第一单元化石燃料与有机化合物.ppt

1、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,一、有机物的概念及组成,1、有机物: 是含碳化合物（CO、CO2、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、 金属碳化物等除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。,2、组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等,二、化石燃料的组成与成分,三、天然气 甲烷,象曰：泽中有火,史记载，在公元前3世纪，当时担任蜀郡 太守的水利专家李冰就曾在今天的四川邛崃 一带凿井汲卤，并利用开采盐井过程中取得 的天然气煮卤熬盐。,1、甲烷的使用史及古代文学,西汉 扬雄蜀都赋：“铜梁金堂，火井龙湫。”,西晋 左思蜀都赋：“火井沉荧于幽泉，高焰飞煽于

2、天陲。”,北周 庾信苦热行：“火井沈荧散，炎洲高焰通。”,唐明皇李隆基温泉对雪：“未见温泉冰，宁知火井灭。”,唐代 李白大猎赋：“土囊烟阴，火井冰闭。”,唐代 杜甫西山：“烟尘侵火井，雨雪闭松州。”,唐代 白居易初到忠州登东楼，寄万州杨八使君：“隐隐煮盐火，漠漠烧缌烟。”,北宋 刘攽送郑秘丞知邛州蒲江县：“井火煮盐收倍利，山田种芋劝深耕。”,明朝 蓝玉火井赋：“辉堪照读，处士免凿壁而偷；焰可爇飧，邻妇免青唇之吹。”,清朝乾隆皇帝火井诗(见四川盐法志)：“羲之广异闻，火井欲具示。未曾读汉书，郡国志原备”,清朝 冀应熊观火井：“燃藜偏向垂泉引，钻燧无需取木方。天用活民同菽粟，人将煮井代榆桑。”,清

3、朝 金肖孙山川下火井：“有井穿砀谷，烈炎伏其中九渊一炬起，高岭列灶烘；能省樵山力，兼成煮海功。”,2、甲烷组成与结构,【交流与讨论】某气态物质由碳氢两元素组成，在标况下该气态 物质的密度为0.717g/L，其中氢元 素的质量分数 为25%，求该物质的分子式。,M22.4L/mol 0.717g/L=16g/mol H元素的原子个数16 2514 C元素的原子个数(164)121 所以，该烃的分子式：CH4,小知识： 甲烷是最简单的有机物，同时也是含C量最低、 含H量最高的气态氢化物。,分子式,CH4,电子式,结构式,空间结构,正四面体型,比例模型,球棍模型,2、甲烷组成与结构,3、甲烷物理性质

4、及自然界中的存在,甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L (标准状况)比空气小，难溶于水。 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气(瓦斯)以及天然气的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。,千年希望可燃冰,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。,世界可燃冰分布图,中国首次试开采可燃冰成功 燃烧能量超石油数十倍 2017-05-18 13:33:26 新华网,国土资源部中国地质调查局今天(5月18日)在南海宣布，我国正在南海北部神狐 海域进行的可燃

5、冰试采获得成功，这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域 可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。 可燃冰，学名天然气水合物，是一种高效清洁，储量巨大的新能源。 可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下 形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、 天然气小很多，但能量高出十倍。 此外，可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、 石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源。 中国储量|南海预计有680亿吨油当量的可燃冰 那么，作为一种高效清洁能源，“可燃冰”在中国境内的储量有多少？我国作为 第三大冻土大国，具备良

6、好的天然气水合物赋存条件和资源前景。国土资源部 专家曾表示，通过15年的调查和预测，在南海地区预计有680亿吨油当量的 “可燃冰”；除了南海外，在青海地区又发现了350亿吨标准油当量的天然气水 合物，中国能源网信息官韩晓平表示，考虑到青藏高原仍有未探明储量的资源， 这一地区的“可燃冰”资源储量将会更大。,通常情况下，甲烷比较稳定。,结论：甲烷与KMnO4溶液不发生反应,把甲烷气体分别通入酸性KMnO4溶液中，观察现象。,与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应,(1)、稳定性：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。 既不与酸性高锰酸钾溶液也不与溴水反应。,4、甲烷的化学性

7、质,有机反应方程式中用“”不用“”,(2)、可燃性氧化反应,明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热点燃,注意:,2、 甲烷、氢气等可燃性气体点燃之前应注意什么？ 如何检验CH4的纯度？,【交流与讨论】 1、 已知1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水， 放出的热量890.3KJ，写出甲烷燃烧的热化学方程式。,3、 怎样通过实验证明甲烷中含有碳、氢两种元素？,CH4(g) +2O2(g) = CO2(g) +2H2O(l) H= -890.3 KJ.mol-1,甲烷前必须验纯，否则有可能会爆炸，CH4爆炸极限：5%15.4%,安静燃烧， 产生淡蓝 色火焰,罩一只干燥的烧杯,烧杯内壁有水珠生成,有水生成,向

8、上述烧杯中滴加 澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊,有CO2生成,(3)、甲烷与氯气的反应,现象：试管内气体黄绿色逐渐褪去、水位不断上升、内壁有油 状物质生成、水槽中有白色沉淀出现。,说明：光照条件下，甲烷与氯气发生了反应,反 应 机 理：,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、麻醉剂）,四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）,取代反应与置换反应的比较：,有机物分子里的某些原子（或原子团）被其它原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应,【交流与讨论】 1、 二氯甲烷可以写成 两种形式，它们是同分异构体吗？,2、 能否用CH4和Cl2反应制取纯净的CH3

9、Cl？如果CH4和Cl2按体积比11 混合反应，能否只得到CH3Cl?,3、 假设1 mol CH4中的H原子完全被取代，最多需要多少摩尔Cl2？ 最多能生成多少摩尔HCl?,不是，它们是同一种物质,不能，因为甲烷的4步取代，并不是要等到第1步完全反应完才进行第2步， 而是只要有CH3Cl生成第2步就有可能接着反应，以此类推。,4mol 4mol,(4)、隔绝空气加热,CH4 C + 2H2,高温,合成氨、汽油的原料,橡胶工业的原料还可以用于制造颜料、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。,5、甲烷的用途,1、烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物 称为碳

10、氢化合物，又称为烃。,+,=,烃,t,ng,q,气,n,火,tng,四、烃、烷烃、同系物,2、 烃的种类,(1)、链烃:碳键首尾不相连的烃;,环烃:碳键首尾相连成环的烃;,(2)、饱和烃:碳碳键全部是单键，其余价键均与氢原子相结合的烃;,不饱和烃:,含 、 的烃。,3、烷烃,每个碳原子形成4个共价键，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。,(2)、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,【交流与讨论】含有多个碳原子的烷烃(碳原子个数大于或等于3) 的所有碳原子都在一条直线上吗？,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,烷烃的通式：CnH2n+2（n1）,4、同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团 的物质间互称。,5、烷烃性质：烷烃的化学性质与甲烷相似， 请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式)：,、丙烷的燃烧：,、乙烷氯乙烷(写第一步即可)：,(1)、n=110, 依次用,