《天然气的利用 甲烷》课件

1、专题专题3 有机化合物的获得与应用有机化合物的获得与应用第一单元第一单元 化石燃料与有机化合物化石燃料与有机化合物第一课时第一课时 天然气的利用天然气的利用 甲烷甲烷 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。可燃冰将成为最理想替代能源。千年希望千年希望 可燃冰可燃冰可燃冰的分布可燃冰的分布一、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

2、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)甲烷在自然界中的存甲烷在自然界中的存在：在：池沼的底部池沼的底部( (沼沼气气) )，油田气和煤矿，油田气和煤矿坑道坑道( (坑气、瓦斯坑气、瓦斯) )，天然气天然气( (一般含一般含CHCH4 4 80809797) )。 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0.717g/L0.717g/L，含碳，含碳75%75%，含氢，含氢25%25%。利。利用这些数据怎样确定甲烷的分子式？用这些数据怎样确定甲烷的分子式？有机物有机物分子式分子式 分子中各原子物质的量比分子中各原子物质的量比 （各组成原子个数最简比）（各

3、组成原子个数最简比） 摩尔质量摩尔质量 （相对分子质量（相对分子质量) )分子式：分子式：CH4+1-4 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？ 用一只用一只冷而且干燥冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。证明有二氧化碳生成。讨论讨论: :课堂练习课堂练习 :写出甲烷的电子式；写出甲烷的电子式；写出甲烷的结构

4、式。写出甲烷的结构式。讨论分子里各原子在空间的分布情况？讨论分子里各原子在空间的分布情况？一、甲烷的分子组成与结构一、甲烷的分子组成与结构分子式分子式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 正四面体正四面体 通常情况下，甲烷比较稳定。通常情况下，甲烷比较稳定。结论：甲烷与结论：甲烷与KMnOKMnO4 4溶液不发生溶液不发生反应，也不与溴水发生反应反应，也不与溴水发生反应 把甲烷气体分别通入酸性把甲烷气体分别通入酸性KMnOKMnO4 4溶液与溴水中，观察现溶液与溴水中，观察现象。象。甲烷的稳定性甲烷的稳定性 与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应与强酸、

5、强碱或强氧化剂一般不反应2. 2. 通常情况下通常情况下，甲烷甲烷稳定稳定。一般不与强酸、。一般不与强酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应。强碱和强氧化剂等发生化学反应。二、甲烷的化学性质CH4爆炸极限：爆炸极限：5%15.4%CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃有机反应方程式中用有机反应方程式中用“”不用不用“”1. 1. 可燃性可燃性氧化反应氧化反应瓦斯爆炸瓦斯爆炸在煤矿矿井里要通风，严禁烟火在煤矿矿井里要通风，严禁烟火明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热点燃甲烷前必须验纯点燃甲烷前必须验纯, ,否则会爆炸否则会爆炸注意注意: : 探究质疑探究质疑 :1. 在空气中

6、燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪在空气中燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪些？些？ 还有氢气、硫、酒精、一氧化碳、硫化氢等。还有氢气、硫、酒精、一氧化碳、硫化氢等。 2. 甲烷燃烧时，若氧气不充分，可能生成哪些产物？甲烷燃烧时，若氧气不充分，可能生成哪些产物？ 除了生成水之外，还可能生成炭黑、除了生成水之外，还可能生成炭黑、CO，其造，其造成的危害主要是炭黑会导致管道堵塞、气流不畅，成的危害主要是炭黑会导致管道堵塞、气流不畅，严重时可能引起爆炸，生成的严重时可能引起爆炸，生成的CO会导致人中毒。会导致人中毒。 2 2. . 甲烷与氯气的反应甲烷与氯气的反应现象：现象：说明：说明：所以量筒内气

7、体黄绿色褪去、有白雾，所以量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。水位不断上升、内壁有油状物质生成。光照条件下，甲烷与氯气发生了反应光照条件下，甲烷与氯气发生了反应反应机理：反应机理： HH C Cl H HH C H H+ Cl Cl光光+ H Cl HH C Cl Cl HCl C H H+ Cl Cl光光+ H Cl HCl C Cl Cl ClCl C H H+ Cl Cl光光+ H Cl 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

8、 + 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（无色气体）一氯甲烷（无色气体）二氯甲烷（难溶于水的无色液体）二氯甲烷（难溶于水的无色液体）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿 （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）四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）3. 隔绝空气加热隔绝空气加热CHCH4 4 C + 2H C + 2H2 2高温高温合成氨合成氨、汽油汽油的原料的原料橡胶工业橡胶工业的原料的原料可以用于制造颜料、油墨、油漆等可以用于制造颜料

9、、油墨、油漆等 甲烷在隔绝空气加热时很难分解，大约甲烷在隔绝空气加热时很难分解，大约在在1500时能分解成炭黑和氢气。时能分解成炭黑和氢气。 甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷的一的一系列化合物系列化合物2.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1.1.烷烃的概念烷烃的概念同系物：同系物： 结构相似结构相似、分子组成上相差一个或若、分子组成上相差一个或若干个干个CHCH2 2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：比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷， 在分子组成上的差异在分子组成上的差异思考思考分析分析碳原子数相邻的烷烃之间相碳原子