3.1.1 《化石燃料与有机化合物甲烷》 课件(苏教版必修2).ppt

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1、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专题专题3 有机化合物的获得与应用有机化合物的获得与应用化石燃料：化石燃料：煤煤石油石油天然气天然气:有机物和无机物组成的复杂混合物，含有机物和无机物组成的复杂混合物，含C(主主)，H和和O(次次)，S、P、N(少少):组成元素主要为组成元素主要为C、H，含少量含少量S、O、N等元素；组成物质主要是各等元素；组成物质主要是各种液态碳氢化合物种液态碳氢化合物:主要为甲烷，主要为甲烷，是最简单的有机化合物是最简单的有机化合物我国的化石燃料资源状况我国的化石燃料资源状况 20032003年中国煤、石油和天然气的探明可采储年中国煤、石油和天然气

2、的探明可采储量分别占世界总量的量分别占世界总量的11.611.6%，2.12.1%和和1.01.0%，由于，由于产量高达世界总量的产量高达世界总量的33.5%33.5%、4.6%4.6%和和1.3%1.3%，储，储采比仅为采比仅为6969，19.119.1和和53.453.4，大大低于世界平均储，大大低于世界平均储采比采比192192、4141和和67.167.1。这其中石油资源短缺尤显。这其中石油资源短缺尤显严重。严重。20042004年，我国原油进口年，我国原油进口1.231.23亿吨，同比增亿吨，同比增长长34.8%34.8%，对外依赖度高达，对外依赖度高达41.3%41.3%，成品油进

3、口，成品油进口37883788万吨，同比增长万吨，同比增长3434.1%.1%。预计到。预计到20202020年，年，石油对外依赖度将达到石油对外依赖度将达到60%60%以上。这将严重影响以上。这将严重影响我国的可持续发展，必须尽快寻求石油替代能源，我国的可持续发展，必须尽快寻求石油替代能源，发展多元车用燃料，以降低石油的对外依赖程度，发展多元车用燃料，以降低石油的对外依赖程度，缓解石油供应安全。缓解石油供应安全。拓展视野：我国的石油与天然气资源拓展视野：我国的石油与天然气资源阅读教材阅读教材（1 1）我国的石油资源；）我国的石油资源；（2 2）我国的原油需求；）我国的原油需求；（3 3）“西

4、气东输西气东输”就是将新疆等中西部地区的天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。清洁能源。它还是一种重要的化工原料。（4 4）“可燃冰可燃冰”。化石燃料化石燃料-石油石油 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为烧，外形似冰，被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源

5、。千年的希望千年的希望可燃冰可燃冰可燃冰的分布可燃冰的分布天然气的利用天然气的利用 甲烷甲烷 3:24一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷第一单元第一单元 化石燃料与有机化合物化石燃料与有机化合物甲烷俗称甲烷俗称沼气沼气，是在隔绝空气情况下，是在隔绝空气情况下，主要由植物残体分解而成的。主要由植物残体分解而成的。1 1、形成、形成：自然界的存在：自然界的存在：天然气、沼气、坑气天然气、沼气、坑气一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷 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。利用这些数据怎样确定甲烷中碳、氢元用这些

6、数据怎样确定甲烷中碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式？素的质量比、原子数比和分子式？2 2、组成和结构：、组成和结构：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷确定有机物分子式的基本步骤：确定有机物分子式的基本步骤：密度或相对密度密度或相对密度摩尔质量摩尔质量各元素含量各元素含量元素摩尔质量元素摩尔质量1mol有机物中各有机物中各元素的物质的量元素的物质的量分子式分子式一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷2 2、组成和结构：、组成和结构：写出甲烷分子的电子式，说写出甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。明它的分子结构特点。一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷2 2、组成和结构：

7、、组成和结构：C：HHHHCH HH H甲烷的电子式、甲烷的电子式、结构式结构式一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷2 2、组成和结构：、组成和结构：甲烷的球棍模型和比例模型甲烷的球棍模型和比例模型一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷2 2、组成和结构：、组成和结构：甲烷的球棍模型和比例模型甲烷的球棍模型和比例模型一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷2 2、组成和结构：、组成和结构：甲烷的分子结构特点：甲烷的分子结构特点：正四面体正四面体，碳原子位于正四面体的体心，碳原子位于正四面体的体心，共价键的键角为共价键的键角为1091092828，4 4个共价个共价键是等效的。键是等

