專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷

專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷可燃冰西氣東輸

礦難

專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷

千年的希望－“可燃冰”

可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱(chēng)為“可燃冰”?！翱扇急眱?chǔ)量較大，可燃冰將成為最理想替代能源。專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷可燃冰的分布

可燃冰在自然界分布非常廣泛，海底以下0到1500米深的大陸架或北極等地的永久凍土帶都可能存在，我國(guó)南海、東海等海域發(fā)現(xiàn)大量“可燃冰”資源，估算其資源量相當(dāng)于我國(guó)陸地石油天然氣資源的一半?？扇急蓾M足人類(lèi)未來(lái)1000年需要的新能源

專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷2010年4月1日19時(shí)許，陜西韓城市龍門(mén)鎮(zhèn)泉子溝煤礦發(fā)生一起瓦斯燃燒事故，當(dāng)班井下有27人。17人升井，8人遇難，2人失蹤。

專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷1、已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是0.717g/L

，含碳75%，含氫25%。請(qǐng)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、甲烷分子的電子式和結(jié)構(gòu)式，說(shuō)明它的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3、1mol甲烷在通常情況下完全燃燒放出890kJ·mol―1熱量，寫(xiě)出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=-889.6kJ/mol專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷解析：①

含碳75%，含氫25%，設(shè)甲烷質(zhì)量為1g，則m（C）=0.75gn（C)=0.75g/12g·mol-1m(H)=0.25gn(H)=0.25g/1g·mol-1②已知甲烷的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.717g/L，則M=ρ·Vm=0.707g/L×22.4L/mol=16g/mol因此C原子與H原子的個(gè)數(shù)比為（0.75/12）：（0.25/1）=1：4,故最簡(jiǎn)式為CH4綜合①②，可知甲烷的分子式為CH4專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷分子式分子式的確定：

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(jiǎn)比）摩爾質(zhì)量

（相對(duì)分子質(zhì)量)專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷1.分子式：CH4電子式：HHHCH結(jié)構(gòu)式：CHHHH+1-4一、甲烷的分子結(jié)構(gòu)（平面?）專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷2.甲烷分子呈正四面體結(jié)構(gòu)甲烷分子不是平面四邊形結(jié)構(gòu)鍵角：109°28′與金剛石的結(jié)構(gòu)相同穩(wěn)定結(jié)構(gòu)但由于有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)起來(lái)比較費(fèi)事，為方便起見(jiàn)，一般采用平面的結(jié)構(gòu)式。（立體）專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷二、甲烷的物理性質(zhì)：

色

味的

體，密度比空氣

，

溶于水。無(wú)氣無(wú)小難向下排氣法排水法收集收集0.717g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)甲烷（又名沼氣、坑氣）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﹪)。專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷三、甲烷的化學(xué)性質(zhì)1、可燃性CH4爆炸極限：5%~15.4%CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃因其含碳量低，其火焰為淡藍(lán)色火焰。注意:1、點(diǎn)燃甲烷前必須驗(yàn)純，否則會(huì)爆炸。

(思考：什么時(shí)候甲烷會(huì)爆炸最強(qiáng)烈?)2、有機(jī)反應(yīng)方程式中用“→”不用“＝”；專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷

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？請(qǐng)討論:專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定。結(jié)論：甲烷與KMnO4溶液不發(fā)生反應(yīng)。

把甲烷氣體分別通入酸性KMnO4溶液中，觀察現(xiàn)象。與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑一般不反應(yīng)。專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷2、通常情況下，甲烷穩(wěn)定。一般不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

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)定，但在高溫時(shí)可分解；

3、甲烷的分解反應(yīng)CH4C＋2H2高溫甲烷的高溫分解反應(yīng)方程式：

專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷4、取代反應(yīng)專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷現(xiàn)象：瓶壁上有

狀

生成。量筒內(nèi)液面

。

油

液滴

甲烷與氯氣反應(yīng)：上升4、取代反應(yīng)專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷一氯甲烷二氯甲烷四氯甲烷(四氯化碳)三氯甲烷(氯仿)專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl光照CH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HCl光照CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl光照CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照取代反應(yīng)：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)。專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷

常溫下，一氯甲烷(CH3Cl)是氣體，其它三種是液體，三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲烷(CCl4)是工業(yè)上重要的溶劑，四氯甲烷(CCl4)還是一種效率較高的滅火劑，這四種取代物都不溶于水。提問(wèn)：

甲烷與氯氣反應(yīng)最多可能有幾種產(chǎn)物？答：五種。最多可能有CH3Cl，CH2Cl2

，CHCl3，CCl4，HCl五種產(chǎn)物。提示：有機(jī)反應(yīng)很復(fù)雜，產(chǎn)物較多專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷取代反應(yīng)置換反應(yīng)適用于有機(jī)反應(yīng)適用于無(wú)機(jī)反應(yīng)反應(yīng)物、生成物中不一定有單質(zhì)反應(yīng)物、生成物中一定有單質(zhì)逐步取代，很多反應(yīng)是可逆的反應(yīng)一般是單向進(jìn)行

反應(yīng)能否進(jìn)行受催化劑、溫度、光照等外界條件影響較大

在水溶液中進(jìn)行的置換反應(yīng)遵循金屬或非金屬的活動(dòng)順序取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別：專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷甲烷化學(xué)性質(zhì)

總體：

一定條件下燃燒反應(yīng)取代反應(yīng)受熱分解性質(zhì)較穩(wěn)定小結(jié)：專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷四、甲烷的用途④甲烷在一定條件下氧化生成一氧化碳、氫氣的混合物，用它們可以合成甲醇。①做氣體燃料。②甲烷熱分解的產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨和油漆等。③從甲烷可以制得氯仿和氟利昂。CHCl3+HFCHFCl2+HCl專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷1、下列有關(guān)甲烷物理性質(zhì)的敘述正確的是（）A、甲烷是一種黃綠色氣體B、甲烷是一種有臭味的氣體C、收集甲烷時(shí)常用排水法，是因?yàn)榧淄榈拿芏扰c空氣的密度相近。D、甲烷能用排水法收集是因?yàn)榧淄殡y溶于水D學(xué)以致用專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷3、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、CH3ClB、CH2Cl2

C、CCl4D、HClD2、下列物質(zhì)常溫下呈氣態(tài)的是（）A、CH3ClB、CH2Cl2

C、CHCl3D、CCl4A專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷4、如圖所示，某氣體X可能由H2、CO、CH4中的一種或幾種組成。將X氣體燃燒，把燃燒后生成的氣體通過(guò)A、B兩個(gè)洗氣瓶。試回答下列問(wèn)題：(1)若A洗氣瓶的質(zhì)量增加，B洗氣瓶的質(zhì)量不變，則氣體X是_____________。(2)若A洗氣瓶的質(zhì)量不變，B洗氣瓶的質(zhì)量增加，則氣體X是___________。(3)若A、B兩個(gè)洗氣瓶的質(zhì)量都增加，則氣體X可能是_______________。H2COCH4或H2,CO或H2,CH4或CO,CH4或H2,CO,CH4專(zhuān)題三化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷5、有一種無(wú)色的混合氣體可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的幾種氣體組成，將此混合氣體通過(guò)濃H2SO4，氣體總體積基本不變；再通過(guò)澄清石灰水，未見(jiàn)渾濁，但氣體總體積減?。话咽Ｓ鄽怏w在純O2的情況下引燃，燃燒產(chǎn)物不能使無(wú)水CuSO4變色，則原混合氣體中一定含有：（）

A.CO、HCl