高中化学苏教版必修二3.1.1-天然气的利用-甲烷-(苏教版必修2)

第1页第一单元化石燃料与有机化合物第2页1．经过查阅资料，认识化石燃料与有机物关系，认识化石燃料综合利用对合理利用资源、预防污染及可连续发展意义。2．经过交流与讨论，知道甲烷分子结构，了解甲烷起源，了解甲烷可燃性、取代反应等性质及主要用途。3．经过观察与思索，知道石油炼制，知道乙烯分子结构及物理性质。4．经过活动与探究，了解乙烯可燃性、加成反应等化学性质及主要用途。第3页5．经过对煤综合利用学习，了解苯起源和物理性质，知道苯分子结构。6．经过演示试验学习，了解苯可燃性、稳定性、取代反应等化学性质及主要用途。第4页1．“三大化石燃料”指是什么？ 提醒天然气、煤、石油。2．你知道生活中用到汽油、煤油是用什么炼制吗？ 提醒石油。3．你知道蒸馏原理吗？ 提醒蒸馏是物质分离与提纯一个方法，利用蒸馏方法，能够分离沸点相差较大液体混合物，蒸馏是一个物理改变。第5页4．试验室里惯用有机溶剂有哪些？ 提醒四氯化碳、苯、酒精等。5．“天然气”、“水煤气”分别指是什么？ 提醒“天然气”成份主要是甲烷；“水煤气”主要成份是氢气、一氧化碳。第6页第一课时天然气利用甲烷第7页1．存在和用途

(1)存在：甲烷是

、

、油田气和煤矿坑道气主要成份。

(2)用途：是一个

、

燃料，还是一个主要化工原料。笃学一甲烷天然气沼气高效较洁净第8页2．组成与结构

(1)表示方法：

(2)结构特点： 甲烷分子是以

原子为中心，

原子为顶点

结构。化学式电子式结构式分子结构示意图球棍模型百分比模型CH4碳氢正四面体第9页3．物理性质颜色气味状态密度(与空气相比)水溶性.....无色无味气体小难溶第10页强酸强碱氧化剂不能不能淡蓝色第11页原子(或原子团)原子(或原子团)取代CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4HCl第12页1．基本概念

(1)烃：仅含有

、

两种元素有机化合物。

(2)烷烃：分子中碳原子之间都以

结合，剩下价键全部跟

原子结合，到达“

”，这么烃叫饱和烃，也叫烷烃。烷烃通式

。笃学二烷烃与同系物碳氢碳碳单键氢饱和CnH2n＋2第13页2．简单烷烃命名——习惯命名法

(1)n≤10时，从一到十依次用

表示为“某烷”，如C8H18命名为

。

(2)n＞10时，用汉字数字表示，如C18H38命名为

。

(3)对于碳原子数相同而结构不一样烷烃，普通在烷烃名称之前再加

、

、

等字加以区分。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸辛烷十八烷“正”“异”“新”第14页3．同系物：结构

，在分子组成上相差

有机物互称为同系物。相同一个或若干个“CH2”原子团第15页【慎思1】含碳化合物一定是有机物吗？ 提醒不是，如CO、CO2、H2CO3、Na2CO3、NaHCO3等物质即使含有碳元素，但因为其性质与无机物相近，仍属无机物。【慎思2】

二氯甲烷能够写成和两种形式，它们是同分异构体吗？ 提醒不是，甲烷是正四面体结构，所以这两种形式表示为同一个物质。

第16页【慎思3】怎样用最简单方法和操作验证CH4燃烧有H2O和CO2生成？ 提醒可在火焰上方罩一冷而干燥烧杯，若出现水雾，证实有水产生；取下烧杯，马上加入澄清石灰水，振荡变浑浊，证实有CO2产生。【慎思4】

甲烷发生取代反应注意哪些问题？能够从反应条件、反应物、产物等方面考虑。 提醒(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，比如甲烷与氯水、溴水不反应。(3)甲烷分子中四个氢原子可逐一被取代，故甲烷卤代物并非一个，而是四种卤代物混合物。第17页【慎思5】怎样了解同系物概念？ 提醒(1)同系物概念内涵有两个，一是分子结构相同，二是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。二者要联络在一起，缺一不可。(2)同系物含有相同通式，不过通式相同有机物不一定互为同系物，同系物前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。(3)同系物组成元素相同，同系物之间相对分子质量相差14n(n＝1，2，3，……)。