8、效的。一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷2 2、组成和结构：、组成和结构：（1 1）无色、无味的气体）无色、无味的气体（2 2）难溶于水）难溶于水（3 3）标准状况下，密度：）标准状况下，密度：0.7170.717g/Lg/L3 3、物理性质：、物理性质：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷 一般情况下，性质稳定，跟强酸、强一般情况下，性质稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应碱或强氧化剂等不起反应。4 4、化学性质、化学性质：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷（1 1）燃烧）燃烧CH4+2O2=CO2+2H2O点燃点燃CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(

9、l)H=889.6 kJ/mol 4 4、化学性质、化学性质：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷火焰为火焰为淡蓝色淡蓝色火焰；点燃甲烷前必须火焰；点燃甲烷前必须验纯验纯，否，否则会爆炸。则会爆炸。（2 2）取代反应）取代反应4 4、化学性质：、化学性质：现象：现象：瓶壁上有瓶壁上有 状状 生成。生成。量筒内液面量筒内液面 。油油 液滴液滴 上升上升 甲烷取代反应的模拟实验甲烷取代反应的模拟实验（2 2）取代反应）取代反应4 4、化学性质：、化学性质：（2 2）取代反应）取代反应4 4、化学性质：、化学性质：CH3Cl Cl2 CH2Cl2HCl光照光照CH2Cl2 Cl2 CHCl3

10、HCl光照光照CHCl3 Cl2 CCl4 HCl光照光照CH4 Cl2 CH3Cl HCl 光照光照 有机化合物分子中的某种原子有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所取代的反应，（或原子团）所取代的反应，叫做取代反应叫做取代反应。（2 2）取代反应）取代反应4 4、化学性质：、化学性质：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷取代反应取代反应置换反应置换反应反应物或生成物不一定反应物或生成物不一定有单质。反应常逐步进有单质。反应常逐步进行，且多为可逆。反应行，且多为可逆。反应常属共价键共用电子对常属共价键共用电子对破裂而交换原子（原子破裂而

11、交换原子（原子团），受条件影响大团），受条件影响大反应物或生成物一定有反应物或生成物一定有单质。反应通常是单向单质。反应通常是单向进行。反应常在水溶液进行。反应常在水溶液中进行，属氧化还原的中进行，属氧化还原的离子反应，遵循金属或离子反应，遵循金属或非金属活动顺序。非金属活动顺序。（2 2）取代反应）取代反应4 4、化学性质：、化学性质：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷1 1、甲烷与氯气的取代反应中有几种产、甲烷与氯气的取代反应中有几种产物？物？2 2、哪一种产物最多？、哪一种产物最多？3 3、1 1molmol甲烷能与多少甲烷能与多少molmol氯气完全反氯气完全反应？生成多少应？

12、生成多少molHClmolHCl？4 4、能不能得到纯净的一氯甲烷？能不能得到纯净的一氯甲烷？常温下，一氯甲烷常温下，一氯甲烷(CHCH3 3Cl)Cl)是气体，其它三种是气体，其它三种是液体，三氯甲烷是液体，三氯甲烷(CHClCHCl3 3)和四氯甲烷和四氯甲烷(CCl(CCl4 4)是工是工业上重要的溶剂，四氯甲烷业上重要的溶剂，四氯甲烷(CCl(CCl4 4)还是一种效率还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。注意：注意：(1)(1)甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两 种气体产物；种气体产物；(3)

13、(3)多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。(2)(2)有机反应很复杂，产物较多有机反应很复杂，产物较多；（2 2）取代反应）取代反应4 4、化学性质：、化学性质：1、制氟利昂、制氟利昂CHCl3+HF CHFCl2+HCl2、制甲醇、制甲醇3、制炭黑和氢气、制炭黑和氢气 CH4 C+2H2高温高温（化工原料、化工产品、（化工原料、化工产品、天然气、沼气应用）天然气、沼气应用）5 5、甲烷的利用、甲烷的利用：一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷仅由碳、氢两种元素组成的仅由碳、氢两种元素组成的化合物，称为烃。化合物，称为烃。例：例：C3H8 C2H4

