天然氣的利用甲烷公開(kāi)課PPT教案

1、天然氣的利用甲烷公開(kāi)課天然氣的利用甲烷公開(kāi)課千年的希望千年的希望“可燃冰可燃冰” 可燃冰是天然氣（甲烷等）可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物的水合物，它易燃燒，外形似冰，它易燃燒，外形似冰，被稱為被稱為“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”儲(chǔ)量較大，可燃冰將成為最理想儲(chǔ)量較大，可燃冰將成為最理想的替代能源。的替代能源。第1頁(yè)/共30頁(yè)一、甲烷的存在一、甲烷的存在 甲烷是我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，是動(dòng)甲烷是我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，是動(dòng)植物殘?bào)w在隔絕空氣情況下分解而產(chǎn)生的。植物殘?bào)w在隔絕空氣情況下分解而產(chǎn)生的。 瓦斯、天然氣瓦斯、天然氣及農(nóng)村的及農(nóng)村的沼氣沼氣池中的池中的主要成

2、分都是甲烷主要成分都是甲烷。第2頁(yè)/共30頁(yè) 已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g/L0.717g/L，含碳，含碳75%75%，含氫，含氫25%25%。利。利用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷的分子式？用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷的分子式？有機(jī)有機(jī)物物分分子式子式 分子中各原子物質(zhì)的量比分子中各原子物質(zhì)的量比 （各組成原子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比）（各組成原子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比） 摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量 （相對(duì)分子質(zhì)量（相對(duì)分子質(zhì)量) )第3頁(yè)/共30頁(yè) 22.4L/mol22.4L/mol0.717g/L=16g/mo0.717g/L=16g/mol l摩爾質(zhì)量：摩爾質(zhì)量：16g16g75%75%12g/

3、mol12g/mol=1mol=1mol16g16g25%25%1g/mol1g/mol=4mol=4mol1mol1mol該烴中該烴中C C的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量: :1mol1mol該烴中該烴中H H的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量: :CHCH4 4分子式：分子式： 解題過(guò)程解題過(guò)程 第4頁(yè)/共30頁(yè)分子式分子式CHCH4 4電子式電子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)球棍摸球棍摸型型比例模型比例模型正四面體正四面體C CH HH HH HH HH HH C HH C HH H二、甲烷的分子組成與結(jié)構(gòu)二、甲烷的分子組成與結(jié)構(gòu) 第5頁(yè)/共30頁(yè)三、甲烷的性質(zhì)三、甲烷的性質(zhì)：1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 色色

4、味的味的 體，密度比空氣體，密度比空氣 ， 溶于水。溶于水。 無(wú)無(wú)氣氣無(wú)無(wú)小小 難難向下排氣法向下排氣法排水法排水法收集收集收集收集0.717g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下標(biāo)準(zhǔn)狀況下)第6頁(yè)/共30頁(yè)2、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)現(xiàn)象：明亮的淡藍(lán)色火焰，放出大量的熱?，F(xiàn)象：明亮的淡藍(lán)色火焰，放出大量的熱。（1 1）甲烷的燃）甲烷的燃燒燒OHCOOCH222422點(diǎn)燃注意注意: :甲烷在點(diǎn)燃之前要驗(yàn)純，否則可能發(fā)生爆炸。甲烷在點(diǎn)燃之前要驗(yàn)純，否則可能發(fā)生爆炸。CHCH4 4爆炸極限：爆炸極限：5%5%15.4%15.4%，瓦斯爆炸瓦斯爆炸在煤礦礦井里要通風(fēng)，嚴(yán)禁煙火！在煤礦礦井里要通風(fēng)，嚴(yán)禁煙火！你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

5、證你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CHCH4 4燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？ ？動(dòng)動(dòng)腦？動(dòng)動(dòng)腦: :第7頁(yè)/共30頁(yè)第8頁(yè)/共30頁(yè)CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1第9頁(yè)/共30頁(yè)甲烷通入甲烷通入酸性高錳酸鉀酸性高錳酸鉀溶液，溶液不溶液，溶液不褪色，說(shuō)明甲烷在常溫下性質(zhì)如何？褪色，說(shuō)明甲烷在常溫下性質(zhì)如何？觀察與思考觀察與思考通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。生化學(xué)反應(yīng)。高高錳錳酸酸鉀鉀溶溶液液（2 2）. .甲烷的穩(wěn)定性甲烷的穩(wěn)定性第10頁(yè)/共30頁(yè)（3).3).

