第一单元化石燃料与有机化合物课件

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,*,专题3 有机化合物的获得与应用,第一单元 化石燃料与有机化合物,第一课时 天然气的利用 甲烷,专题3 有机化合物的获得与应用第一单元 化石燃,1,一、有机物的概念及组成,1、有机物:,是含碳化合物（,CO、CO,2,、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、,金属碳化物,等除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称,。,2、组成元素：,碳、氢、,氧、氮、硫、磷、卤素等,化石,燃料,天然气,石油,煤,组成,元素,主要是,C、H,主要是,C、H,，还有少量,S、O、N等,含量最高的元素是,C,，其次是,H,，还有少量S、P、N等,主要,成分,甲烷,各种液态碳氢化合物，其中溶有气态和固态碳氢化合物,有机化合物,和,无机物,组成的复杂混合物,二、化石燃料的组成与成分,一、有机物的概念及组成1、有机物:是含碳化合物（CO、,2,三、天然气 甲烷,象曰：泽中有火,史记载，在公元前3世纪，当时担任蜀郡,太守的水利专家李冰就曾在今天的四川邛崃,一带凿井汲卤，并利用开采盐井过程中取得,的天然气煮卤熬盐。,1、甲烷的使用史及古代文学,三、天然气 甲烷象曰：泽中有火史记载，在公元前3世纪，,3,西汉 扬雄蜀都赋：“铜梁金堂，火井龙湫。”,西晋 左思蜀都赋：“火井沉荧于幽泉，高焰飞煽于天陲。”,北周 庾信苦热行：“火井沈荧散，炎洲高焰通。”,唐明皇李隆基温泉对雪：“未见温泉冰，宁知火井灭。”,唐代 李白大猎赋：“土囊烟阴，火井冰闭。”,唐代,杜甫西山：“烟尘侵火井，雨雪闭松州。”,唐代 白居易初到忠州登东楼，寄万州杨八使君：“隐隐煮盐火，漠漠烧缌烟。”,北宋 刘攽送郑秘丞知邛州蒲江县：“井火煮盐收倍利，山田种芋劝深耕。”,明朝 蓝玉火井赋：“辉堪照读，处士免凿壁而偷；焰可爇飧，邻妇免青唇之吹。”,清朝乾隆皇帝火井诗(见四川盐法志)：“羲之广异闻，火井欲具示。未曾读汉书，郡国志原备”,清朝 冀应熊观火井：“燃藜偏向垂泉引，钻燧无需取木方。天用活民同菽粟，人将煮井代榆桑。”,清朝 金肖孙山川下火井：“有井穿砀谷，烈炎伏其中九渊一炬起，高岭列灶烘；能省樵山力，兼成煮海功。”,西汉 扬雄蜀都赋：“铜梁金堂，火井龙湫。”西晋 左思,4,2、甲烷组成与结构,【交流与讨论】,某气态物质由碳氢两元素组成，在标况下该气态,物质的密度为0.717g/L，其中氢元 素的质量分数,为25%，求该物质的分子式。,M22.4L/mol 0.717g/L=16g/mol,H元素的原子个数16 2514,C元素的原子个数(164)121,所以，该烃的分子式：CH,4,小知识：甲烷是,最简单,的有机物，同时也是含C量,最低,、,含H量最高,的气态氢化物。,2、甲烷组成与结构【交流与讨论】某气态物质由碳氢两元素组成，,5,分子式,CH,4,电子式,H,H C H,H,结构式,H,H,C,H,H,空间结构,正四面体型,比例模型,球棍模型,2、甲烷组成与结构,分子式CH4电子式 H结构式,6,3、,甲烷物理性质及自然界中的存在,甲烷是,无色,、,无味,的,气,体，密度是0.717g/L (标准状况)比空气,小,，,难溶于水,。,甲烷是池沼底部产生的,沼气,和煤矿的坑道所产生的,坑气,(,瓦斯,)以及,天然气,的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。,千年希望,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替代能源。,3、甲烷物理性质及自然界中的存在 甲烷是无色、无味的气体，,7,世界可燃冰分布图,世界可燃冰分布图,8,中国首次试开采可燃冰成功 燃烧能量超石油数十倍,2017-05-18 13:33:26 新华网,国土资源部中国地质调查局今天(5月18日)在南海宣布，我国正在南海北部神狐,海域进行的可燃冰试采获得成功，这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域,可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。,可燃冰，学名天然气水合物，是一种高效清洁，储量巨大的新能源。,可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下,形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、,天然气小很多，但能量高出十倍。,此外，可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、,石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源。,中国储量|南海预计有680亿吨油当量的可燃冰,那么，作为一种高效清洁能源，“可燃冰”在中国境内的储量有多少？我国作为,第三大冻土大国，具备良好的天然气水合物赋存条件和资源前景。国土资源部,专家曾表示，通过15年的调查和预测，在南海地区预计有680亿吨油当量的,“可燃冰”；除了南海外，在青海地区又发现了350亿吨标准油当量的天然气水,合物，中国能源网信息官韩晓平表示，考虑到青藏高原仍有未探明储量的资源，,这一地区的“可燃冰”资源储量将会更大。,中国首次试开采可燃冰成功 燃烧能量超石油数十倍国土资源部中国,9,通常情况下，甲烷比较稳定。,结论：甲烷与KMnO,4,溶液不发生反应,把甲烷气体分别通入酸性,KMnO,4,溶液中，观察现象。,与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应,(1)、稳定性：,通常情况下,，,甲烷稳定。