碳原子数碳原子数678910分子式分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称名称己己烷烷庚庚烷烷辛辛烷烷壬壬烷烷癸癸烷烷5、烷烃的性质、烷烃的性质：(1)物理性质物理性质名称名称结构简式结构简式常温时常温时的状态的状态熔点熔点/沸点沸点/ 相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CH4气气-182-1640.466不溶不溶乙烷乙烷CH3CH3气气-183.3-88.60.572不溶不溶丙烷丙烷CH3CH2CH3气气-189.7-42.10.585不溶不溶丁烷丁烷CH3(CH2)2CH3气气-138.4-0.50.5788不溶不溶戊烷戊烷CH3(CH2)3CH3液液-13

11、036.10.6262不溶不溶十七烷十七烷CH3(CH2)15CH3固固22301.80.7780不溶不溶规律规律：CnH2n+2(n1)状态：气状态：气液液固；熔沸点依次升高，固；熔沸点依次升高， 相对密度依次增大且小于相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。，均不溶于水。(2)(2)化学性质（与化学性质（与CHCH4 4相似相似）氧化反应氧化反应OHnnCOOHCnnn22222) 1(213点燃均不能使均不能使KMKMn nOO4 4褪色，不与强酸，强碱反应。褪色，不与强酸，强碱反应。 取代反应取代反应光照233ClCHCH【例【例1 1】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯】某烃的一种同

12、分异构体只能生成一种一氯代物，该烃的分子式可以是代物，该烃的分子式可以是( )( ) A.C A.C3 3H H8 8 B.C B.C4 4H H1010 C.C C.C5 5H H1212 D.C D.C6 6H H1414C【例【例2 2】进行一氯取代后，只能生成三种沸进行一氯取代后，只能生成三种沸点不同产物的烷烃是（点不同产物的烷烃是（ ）5322B六、同系物：六、同系物： 结构相似、分子组成上相差一个或若干结构相似、分子组成上相差一个或若干个个CH2原子团的物质互相称为原子团的物质互相称为同系物同系物。碳原子均饱和。碳原子均饱和。 链状链状碳原子数不同。碳原子数不同。烷烃同系物烷烃同系

13、物结构相似：结构相似：分子组成：分子组成： 烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子团。用团。用“R”表示。表示。234CHCHCHHH甲烷 甲基 亚甲基2333CHCHCHCHH乙烷 乙基HCHCHCH323223CHCHCHCHCH33CH烃基的特点：烃基的特点：呈电中性的原子团，含有未成键的单电子。呈电中性的原子团，含有未成键的单电子。七、烃基七、烃基:正丙基异丙基丙烷甲基甲基 CH3- 或或 -CH3 CHHH练习：写出乙基的结构简式练习：写出乙基的结构简式CH3CH2-或或-CH2CH3或或C2H5-或或 -C2H5-CH3CH2随堂练习：随堂练习：下

14、列哪组是同系物？（下列哪组是同系物？（ ）A、CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3B、CH3CH3 CH3CHCH3 CH3 同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体四概念的比较四概念的比较概念概念内涵内涵比较对象比较对象实例实例同位素同位素同素异形体同素异形体同系物同系物同分异构体同分异构体质子数等，中子数质子数等，中子数不等，原子之间不等，原子之间原子原子氕、氚氕、氚同一元素同一元素 形成的不形成的不同单质同单质单质单质O2、O3结构相似，组成结构相似，组成上差一个或上差一个或n个个CH2化合物化合物C2H6、C4H10相同分子式，不相同分

15、子式，不同结构的化合物同结构的化合物化合物化合物CH3(CH2)3CH3、C(CH3)4练习：练习： 1、下列五组物质中、下列五组物质中_互为同位素，互为同位素，_是同素异形体，是同素异形体，_ 是同分异构体，是同分异构体，_是同系物，是同系物，_是同一物质是同一物质。1、 2、白磷、红磷、白磷、红磷3、 H H 4、CH3CH3、CH3CHCH3 | | |HCCl 、 ClCCl CH3| | Cl H5、CH3CH（CH3）CH2CH3C（CH3）4C126C146 1 25 4 3练习：练习：2、在烷烃的同系物中，没有同分异构体的有、在烷烃的同系物中，没有同分异构体的有 （ ） A.1种种 B.2种种 C.3种种 D.4种种C3、已知丙烷的二氯代物有、已知丙烷的二氯代物有4种异构体，则其六种异构体，则其六氯代物的异构体种类有氯代物的异构体种类有 （ ） A.2种种 B.3种种 C.4种种 D.5种种C 4、在光照下，将、在光照下，将CH4和和Cl2按质量比按质量比16 : 71混合在密闭容器中，充分反应后容混合在密闭容器中，充分反应后容器中有器中有_种成分？其中取代产物有种成分？其中取代产物有_种成分？得到的产物中物质的量最多的是种成分？得到的产物中物质的量最多的是_。练习：练习：74HCl 5、1 mol1 mol甲烷完全与氯气发生