天然气利用甲烷课件.ppt

1、 天然气的利用天然气的利用 甲烷甲烷 甲烷在自然界中的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部池沼的底部(沼沼气气)，油田气和煤矿坑道油田气和煤矿坑道(坑气、瓦斯坑气、瓦斯)，天然天然气气(一般含一般含CH4 80809797)，可燃冰可燃冰等。等。甲烷的存在：甲烷的存在：一、甲烷的物理性质：一、甲烷的物理性质：色色 味的味的 体，密度比空气体，密度比空气 ，溶于水。溶于水。无无气气无无小小难难向下排气法向下排气法排水法排水法收集收集收集收集0.717g/L(标准状况下标准状况下)知识回顾知识回顾1、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0.717 g/L，含碳含碳75%，含

2、氢，含氢25%。请同学们利用这些数据请同学们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式。和分子式。2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。3、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃烧的热化学方程式。烧的热化学方程式。CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；）；H=-889.6kJ/mol 分子式分子式分子式的确定：分子式的确定：分子中各原子的物质的量之比分子中各原子的物质的量之比 （各组成原子个数的最简比）（各组成原子个数的最简比）摩

3、尔质量摩尔质量 （相对分子质量（相对分子质量)1.分子式：分子式：CH4电子式：电子式：HHHCH结构式：结构式：CHHHH二、甲烷的分子结构二、甲烷的分子结构2.甲烷分子呈甲烷分子呈正四面体正四面体结构结构键角：键角：10928与金刚石的结构相同与金刚石的结构相同稳定结构稳定结构但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，但由于有机物的立体结构式书写起来比较费事，为方便起见，一般采用平面的结构式。为方便起见，一般采用平面的结构式。（立体）（立体）拓展视野拓展视野三、甲烷的化学性质三、甲烷的化学性质1 1、可燃性、可燃性CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O点燃

4、点燃 因其含碳量低，其火因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。焰为淡蓝色火焰。注意注意:1 1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。(思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?)?)2 2、有机反应方程式中用、有机反应方程式中用“”不用不用“”；你能设计一个实验验证你能设计一个实验验证CHCH4 4燃烧的燃烧的产物是什么吗？产物是什么吗？用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰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，立即向杯生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰

5、水震荡，石灰水变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。混浊，证明有二氧化碳生成。动动脑动动脑:观察与思考：观察与思考：饱和食盐水甲烷、氯气甲烷、氯气光光 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原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子或原子团所代替的反应叫做取代反应2 2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应ClCl+光光C CH HH HH HCl ClCl ClH H+(一氯甲烷一氯甲烷)分子式分子式状态状态（S T P）一氯甲烷的形成一氯甲烷的形成CH3Cl气态气态（g）(二氯甲烷二氯甲烷)ClCl+光光C CH HH HH HCl ClC

6、l ClH H+C CCl ClH HH HCl Cl分子式分子式状态状态（S T P）二氯甲烷的形成二氯甲烷的形成CH2Cl2液态液态（l）(三氯甲烷三氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CCl ClH HH HCl ClC CH HCl ClCl ClCl Cl俗称俗称分子式分子式状态状态（S T P）三氯甲烷的形成三氯甲烷的形成CHCl3液态液态（l）氯仿氯仿(四氯甲烷四氯甲烷)ClCl+光光Cl ClH H+C CH HCl ClCl ClCl ClC CCl ClCl ClCl ClCl Cl别名别名分子式分子式状态状态（S T P）四氯甲烷的形成四氯甲烷的形成CCl4液态液

7、态（l）四氯化碳四氯化碳 HClClCHClCH 324光(1)(一氯甲烷一氯甲烷)HClClCHClClCH 2223光(2)(二氯甲烷二氯甲烷)HClCHClClClCH3222光(3)(三氯甲烷三氯甲烷)(四氯甲烷四氯甲烷)HClCClClCHCl423光(4)甲烷取代反应机理甲烷取代反应机理、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充充分反应，得到的产物物质的量最多的是（分反应，得到的产物物质的量最多的是（）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD学以致用学以致用 光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+

