天然氣的利用甲烷

第一單元化石燃料與有機(jī)化合物天然氣的利用甲烷123

西氣東輸是我國(guó)目前一項(xiàng)巨大工程,輸送的氣體就是天然氣,天然氣的主要成分是甲烷,目前,農(nóng)村普遍使用的沼氣的主要成分也是甲烷,而且,科學(xué)家從海底發(fā)現(xiàn)了一種新能源—“可燃冰”,實(shí)際上是甲烷的水合物,據(jù)估計(jì),可燃冰的貯存量能提供人類社會(huì)1000年的能源使用.所以,為了合理開發(fā)并利用這些能源,我們今天要來研究天然氣的利用以及它的主要成分甲烷的性質(zhì)。4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%。利用這些數(shù)據(jù)怎樣確定甲烷的分子式？22.4L/molx0.717g/L=16g/mol摩爾質(zhì)量：16gx75℅12g/mol=1mol16gx25℅1g/mol=4mol1mol該烴中C的物質(zhì)的量:1mol該烴中H的物質(zhì)的量:CH4分子式：[解題過程]一、甲烷的分子組成與結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)

5一、甲烷的分子組成與結(jié)構(gòu)分子式CH4電子式HHCHH········結(jié)構(gòu)式HH

C

HH空間結(jié)構(gòu)球棍摸型比例模型正四面體6二、甲烷的性質(zhì)天然氣、坑氣、沼氣等的主要成分均為甲烷。物理性質(zhì)：甲烷是無色、無味的氣體，密度是0.717g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），極難溶于水。

1mol甲烷在通常狀況下完全燃燒后放出890kJ熱量，試寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。想一想甲烷燃燒有什么現(xiàn)象？7觀察與思考甲烷天然氣化學(xué)性質(zhì)：8現(xiàn)象：明亮的淡藍(lán)色火焰，放出大量的熱。(1)甲烷的燃燒注意甲烷在點(diǎn)燃之前要驗(yàn)純，否則可能發(fā)生爆炸。CH4爆炸極限：5%~15.4%1、甲烷的氧化反應(yīng)9

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？

動(dòng)動(dòng)腦:用一只冷而且干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，證明有水生成。把燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過來，立即向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水振蕩，石灰水變渾濁，證明有二氧化碳生成。

家用燃?xì)庠钤瓉碛靡夯蜌猓ㄖ饕煞譃镃3H8），現(xiàn)要改燒天然氣，應(yīng)如何改造？10高錳酸鉀溶液甲烷通入酸性高錳酸鉀溶液，溶液不褪色，說明甲烷在常溫下性質(zhì)如何？觀察與思考

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)生化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)性質(zhì)：11現(xiàn)象：量筒內(nèi)黃綠色氣體褪去，瓶壁上有油狀液體，水面上升。2、甲烷的取代反應(yīng)12

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)叫做取代反應(yīng)132、甲烷的取代反應(yīng)Cl—Cl+光CHHHClClH+(一氯甲烷)一氯甲烷的形成CH4+Cl2CH3Cl+HCl光一氯甲烷:無色氣體14(二氯甲烷)Cl—Cl+光CHHHClClH+CClHHCl二氯甲烷的形成CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光二氯甲烷：難溶于水、比水重的無色液體15(三氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CClHHClCHClClCl三氯甲烷的形成CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光三氯甲烷又叫氯仿：無色不溶于水、密度比水大的液體，常用作有機(jī)溶劑16(四氯甲烷)Cl—Cl+光ClH+CHClClClCClClClCl四氯甲烷的形成CHCl3+Cl2CCl4+HCl光四氯甲烷又叫四氯化碳：無色不溶于水密度比水的液體，常用作有機(jī)溶劑、滅火劑17Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑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)。一種單質(zhì)跟一種化合物反應(yīng)，生成另一種化合物和另一種單質(zhì)的反應(yīng)。一種化合物和一種單質(zhì)或化合物（反應(yīng)物中至少有一種是有機(jī)物）一種單質(zhì)和一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)不一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因此不一定是氧化還原反應(yīng)一定發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移很多反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副反應(yīng)較多，用“→”

連接一般是不可逆反應(yīng)，用“==”連接取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的比較：CH4+Cl2CH3Cl+HCl光18

在隔絕空氣的情況下，加熱至15000C，甲烷分解生成炭黑和氫氣。

CH4C+2H23、甲烷的分解反應(yīng)19穩(wěn)定性：甲烷不能使溴水或酸性高錳酸鉀溶液褪色。物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)分解反應(yīng)取代反應(yīng)甲烷的分子結(jié)構(gòu)(正四面體)決定反應(yīng)無色無味的氣體，極難溶于水，密度比空氣小。20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除了做氣體燃料——西氣東輸。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+HCl21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)相似的化合物，如：丙烷丁烷22戊烷己烷以上分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？觀察思考1、均由碳、氫兩種元素組成2、碳原子之間均以單鍵結(jié)合23C烴tīngH三、烴：碳?xì)鋬H含碳和氫兩種元素的有機(jī)物稱為碳?xì)浠衔铮卜Q為烴tanqing24

烷烴

在烴的分子里，碳原子之間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合，使每個(gè)碳原子的化合價(jià)都已充分利用，都達(dá)到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴。2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)飽和（碳周圍有四個(gè)原子）1、定義所有碳原子不在一條直線上,是鋸齒形的鏈烴（不是環(huán)狀）25有機(jī)物的表示方法——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

省略C—H鍵把同一C上的H合并省略橫線上C—C鍵

CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3例：C6H14

HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH|

H或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH326它們對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：[CH3CH3][CH3CH2CH3][CH3CH2CH2CH3][CH3CH(CH3)CH3]乙烷：HH丙烷：HHH|||||

H－C－C－H

H－C－C－C－H|||||HHHHH

丁烷：HHHH異丁烷：H||||

|H－C－C－C－C－HH--C--H||||

HHHHHH||H－C——C——C－H|||HHH2、烷烴的通式CnH2n+2(n≥1)27同系物：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。烷烴的結(jié)構(gòu)相似是指：①通式_____②是____一類物質(zhì):碳、碳以單鍵形成鏈狀③化學(xué)式量相差14n；④化學(xué)性質(zhì)相似。相同同281、下列分子中呈正四面體結(jié)構(gòu)的是[]A．甲烷B．二氯甲烷C．三氯甲烷D．四氯化碳2、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[]A．一氯甲烷B．二氯甲烷C．三氯甲烷D．四氯化