3.1.1天然气的利用_甲烷.ppt

第一单元化石燃料与有机化合物,天然气的利用甲烷,化石燃料,煤,石油,天然气,有机物和无机物组成的复杂混合物，含C主，H和O次，S、P、N少,组成元素主要为C、H，含少量S、O、N等元素；组成物质主要是各种液态碳氢化合物,主要为甲烷是最简单的有机化合物,★一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。,1.什么叫有机物,CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）及其盐、CaC2等虽含有碳元素，但它们的组成、结构和性质都跟无机物更相似，因此，它们属于无机物。,有机物简介,碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等,组成元素,其中仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，又称为烃。,根据结构的不同，烃可以分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。,科学视野我国的石油与天然气资源,阅读教材。P58,（1）我国的石油资源；（2）我国的原油需求；（3）“西气东输”就是将新疆等中西部地区的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。天然气是高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。（4）“可燃冰”。,千年的希望－“可燃冰”,可燃冰是天然（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。,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,,22.4L/molx0.717g/L16g/mol,摩尔质量,1mol该烃中C的物质的量,1mol该烃中H的物质的量,CH4,分子式,[解题过程],一、甲烷的分子组成与结构,3、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。,2、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。△H889.6kJ/mol,CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l）△H-889.6kJ/mol,,教材P59,一、甲烷的分子组成与结构,分子式,CH4,电子式,结构式,空间结构,球棍摸型,比例模型,正四面体,二、甲烷的性质,天然气、瓦斯、沼气等的主要成分均为甲烷。,物理性质,甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。,1mol甲烷在通常状况下完全燃烧后放出890kJ热量。想一想甲烷燃烧有什么现象,观察与思考,甲烷,天然气,化学性质,现象明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。,1甲烷的燃烧,注意,甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。,CH4爆炸极限515.4,1、甲烷的氧化反应,你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗,,动动脑,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振荡，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。,高锰酸钾溶液,甲烷通入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，说明甲烷在常温下性质如何,观察与思考,通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。,化学性质,现象量筒内黄绿色气体褪去，瓶壁上有油状液体，水面上升。,2、甲烷的取代反应,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,一氯甲烷无色气体,二氯甲烷,二氯甲烷的形成,二氯甲烷难溶于水、比水重的无色液体,三氯甲烷,ClCl,,,,光,,三氯甲烷的形成,,,,,三氯甲烷又叫氯仿无色不溶于水、密度比水大的液体，常用作有机溶剂,四氯甲烷,ClCl,,,,光,,四氯甲烷的形成,四氯甲烷又叫四氯化碳无色不溶于水密度比水大的液体，常用作有机溶剂、灭火剂,,ZnH2SO4ZnSO4H2↑,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。,一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。,一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）,一种单质和一种化合物,一般生成两种化合物,另一种化合物和另一种单质,不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应,一定发生电子的转移,,很多反应是可逆反应，副反应较多，用“→”连接,一般是不可逆反应，用“”连接,取代反应与置换反应的比较,②甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。,①从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。,③甲烷的受热分解在隔绝空气并加热至1500℃的条件下，甲烷比较完全分解生成炭黑和氢气,甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。,,资料卡P60,3、甲烷的利用,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,1、均由碳、氢两种元素组成,2、碳原子之间均以单键结合,,三、烃,碳,氢,仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃,烷烃,在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价鍵全部跟氢原子相结合，使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。,2、结构特点,饱和（碳周围有四个原子）,1、定义,所有碳原子不在一条直线上,是锯齿形的,链烃（不是环状）,2、烷烃的通式,CnH2n2n≥1,烷烃的名称,同系物,结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。,烷烃的结构相似是指,①通式_____②是____一类物质碳、碳以单键形成链状③化学式量相差14n；④化学性质相似。,相同,同,,结构,性质,甲烷,,,氧化反应O2,取代反应X2,稳定,,稳定性,热解反应,总结,1、下列气体在氧气中充分燃烧后，其产物既可使无水硫酸铜变蓝色，又可使澄清石灰水变浑浊的是（）A、HClB、CH4C、H2D、CO,B,2、在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2C、CCl4D、HCl,D,练一练,