14、C2H2 C4H10等等 一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷6 6、烃：、烃：比较以上分子的结构式，分析它们比较以上分子的结构式，分析它们有哪些共同特点？有哪些共同特点？乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷比较以上分子的结构式，分析它们有哪些比较以上分子的结构式，分析它们有哪些共同特点？共同特点？（1）分子通式：）分子通式：CnH2n+2(n1)（2）名称：）名称：按分子中碳原子数目依次按分子中碳原子数目依次称为：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、称为：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷，碳原子超过辛、壬、癸烷，碳原子超过10 10个的，直个的，直接用碳原子数称为某烷。（普通命名法）接用碳原子数称

15、为某烷。（普通命名法）一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷7 7、烷烃、烷烃：碳原子都以碳原子都以碳碳单键碳碳单键相连成相连成链状链状，其余的价键均用于与氢原子结合其余的价键均用于与氢原子结合，达到达到“饱和饱和”的一系列化合物。的一系列化合物。一、天然气的利用一、天然气的利用 甲烷甲烷8 8、同系物、同系物：结构相似结构相似、分子组成上相差一个或若、分子组成上相差一个或若干个干个CH2原子团的物质互相称为原子团的物质互相称为同系物同系物。同位素、同素异形体、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较同系物、同分异构体的比较概念概念内涵内涵比较比较对象对象实例实例同位素同位素同素异形体

16、同素异形体同系物同系物同分异构体同分异构体质子数相同，中子数质子数相同，中子数或质量数不同的原子或质量数不同的原子原子原子氕、氚氕、氚同一元素形成的不同一元素形成的不同单质同单质单质单质O2、O3结构相似，组成结构相似，组成上差一个或上差一个或n个个CH2化合物化合物C2H6、C4H10相同分子式，不相同分子式，不同结构的化合物同结构的化合物化合物化合物CH3(CH2)3CH3、C(CH3)41 1、在光照条件下，将体积相同的、在光照条件下，将体积相同的CH4、Cl2（常温常压）混合，得到的混合物中物质的常温常压）混合，得到的混合物中物质的量最多的是量最多的是 。2、1mol CH4与与Cl2

17、在光照条件下发生取代在光照条件下发生取代反应，待反应完成后，若甲烷的四种取代反应，待反应完成后，若甲烷的四种取代产物物质的量相等，则消耗产物物质的量相等，则消耗Cl2的物质的的物质的量为量为 mol。HCl2.53 3、如如果果空空气气中中混混入入甲甲烷烷的的体体积积达达到到总总体体积积的的5%5%10%10%这这个个范范围围，点点火火时时就就会会爆爆炸炸。当当甲甲烷烷与与氧氧气气恰恰好好完完全全反反应应时时，产产生生最最强强的的爆爆炸炸，此时甲烷所占的体积分数是（此时甲烷所占的体积分数是（）A.2.5%B.7.5%C.9.5%D.10%A.2.5%B.7.5%C.9.5%D.10%4 4、将

18、将CHCH4 4加加热热到到10001000以以上上（隔隔绝绝空空气气），然然后后通通入入水水蒸蒸气气，则则混混合合气气体体中中不不可可能能存存在在的气体是（的气体是（）A.CO B.HA.CO B.H2 2 C.CO C.CO2 2 D.O D.O2 2 DC5 5、下列不属于烃的是（、下列不属于烃的是（）A A、C C6 6H H6 6 B B、C C8 8H H1010 C C、C C2 2H H4 4O DO D、C C4 4H H10106 6、完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物通、完全燃烧一定量的甲烷，其燃烧产物通过浓硫酸，再通过碱石灰，使装有碱石灰过浓硫酸，再通过碱石灰，使装有碱石灰的玻璃管增重的玻璃管增重8.88.8g g则原来的甲烷在标准状况则原来的甲烷在标准状况下的体积为（下的体积为（）A A、4.48L B4.48L B、2.24L C2.24L C、1.12L D1.12L D、0.56L0.56LCA7 7、下列哪组是同系物（、下列哪组是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3B、CH3CH3 CH3CHCH3 CH3 B