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化石燃料
有机化合物
§ 3 -１天然气的利用
甲烷
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？
探究活动：
分子式
一、分子式的确定
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)
题1：某气体碳的质量分数为82.7%，氢的质量分数为17.3%，在标准状况下，它的密度是2.59g/L。求这种气体的分子式。
解：气体的摩尔质量=2.59 22.4=58(g/mol)
所以,该气体的分子式是C4H10
1mol气体中含C的物质的量=
1mol气体中含H的物质的量=
甲烷的物理性质及其在自然界的存在
1、物理性质
（1）无色无味的气体；
（2）密度比空气小；
（3）难溶于水；
2、自然界里的存在形式
（1）沼气
（2）坑气
（3）天然气
小资料
小资料
甲烷是天然气的主要成分，我国是世界上最早发现和利用天然气的国家（公元前221年），比西方要早1300年；
现在我国的天然气利用发展很快；1992年的年产量达157亿立方米，是解放前的2100多倍；
世界天然气总储量是404万亿立方米，我国已探明的天然气总储量超过1万亿立方米，居世界第19位。
2、CH4可能容易受热分解
1、CH4有一定的还原性，可被氧化
推测CH4化学性质：
实验验证：
1、用氧化剂检验
2、隔绝空气加热
甲烷加热时很难分解，大约在1500℃时能比较完全分解成炭黑和氢气。
（ 酸性KMnO4溶液）
实验结论：
CH4性质比预测的稳定
二、分子结构和化学性质
1、结构特点
（1）CH4具有比较稳定的正四面体构型
（2）CH4中C—H键比较牢固，键能较大
2、化学性质
（1）可燃性
CH4爆炸极限：5%~15.4%
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
（2）取代反应
2、化学性质
（1）可燃性
CH4爆炸极限：5%~15.4%
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）所取代的反应。
2、化学性质
（2）CH4的取代反应
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
……
光
光
CH4+ Cl2
CH3Cl + H-Cl
H
|
H—C—H + Cl-Cl
|
H
H
|
H—C—Cl
|
H
+ H-Cl
甲烷的取代反应
一氯甲烷
H
|
H—C—Cl + Cl-Cl
|
H
Cl
|
H—C—Cl + H-Cl
|
H
Cl
|
H—C—Cl + Cl-Cl
|
H
Cl
|
H—C—Cl + H-Cl
|
Cl
Cl
|
H—C—Cl + Cl-Cl
|
Cl
Cl
|
Cl—C—Cl + H-Cl
|
Cl
二氯甲烷
三氯甲烷
四氯甲烷
取代反应定义
有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
取代反应
题2：在光照条件下，将等物质的量的甲烷和氯气混和充分反应后，得到的产物物质的量最多的是（ ）A、CH3Cl B、CHCl3 C、CCl4 D、HCl
解析：甲烷分子里的H原子是逐步被Cl原子取代的，
虽然是等物质的量的甲烷和氯气混和，不一定只生
成CH3Cl，但不管生成哪种氯代甲烷，同时都生成
HCl，因此生成的HCl的物质的量最大。选项为D
甲烷化学性质
总体：
一定条件下
燃烧反应
取代反应
受热分解
性质较稳定
三、我国的天然气资源
千年的希望
－ “可燃冰”
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.
可燃冰的分布
课外作业：
设计实验确定甲烷中是否有氧元素，并写出实验报告。