8、HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2、下列反应不属于取代反应的是（下列反应不属于取代反应的是（）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr 点燃点燃BC 产物用途：产物用途：H H2 2是合成氨及合成汽油等工业是合成氨及合成汽油等工业的原料。的原料。C C是橡胶工业的原料，可以用于制造是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。颜料、油墨、油漆等。甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解；3、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应CH4 C2H2高温高温甲烷的高温分解反应方程式：甲烷的高温分解反应方程式：甲烷化学性质甲烷化学性质 总体：总体：一定条件下一定条件下

9、燃烧反应燃烧反应取代反应取代反应受热分解受热分解性质较稳定性质较稳定乙烷乙烷从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲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：结构相似的化合物，如：丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷己烷己烷 每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱饱和和”。这样的烃叫做。这样的烃叫做饱和烃饱和烃，又叫，又叫烷烃烷烃。以上分子结构有什么特点？以上分子结构有什么特点？四、四、的一的一系列化合物系列化合物结构特点结构特点：碳碳单键、链状、碳碳单键、链状、C C原子剩余原子剩余价键全部和氢结合价键全部和氢结合1.烷烃的概念烷烃的概念(1)结

10、构式：乙烷：乙烷：H H 丙烷：丙烷：H H H|HCCH HCCCH|H H H H H 丁烷：丁烷：H H H H 异丁烷：异丁烷：H|HCCCCH H-C-H|H H H H H H|HCCCH|H H H2、烷烃的结构、烷烃的结构(2)结构简式结构简式：例：H H H H H|H C C C C CH|H HC H H H H|H CH CHCHCHCH CH33322 省略CH键 把同一C上的H合并省略横线上CC键 CH CHCH CH CH CH33322或者：CH CH（CH）CH CH CH22333它们对应的结构简式：CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3乙烷

11、：乙烷：H H 丙烷：丙烷：H H H|HCCH HCCCH|H H H H H 丁烷：丁烷：H H H H 异丁烷：异丁烷：H|HCCCCH H-C-H|H H H H H H|HCCCH|H H HCH3CHCH3 CH3碳原子数相邻的烷烃之间相差碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子原子团团 比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，丙烷与比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，丙烷与丁烷，在分子组成上的差异。丁烷，在分子组成上的差异。3 3、烷烃的通式、烷烃的通式:CnH2n+24、烷烃的名称、烷烃的名称碳原子数碳原子数12345分子式分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名称名称甲甲烷烷乙乙烷烷丙

12、丙烷烷丁丁烷烷戊戊烷烷碳原子数碳原子数678910分子式分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名称名称己己烷烷庚庚烷烷辛辛烷烷壬壬烷烷癸癸烷烷5、同系物：、同系物：结构相似、分子组成上相差一个或若结构相似、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。碳原子均饱和。碳原子均饱和。链状链状碳原子数不同。碳原子数不同。烷烃同系物烷烃同系物结构相似：结构相似：分子组成：分子组成：练习练习 写出下列烷烃的分子式：写出下列烷烃的分子式：（1）含有）含有18个碳原子的烷烃的分子式个碳原子的烷烃的分子式 （2）含有）含有18个氢原子的烷烃的分子式个氢原子的烷烃的分子式 （3）相对分子量为）相对分子量为128的烷烃的分子式的烷烃的分子式 练习练习 下列各对物质的相互关系是下列各对物质的相互关系是A A 和和 B BO O2 2和和O O3 3 C.乙烷和已烷乙烷和已烷 D D E.C12C13甲烷 千年的希望千年的希望 “可燃冰可燃冰”可燃冰是天然气（甲烷等）的可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为被称为“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储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。替代能源。可燃冰的分布可燃冰的分布