天然气的利用甲烷戴课件.ppt

1、浙江省镇海中学化学组浙江省镇海中学化学组 戴忠良戴忠良化石燃料化石燃料:有机物和无机物组成的复杂混合物，有机物和无机物组成的复杂混合物，含含C(主主)，H和和O(次次)，S、P、N等等(少少):组成元素主要为组成元素主要为C、H，含少量，含少量S、O、N等元素；组成物质主要等元素；组成物质主要是各种液态碳氢化合物，其中还是各种液态碳氢化合物，其中还溶有气态和固态碳氢化合物。溶有气态和固态碳氢化合物。:主要为甲烷主要为甲烷 是最简单的有机化合物是最简单的有机化合物（1）在有机物中，氢均呈）在有机物中，氢均呈+1价。价。（2）碳原子可与其他原子形成共价键，碳原子间）碳原子可与其他原子形成共价键，碳

2、原子间 也可相互成键；也可相互成键；（3）碳碳之间可形成）碳碳之间可形成单键单键，也可形成，也可形成双键双键或或三键三键；（4）碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳环。）碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳环。所以含碳元素化合物种类繁多。所以含碳元素化合物种类繁多。（5）有机物分子之间一般以分子间作用力形成的）有机物分子之间一般以分子间作用力形成的 分子晶体分子晶体，所以熔沸点比较，所以熔沸点比较低低。有机物种类繁多，现已达有机物种类繁多，现已达2000多万种多万种，而且每年仍，而且每年仍以近百万种的速率不断增加。以近百万种的速率不断增加。有机物组成的元素：主要是有机物组成的元素：主要是C、H

3、、O，还有还有N、S、X、P等。等。仅由仅由C、H两种元素两种元素组成的有机物，称为组成的有机物，称为碳氢化合物碳氢化合物，也称为也称为。甲烷是甲烷是最简单的烃最简单的烃，也是最简单的有机物，也是最简单的有机物，也是也是含含氢量（氢量（25%）最大的有机物）最大的有机物。甲烷广泛存在于自然界中，天然气、沼气、油田气甲烷广泛存在于自然界中，天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气（瓦斯气）的和煤矿坑道气（瓦斯气）的主要成分主要成分都是甲烷。都是甲烷。（深海可燃冰）（深海可燃冰）我国的石油与天然气资源我国的石油与天然气资源阅读教材阅读教材P：58（1）我国的石油资源；）我国的石油资源；（2）我国的原油需求

4、；）我国的原油需求；（3）“西气东输西气东输”是将新疆、四川等西部地区是将新疆、四川等西部地区的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。到达上海的一项巨大工程。天然气是高效、低天然气是高效、低耗、污染小的清洁能源耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化。它还是一种重要的化工原料。工原料。（4）东海、南海海底的）东海、南海海底的“可燃冰可燃冰”。可燃冰是天然气（甲烷等）可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物的水合物CH4H2O，它易燃，它易燃烧，外形似冰，被称为烧，外形似冰，被称为“可可燃冰燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较储量较大，可燃冰将成

5、为最理想替大，可燃冰将成为最理想替代能源。代能源。天然气天然气-重重要的气体燃料要的气体燃料主要成分：甲烷主要成分：甲烷最简单的有机物最简单的有机物化学式：化学式：CH4请根据这些有关甲烷的现象、用请根据这些有关甲烷的现象、用途，思考甲烷可能具有的性质？途，思考甲烷可能具有的性质？甲烷的物理性质甲烷的物理性质甲烷的化学性质甲烷的化学性质无色无味、难溶、密无色无味、难溶、密度度16/22.4g.L-1(标况标况)（比空气小）（比空气小）1 1、可燃性、可燃性CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃淡蓝色火焰淡蓝色火焰思考：收集甲烷前须注意什么？思考：收集甲烷前须注意什么？有机反应方程式中有机反应

6、方程式中用用“”不用不用“”温州网讯温州网讯-2007-2007年鹿城区黄年鹿城区黄龙街道双桥村上一窨井龙街道双桥村上一窨井“发火发火”，一路人不幸坠入窨井，脸上都是一路人不幸坠入窨井，脸上都是血，头发、眉毛已被烧焦，衣裤血，头发、眉毛已被烧焦，衣裤也被炸烂。窨井边的路面被震得也被炸烂。窨井边的路面被震得多处龟裂，几十公斤重的窨井盖多处龟裂，几十公斤重的窨井盖飞出飞出1010多米远，摔成两半。一目多米远，摔成两半。一目击者说，当时窨井盖飞起来七八击者说，当时窨井盖飞起来七八米高。米高。CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4%注意注意: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

7、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?)请设计一个实验验验证请设计一个实验验验证CH4燃烧燃烧的产物是什么吗？的产物是什么吗？用一只用一只冷而且干燥冷而且干燥的烧杯罩在火焰上的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有方，烧杯内壁有水珠水珠出现，证明有出现，证明有H2O生成。生成。把烧杯把烧杯迅速倒转迅速倒转过来，立即向杯内注入少过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡，量澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊石灰水变浑浊，证明，证明有有CO2生成。生成。电子式电子式结构式结构式请根据甲烷的化学式，根据碳、请根据甲烷的化学式，根据碳、氢原子最外层电子数，写出甲烷氢原子最外层电子数，写出甲烷

