苏教版高中化学必修二311 天然气的利用 甲烷课件 .ppt

1、有机化合物最简单的有机化合物-甲烷在人生的道路上，起程的时候，在人生的道路上，起程的时候，理想便是一面旗；理想便是一面旗；走累的时候，毅力便是一面旗；走累的时候，毅力便是一面旗；迷惘的时候，信仰便是一面旗；迷惘的时候，信仰便是一面旗；失败的时候，勇气便是一面旗；失败的时候，勇气便是一面旗；一旦成功了，冷静便是一面旗一旦成功了，冷静便是一面旗朋友啊！只要心中时时有一面朋友啊！只要心中时时有一面旗，还怕什么暴风骤雨坎坷荆棘！旗，还怕什么暴风骤雨坎坷荆棘！资料1:有机化学起源o “有机化学有机化学”这一名词于这一名词于18061806年首次由贝采利乌斯年首次由贝采利乌斯提出。当时是作为提出。当时是作

2、为“无机化学无机化学”的对立物而命名的。的对立物而命名的。1919世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓世纪初，许多化学家相信，在生物体内由于存在所谓“生命力生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。能由无机化合物合成的。18241824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；18281828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实

3、验结果给予合物。维勒的实验结果给予“生命力生命力”学说第一次冲击。学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力生命力”学说才逐渐被人们抛弃。学说才逐渐被人们抛弃。由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，物不断地在实验室中合成出来，“生命力生命力”学说渐渐学说渐渐被抛弃了，被抛弃了，“有机化学有机化学”这一名词却沿用至今。这一名词却沿用至今。区别区别:有机化合物有机化合物 无机化合物无机化合物 溶解性溶解性:难溶于水，易溶于有机溶剂难溶于水，易溶于有

4、机溶剂 易溶于水易溶于水 耐热性耐热性:熔点低（熔点低（4040300300）熔点高（熔点高（10001000）可燃性可燃性:多数可燃多数可燃 多数不可燃多数不可燃 电离性电离性:不导电不导电,非电解质非电解质 易导电易导电,电解质电解质 反应速度慢（需加热、加压、催化剂）反应速度慢（需加热、加压、催化剂）反应速度快反应速度快 反应复杂（反应复杂（）反应简单（反应简单（=）一、甲烷的存在一、甲烷的存在 甲烷是甲烷是的主要成分。的主要成分。有机化合物有机化合物是指含有碳元素的化合物，是指含有碳元素的化合物，但但COCO2 2、H H2 2COCO3 3、碳酸盐、碳酸盐、KSCNKSCN等少数物质

5、，其性质跟无等少数物质，其性质跟无机物很相似，把它们归为无机物。机物很相似，把它们归为无机物。甲烷是甲烷是最简单的最简单的只含碳、氢元素的有机物叫烃，分子式只含碳、氢元素的有机物叫烃，分子式CxHyCxHy天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气有机化合物有机化合物沼气对于解决我国农村的能源问题，改沼气对于解决我国农村的能源问题，改善农村环境卫生，提高肥料质量等方面都有善农村环境卫生，提高肥料质量等方面都有重要意义。重要意义。沼气沼气.swf.swf 甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的坑气气体的主要成分。这些气体道所产生的坑气

6、气体的主要成分。这些气体中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物中的甲烷都是在隔绝空气的条件下，由植物残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。残体经过某些微生物发酵的作用而生成的。此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫此外，在有些地方的地下深处蕴藏着大量叫做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是做天然气的可燃性气体，它的主要成分也是甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷甲烷（按体积计，天然气里一般约含有甲烷80%80%97%97%）。）。资料2:关于西气东输”工程简介o 西气东输工程是西部大开发的标志性工程。西气东输工程是西部大开发的标志性工程。1资源情况：塔里木具有良好的天然气资资源情况：塔里木具

