資源簡介

(共21張PPT)
天然氣的應(yīng)用 甲烷
1.認(rèn)識有機(jī)化合物的組成和結(jié)構(gòu)。
2.能運(yùn)用化學(xué)符號正確表示甲烷的組成和反應(yīng)。
3.能運(yùn)用結(jié)構(gòu)模型描述或解釋甲烷的性質(zhì)。
煤、石油和天然氣等化石燃料是人們熟悉的物質(zhì)，也是提高生活水平、發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)、加強(qiáng)國防建設(shè)的重要資源。我國西部豐富的天然氣資源通過“西氣東輸”工程已在人們的日常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用，也為西部大開發(fā)和有效治理大氣污染創(chuàng)造了條件。
煤
石油
天然氣
一、天然氣的利用 甲烷
1、甲烷的存在及用途
沼氣
天然氣
可燃冰
我國的天然氣主要分布在西部地區(qū)及南海和東海的海底。
以甲烷為主的天然氣和沼氣都是
理想的清潔能源
甲烷還可用作化工原料
合成氨，生產(chǎn)甲醇等
一、天然氣的利用 甲烷
1. 已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷的密度是 0.717 g· L -1，含碳75%，含氫25%。利用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷中碳、氫原子個(gè)數(shù)比和分子式？
2. 寫出甲烷分子的電子式，并說明甲烷分子中化學(xué)鍵的形成。
2、甲烷的組成和分子結(jié)構(gòu)
分子式：
電子式：
結(jié)構(gòu)式：
CH4
球棍模型：
空間填充模型：
一、天然氣的利用 甲烷
3、甲烷的物理性質(zhì)
無色、無味、難溶于水的氣體，熔點(diǎn)為-182.5 ℃，沸點(diǎn)為-164 ℃，密度比空氣小。
4、甲烷的化學(xué)性質(zhì)
甲烷是以碳原子為中心， 四個(gè)氫原子為頂點(diǎn)的正四面體的空間結(jié)構(gòu) ，四個(gè)碳?xì)滏I完全相同，鍵長短，鍵能大（413KJ/mol），所以碳?xì)涔矁r(jià)鍵很牢固，不易破壞。性質(zhì)穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、KMnO4等物質(zhì)反應(yīng)。
不能使酸化的KMnO4溶液、溴水等褪色
一、天然氣的利用 甲烷
（1）、甲烷的氧化反應(yīng)（可燃性）
點(diǎn)燃甲烷氣體，觀察燃燒現(xiàn)象，并檢驗(yàn)燃燒產(chǎn)物。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
淡藍(lán)色火焰,放出大量熱，生成水和能使澄清石灰水渾濁的氣體。
點(diǎn)燃甲烷和空氣，可能會發(fā)生爆炸（空氣中爆炸極限5% ~15%） ，因此，在點(diǎn)燃甲烷之前，必須進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)純度。
煤礦中的爆炸事故多與甲烷氣體爆炸有關(guān)。為了保證安全生產(chǎn)，必須采取通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等措施。
1mol 甲烷在空氣中完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳，放出 890 kJ 的熱，請寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。
CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) H=-890kJ mol-1
高效而潔凈的燃料
一、天然氣的利用 甲烷
（2）、甲烷與氯氣的取代反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)2】用一只集氣瓶作反應(yīng)容器，用排飽和食鹽水法在集氣瓶中先后
收集4/5體積的氯氣和1/5體積的甲烷氣體，用燈光照射瓶中的混合氣體。
請描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
這些現(xiàn)象說明了什么？
集氣瓶內(nèi)壁有油狀液體出現(xiàn)，瓶中有少量白霧，且瓶內(nèi)液面上升，飽和食鹽水中有固體析出
有機(jī)反應(yīng)較復(fù)雜，方程式中用“ → ”不用“＝”
一、天然氣的利用 甲烷
取代反應(yīng)：
有機(jī)化合物分子中的某種原子（或原子團(tuán)）被另一種原子（或原子團(tuán)）所取代的反應(yīng)
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
Cl2
光照
后三種生成物在常溫下均為油狀液體
CH4
一氯甲烷
CH3Cl
常溫下呈氣態(tài)
二氯甲烷
CH2Cl2
三氯甲烷
CHCl3
四氯化碳
CCl4
不變：保四價(jià)、化學(xué)鍵的空間分布
變化：部分化學(xué)鍵（斷單成單）
分子組成（有進(jìn)有出）
一、天然氣的利用 甲烷
甲烷發(fā)生取代反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律
連鎖反應(yīng)
光照，其光照為漫射光，強(qiáng)光直射易發(fā)生爆炸
反應(yīng)條件
甲烷分子中的氫原子被氯原子逐步取代，第一步反應(yīng)一旦開始，后續(xù)反應(yīng)立即進(jìn)行，且各步反應(yīng)可同時(shí)進(jìn)行。
反應(yīng)特點(diǎn)
與鹵素單質(zhì)反應(yīng)
