化学甲烷.ppt

* 专题3 第一单元 化石燃料的主要组成 天然气： ——甲烷 ——最简单的有机物 石油： ——C、H(S、O、N) ——液态(固态、气态) 煤： ——C(H、O；S、P、N) ——煤炭不是炭 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 甲烷 WZZX ZQ 一.甲烷的存在及物理性质： 1.存在 天然气、池沼底部(沼气)，煤矿坑道(坑气、瓦斯) 2.物理性质 无色无味气体，难溶于水、比空气轻。 【思考】 实验室如何收集甲烷？ 二.甲烷的分子组成与结构 1.有机物(甲烷)分子式的确定(P59交流与讨论1) 方法1：最简式法 方法2：摩尔关系法 2.甲烷的结构 电子式： 结构式： 结构简式： 空间构型： 甲烷 交流与讨论1 已知在标准状况下甲烷的密度是0.717g·L-1 ，含碳75％,含氢25％，利用这些数据怎样确定甲烷中碳、氢元素质量比、原子个数比和分子式？ 三.甲烷的化学性质 1.可燃性 现象： 方程式： 思考:1.如何检验甲烷的燃烧产物? 2.什么时候甲烷会爆炸最强烈? 注意: 1.点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸. 2.有机反应方程式中用“→”而不用“=” 淡蓝色火焰 CH4+2O2 CO2+2H2O 点燃 CH4爆炸极限：5%~15.4% 结论：甲烷与KMnO4溶液不发生反应，也不与溴水发生反应。 通常情况下，甲烷比较稳定,与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。 实验：把甲烷气体分别通入酸性KMnO4溶液与溴水中，观察现象。 2.常温稳定,不与强酸、强碱、KMnO4反应 产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。 甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解: CH4 C＋2H2 高温 3.甲烷的分解 CH4 Cl2 气体颜色变浅 液面上升 液面继续 上升 量筒壁出现油状液滴 光照 混合气体在光照下发生反应： 量筒壁出现油状液滴 液面上升 ——生成新的油状物质 ——气体总体积减小 饱和食盐水 到底发生了怎样的反应呢 观察与思考 光照 反应机理： H H C Cl H H H C H H + Cl Cl 光 + H Cl H H C Cl Cl H Cl C H H + Cl Cl 光 + H Cl H Cl C Cl Cl Cl Cl C H H + Cl Cl 光 + H Cl 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应，叫取代反应。 4、甲烷的取代反应 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光 一氯甲烷（微溶于水的无色气体） 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） 四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂） 现象： 反应原理： 反应类型： 反应条件： 产物特点： 【思考】 一、二、三、四氯甲烷分别有多少种结构? 假如甲烷是平面结构，则一、二、三、四氯甲烷分别有多少种结构? 取代（卤代、氯代）反应(P60) 光照、纯卤 混合物 4、甲烷的取代反应 取代反应 置换反应 适用于有机反应 适用于无机反应 反应物、生成物中不一定有单质 反应物、生成物中一定有单质 逐步取代 ，很多反应是可逆的 反应一般是单向进行 反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大 在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序 取代反应与置换反应的区别 甲烷的利用（P60资料卡） CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl CH4 C＋2H2 高温 作燃料 制CHFCl2(氟利昂-12) ——取代反应 制炭黑 制甲醇 拓展视野 “西气东输” “可燃冰” 天然气水合物，分布于深海沉积物中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。 链接课堂 “可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼内可容纳1个甲烷分子或1个游离的水分子。若晶体中每8