天然气的利用_甲烷
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(共31张PPT)
专题3
有机化合物的获得与应用
乙醇俗称酒精
跟我们日常生活密切联系
葡萄酒
白酒
啤酒
葡萄糖
思考讨论
什么是有机物？其组成元素有哪些？
什么叫有机物？
1、定义：
2、组成元素：
一般含有碳元素的化合物
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
（ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
主要元素
其他元素
第一单元 化石燃料与有机化合物
天然气的利用 甲烷
西气东输是我国目前一项巨大工程,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些能源,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。
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/L=16g/mol
摩尔质量：
16gx75℅
12g/mol
=1mol
16gx25℅
1g/mol
=4mol
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]
求分子式
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
球棍摸型
比例模型
正四面体
二、甲烷的性质
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。
1 mol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。
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。
家用燃气灶原来用液化石油气（主要成分为C3H8），现要改烧天然气，应如何改造？
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
(一氯甲烷，气态)
（二氯甲烷，油状液体）
（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，
曾用作麻醉剂，制氟利昂）
（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，
常作溶剂、灭火剂）
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。
光
CH4 ＋ Cl2 CH3Cl ＋ HCl
CH3Cl ＋ Cl2 CH2Cl2 ＋ HCl
光
CH2Cl2 ＋ Cl2 CHCl3 ＋ HCl
光
CHCl3 ＋ Cl2 CCl4 ＋ HCl
光
一上一下
在隔绝空气的情况下，加热至15000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。
CH4
C + 2H2
3、甲烷的分解反应
稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。
物理性质
化学性质
氧化反应
分解反应
取代反应
甲烷的分子结构
(正四面体)
决 定
反应
无色无味的气体，
极难溶于水，
密度比空气小。
甲烷的用途
④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除了做气体燃料——西气东输。
②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。
③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。
CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl
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
以上分子结构有什么特点？
观察思考
1、均由碳、氢两种元素组成
2、碳原子之间均以单键结合
C
烃
tīng
H
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
t
an
q
ing
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）
有机物的表示方法——结构简式
省略C—H键
把同一C上的H合并
省略横线上C—C键
CH3-CH-CH2-CH2-CH3
CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH3
例：C6H14
H H H H H
| | | | |
H— C — C — C — C— C—H
| | | | |
H H—C— H H H H
|
H
或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
它们对应的结构式和结构简式：
[CH3CH3]
[CH3CH2CH3]
[CH3CH2CH2CH3]
[CH3CH(CH3 )CH3]
乙烷： H H 丙烷： H H H
| | | | |
H－C－C－H H－C－C－C－H
| | | | |
H H H H H
丁烷： H H H H 异丁烷： H
| | | | |
H－C－C－C－C－H H--C--H
| | | | H H
H H H H | |
H－C——C——C－H
| | |
H H H
2、烷烃的通式
CnH2n+2(n≥1)
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
1、下列分子中呈正四面体结构的是[ ]
A．甲烷 B．二氯甲烷
C．三氯甲烷 D．四氯化碳
2、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 [ ]
A． 一氯甲烷 B．二氯甲烷 C．三氯甲烷
D．四氯化碳 E．氯化氢
3、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 B．氯气与甲烷反应 C．次氯酸分解 D．甲烷与氧气反应
练习：
4.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（ ）
CH3Cl只存在一种结构
CH2Cl2只存在一种结构
CHCl3只存在一种结构
CCl4中四个价键的键角和键长都相等
专题3
有机化合物的获得与应用
乙醇俗称酒精
跟我们日常生活密切联系
葡萄酒
白酒
啤酒
葡萄糖
思考讨论
什么是有机物？其组成元素有哪些？
什么叫有机物？
1、定义：
2、组成元素：
一般含有碳元素的化合物
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
（ 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
主要元素
其他元素
第一单元 化石燃料与有机化合物
天然气的利用 甲烷
西气东输是我国目前一项巨大工程,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些能源,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。
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/L=16g/mol
摩尔质量：
16gx75℅
12g/mol
=1mol
16gx25℅
1g/mol
=4mol
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]
求分子式
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
球棍摸型
比例模型
正四面体
二、甲烷的性质
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。
1 mol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。
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。
家用燃气灶原来用液化石油气（主要成分为C3H8），现要改烧天然气，应如何改造？
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
(一氯甲烷，气态)
（二氯甲烷，油状液体）
（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，
曾用作麻醉剂，制氟利昂）
（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，
常作溶剂、灭火剂）
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。
光
CH4 ＋ Cl2 CH3Cl ＋ HCl
CH3Cl ＋ Cl2 CH2Cl2 ＋ HCl
光
CH2Cl2 ＋ Cl2 CHCl3 ＋ HCl
光
CHCl3 ＋ Cl2 CCl4 ＋ HCl
光
一上一下
在隔绝空气的情况下，加热至15000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。
CH4
C + 2H2
3、甲烷的分解反应
稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。
物理性质
化学性质
氧化反应
分解反应
取代反应
甲烷的分子结构
(正四面体)
决 定
反应
无色无味的气体，
极难溶于水，
密度比空气小。
甲烷的用途
④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除了做气体燃料——西气东输。
②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。
③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。
CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl
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
以上分子结构有什么特点？
观察思考
1、均由碳、氢两种元素组成
2、碳原子之间均以单键结合
C
烃
tīng
H
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
t
an
q
ing
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）
有机物的表示方法——结构简式
省略C—H键
把同一C上的H合并
省略横线上C—C键
CH3-CH-CH2-CH2-CH3
CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH3
例：C6H14
H H H H H
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H— C — C — C — C— C—H
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H H—C— H H H H
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H
或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
它们对应的结构式和结构简式：
[CH3CH3]
[CH3CH2CH3]
[CH3CH2CH2CH3]
[CH3CH(CH3 )CH3]
乙烷： H H 丙烷： H H H
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H－C－C－H H－C－C－C－H
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H H H H H
丁烷： H H H H 异丁烷： H
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H－C－C－C－C－H H--C--H
| | | | H H
H H H H | |
H－C——C——C－H
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H H H
2、烷烃的通式
CnH2n+2(n≥1)
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
1、下列分子中呈正四面体结构的是[ ]
A．甲烷 B．二氯甲烷
C．三氯甲烷 D．四氯化碳
2、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 [ ]
A． 一氯甲烷 B．二氯甲烷 C．三氯甲烷
D．四氯化碳 E．氯化氢
3、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 B．氯气与甲烷反应 C．次氯酸分解 D．甲烷与氧气反应
练习：
4.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（ ）
CH3Cl只存在一种结构
CH2Cl2只存在一种结构
CHCl3只存在一种结构
CCl4中四个价键的键角和键长都相等