6、甲烷的取代反應(yīng)甲烷的取代反應(yīng)第11頁(yè)/共30頁(yè)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象黃綠色逐漸消失，最后變?yōu)闊o(wú)色；集氣瓶?jī)?nèi)壁有 出現(xiàn)；集氣瓶?jī)?nèi)液面 。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 集氣瓶?jī)?nèi)氣體在光照條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。油滴上升第12頁(yè)/共30頁(yè) 現(xiàn)象：現(xiàn)象：說(shuō)明：說(shuō)明：所以量筒內(nèi)氣體黃綠色褪去、有白霧，所以量筒內(nèi)氣體黃綠色褪去、有白霧，水位不斷上升、內(nèi)壁有油狀物質(zhì)生成。水位不斷上升、內(nèi)壁有油狀物質(zhì)生成。光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng)光照條件下，甲烷與氯氣發(fā)生了反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理：反應(yīng)機(jī)理： HH C Cl H HH C H H+ Cl Cl光光+ H Cl第13頁(yè)/共30頁(yè) HH C Cl Cl HCl C H H+ Cl Cl光光+ H

7、 Cl HCl C Cl Cl ClCl C H H+ Cl Cl光光+ H Cl取代反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中的某種(或) 被 另 一 種( 或)所取代的反應(yīng)。原子原子團(tuán)原子原子團(tuán)第14頁(yè)/共30頁(yè)有機(jī)物分子里的某些有機(jī)物分子里的某些原子原子或或原子團(tuán)原子團(tuán)被其他被其他原子原子或或原子團(tuán)原子團(tuán)所代替所代替的反應(yīng)叫做的反應(yīng)叫做取代反應(yīng)取代反應(yīng)第15頁(yè)/共30頁(yè)CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl光光CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl光光CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl光光CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl光光一氯甲烷（無(wú)色氣體）一氯甲烷（無(wú)色氣體）二氯

8、甲烷（難溶于水的無(wú)色液體）二氯甲烷（難溶于水的無(wú)色液體）三氯甲烷又叫氯仿三氯甲烷又叫氯仿 （有機(jī)溶劑）（有機(jī)溶劑）四氯甲烷又叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑）四氯甲烷又叫四氯化碳（有機(jī)溶劑、滅火劑）第16頁(yè)/共30頁(yè)取代反應(yīng)取代反應(yīng)置換反應(yīng)置換反應(yīng)實(shí)例實(shí)例定義定義反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物電子轉(zhuǎn)電子轉(zhuǎn)移移反應(yīng)特反應(yīng)特點(diǎn)點(diǎn)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2有機(jī)物分子里的某些原子或原有機(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)所代子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)。替的反應(yīng)。一種單質(zhì)跟一種化合物反一種單質(zhì)跟一種化合物反應(yīng)，生成另一種化合物和應(yīng)，生成另一種化合物和另一種單質(zhì)的反應(yīng)。另一種單質(zhì)的反應(yīng)。一

9、種化合物和一種單質(zhì)或化一種化合物和一種單質(zhì)或化合物（反應(yīng)物中至少有一種合物（反應(yīng)物中至少有一種是有機(jī)物）是有機(jī)物）一種單質(zhì)和一種化合一種單質(zhì)和一種化合物物一般生成兩種化合物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質(zhì)另一種化合物和另一種單質(zhì)不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因此不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因此不一定是氧化還原反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移一定發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移很多反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副反很多反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副反應(yīng)較多，用應(yīng)較多，用“” 連接連接一般是不可逆反應(yīng)，用一般是不可逆反應(yīng)，用“=”連接連接取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較：取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光光第17頁(yè)/共

