天然气 甲烷 上课.ppt

1、天然气的利用 甲烷,有机化合物的获得与应用,第一单元 化石燃料和有机化合物,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)，可燃冰等。,甲烷的存在：,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),知识回顾,1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/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？

2、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：,二、甲烷的分子结构,2.甲烷分子呈正四面体结构,键角：,10928,与金刚石的结构相同,稳定结构,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,1、下列关于甲烷的叙述错误的是（ ）,A、甲烷分子具有正四面体结构 B、甲烷分子中的4个C-H键是完全等价的 C

3、、甲烷分子是平面正方形结构 D、甲烷分子的结构式可表示为,三、化学性质,（1）通常情况下，甲烷比较稳定，与强酸、强碱和强氧化剂等不发生化学反应,结论：甲烷与酸性高锰酸钾溶液不反应,2、可燃性,CH4爆炸极限：5%15.4%,因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。,注意: 1、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?),2、有机反应方程式中用“ ”不用“”；,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:

4、,产生淡蓝色火焰，瓶内壁上出现无色液体，放出热量,往瓶中倒入澄清石灰水,加入白色硫酸铜粉末,粉末变蓝,石灰水变浑浊,产物中有水生成,产物中CO2生成,P59观察与思考,观察与思考：,饱和食盐水,甲烷、氯气,光,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,一氯甲烷,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),ClCl,+,光,+,二氯甲烷的形成,CH2Cl2,液态 （ l ）,(三氯甲烷),ClCl,+,光,+,三氯甲烷的形成,CHCl3,液态 （ l ）,氯仿,(四氯甲烷),ClCl,+,光,+,四氯甲烷的形成,C

5、Cl4,液态 （ l ）,四氯化碳,甲烷取代反应机理,1、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、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl,D,学以致用,1、1molCH4与Cl2反应生成CH3Cl ，则消耗多少molCl2？,2、1mol甲烷在光照的情况下,理论上最多可以与多少mol氯气发生取代反应？,一氯甲烷,4mol,思考：,2、下列叙述错误的是() A通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂不起反应 B甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化 C甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代

6、反应 D甲烷与Cl2反应生成的四种有机取代物都难溶于水,C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HCl,B、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,3、下列反应不属于取代反应的是（ ） A、CH4+Br2 CH3Br+HBr,BC,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,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,

7、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： H H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H H | 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