如甲烷與氯水、溴水不反應(yīng)，但可以與氯氣、溴蒸氣發(fā)生取代反應(yīng)。
反應(yīng)物
生成四種有機(jī)物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 和無機(jī)物HCl，其中HCl量最多
生成物
一、天然氣的利用 甲烷
應(yīng)用：
在光照條件下，將1 mol CH4與Cl2反應(yīng)，得到四種有機(jī)產(chǎn)物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物質(zhì)的量之比為1∶2∶3∶4，則消耗Cl2物質(zhì)的量為(　　)
A．0.5 mol B．1.25 mol C．2.5 mol D．3 mol　
CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)，每有1 mol H被取代，則消耗1 mol Cl2，同時(shí)生成1 mol HCl，即n(Cl2)＝n(H)＝n(HCl)。1 mol CH4與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，最多消耗4 mol Cl2。
甲烷取代反應(yīng)中的數(shù)量關(guān)系
D
一、天然氣的利用 甲烷
1. 在光照條件下，甲烷與Cl2充分反應(yīng)，得到的生成物中物質(zhì)的量最多的物質(zhì)是（ ）
A. CH3Cl B. CH2Cl2 C. CCl4 D. HCl
2. 下列有關(guān)甲烷的說法中，正確的是（ ）
A. 是天然氣的主要成分
B. 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C. 可與氯氣發(fā)生置換反應(yīng)
D. 與乙烷(C2H6)互為同分異構(gòu)體
D
A
3、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)所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。下列化學(xué)反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)的是(　　)
A．CH2Cl2＋Br2 CHBrCl2＋HBr
B．CH3OH＋HCl → CH3Cl＋H2O
C．2Na＋2H2O = 2NaOH＋H2↑
D．CH3—CH2—Br＋H2O CH3—CH2—OH＋HBr
C
二、烷烴 同系物
從石油煉制的產(chǎn)品中可以獲得一系列與甲烷結(jié)構(gòu)很相似的化合物，如乙烷、丙烷、丁烷等。根據(jù)它們的球棍模型和結(jié)構(gòu)式分別寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式和分子式。
球棍模型：
結(jié)構(gòu)式：
結(jié)構(gòu)簡式：
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
分子式：
C2H6
C3H8
C4H10
以上三種物質(zhì)的元素組成和結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)？
1、烴：
僅含C、H兩種元素的有機(jī)化合物。
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”，這一系列的有機(jī)化合物。如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
2、烷烴（飽和烴）：
3、烷烴的分子通式：
C nH2n+2（ n 代表分子中碳原子的個(gè)數(shù)）
思考：分子式為CmH20的烷烴中m的值為________，
分子式為C8Hn的烷烴中n的值為________
二、烷烴 同系物
4、烷烴的命名：
碳原子數(shù)(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
n>10 相應(yīng)數(shù)字+烷，如C16H34 稱為十六烷 烷烴和甲烷的結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)也相似。請完成以下反應(yīng)方程式：
（2）、乙烷與氯氣在光照條件下反應(yīng)，生成一氯乙烷。
（1）、2008年北京奧運(yùn)會火炬使用的燃料主要成分為丙烷，其燃燒時(shí)的反應(yīng)方程式。
二、烷烴 同系物
5、同系物
結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差1 個(gè)或若干個(gè)“CH 2”原子團(tuán)的有機(jī)化合物。
CH3CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
認(rèn)真仔細(xì)對比以下幾種烷烴結(jié)構(gòu)和分子組成上的異同。
注意： 1、同系物一定是同一類物質(zhì) 2、分子式只相差CH2
二、烷烴 同系物
B
下列各物質(zhì)：①O2和O3?、?2C和14C?、跜2H6和C3H8　
(1)互為同位素的是________。
(2)互為同素異形體的是_____。
(3)同屬于烷烴的是________。
(4)互為同分異構(gòu)體的是____。
(5)互為同系物的是________。
一、天然氣的利用 甲烷
存在及用途
組成和分子結(jié)構(gòu)
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
氧化反應(yīng)（可燃性）
與氯氣的取代反應(yīng)
二、烷烴 同系物
課堂總結(jié)

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