10、30頁(yè)在隔絕空氣的情況下，加熱至在隔絕空氣的情況下，加熱至150015000 0C C，甲烷分解生成，甲烷分解生成炭黑和氫氣。炭黑和氫氣。CH4C + 2H2(4).(4).甲烷的分解反應(yīng)甲烷的分解反應(yīng)第18頁(yè)/共30頁(yè)第19頁(yè)/共30頁(yè)乙烷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：物，如：丙烷丙烷丁烷丁烷戊戊 烷烷己烷己烷 以上分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？以上分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？觀察思觀察思考考1.1.均由碳、氫兩種元素組成均由碳、氫兩種元素組成2.2.碳原子之間均以單鍵結(jié)合碳原子之間均以單鍵結(jié)合第20頁(yè)/共30頁(yè)碳?xì)浠衔锾?/p>

11、碳單鍵氫原子飽和C、H第21頁(yè)/共30頁(yè)甲 乙 丙 丁十六烷取代第22頁(yè)/共30頁(yè)（5）同系物：）同系物： 結(jié)構(gòu)相似結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個(gè)或若、分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)干個(gè)CHCH2 2原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同系物同系物。碳原子均飽和。碳原子均飽和。 鏈狀鏈狀碳原子數(shù)不同碳原子數(shù)不同。烷烴同系物烷烴同系物結(jié)構(gòu)相似：結(jié)構(gòu)相似：分子組成：分子組成：比較甲烷與乙烷，乙烷與丙烷，比較甲烷與乙烷，乙烷與丙烷， 在分子組成上的差異在分子組成上的差異思考思考分析分析碳原子數(shù)相鄰的烷烴之間相碳原子數(shù)相鄰的烷烴之間相差差“CHCH2 2”原子團(tuán)原子團(tuán)第23頁(yè)/共30頁(yè)6.6.有機(jī)物的表

12、示方法有機(jī)物的表示方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 例：例：C C6 6H H1414 省略省略CH鍵鍵 把同一個(gè)把同一個(gè)C上的上的H合合并并省略橫線上省略橫線上CC鍵鍵 CHCH3 3-CH-CH-CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH3 3CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 或者或者:(CH:(CH3 3) )2 2CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3第24頁(yè)/共30頁(yè)第25頁(yè)/共30頁(yè)甲烷的存在甲烷的存在甲烷的用途甲烷的用途物理性質(zhì)物理性質(zhì)甲烷的性質(zhì)甲烷的性質(zhì)定義定義燃燒燃燒化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)取

13、代反應(yīng)取代反應(yīng)有機(jī)物的表示方法有機(jī)物的表示方法通式通式甲烷分子組成與結(jié)構(gòu)甲烷分子組成與結(jié)構(gòu)烷烴烷烴分解反應(yīng)分解反應(yīng)第26頁(yè)/共30頁(yè)ADAD1.1.下列分子中呈正四面體結(jié)構(gòu)的是下列分子中呈正四面體結(jié)構(gòu)的是( )( )A A甲烷甲烷 B B二氯甲烷二氯甲烷 C C三氯甲烷三氯甲烷 D D四氯化碳四氯化碳第27頁(yè)/共30頁(yè)E E2.2.物質(zhì)的量相同的甲烷和氯氣的混合氣體，光照后生物質(zhì)的量相同的甲烷和氯氣的混合氣體，光照后生成物質(zhì)的量最多的是成物質(zhì)的量最多的是 ( )( )A A 一氯甲烷一氯甲烷 B B二氯甲烷二氯甲烷 C C三氯甲烷三氯甲烷 D D四氯化碳四氯化碳 E E氯化氫氯化氫第28頁(yè)/共30頁(yè)3.3.甲烷分子是以碳原子為中心的正