天然氣的利用 甲烷

1、天然氣的利用 甲烷,甲烷在自然界中的存在：池沼的底部(沼氣)，油田氣和煤礦坑道(坑氣、瓦斯)，天然氣(一般含CH4 80﹪－97﹪)，可燃冰等。,甲烷的存在：,1、已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717 g/L ，含碳75%，含氫25%。請同學(xué)們利用這些數(shù)據(jù)推出甲烷中的碳、氫元素的質(zhì)量比、原子數(shù)比和分子式。,2、甲烷分子的電子式，說明它的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。,3、甲烷完全燃燒的生成物是什么？寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。,CH4（ g

2、）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）； △H=-889.6kJ/mol,分子式的確定：,分子中各原子的物質(zhì)的量之比 （各組成原子個(gè)數(shù)的最簡比）,摩爾質(zhì)量 （相對分子質(zhì)量),1.分子式：,CH4,電子式：,H,H,H,C,,,,,,

3、,,,H,結(jié)構(gòu)式：,一、甲烷的分子結(jié)構(gòu),,,,,,,2.甲烷分子呈正四面體結(jié)構(gòu),鍵角：,109°28′,但由于有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)式書寫起來比較費(fèi)事，為方便起見，一般采用平面的結(jié)構(gòu)式。,（立體）,拓展視野,二、甲烷的物理性質(zhì)：,色 味的 體，密度比空氣 ， 溶于水。,無,氣,無,小,難,,,向下排氣法,排水法,收集,收集,三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)：,通常情況下，甲烷的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，不易與其它物質(zhì)反應(yīng)。

4、,,與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀、溴水等都不起反應(yīng)。,,,注意：有機(jī)反應(yīng)方程式中用“→”不用“＝”,用“→”不用“＝”,1、氧化反應(yīng)（可燃性）,CH4爆炸極限：5%~15.4%,瓦斯爆炸,因此在煤礦礦井里要采取通風(fēng)，嚴(yán)禁煙火等安全措施。,點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純,否則會爆炸.(思考:什么時(shí)候甲烷會爆炸最強(qiáng)烈?),注意:,淡藍(lán)色火焰,你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CH4燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？,,,用一只冷而且干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，

5、證明有水生成。把燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過來，立即向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水震蕩，石灰水變混濁，證明有二氧化碳生成。,動(dòng)動(dòng)腦:,2、取代反應(yīng),⑴ 試管內(nèi)水面上升⑵ 試管內(nèi)Cl2的黃綠色逐漸消失⑶ 試管內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴,注意：裝置要放在光亮的地方.,現(xiàn)象：,有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫做取代反應(yīng),,2、甲烷的取代反應(yīng),(一氯甲烷),一氯甲烷的形成,CH3Cl,氣態(tài)（ g ）,(二氯甲烷),Cl—Cl,+,,,光

6、,+,二氯甲烷的形成,CH2Cl2,液態(tài)（ l ）,(三氯甲烷),Cl—Cl,+,,,光,+,三氯甲烷的形成,CHCl3,液態(tài)（ l ）,,氯仿,,,,,(四氯甲烷),Cl—Cl,+,,,光,+,四氯甲烷的形成,CCl4,液態(tài)（ l ）,四氯化碳,CH4+Cl2,CH2Cl2+HCl,CHCl3+HCl,CCl4+HCl,CH3Cl+HCl,產(chǎn)物為混合物,問題：,甲烷與氯氣反應(yīng)的產(chǎn)物有幾種？,甲烷與氯氣反應(yīng)，共得到5種產(chǎn)物，其中一

7、氯甲烷和氯化氫是氣態(tài)，二氯甲烷、三氯甲烷、和四氯甲烷為液態(tài)。而氯化氫易溶于水，其余難溶于水。,①反應(yīng)條件：光照(室溫下在暗處不發(fā)生反應(yīng)）②反應(yīng)物質(zhì)：純鹵素單質(zhì)；如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，與Cl2、溴蒸氣光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)。③甲烷分子中的四個(gè)氫原子可逐一被取代，故甲烷的鹵代物并非一種，而是幾種鹵代物的混合物。,注意：,產(chǎn)物用途：H2是合成氨及合成汽油等工業(yè)的原料。C是橡膠工業(yè)的原料，可以用于制造顏料、油墨、油漆等。,甲烷常溫時(shí)很穩(wěn)

8、定，但在高溫時(shí)可分解；,3、甲烷的分解反應(yīng),甲烷的高溫分解反應(yīng)方程式：,甲烷化學(xué)性質(zhì),,總體：,燃燒反應(yīng)取代反應(yīng)受熱分解,性質(zhì)較穩(wěn)定,①、在光照下，將等物質(zhì)的量的CH4和Cl2充分反應(yīng)，得到的產(chǎn)物物質(zhì)的量最多的是（ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、

9、HCl,D,學(xué)以致用,,C、CH4+2O2 CO2+2H2O D、CHCl3+HF CHFCl2+HCl,B、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,②、下列反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)的是（ ）A、CH4+Br2 CH3Br+HBr,,BC,乙烷,從石油煉制的產(chǎn)品中可以獲得一系列和甲烷結(jié)構(gòu)相似的化合物，如：,丙烷,丁烷,戊烷,己烷,每個(gè)碳原子的化合價(jià)都已充分

10、利用，都達(dá)到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴。,以上分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？,四、烷烴,碳原子都以碳碳單鍵相連，其余的價(jià)鍵均用于與氫原子結(jié)合，達(dá)到“飽和”的一系列化合物。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,碳碳單鍵、鏈狀、C原子剩余價(jià)鍵全部和氫結(jié)合,1.烷烴的概念,(1)結(jié)構(gòu)式：,2、烷烴的結(jié)構(gòu),(2)結(jié)構(gòu)簡式：,例： H H H H H |

11、 | | | | H— C — C — C — C— C—H | | | | | H H—C— H H H H

12、| H,它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式：,[CH3CH3],[CH3CH2CH3],[CH3CH2CH2CH3],碳原子數(shù)相鄰的烷烴之間相差“CH2”原子團(tuán),比較甲烷與乙烷，乙烷與丙烷，丙烷與丁烷，在分子組成上的差異。,3、烷烴的通式:,Cn

13、H2n+2,4、烷烴的名稱,5、同系物：,結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同系物。,碳原子均飽和。 鏈狀碳原子數(shù)不同。,[練習(xí) ] 寫出下列烷烴的分子式：（1）含有18個(gè)碳原子的烷烴的分子式 （2）含有18個(gè)氫原子的烷烴的分子式 （3）相對分子量為128的烷烴的分子式,[練習(xí) ] 下列各對物質(zhì)的相互關(guān)系是A．