天然气的利用甲烷.ppt

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1、甲烷甲烷授课人：宋燕利1.知识与技能知识与技能了解甲烷的结构特点、物理性质和用途，掌握甲烷的了解甲烷的结构特点、物理性质和用途，掌握甲烷的 化学性质。化学性质。2.过程与方法过程与方法通过自己动手搭建甲烷分子模型，加深对有机物通过自己动手搭建甲烷分子模型，加深对有机物空间结构的认识。空间结构的认识。3.情感态度与价值观情感态度与价值观通过对能源危机及天然气的了解，感受化学与社会的通过对能源危机及天然气的了解，感受化学与社会的联系，增强社会责任感。联系，增强社会责任感。学习目标：学习目标：同学们，大家知道哪些有关甲烷的知识？同学们，大家知道哪些有关甲烷的知识？（主要成分甲烷）（主要成分甲烷）沼气

2、是有机物质在厌氧环境中，在一定的温沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气，其主要成分为甲烷以人们叫它沼气，其主要成分为甲烷 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰”可燃冰是甲烷的水合物，它易可燃冰是甲烷的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为燃烧，外形似冰，被称为“可燃可燃冰冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。燃冰将成为最理想

3、替代能源。可可 燃燃 冰冰 的的 分分 布布 可燃冰在自然界可燃冰在自然界分布非常广泛，海分布非常广泛，海底以下底以下0到到1500米米深的大陆架或北极深的大陆架或北极等地的永久冻土带等地的永久冻土带都可能存在，我国都可能存在，我国南海、东海等海域南海、东海等海域发现大量发现大量“可燃冰可燃冰”资源，估算其资资源，估算其资源量相当于我国陆源量相当于我国陆地石油天然气资源地石油天然气资源的一半。可燃冰可的一半。可燃冰可满足人类未来满足人类未来1000年需要的新能源年需要的新能源 瓦斯爆炸事故现场瓦斯爆炸事故现场u甲烷（又名沼气、坑气）甲烷（又名沼气、坑气）u在自然界中的存在：在自然界中的存在：池

4、沼的底部池沼的底部(沼气沼气)油田气和煤矿坑道油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯坑气、瓦斯)天然气天然气(一般含一般含CH4 8097)。可燃冰（甲烷的水合物）可燃冰（甲烷的水合物）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、甲烷的分子结构甲烷的结构式是否反甲烷的结构式是否反映了甲烷的真实空间映了甲烷的真实空间结构？结构？但由于有机物的立体结构式书写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，起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式。一般采用平面的结构式。甲烷真实结构：甲烷真实结构：正四面体构型正四面体构型CHHHH键角：键

5、角：10928实践活动：自制甲烷分子模型实践活动：自制甲烷分子模型活动准备：活动准备：橡皮泥橡皮泥 牙签牙签活动内容：活动内容：大橡皮泥球代表碳原子，小橡皮大橡皮泥球代表碳原子，小橡皮泥球代表氢原子，牙签代表碳原子与氢原泥球代表氢原子，牙签代表碳原子与氢原子间的共价键子间的共价键 活动要求：活动要求：以小组为单位动手制作甲烷分子以小组为单位动手制作甲烷分子模型模型二、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,空气密度空气密度:1.293g/L(标况下标况下)密度：密度：根据甲烷的物理性质，思考甲烷收

6、集方法根据甲烷的物理性质，思考甲烷收集方法?排水法排水法 向下排空气法向下排空气法通常情况下，甲烷比较稳定。通常情况下，甲烷比较稳定。结论：甲烷与结论：甲烷与KMnO4溶液不发溶液不发生反应生反应。1.把甲烷气体通入酸性把甲烷气体通入酸性KMnOKMnO4 4溶液中，溶液中，观察现象观察现象。与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂一般不反应。一般不反应。2 2、甲烷与氧气燃烧反应、甲烷与氧气燃烧反应CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃 注意:1、点燃甲烷前必须验纯，否则会点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸爆炸。2、有机反应方程式中用、有机反应方程式中用“”不用不用“”

7、；反应方程式：现象：发出淡蓝色火焰，发出淡蓝色火焰，放出大量的热放出大量的热甲烷甲烷天然气天然气3.3.甲烷的取代反应甲烷的取代反应 试管内水面上升试管内水面上升 试管内气体的黄绿色逐试管内气体的黄绿色逐渐变浅渐变浅 试管内壁出现油状液滴试管内壁出现油状液滴现象现象：试着写出甲烷与氯气反应的方程式试着写出甲烷与氯气反应的方程式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光照光照取代反应：取代反应：有机物分子里的某些有机物分子里的某些原子或原原子或原子团子团被其他被其他

