天然气的利用 甲烷ppt课件

专题3有机化合物的获得与应用,第一单元化石燃料与有机化合物,天然气的利用甲烷,1,一般把含碳元素的化合物称为有机化合物，简称为有机物。,1.什么叫有机物,CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）及其盐、SiC、CaC2等虽含有碳元素，但它们的组成、结构和性质都跟无机物更相似，因此，它们属于无机物。,有机物一定含碳元素，但含碳元素不一定是有机物。,有机物简介,2,2.有机物的组成元素,有机物简介,碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等,主要元素,其他元素,3.有机物的特点,碳原子可与其他原子形成4个共价键，碳原子间也可相互成键,碳碳之间可形成单键，也可形成双键或三键；,碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳环。,所以有机化合物种类繁多，多达2000多万种,（1）有机物的结构特点,3,3.有机物的特点,（2）物理性质：熔沸点低，易挥发；一般难溶于水，易溶于有机溶剂；,（3）有机物一般具有可燃性,（4）有机物发生的反应比较复杂，通常有副反应发生，故书写有机反应时用“”，而不用“=”,有机物简介,4,可燃冰,西气东输,矿难,一、甲烷的存在,天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气(瓦斯)的主要成分是甲烷。,5,二、甲烷的分子组成和结构,已知在标准状况下甲烷的密度是0.717g/L，含碳75%，含氢25%。请同学们利用这些数据推出甲烷分子中碳、氢原子数之比和分子式。,22.4L/mol0.717g/L=16g/mol,摩尔质量：,1mol该烃中C的物质的量式:,1mol该烃中H的物质的量:,甲烷的分子式：CH4,6,电子式,球棍模型,比例模型,CH4,分子式（化学式）,二、甲烷的分子组成和结构,结构式,7,二、甲烷的分子组成和结构,8,二、甲烷的分子组成和结构,1、甲烷分子式：CH4,2、甲烷的结构：正四面体,甲烷分子是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体。其中CH键的键长和键角（109度28分）相同。,结构稳定,性质？,9,通常状况下，甲烷比较稳定，与等强氧化剂不反应，与、也不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。,三、甲烷的性质,1、物理性质,甲烷是一种无色、无味的气体，密度比水小（标况：0.717g/L），难溶于水。,2、化学性质,KMnO4,强酸,强碱,10,思考：甲烷燃烧的现象；如何检验甲烷的燃烧产物；,三、甲烷的性质,2、化学性质,（1）可燃性,纯净的甲烷在空气中安静的燃烧，火焰呈淡蓝色,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，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。,视频1,视频2,（氧化反应）,甲烷点燃前要验纯,11,12,三、甲烷的性质,2、化学性质,（2）取代反应,教材P60【观察与思考】,实验现象,a.气体颜色；b.试管内壁有出现；c.试管内液面逐渐。,变浅,上升,油状液滴,13,14,(一氯甲烷，气态),（二氯甲烷，油状液体）,（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，曾用作麻醉剂，制氟利昂）,（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，常作溶剂、灭火剂）,三、甲烷的性质,2、化学性质：取代反应,15,甲烷发生取代反应的注意问题,1、反应条件光照(室温下在暗处不发生反应)。2、反应物质纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气在光照条件下发生取代反应。3、甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是4种卤代物的混合物。,甲烷与氯气反应最多可能有几种产物？,五种四种是有机物：一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷（氯仿），四氯甲烷（四氯化碳）；一种无机物：HCl（最多）,思考:,16,取代反应,置换反应,适用于有机反应,适用于无机反应,反应物、生成物中不一定有单质,反应物、生成物中一定有单质,逐步取代，很多反应是可逆的,反应一般是单向进行,反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大,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,取代反应与置换反应的区别,17,产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。,甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解,三、甲烷的性质,（3）分解反应,2、化学性质,18,四、甲烷的利用（1）气体燃料(2)可制得制冷剂氟利昂（CHFCl2）可制得甲醇（CH3OH）CH4+O2CO+H2CH3OHCHCl3+HFCHFCl2+HCl(3)可制得甲醇（CH3OH）CH4+O2CO+H2CH3OH(4)甲烷在隔绝空气并加热到15000C的条件下分解CH4C+2H2,高温,19,知识线,小结,方法线,20,甲烷,乙烷,丙烷,丁烷,观察思考：以上分子结构有什么特点？,1、均由碳、氢两种元素组成2、碳原子之间均以单键结合,21,四、烃、烷烃、同系物,仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃,1、烃,2、烷烃,在烃分子中，碳原子之间都以碳碳单键相连，碳原子的其余价键全部跟氢原子结合，使每个碳原子的化合价都达到“饱和”，这样的烃叫饱和烃，也叫烷烃。,22,简单烷烃的命名习惯命名法(1)n10时，从一到十依次用表示为“某烷”，如C8H18命名为。(2)n10时，直接根据碳原子数称为“某烷”，如C18H38命名为。,四、烃、烷烃、同系物,2、烷烃,烷烃的通式：CnH2n+2（n1）,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸,辛烷,十八烷,23,24,25,3、同系物,四、烃、烷烃、同系物,结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。,烷烃的结构相似是指：,通式_；通式是什么?是_一类物质：碳、碳以单键形成链状；化学式量相差14n；化学性质相似。,相同,同,26,结构式和结构简式,CH3CH3,CH3CH2CH3,CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3)CH3,27,1.光照下，将等物质的量的甲烷、氯气充分反应，得到的产物最多的是（）A.CH3ClB.CH2Cl2C.CCl4D.HCl,2.关于(商品名称为氟利昂-12)的叙述正确的是（）A只有两种同分异构体B是平面型分子C只有一种结构D有四种同分构体,练习：,D,C,28,乙烷,丁烷,丙烷,戊烷,己烷,分子结构有什么共同特点？,29,二、烃,特点：,碳碳单键、链状、C原子剩余价键全部和氢结合,1.烷烃,在烃类化合物中，碳原子之间以单键结合成链状，剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。,只含碳氢元素的化合物。,30,乙烷,丙烷,丁烷,戊烷,己烷,名称球棍模型分子式结构式结构简式,C2H6,C3H8,C4H10,C5H12,C6H14,CnH2n+2（n1）,通式：,31,二、烃,特点：,碳碳单键、链状、C原子剩余价键全部和氢结合,1.烷烃,CnH2n+2（n1）,通式：,名称:,碳原子数1-10的烷烃甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷.碳原子数大于10的，有几个碳原子就叫几烷。如十八烷：,C18H38,32,乙烷,丙烷,丁烷,戊烷,己烷,名称球棍模型分子式结构式结构简式,C2H6,C3H8,C4H10,C5H12,C6H14,略,或CH3-CH3,或CH3-CH2-CH3,CH3CH2CH2CH3,略,CnH2n+2（n1）,通式：,33,2.同系物,结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。,烷烃具有相似的化学性质，请书写下列反应的化学方程式。,练一练：,1.烷烃通式的燃烧反应；,2.丙烷的一溴代反应。,34,同分异构体,B,课堂练习：,35,2.下列五组物质中_互为同位素，_是同素异形体，_是同分异构体，_是同系物，_是同一物质。(1)(2)白磷、红磷(5)CH3CH（CH3）CH2CH3、C（CH3）4,1,2,3,4,5,36,3.已知某烷烃的相对分子质量为30。(1)该烷烃的分子式为_；(2)该烷烃在光照时与Cl2反应生成一氯代物的化学方程式为_，属于_反应。,4.有两种气态烷烃的混合物，在标准状况下其密度为1.16g/L，则关于此混合物组成的说法正确的是（）A一定有甲烷B一定有乙烷C可能是甲烷和戊烷的混合物D可能是乙烷和丙烷的混合物,C2H6,取代,A,37,千年的希望可燃冰,可燃