第一单元 第1课时 天然气的利用 甲烷1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一单元 化石燃料与有机化合物,第,1,课时 天然气的利用 甲烷,专题,3,有机化合物的获得与应用,1,1.,使学生了解甲烷的存在、物理性质、用途,使学生掌握甲烷分子的化学式、电子式、结构式、空间构型,。,2.,使学生掌握甲烷的化学性质（通常,情况下,稳定、取代反应、氧化反应、高温分解）。,3.,使学生理解取代反应的概念,以及初步了解烷烃的相关知识,。,2,千年的希望,“,可燃冰,”,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“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想的替代能源。,3,4,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,天然气的主要成份是甲烷,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。,5,甲烷的存在,甲烷是我们日常生活中接触到的最简单的有机物，是动植物残体在隔绝空气情况下分解而产生的。,瓦斯、天然气及农村的沼气池中的主要成分都是甲烷。,6,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/mol0.717g/L=16g/mol,摩尔质量：,16g,75%,12g/mol,=1mol,16g,25%,1g/mol,=4mol,1mol,该烃中,C,的物质的量,:,1mol,该烃中,H,的物质的量,:,CH,4,分子式：,解题过程,甲烷的分子组成与结构,7,分子式,CH,4,电子式,结构式,空间结构,球棍摸型,比例模型,正四面体,C,H,H,H,H,H,H C H,H,8,实践活动准备：,取橡胶泥揉成球形代表碳原子，红色火柴头代表氢原子，火柴梗代表碳原子与氢原子间的共价键 。,（黑色火柴头代表氯原子）,活动探究,科学信息,:,1,、,4,个,CH,键长度、强度相同,2,、,H,与,C,间的夹角相等,3,、,CH,2,Cl,2,只有一种结构,(,用,2,个氯原子代替,2,个氢原子,),交流,讨论,9,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），极难溶于水。,排水法,向下排空气法,10,化学性质,现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。,1.,甲烷的燃烧,注意,:,甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。,CH,4,爆炸极限：,5%,15.4%,你能设计一个实验验证,CH,4,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。,用途：做气体燃料,11,甲烷通入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，说明甲烷在常温下性质如何？,观察与思考,通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。,高锰酸钾溶液,2.,甲烷的稳定性,12,3.,甲烷的取代反应,现象：量筒内黄绿色褪去，瓶壁上有油状液体，水面上升。,13,有机化合物分子中的某种原子（或原子团,),被另一种原子,(,或原子团,),所取代的反应,叫做,取代反应,14,一氯甲烷,:,无色气体,二氯甲烷：难溶于水、密度比水大的无色液体,三氯甲烷：又叫氯仿无色不溶于水、密度比水大的,液体，常用作有机溶剂,四氯甲烷：又叫四氯化碳无色不溶于水、密度比水大的液体，常用作有机溶剂、灭火剂,CH,4,+ Cl,2,CH,3,Cl + HCl,光,CH,3,Cl + Cl,2,CH,2,Cl,2,+ HCl,光,CH,2,Cl,2,+ Cl,2,CHCl,3,+ HCl,光,CHCl,3,+ Cl,2,CCl,4,+ HCl,光,15,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,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。,一种单质跟一种化合物反应，生成另一种化合物和另一种单质的反应。,一种化合物和一种单质或化合物（反应物中至少有一种是有机物）,一种单质和一种化合物,一般生成两种化合物,另一种化合物和另一种单质,不一定发生电子转移，因此不一定是氧化还原反应,一定发生电子的转移,很多反应是可逆反应，副反应较多，用,“,”,连接,一般是不可逆反应，用,“,=,”,连接,取代反应与置换反应的比较：,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+HCl,光,16,在隔绝空气的情况下，加热至,1500,0,C,，甲烷分解生成炭黑和氢气。,CH,4,C + 2H,2,4.,甲烷的分解反应,17,甲烷的用途,4.,甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳和氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。,1.,作气体燃料,西气东输。,2.,甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可,用于制造颜料、油墨和油漆等。,3.,甲烷可以制得氯仿和氟利昂。,CHCl,3,+ HF CHFCl,2,+ HCl,18,乙烷,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，如：,丙烷,丁烷,戊 烷,己烷,以上分子结构有什么特点？,观察思考,1.,均由碳、氢两种元素组成,2.,碳原子之间均以单键结合,19,C,烃,tng,H,烃：,碳,氢,仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃,t,an,q,ing,20,烷烃,在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。,2.,结构特点,饱和（碳周围有四个原子）,1.,定义,所有碳原子不在一条直线上,是锯齿形的,链烃（不是环状）,21,3.,烷烃的通式,C,n,H,2n+2,(n1),同系物：,结构相似，在分子组成上相差一个或若干个,CH,2,原子团的物质互称为同系物。,烷烃的结构相似是指：,通式,_,；,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,22,有机物的表示方法,结构简式,例：,C,6,H,14,省略,CH,键,把同一个,C,上的,H,合并,省略横线上,CC,键,CH,3,-CH-CH,2,-CH,2,-CH,3,CH,3,CHCH,2,CH,2,CH,3,或者,:(CH,3,),2,CHCH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH,3,23,甲烷的存在,甲烷的用途,物理性质,甲烷的性质,定义,燃烧,化学性质,稳定性,结构特点,取代反应,有机物的表示方法,通式,甲烷分子组成与结构,烷烃,分解反应,24,AD,1.,下列分子中呈正四面体结构的是,( ),A,甲烷,B,二氯甲烷,C,三氯甲烷,D,四氯化碳,25,E,2.,物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后生成物质的量最多的是,( ),A, 一氯甲烷,B,二氯甲烷,C,三氯甲烷,D,四氯化碳,E,氯化氢,26,3.,甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是,（ ）,B,A. CH,3,Cl,只存在一种结构,B. CH,2,Cl,2,只存在一种结构,C.CHCl,3,只存在一种结构,D.CCl,4,中四个价键的键角和键长都相等,27,