8、原子或原子团原子或原子团所代替的反应。所代替的反应。一氯甲烷（气体）一氯甲烷（气体）二氯甲烷（液体）二氯甲烷（液体）三氯甲烷（液体）又叫氯仿三氯甲烷（液体）又叫氯仿四氯甲烷、四氯化碳（液体）四氯甲烷、四氯化碳（液体）甲烷与氯气反应最多可能有几种产物？甲烷与氯气反应最多可能有几种产物？答：五种。最多可能有答：五种。最多可能有 CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4，HCl五种产物。五种产物。1反应条件：反应条件：光照光照，室温下在暗处不发生，室温下在暗处不发生反应。反应。2反应物质：反应物质：反应物是反应物是纯卤素单质纯卤素单质，如，如氯氯气气，而而不用氯水不用氯水。3反应逐步进行，且生

9、成物是反应逐步进行，且生成物是混合物混合物。同学们，本节课大家有哪些收获呢？同学们，本节课大家有哪些收获呢？1.1.甲烷甲烷的的结构式、电子式结构式、电子式和甲烷的和甲烷的正四面体结构正四面体结构2 2.甲烷甲烷的物理性质的物理性质3.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与氧气燃烧反应与氧气燃烧反应性质较稳定（不与高锰酸钾等强氧化性质较稳定（不与高锰酸钾等强氧化剂反应）剂反应）与氯气取代反应与氯气取代反应1 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 A、甲烷是一种黄绿色气体、甲烷是一种黄绿色气体B B、甲烷是一种有臭味的气体、甲烷

10、是一种有臭味的气体C C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷的、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。密度与空气的密度相近。D D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶于水水D2.2.下列物质在一定条件下可以与下列物质在一定条件下可以与 CHCH4 4发生化学发生化学反应的是（反应的是（）A A氯气氯气 B B溴水溴水 C C氧气氧气 D D酸性高锰酸钾酸性高锰酸钾A AC C3.甲烷与氯气以物质的量之比甲烷与氯气以物质的量之比1:4混合，在光照下得混合，在光照下得到的有机产物：到的有机产物：CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 正确的

11、是正确的是()A只有只有 B只有只有 C的混合物的混合物 D的混合物的混合物D D2.当今社会提倡低碳经济，谈谈天然气对当今社会提倡低碳经济，谈谈天然气对低碳经济的贡献。低碳经济的贡献。1.搜索资料，搜索资料，CNG和和LNG 分别代表什么？分别代表什么？甲烷，来自臭水沟的呐喊甲烷，来自臭水沟的呐喊当耻辱、腐败和污秽裹在我的身上，当耻辱、腐败和污秽裹在我的身上，当愤怒、孤独和悲哀充斥我的胸膛，当愤怒、孤独和悲哀充斥我的胸膛，我渴望我渴望-渴望来自天外的阳光；渴望来自天外的阳光；在沉沦中发酵，在沉沦中发酵，在地狱里成长，在地狱里成长，挤出罪恶魔爪呀，挤出罪恶魔爪呀，我也有五彩的梦想；我也有五彩的

12、梦想；朋友啊，不要给我歧视的目光，朋友啊，不要给我歧视的目光，纵然没有花的美艳芬芳，纵然没有花的美艳芬芳，只要你恩赐只要你恩赐-恩赐一根火柴就好，恩赐一根火柴就好，我将用一生把生活照亮！我将用一生把生活照亮！西气东输工程是中国天然气发西气东输工程是中国天然气发展战略的重要组成部分展战略的重要组成部分 裁一段长裁一段长25cm、宽、宽8.7cm的矩形纸的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图所的小三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。氢原子的位置

13、，中心是碳原子。观察图所示的与空间观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。分子模型。球棍模型球棍模型瓦斯瓦斯其实是吸附在煤层中的一种非常规天然气，又称为煤其实是吸附在煤层中的一种非常规天然气，又称为煤层气，其主要成分和天然气一样，均为甲烷（层气，其主要成分和天然气一样，均为甲烷（CH4），是），是一种非常洁净、高效、优质、安全的能源。一种非常洁净、高效、优质、安全的能源。瓦斯爆炸瓦斯爆炸的三要素是足够的的三要素是足够的瓦

14、斯浓度、氧含量和火源瓦斯浓度、氧含量和火源。瓦。瓦斯爆炸及随之而来的燃烧大量消耗氧气、瓦斯等气体，形斯爆炸及随之而来的燃烧大量消耗氧气、瓦斯等气体，形成空气负压区。此时，外界的空气成空气负压区。此时，外界的空气、煤层中的瓦斯大量向、煤层中的瓦斯大量向负压区补充，只要井下有火源，到一定浓度就会再次爆炸。负压区补充，只要井下有火源，到一定浓度就会再次爆炸。越爆炸，新鲜空气、瓦斯的补充速度越快；气体补充速度越爆炸，新鲜空气、瓦斯的补充速度越快；气体补充速度越快，越容易形成新的爆炸条件。理论上说，只要煤矿井越快，越容易形成新的爆炸条件。理论上说，只要煤矿井下火源不灭，就存在连续发生很多次爆炸的可能。淮南一下火源不灭，就存在连续发生很多次爆炸的可能。淮南一家煤矿就曾经连续爆炸家煤矿就曾经连续爆炸1084次。次。