天然气利用_甲烷(精品).ppt
第一单元第一单元 化石燃料与有机化合物化石燃料与有机化合物天然气的利用天然气的利用 甲烷甲烷 西气东输是我国目前一项巨大工程西气东输是我国目前一项巨大工程,输输送的气体就是天然气送的气体就是天然气,天然气的主要成分是天然气的主要成分是甲烷甲烷,目前目前,农村普遍使用的沼气的主要成农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷分也是甲烷,而且而且,科学家从海底发现了一科学家从海底发现了一种新能源种新能源“可燃冰可燃冰”,实际上是甲烷的水实际上是甲烷的水合物合物,据估计据估计,可燃冰的贮存量能提供人类可燃冰的贮存量能提供人类社会社会10001000年的能源使用年的能源使用.所以所以,为了合理开为了合理开发并利用这些能源发并利用这些能源,我们今天要来研究天然我们今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质。气的利用以及它的主要成分甲烷的性质。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0.717g/L，含碳含碳75%，含氢，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲烷的。利用这些数据怎样确定甲烷的分子式？分子式？22.4L/molx0.717g/L=16g/mol摩尔质量：摩尔质量：16gx7512g/mol=1mol16gx251g/mol=4mol1mol该烃中该烃中C的物质的量的物质的量:1mol该烃中该烃中H的物质的量的物质的量:CH4分子式：分子式：解题过程解题过程一、甲烷的分子组成与结构结构一、甲烷的分子组成与结构结构 一、甲一、甲烷的分子的分子组成与成与结构构分子式分子式CH4电子式电子式 HH C H H结构式结构式 HH C H H空间结构空间结构球棍摸型球棍摸型比例模型比例模型正四面体正四面体二、甲烷的性质二、甲烷的性质天然气、坑气、沼气等的天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。主要成分均为甲烷。物理性质：物理性质：甲烷是甲烷是无色、无味无色、无味的气体，的气体，密度是密度是0.717g/L（标准状（标准状况），况），极难溶于水极难溶于水。1 mol甲烷在通常状况下完全燃烧后放出甲烷在通常状况下完全燃烧后放出890 kJ热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式。想热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式。想一想甲烷燃烧有什么现象？一想甲烷燃烧有什么现象？观察与思考观察与思考甲烷甲烷天然气天然气化学性质：化学性质：现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。(1)(1)甲烷的燃烧甲烷的燃烧注注意意甲烷在点燃之前要甲烷在点燃之前要验纯验纯，否则可，否则可能发生能发生爆炸爆炸。CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4%1 1、甲烷的氧化反应、甲烷的氧化反应 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？动动脑动动脑:用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内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。灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。家用燃气灶原来用液化石油气（主要成分为家用燃气灶原来用液化石油气（主要成分为C C3 3H H8 8），现要改烧天然气，应如何改造？），现要改烧天然气，应如何改造？高锰酸钾溶高锰酸钾溶液液甲烷通入酸性高锰酸钾甲烷通入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，说溶液，溶液不褪色，说明甲烷在常温下性质如明甲烷在常温下性质如何？何？观察与思考观察与思考通常情况下，甲烷通常情况下，甲烷稳稳定定，如与强酸、强碱和，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生强氧化剂等一般不发生化学反应。化学反应。化学性质：化学性质：现象：量筒内黄绿色气体褪去，瓶壁上有油状液体，现象：量筒内黄绿色气体褪去，瓶壁上有油状液体，水面上升。水面上升。2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应 有机物分子里的某些原子或原子团被其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他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+(一氯甲烷一氯甲烷)一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光一氯甲烷一氯甲烷:无色气体无色气体(二氯甲烷二氯甲烷)ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光二氯甲烷：难溶于水、比水重的无色液体二氯甲烷：难溶于水、比水重的无色液体(三氯甲烷三氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl Cl三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光光三氯甲烷又叫氯仿：无色不溶于水、密度三氯甲烷又叫氯仿：无色不溶于水、密度比水大的液体，常用作有机溶剂比水大的液体，常用作有机溶剂(四氯甲烷四氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl ClCl ClCl Cl四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光四氯甲烷又叫四氯化碳：无色不溶于水密度四氯甲烷又叫四氯化碳：无色不溶于水密度比水的液体，常用作有机溶剂、灭火剂比水的液体，常用作有机溶剂、灭火剂取代反应取代反应置换反应置换反应实例实例定义定义反应物反应物生成物生成物电子转电子转移移反应特反应特点点Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2有机物分子里的某些原子有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。子团所代替的反应。一种单质跟一种化合物反一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。另一种单质的反应。一种化合物和一种单质或一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有化合物（反应物中至少有一种是有机物）一种是有机物）一种单质和一种化合物一种单质和一种化合物一般生成两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，因此不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应不一定是氧化还原反应一定发生电子的转移一定发生电子的转移很多反应是可逆反应，副很多反应是可逆反应，副反应较多，用反应较多，用“”连连接接一般是不可逆反应，用一般是不可逆反应，用“=”连接连接取代反应与置换反应的比较：取代反应与置换反应的比较：CHCH4 4+Cl+Cl2 2 CH CH3 3Cl+HClCl+HCl光光在在隔绝空气隔绝空气的情况下，加热至的情况下，加热至15000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。甲烷分解生成炭黑和氢气。CH4C+2H23 3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应稳定性：稳定性：甲烷不能使溴水或酸性甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。高锰酸钾溶液褪色。物理性质物理性质化学性质化学性质氧化反应氧化反应分解反应分解反应取代反应取代反应决决 定定反应反应无色无味的气体，无色无味的气体，极难溶于水，极难溶于水，密度比空气小。密度比空气小。甲烷的用途甲烷的用途甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、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。氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。除了做气体燃料除了做气体燃料西气东输。西气东输。甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的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、油墨和重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。油漆等。从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。CHClCHCl3 3+HF CHFCl+HF CHFCl2 2+HClHCl1 1、下列分子中呈正四面体结构的是、下列分子中呈正四面体结构的是 A A甲烷甲烷 B B二氯甲烷二氯甲烷 C C三氯甲烷三氯甲烷 D D四氯化碳四氯化碳2 2、物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后、物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后生成物质的量最多的是生成物质的量最多的是 A A 一氯甲烷一氯甲烷 B B二氯甲烷二氯甲烷 C C三氯甲烷三氯甲烷 D D四氯化碳四氯化碳 E E氯化氢氯化氢3、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 。A氯气与氢气反应氯气与氢气反应 B氯气与甲烷反应氯气与甲烷反应 C次氯酸分解次氯酸分解 D甲烷与氧气反应甲烷与氧气反应练习：练习：4.4.甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是正方形的平面结构，理由是（）A.A.CHCH3 3ClCl只存在一种结构只存在一种结构B.B.CHCH2 2ClCl2 2只存在一种结构只存在一种结构C.C.CHClCHCl3 3只存在一种结构只存在一种结构D.D.CClCCl4 4中四个价键的键角和键长都相等中四个价键的键角和键长都相等