7、有良好的天然气资源条件，目前已探明的储量为源条件，目前已探明的储量为3900亿立方亿立方米，按照西气东输米，按照西气东输120-140亿立方米的年亿立方米的年供气规模，可稳定供气供气规模，可稳定供气11-13年。年。o 2国家国家“西气东输西气东输”工程西起新疆轮南首工程西起新疆轮南首站，东到上海白鹤末站，全长站，东到上海白鹤末站，全长4000多公里，多公里，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、浙江、上海安徽、江苏、浙江、上海10个省市区。供个省市区。供应沿线各省的民用和工业用气。应沿线各省的民用和工业用气。二、甲烷的结构二、甲烷的结构分

8、子式分子式CH4电子式电子式 HH C H H结构式结构式 HH C H H空间结构空间结构球棍模型球棍模型比例模型比例模型正四面体正四面体离子化合物还离子化合物还是共价化合物？是共价化合物？一个一个CH4中有几个中有几个共用电子对？共用电子对？极性键还极性键还是非极性键？是非极性键？键角：键角：109。28，最多有几个原子共面？最多有几个原子共面？三、甲烷的性质三、甲烷的性质1、物理性质、物理性质无色、无味的气体。密度是无色、无味的气体。密度是0.717克克/升，升，颜色、气味、状态、密度、溶解性颜色、气味、状态、密度、溶解性极难溶于极难溶于水水易溶于易溶于有机溶剂有机溶剂。-溶解性溶解性有

9、机物的溶解性有机物的溶解性2、化学性质、化学性质（1）甲烷的氧化反应）甲烷的氧化反应CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃现象现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。实验实验1：甲烷的燃烧甲烷的燃烧与氧化剂反应与氧化剂反应与氧气燃烧反应与氧气燃烧反应CH4与酸性高锰酸钾或溴水与酸性高锰酸钾或溴水CH4与与O2注意：注意：有机反应中用有机反应中用不用不用=空气中火焰淡蓝色的空气中火焰淡蓝色的CH4、H2、CO如何检验产如何检验产物？物？甲烷的化学性质甲烷的化学性质o甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应C C H H4 4(g g)+2 2O O2 2C C O O2 2

10、+2 2H H2 2O O点燃实验注意事项：1.实验前甲烷要验纯实验结果：使澄清石灰水变浑浊产物二氧化碳在干燥的烧杯内壁形成水珠产物水甲烷不能与甲烷不能与KMnO4溶液、溴水等强氧溶液、溴水等强氧化剂反应化剂反应现象：现象：溶液颜色没有变化。溶液颜色没有变化。结论：结论：实验实验2：甲烷甲烷KMnO4溶液溶液甲烷甲烷溴水溴水实验实验3：通入通入Cl2甲烷甲烷通入通入Cl2甲烷甲烷甲烷与氯气的反应甲烷与氯气的反应现象：现象：结论：结论：试管试管中气体呈黄绿色中气体呈黄绿色试管试管中黄绿色消失，试管壁有油状液体中黄绿色消失，试管壁有油状液体,并有少量白雾并有少量白雾.光照条件下，甲烷与氯气发生了反

11、应光照条件下，甲烷与氯气发生了反应光光黑纸黑纸 HH C Cl H HH C H H+Cl Cl光光+H Cl HCl C Cl H HCl C H H+Cl Cl光光+H Cl（2）甲烷的）甲烷的取代反应取代反应有机化学重要反应类型之一有机化学重要反应类型之一有机物分子里的某些原子或原子团被其他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原子或原子团所代替的反应,叫叫取代反应取代反应.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl光光CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl光光CHCl3+Cl2 CCl4+HCl光光一氯甲烷（一氯甲烷（无色气体

