2020-2021学年苏高中化学必修二课件-3.1 化石燃料与有机化合物10-苏教版

(共37张PPT)
第一单元
化石燃料与有机化合物
中国和世界一次能源结构对比
我国化石燃料产生相等能量情况下排放的污染物
物质
煤炭
石油
天然气
热值/kJ·g-1
约33
约48
约56
常见的化石燃料的热值
（
kJ·g-1
）
西气东输工程——途径10个省区，全长4200千米。
瓦斯爆炸引起的矿难
甲烷在自然界的存在
天
然
气
、
沼
气、
煤矿坑道气、瓦斯气。
无色、无味的气体，密度比空气小，难溶水。
1、可燃性：
交流与讨论
活动1：（1）如何鉴别甲烷、一氧化碳和氢气等三种无
色气体？
(2)把一套以煤气为燃料的灶具改为以天然气为燃料的灶
具时，灶具应作相应调整，请问怎么调整？
天然气(CH4)是一种高效、较洁净的燃料。
CH4(g
)+
2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
△H=-890kJ/mol
对比：
CO(g)+
1/2O2(g)==CO2(g)；△H=
-283kJ/mol
H2(g)+
1/2O2(g)==H2O(l)；
△
H=
-286
kJ/mol
据不完全统计，2016年共发生燃气爆炸事故805起，66%的事故发生于民居用气，事故共造成死亡95人，受伤1100余人。
使用时要有风险意识和安全意识
甲烷爆炸极限：5%~15.4%
注意:可燃气体点燃前一定要验纯，否则会发生爆炸。
爆炸根源—燃气泄漏
交流与讨论
活动2：已知甲烷在标准状况下的密度是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？
提示：公式:
M=
?·Vm
Mr=22.4
?=22.4x0.717≈16
N(C)=
N(H)=
或N(H)=
所以：甲烷的分子式为CH4
甲烷的分子结构
分子式
CH4
电子式
H
H
C
H
H
··
··
··
··
结构式
H
H
C
H
H
空间结构
球棍模型
比例模型
正四面体
键与键间的夹角：109°28′
观察与思考
活动3：甲烷气体通入高锰酸钾溶液
2、稳定性：常温下与强酸、强碱、
溴水、KMnO4
反应。
均不
现象：液面上升
内壁有油状液滴
观察与思考
活动4：在100mL量筒中用排饱和食盐水收集20mL甲烷和80mL氯气，打开光源，观察实验现象。
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。
3、取代反应
H
H
C
Cl
H
H
H
C
H
H
+
Cl
Cl
光
+
H
Cl
一氯甲烷（无色、微溶于水的气体）
CH4
CH3Cl
Cl2
①
一氯甲烷
CH2Cl2
②
Cl2
二氯甲烷
CCl4
④
Cl2
四氯甲烷
四氯化碳
CHCl3
③
Cl2
三氯甲烷
氯仿
一氯甲烷（无色、微溶于水的气体）
二氯甲烷（无色、难溶于水的液体）
三氯甲烷（无色、难溶于水的液体，又名氯仿）
四氯甲烷（无色、难溶于水的液体，又名四氯化碳）
例1．光照条件下，将1
mol甲烷和l
mol氯气混合充分反应后，得到的产物为
A．CH3Cl
B．
CH3Cl
、
HCl
C．CH2Cl2、H2
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
D
H
H
Cl
Cl
C
H
H
Cl
Cl
C
交流与讨论
二者是否为同分异构体？
活动5：下面为二氯甲烷(CH2Cl2)可能的结构：
结论：二氯甲烷(CH2Cl2)仅有一种结构可以证明甲烷分子为正四面体结构。
例2.