8、分子的电子式和结构式。分子的电子式和结构式。HHHCHCHHHH正四面体结构正四面体结构观察与思考观察与思考请书写甲烷的一个氢原子被一个氯请书写甲烷的一个氢原子被一个氯原子、一个羟基（原子、一个羟基（OH）基团代替之）基团代替之后的结构式。后的结构式。资料卡资料卡-甲烷的利用甲烷的利用1、氟利昂、氟利昂-CHFCl22、三氯甲烷、三氯甲烷-CHCl33、甲醇、甲醇-CH3OH观察与思考观察与思考用一只量筒作反应容器，用排饱用一只量筒作反应容器，用排饱和食盐水法在量筒中先后充入和食盐水法在量筒中先后充入4/5体积的氯气和体积的氯气和1/5体积的甲烷气体，体积的甲烷气体，用灯光照射瓶中混合气体。用

9、灯光照射瓶中混合气体。光光照照80mL刻度刻度实验现象：实验现象：量筒壁出现油状液滴量筒壁出现油状液滴,黄绿色褪去黄绿色褪去液面上升液面上升生成生成新的油状物质新的油状物质气体气体总体积减小总体积减小CHHHHClCl+光光CClHHH+HClCClHHHClCl+光光CClClHH+HClCClClHHClCl+光光CClClClH+HClCClClClHClCl+光光CClClClCl+HCl一氯甲烷（无色气体）一氯甲烷（无色气体）二氯甲烷（难溶无色液体）二氯甲烷（难溶无色液体）三氯甲烷又叫三氯甲烷又叫氯仿氯仿（有机溶剂）（有机溶剂）四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）四氯甲烷又叫四氯

10、化碳（有机溶剂、灭火剂）一气三液一气三液有上有下有上有下 有机物分子里的某些原子或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原子团被其他原子或原子团所代替的反应，叫代替的反应，叫取代反应取代反应。2、甲烷的取代反应、甲烷的取代反应取代反应取代反应置换反应置换反应适用于有机反应适用于有机反应适用于无机反应适用于无机反应反应物、生成物中不一定有反应物、生成物中不一定有单质单质反应物、生成物中一定有单质反应物、生成物中一定有单质逐步取代逐步取代，很多反应是可逆的，很多反应是可逆的反应一般是单向进行反应一般是单向进行反应能否进行受催化剂、温度、反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大

11、光照等外界条件影响较大在水溶液中进行的置换反应遵在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序循金属或非金属的活动顺序观察与思考观察与思考模仿：甲烷的一个氢原子被一个甲基（模仿：甲烷的一个氢原子被一个甲基（CH3）替代）替代所得产物所得产物的结构式？的结构式？所得产物所得产物的一个氢原子继续被甲基（的一个氢原子继续被甲基（CH3）替代）替代所得产物所得产物的结构式？的结构式？如此继续呢？如此继续呢？CHHHH甲烷甲烷CCHHHHHH乙烷乙烷CCHHCHHHHHH丙烷丙烷丁烷、戊烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、辛烷、壬烷、葵烷（前葵烷（前10）这些有机物都是这些有机物都是

12、碳氢化合物碳氢化合物，称为，称为烃烃。上述分子中，上述分子中，碳原子单键相连，其余与氢原子结碳原子单键相连，其余与氢原子结 合合，达到，达到“饱和饱和”，这一系列化合物称为，这一系列化合物称为烷烃烷烃。CHHHHCCHHHHHHCCHHCHHHHHH烷烃通式：烷烃通式：CnH2n+2。各种烷烃分子各种烷烃分子结构相似结构相似，在，在组成上相差组成上相差1个或若干个或若干个个“CH2”原子团。像这样结构相似，分子组成相原子团。像这样结构相似，分子组成相差差1个或若干个个或若干个“CH2”原子团的有机物称为原子团的有机物称为同系物同系物。光 C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+H

13、F CHFCl2+HClB、Zn+H2SO4 ZnSO4+H21、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BC2、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充分充分 反应，得到的产物物质的量最多的是（反应，得到的产物物质的量最多的是（）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD D3、为验证、为验证CH4分子中含分子中含C、H两种元素，可将两种元素，可将其燃烧产物通过：其燃烧产物通过：a.浓硫酸；浓硫酸；b.澄清石灰水；澄清石灰水；c.无水硫酸铜。正确的顺序是无水硫酸铜。正确的顺序是 （

14、）A.a、b、c B.b、c C.b、c、a D.c、bD4、下列五组物质中、下列五组物质中_互为同位素，互为同位素，_是同素是同素异形体，异形体，_ 是同分异构体，是同分异构体，_是同系物，是同系物，_是同一物质。是同一物质。C126C1461、和和2、白磷、红磷、白磷、红磷CClClHH3、和和CHClHClCCHHHHHHCCHCCHHHHHHHHH4、和和5、和和CCHCCHHHHHHHHHCCHHCHHHCHHHHH 甲烷甲烷 （新）戊烷（新）戊烷 十七烷十七烷 这一系列具有一定的规律性，当一种烃分子的这一系列具有一定的规律性，当一种烃分子的H全部被全部被CH3取代后，它的一卤代物异

15、构体数目不变。试回答：取代后，它的一卤代物异构体数目不变。试回答：（1）请写出上一系列第）请写出上一系列第4种烷烃的化学式种烷烃的化学式 （2）请写出上一系列所有烷烃化学式的通式）请写出上一系列所有烷烃化学式的通式 （3）上一系列烷烃中，其中含碳量最高的烷烃中碳含量的百分）上一系列烷烃中，其中含碳量最高的烷烃中碳含量的百分率约为率约为 （保留三位有效数字）（保留三位有效数字）1134132nnHC5、人们在对烷烃分子空间结构的研究中发现某一系列的烷烃分、人们在对烷烃分子空间结构的研究中发现某一系列的烷烃分子只有一种一卤取代物。如：子只有一种一卤取代物。如：C53H10885.7%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。【拓展视野拓展视野】