12、无色气体）二氯甲烷（二氯甲烷（无色液体无色液体）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿(无色液体无色液体)-有机溶剂有机溶剂四氯甲烷又叫四氯化碳四氯甲烷又叫四氯化碳(无色液体无色液体)-有机溶剂、灭火剂有机溶剂、灭火剂甲烷还能与其它的甲烷还能与其它的气态卤素气态卤素光照下光照下发生取代反应发生取代反应注意：有机反应方程式用注意：有机反应方程式用“”“”，不用，不用“=”=”。取代反应与置换反应的比较：取代反应与置换反应的比较：取代反应取代反应置换反应置换反应定义定义有机物分子里的原子有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团被其他原子或原子团所代替或原子团所代替一种单质跟一种化合物一种单质跟一种化

13、合物反应反应,生成另一种单质生成另一种单质和另一种化合物的反应和另一种化合物的反应参与物质参与物质反应物和生成物中不反应物和生成物中不一定有单质一定有单质反应物生成物中一定反应物生成物中一定有单质有单质反应条件反应条件催催,温度温度,光的影响光的影响 水溶液中置换遵循强制水溶液中置换遵循强制弱的原则弱的原则反应中电反应中电子得失子得失不一定有电子的转移不一定有电子的转移一定有电子的得失一定有电子的得失反应是否反应是否可逆可逆多数反应可逆多数反应可逆一般为不可逆一般为不可逆小结：小结：什么叫有机化合物？什么叫有机化合物？什么叫烃？什么叫烃？甲烷的结构（甲烷的结构（分子式、电子式、结构式、空分子式

14、、电子式、结构式、空间结构）间结构）甲烷甲烷化性化性甲烷的氧化反应甲烷的氧化反应对强氧化剂的稳定性对强氧化剂的稳定性与卤素（纯净）的取代反应与卤素（纯净）的取代反应燃烧燃烧什么是取代反应什么是取代反应反应现象反应现象反应原理反应原理知识反馈o P591、2、3、4、5、6下列分子与甲烷的结构相似吗？它们的结构有什么共同点？这些烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫做饱和烃，也称烷烃。四、烷烃请写出甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的分子式，它们的是否符合通式CnH2n2？它们的结构是否相似？它们的分子式相差什么？由此它们同称为同系物。p57

15、（1）丁烷，戊烷与癸烷是同系物吗？思考是。（2）丁烷与异丁烷是同系物吗？丁烷与异丁烷是同系物吗？不是。它们的相同点？不同点？它们的分子式相同，结构不同，是化合物叫同分异构体。写出它们的分子式这些是同分异构体吗？有机物的成键特点是什么？p79这也是有机物多样性的原因。o 有3mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧恰好用去3mL氧气，则此混合气体中甲烷和一氧化碳的体积比是？o 悬赏分：0-解决时间：2008-1-21 23:19o A.1：1 B.1：2 C.2：1 D.任意比o 在常温常压下,甲烷与足量氧气的混合气体共57ML,点燃爆炸后,剩余气体为23ML(恢复到原状态).求原混合气体中甲烷的

16、体积.o 如果1mol甲烷与一定量的氯气发生光卤代反应后，测得反应获得的四种取代产物得物质的量相等，则参加反应的氯气的物质的量为()A.4mol B.2.5mol C.2mol D.0.5mol o CH4与CL2以1：1的物质的量比混合，在光照条件下反应，先生成 CClH3和HCl，然后有CCl2H2，CCl3H，CCl4，再加上本身的 Cl2和CH4，所以共7种 注意；有机反应一般是不完全的，不能象想象中的某一种物质反应没了。实际中，都会有剩余的。故7种全存在。o 为什么在说明甲烷是正四面体结构时,1.要用它的二氯代物没有同分异构体来证明呢?2.它的一氯代物，三氯代物，四氯代物有没有不同结构?o 甲烷的结构有两种假设，平面结构和正四面体。如果甲烷是平面结构,虽然四个CH键的键长和键角都相同,但四个顶点的H原子的位置关系却不同,可能相邻,也可能是对角关系,所以虽然是CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种,但CH2Cl2却有两种,一种是两个Cl原子相邻,另一种是两个Cl原子处于对角关系.o CH4为正四面体结构,而不是正方形的平面结构.