天然气的利用-甲烷

专题3

有机化合物的获得与应用

什么叫有机物？1、定义：2、组成元素：一般含有碳元素的化合物碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化物：HCN、KSCN等看作无机物。）主要元素其他元素思考讨论

西气东输是我国目前一项巨大工程,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些能源,我们今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质。—第一单元化石燃料与有机化合物天然气的利用甲烷化学2已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L，含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲烷的分子式？22.4L/molx0.717g/L=16g/mol摩尔质量：16gx75℅12g/mol=1mol16gx25℅1g/mol=4mol1mol该烃中C的物质的量:1mol该烃中H的物质的量:CH4分子式：[解题过程]一、甲烷的分子组成与结构分子式CH4电子式HHCHH········结构式HH

C

HH空间结构球棍摸型比例模型正四面体二、甲烷的性质物理性质：甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L（标准状况），难溶于水。2023/1/11１．甲烷的氧化反应（燃烧）CH4+2O2CO2+2H2O点燃现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。利用此性质，甲烷可作燃料注意：有机反应不用“=”，而用“→”三、甲烷的化学性质在点燃甲烷气体时，必须先检验纯度。思考:在点燃甲烷前应注意什么问题?甲烷的利用一

你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？

动动脑: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。2023/1/11比较CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-889.6kJ/mol

甲烷的利用一

1mol甲烷在通常状况下完全燃烧后放出890.6kJ热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式。想一想甲烷燃烧有什么现象？2023/1/11

氟利昂的主要成分CHFCl2,1930年美国杜邦公司的米其维发现并合成了它,于是全世界几乎所有的冰箱、空调和电脑洗涤剂都用上了它。杜邦公司凭借这项发明获得的专利权税几乎难以计算，由于为公司创出了巨大的收益，杜邦公司对氟利昂的制造方法进行了严密的保护，它的合成原理也成了最大的机密！甲烷的利用二2、甲烷的取代反应2023/1/11

2、甲烷与氯气的反应——取代反应说明：光照条件下，甲烷与氯气发生了反应反应机理：HH

C

ClHHH

C

HH+ClCl光+HCl现象：量筒内颜色变浅，瓶壁上有油状液体，水面上升，得到的溶液呈酸性。

(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）取代反应：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。光CH4

＋Cl2

CH3Cl＋HClCH3Cl＋Cl2

CH2Cl2

＋HCl光CH2Cl2

＋Cl2

CHCl3

＋HCl光CHCl3

＋Cl2

CCl4

＋HCl光一上一下在光照条件下,将1molCH4与1molCl2混合充分反应后,得到的产物是()A.CH3ClHClB.CCl4HClC.CH3ClCH2Cl2D.CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl注意:甲烷与氯气发生取代反应（与氯水不反应）且产物是混合物在光照条件下，将1molCH4与1molCl2混合充分反应后，由于氯气不足，可发生多步取代反应，生成物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等．D2023/1/11

1、氟里昂（CHFCl2）就是由CHCl3和HF进一步反应得到的。思考这个反应是不是取代反应？是什么原子取代了什么原子？

CHCl3+HFCHFCl2+HCl

光

练习巩固是取代反应，F原子取代了Cl原子2023/1/112、判断下列反应是否为取代反应A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HClB．2HI＋Cl2===2HCl＋I2C．CH2Cl2+Cl2CHCl3+HClD．2C6H6＋15O2

12CO2＋6H2OE.CH4+Br2CH3Br+HBrF．H2C=CH2＋HClH3C－CH2ClG.CH4C＋2H2

练习巩固√√√2023/1/11区别取代反应和置换反应

置换反应取代反应概念反应物生成物举例反应物和生成物中一定有单质有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应反应物和生成物中不一定有单质CH4+Cl2

CH3Cl+HCl光2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

在隔绝空气的情况下，加热至15000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。

CH4C+2H23、甲烷的分解反应稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。物理性质化学性质氧化反应分解反应取代反应甲烷的分子结构(正四面体)决定反应无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小。乙烷丙烷丁烷

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。名称分子式结构式结构简式乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10思考：这些化合物在分子组成和结构上有哪些共同点和不同点?名称分子式结构式结构简式乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10共同点：组成元素：碳、氢烃（碳氢化合物）碳碳单键（C-C）余键结合H（C-H）碳链C已饱和烷烃烷烃1、烷烃：（1）定义：碳原子之间均以碳碳单键相连形成碳链，其余的价键均用于与H原子结合，（即每个碳原子的四个共价键都被充分利用，不能再连接更多原子），达到“饱和”，这一系列化合物被称为“烷烃”。

（2）烷烃通式：

CnH2n+2(n≥1)甲烷是最简单的烃，也是最简单的烷烃。（3）烷烃的简单命名：分子中含1～10个碳原子的烷烃，按分子中碳原子数目词头依次用：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸等天干数字表示成某烷；分子中含10个碳以上，用中文数字，如十一、十二等表示。不同点：分子组成相差1个或若干个“CH2”原子团名称分子式结构式结构简式乙烷C2H6丙烷C3H8丁烷C4H10同系物间关系：

1）属于同一类物质

2）通式相同

3）碳原子数不同

4）相对分子质量相差14n5）物理性质不同

6）化学性质相似甲烷和乙烷、丙烷等等，在结构上相似，组成上相差了n个“CH2”的结构，互称为同系物。同系物

有关同系物、同分异构体的概念辨析例：下列各组物质中，属于同位素的