【化学】3.1.1《天然气的利用_甲烷》课件(苏教版必修2)

(共22张PPT)
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
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。
千年希望—— 可燃冰
可燃冰的分布
一、甲烷的物理性质：
色 味的 体，密度比空气 ，
溶于水。
无
气
无
小
难
向下排气法
排水法
收集
收集
0.717g/L(标准状况下)
甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼气)，油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯)，天然气(一般含CH4 80﹪－97﹪)。
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？
有机物分子式
分子中各原子物质的量比 （各组成原子个数最简比）
摩尔质量 （相对分子质量)
分子式：
CH4
+1
-4
你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？
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震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。
讨论:
课堂练习
①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。讨论分子里各原子在空间的分布情况？
一、甲烷的分子组成与结构
分子式
CH4
电子式
H
H C H
H
··
··
··
··
结构式
H
H C H
H
空间结构
正四面体
通常情况下，甲烷比较稳定。
结论：甲烷与KMnO4溶液不发生反应，也不与溴水发生反应
把甲烷气体分别通入酸性KMnO4溶液与溴水中，观察现象。甲烷的稳定性
与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应
2. 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。
二、甲烷的化学性质
CH4爆炸极限：5%~15.4%
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
有机反应方程式中用“→”不用“＝”
1. 可燃性－－氧化反应
瓦斯爆炸
在煤矿矿井里要通风，严禁烟火
明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸
注意:
探究质疑
1. 在空气中燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪些？
还有氢气、硫、酒精、一氧化碳、硫化氢等。
2. 甲烷燃烧时，若氧气不充分，可能生成哪些产物？
除了生成水之外，还可能生成炭黑、CO，其造成的危害主要是炭黑会导致管道堵塞、气流不畅，严重时可能引起爆炸，生成的CO会导致人中毒。
3. 家用燃气灶若原来烧液化石油气（主要成分为C3H8）,现要改烧天然气，应如何改造？
改造的方法是增大燃气进气量或减小空气气量。
2. 甲烷与氯气的反应
现象：
说明：
所以量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。
光照条件下，甲烷与氯气发生了反应
反应机理：
H
H C Cl
H
H
H C H
H
+
Cl Cl
光
+
H Cl
H
H C Cl
Cl
H
Cl C H
H
+
Cl Cl
光
+
H Cl
H
Cl C Cl
Cl
Cl
Cl C H
H
+
Cl Cl
光
+
H Cl
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,叫取代反应.
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
光
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
光
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
光
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
光
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）
四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
3. 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
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。
甲烷
乙烷
丙烷
烷烃
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
同系物：
结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
碳原子均饱和。
链状
碳原子数不同。
烷烃同系物
结构相似：
分子组成：
｛
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