对①2HCl＋Fe＝FeCl2＋H2↑及
②CH4＋Cl2
CH3Cl＋HCl
所属反应类型的叙述中，正确的是
A．①②都是置换反应
B．①②都是取代反应
C．①是置换反应，②是取代反应
D．①是取代反应，②是置换反应
C
(3)甲烷通过直接或间接转化可以合成甲醇、甲醛、二甲醚等重要的化工产品。
甲
烷
的
利
用
(2)甲烷在1500℃以上高温分解：
(1)从甲烷可以制得氯仿和氟利昂等化工产品。
CHCl3
+
HF
CHFCl2
+
HCl
资
料
卡
P60
CH4
C＋2H2
高温
CH4
+H2O
→CO
+3H2
CO
+2H2
→CH3OH
氟利昂是一种性质稳定、低毒、高效的致冷剂。
氟利昂对大气中的臭氧层有极强的破坏作用。
生成的氢气可用于合成氨工业，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。
可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，外形似冰，易燃烧，被称为“可燃冰”。“可燃冰”深藏于陆地冻土和海底，其储量足够人类使用1000年.我国东海、南海海域存在大量的可燃冰资源。
千年的希望——可燃冰
你知道吗
页岩气——甲烷
存在
结构
性质
用途
甲烷
1．关于CH4分子结构的说法正确的是
A．所有原子都在同一平面上
B．碳氢键键能相等
C．键角均为90°
D．分子空间构形为正四面体
BD
2.通常情况下，甲烷的性质稳定，但也有一些物质能与甲烷发生化学反应。下列物质中能与甲烷在一定条件下发生反应的是
A．NaOH溶液
????
?
B．溴蒸气
?????
C．高锰酸钾溶液???
?D．浓H2SO4
B
课堂巩固
你知道吗
氟利昂对大气中的臭氧层有极强的破坏作用。大气平流层臭氧减少万分之一，全球白内障发病率将增加0.6～0.8%，即意味着因此引起失明的人数将增加1万到1.5万人。氟利昂在大气中浓度的增加的另一个危害是“温室效应”，一个氟利昂分子温室效应的效果相当于一万个二氧化碳分子。
CHCl3
+
HF
CHFCl2
+
HCl
氟利昂中的一种
氟利昂是一种性质稳定、低毒、高效的致冷剂。氟利昂对大气中的臭氧层有极强的破坏作用。
甲烷常温时很稳定，但在1500℃的高温下才能比较完全地分解
CH4
C＋2H2
高温
你知道吗
甲烷热分解的生成的氢气可用于合成氨工业，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。
四、热分解反应
例4．光照条件下，将1
mol甲烷和l
mol氯气混合充分反应后，得到的产物为
A．CH3Cl
B．
CH3Cl
、
HCl
C．CH2Cl2、H2
D．CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl
D
分析：现象解释、1:4产物是否仅为CCl4
HCl、有机方程式书写注意点。
交流与讨论
已知甲烷在标准状况下的密度是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？
重要公式:M=22.4
?
Mr=22.4
?=22.4x0.717≈16
N(C)=
N(H)=
或N(H)=
所以：甲烷的分子式为CH4
C—H键键能414kJ/mol
CH4的性质比较稳定
例1．鉴别甲烷、一氧化碳和氢气等三种无色气体的方法是
A．通入溴水→通入澄清石灰水
B．点燃→罩上涂有澄清石灰水的烧杯
C．点燃→罩上干冷烧杯→罩上涂有澄清石灰水的烧杯
D．点燃→罩上涂有澄清石灰水的烧杯→通入溴水
C
CH4
+
2O2
CO2
+
2H2O
点燃
2016年中国能源目标消费结构图
8.6%
根据海关总署和国家统计局数据，2016年全国天然气进口量为751亿立方米，同比增加22.0%。
CH4(g
)+
2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H=-889.6kJ/mol
天然气是一种高效、清洁的燃料
思考：国家为什么要调整能源结构增加天然气的
消费比例？
二、物理性质：
三、化学性质：
CH4
+
2O2
CO2
+
2H2O
点燃
注意:点燃前一定要验纯，否则会发生爆炸。
CH4爆炸极限：5%~15.4%
课后作业
请查阅资料撰写一篇小论文：
天然气的开发利用对环境的影响
以碳原子为中心，
四个氢原子为顶点的正四面体。键与键间的夹角：109°28′
甲烷分子的立体结构
一氯甲烷
二氯甲烷
三氯甲烷
四氯甲烷
(气态、微溶于水、制冷剂、麻醉剂等
)
(液态、难溶于水
、溶剂等)
(液态、难溶于水也叫氯仿、溶剂等）
(液态、难溶于水
、溶剂、灭火剂等）
1930年美国杜邦公司的米其维利用甲烷发明了一种性质稳定、低毒、高效的致冷剂——氟利昂【CHFCl2】
Cl
Cl
C
H
Cl
Cl
Cl
C
H
F
可燃冰——天然气（甲烷等）的水合物
谢
谢