第18页1．甲烷燃烧热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.3kJ·mol－1。在相同条件下等体积甲烷与一氧化碳、氢气相比，放出热量较多，是一个高效、洁净燃料。但矿井中瓦斯气体也给矿工们安全带来一定隐患。2．燃烧现象：火焰呈淡蓝色。3．产物检验：用一只干燥烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁含糊，说明有水生成。将烧杯倒转后加入澄清石灰水，产生浑浊，说明有CO2生成。结论：甲烷中含有C、H两种元素。甲烷可燃性

第19页【例1】完全燃烧一定量甲烷，其燃烧产物经过浓硫酸，再经过碱石灰，使装有碱石灰玻璃管增重8.8g。则原来甲烷在标准情况下体积为(

)。

A．4.48LB．2.24LC．1.12LD．0.56L

解析由题意可知，m(CO2)＝8.8g，n(CO2)＝0.2mol则n(CH4)＝0.2mol，V(CH4)＝4.48L。 答案A第20页考查学生对甲烷燃烧方程式、燃烧现象、燃烧产物检验等知识掌握，使学生能熟练应用甲烷燃烧方程式进行简单计算。第21页【体验1】甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，从该试验事实能够得出结论是(

)。

A．甲烷分子式为CH4 B．甲烷气体中含碳元素和氢元素

C．甲烷分子中只含碳元素和氢元素

D．甲烷化学性质比较稳定 解析依据质量守恒，只能推知甲烷分子中含碳元素和氢元素，不能确定是否含氧元素，更不能确定甲烷分子式。 答案B第22页甲烷与氯气取代反应

第23页2．反应条件：光照条件下(室温冷暗处不反应，日光直射会发生爆炸)。反应物质为纯卤素单质，比如甲烷与氯水、溴水不反应。3．现象：(1)混合气体颜色变浅。(2)液面上升，但不能抵达底部(因为存在CH3Cl气体)。(3)试管内壁有油状液体生成(CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是无色油状液体)。(4)集气瓶中得到水溶液呈酸性。4．取代特点：逐步取代，即CH4分子中氢原子被氯原子逐步取代。故甲烷卤代物并非一个，而是四种卤代物混合物。即使反应物百分比、反应时间长短等原因会造成各种产物百分比不一，但极难出现全部是某一个产物现象。第24页5．物质量关系：甲烷和氯气发生取代反应，每有1molH原子被取代，生成1molHCl，消耗1molCl2，所以参加反应Cl2物质量与生成HCl物质量相等；生成物中HCl最多。第25页第26页考查学生对甲烷与氯气发生取代反应掌握情况，使学生能熟练应用相关反应方程式进行简单计算，掌握教材相关试验现象及其解释，以及对取代反应定义了解，区分取代反应和置换反应。

第27页【体验2】某校化学兴趣小组同学将等体积甲烷与氯气混合于一集气瓶中，用玻璃片盖严后置于光亮处，一段时间后不可能观察到现象是(

)。

A．集气瓶中气体黄绿色逐步变浅

B．集气瓶内壁上有油状液滴附着

C．集气瓶底部出现黑色颗粒

D．取下玻璃片，可能会看到白雾 解析甲烷与氯气在光照条件下生成四种氯代甲烷和氯化氢，其中有三种液体，氯化氢碰到水蒸气会出现白雾；但甲烷在该条件下不会分解。 答案C第28页试验探究十五甲烷与氯气反应【案例】如图所示，U形管左端被水和胶塞封闭，有甲烷和氯气(体积比为1∶4)混合气体，假定氯气在水中溶解度能够忽略。将封闭有甲烷和氯气混合气体装置放置在有光亮地方，让混合气体迟缓地反应一段时间。

(1)假设甲烷与氯气反应充分，且只产生一个有 机物，请写出化学方程式：______________。

(2)若题目中甲烷与氯气体积比为1∶1， 则得到产物为________(选填字母序号)。第29页A．CH3Cl

HClB．CCl4

HClC．CH3Cl

CH2Cl2D．CH3Cl

CH2Cl2

CHCl3

CCl4

HCl(3)经过几个小时反应后，U形管右端水柱改变是________。A．升高B．降低C．不变D．无法确定(4)若水中含有Na2SiO3，则在U形管左端会观