一般不与强酸、强碱和,强氧化剂等发生化学反应。,既不与酸性高锰酸钾溶液也不与溴水反应。,4、甲烷的化学性质,通常情况下，甲烷比较稳定。结论：甲烷与KMnO4溶液不发生反,10,CH,4,+2O,2,CO,2,+2H,2,O,点燃,有机反应方程式中用“,”不用“”,(2)、可燃性,氧化反应,明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热,点燃,注意:,CH4+2O2 CO2+2H2O点燃有机反,11,2、甲烷、氢气等可燃性气体点燃之前应注意什么？,如何检验CH,4,的纯度？,【交流与讨论】,1、已知1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水，,放出的热量890.3KJ，写出甲烷燃烧的热化学方程式,。,3、怎样通过实验证明甲烷中含有碳、氢两种元素？,CH,4,(g),+2O,2,(g),=CO,2,(g)+2H,2,O(l)H=-890.3 KJ,.,mol,-1,甲烷前必须验纯，否则有可能会爆炸，,CH,4,爆炸极限：,5%15.4%,安静燃烧，,产生淡蓝,色火焰,罩一只干燥的烧杯,烧杯内壁有水珠生成,有水生成,向上述烧杯中滴加,澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊,有CO,2,生成,2、甲烷、氢气等可燃性气体点燃之前应注意什么？【交流与讨论,12,(3)、甲烷与氯气的反应,现象：试管内气体黄绿色逐渐褪去、水位不断上升、内壁有油,状物质生成、水槽中有白色沉淀出现。,说明：光照条件下，甲烷与氯气发生了反应,反,应,机,理：,一氯甲烷（无色气体）,二氯甲烷（难溶于水的无色液体）,三氯甲烷又叫氯仿（有机溶剂、麻醉剂）,四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）,(3)、甲烷与氯气的反应现象：试管内气体黄绿色逐渐褪去、水位,13,取代反应与置换反应的比较：,有机物分子里的某些原子（或原子团）被其它原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应,取代反应与置换反应的比较：有机物分子里的某些,14,【交流与讨论】,1、二氯甲烷可以写成 两种形式，它们是同分异构体吗？,2、能否用CH,4,和Cl,2,反应制取纯净的CH,3,Cl？如果CH,4,和Cl,2,按体积比11,混合反应，能否只得到CH,3,Cl?,3、假设1 mol CH,4,中的H原子完全被取代，最多需要多少摩尔Cl,2,？,最多能生成多少摩尔HCl?,不是，它们是同一种物质,不能，因为甲烷的4步取代，并不是要等到第1步完全反应完才进行第2步，,而是只要有CH,3,Cl生成第2步就有可能接着反应，以此类推。,4mol 4mol,【交流与讨论】2、能否用CH4和Cl2反应制取纯净的CH3,15,(4)、隔绝空气加热,CH,4,C +2H,2,高温,合成氨、汽油的原料,橡胶工业的原料还,可以用于制造颜料、油墨、油漆等,甲烷在隔绝空气加热时很难分解，大约在,1500,时能分解成炭黑和氢气。,5、甲烷的用途,(4)、隔绝空气加热CH4,16,1、烃：,仅含碳和氢两种元素,的有机化合物,称为碳氢化合物，又称为烃。,+,=,烃,t,ng,q,气,n,火,t,ng,四、烃、烷烃、同系物,2、烃的种类,(1)、链烃:,碳键首尾不相连的烃;,环烃:,碳键首尾相连成环的烃;,(2)、饱和烃:,碳碳键全部是单键,，其余价键均与氢原子相结合的烃;,不饱和烃:,含 、的烃。,1、烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物+=烃tng q气,17,3、烷烃,每个碳原子形成4个共价键，碳原子都以碳碳单键相连，其余的价键均用于与氢原子结合，达到“饱和”,的一系列化合物,。,(2)、结构特点：,碳碳单键、链状、C原子剩余价键全部和氢结合。,(1)、烷烃的概念,【交流与讨论】,含有多个碳原子的烷烃(碳原子个数大于或等于3),的所有碳原子都在一条直线上吗？,3、烷烃每个碳原子形成4个共价键，碳原子都以碳碳单键相连，其,18,碳原子均饱和。,链状,碳原子数不同,。,烷烃同系物,结构相似：,分子组成：,比较甲烷与乙烷，乙烷与丙烷，,在分子组成上的差异,思考分析,碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH,2,”原子团,烷烃的通式：C,n,H,2n+2,（n1）,4、同系物：,结构相似,、分子组成上相差一个或若干个,CH,2,原子团,的物质间互称,。,碳原子均饱和。烷烃同系物结构相似：比较甲烷与乙烷，乙烷与丙,19,5、,烷烃性质：,烷烃的化学性质与甲烷相似，,请写出下列反应的化学方程式(有机物写结构简式)：,、丙烷的燃烧：,、乙烷氯乙烷(写第一步即可)：,5、烷烃性质：烷烃的化学性质与甲烷相似，、丙烷的燃烧：、,20,(1)、n,=110,依次用,(2)、n,=11,用汉字表示为,“,某烷,”,丁、,癸,乙、,甲、,丙、,戊、,己、,庚、,辛、,壬、,如C,5,H,12,命名为:,如C,16,H,34,命名为:,表示为“,某烷,”,6、简单烷烃的命名(习惯命名),戊烷,十六烷,(1)、n=110,依次用,21,稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色,物理性质,化学性质,氧化反应,分解反应,取代反应,决 定,反应,无色无味的气体，,极难溶于水，,密度比空气小。,甲烷的结构：正四面体,小结,稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色物理性质化学性质氧化,22,