天然气的利用 甲烷案例分析.ppt

第一单元 化石燃料与有机化合物 课题1 天然气的利用 甲烷 西气东输是我国目前一项巨大工程,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些能源,我们今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质。 甲烷的存在 一、甲烷的分子组成与结构 分子式 CH4 电子式 H H C H H ·· ·· ·· ·· 结构式 H H C H H 空间结构 球棍摸型 比例模型 正四面体 二、甲烷的性质 天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。 物理性质： 甲烷是无色、无味的气体，密度是0.717g/L（标准状况），极难溶于水。 现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。 (1)甲烷的燃烧 注意 甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。 CH4爆炸极限：5%~15.4% 1、甲烷的氧化反应 你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗？ 动动脑: 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。 高锰酸钾溶液 甲烷通入酸性高锰酸钾溶液，溶液不褪色，说明甲烷在常温下性质如何？ 观察与思考 　　通常情况下，甲烷稳定，如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。 化学性质： 现象：量筒内黄绿色气体褪去，水面上升，瓶壁上有油状液体，有白雾生成。 2、甲烷的取代反应 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做取代反应。 2、甲烷的取代反应 Cl—Cl + 光 C H H H Cl Cl H + (一氯甲烷) 一氯甲烷的形成 CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光 (二氯甲烷) Cl—Cl + 光 C H H H Cl Cl H + C Cl H H Cl 二氯甲烷的形成 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光 (三氯甲烷) Cl—Cl + 光 Cl H + C Cl H H Cl C H Cl Cl Cl 三氯甲烷的形成 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光 (四氯甲烷) Cl—Cl + 光 Cl H + C H Cl Cl Cl C Cl Cl Cl Cl 四氯甲烷的形成 CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光 一氯甲烷是气体，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷都是无色不溶于水密度比水大的液体。 　　在隔绝空气的情况下，加热至15000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。 CH4 C + 2H2 3、甲烷的分解反应 稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。 物理性质 化学性质 氧化反应 分解反应 取代反应 甲烷的分子结构 (正四面体) 决 定 反应 无色无味的气体， 极难溶于水， 密度比空气小。 甲烷的用途 ④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。 ①除了做气体燃料——西气东输。 ②甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。 ③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。 CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl 从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷 结构相似的化合物，如： 乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 戊 烷 C5H12 己烷 C6H14 以上分子结构有什么特点？ 1、均由碳、氢两种元素组成 2、碳原子之间均以单键结合 四、烃： 只含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。 C 烃 tīng H 碳 氢 t an q ing 烷烃： 在烃的分子里，碳原子之间都以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价鍵全部跟氢原子相结合，使每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。 3. 烷烃的通式：CnH2n+2(n≥1) 4.烷烃的命名 普通命名法(习惯命名法) 以碳原子数目来命名： n（ C ）1-10： 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷 n（ C ） 10： 以中文汉字数字表示， 如：十一烷，二十烷等 CH3－CH2－CH2 －CH3 丁烷 CH3（CH2）4CH3 己烷 CH3（CH2）9CH3 十一烷 CH3（CH2）18CH