甲烷乙烯乙炔课件.pptVIP

甲烷、乙烯、乙炔概述欢迎来到甲烷、乙烯和乙炔的详细课程。这三种重要的有机化合物在现代工业和日常生活中扮演着关键角色。本课程将深入探讨它们的结构、性质和应用。

分子结构和命名方法甲烷(CH?)四面体结构，四个氢原子围绕一个碳原子。命名源于甲（最简单的碳氢化合物）。乙烯(C?H?)平面结构，两个碳原子通过双键连接。又称乙烯烃，命名源于乙（两个碳原子）。乙炔(C?H?)直线结构，两个碳原子通过三键连接。又称乙炔烃，命名同样源于乙。

物理性质沸点和熔点三种气体的沸点和熔点都较低，常温下呈气态。乙炔的沸点最高。溶解度在水中的溶解度有限，但在有机溶剂中溶解度较高。密度三种气体的密度都小于空气，其中甲烷密度最小。颜色和气味无色无味（纯净状态），但工业用途中常添加特殊气味作为安全警示。

化学性质燃烧性三种气体都易燃，与氧气混合可发生剧烈燃烧反应。反应活性乙炔最活泼，乙烯次之，甲烷相对稳定。加成反应乙烯和乙炔可进行加成反应，甲烷不能。氧化性三种气体都可被氧化，但反应条件和产物不同。

甲烷的制备方法1天然气提取从天然气田中直接开采，是最主要的甲烷来源。2煤层气开采从煤矿中提取，是重要的清洁能源。3沼气发酵利用生物质厌氧发酵产生，是一种可再生能源。4工业合成通过CO和H?反应合成，主要用于研究目的。

甲烷作为化工原料的应用合成氨与氮气反应生产氨，是重要的化肥原料。塑料制造通过甲烷制备乙烯，进而生产各种塑料。制氢通过蒸汽重整法生产氢气，用于新能源领域。甲醇生产与水蒸气反应制备甲醇，是重要的有机原料。

甲烷作为能源燃料的应用家用燃料用于烹饪和供暖，是城市燃气的主要成分。发电天然气发电厂利用甲烷燃烧产生电力，效率高污染低。车用燃料压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）作为汽车燃料。工业燃料在各种工业炉窑中用作燃料，提供热能。

甲烷燃料的优缺点优点燃烧清洁，污染少热值高，效率好储存和运输方便资源丰富缺点温室气体，影响气候易燃易爆，安全风险高开采可能造成环境破坏非可再生能源

乙烯的制备方法1石脑油裂解工业主要方法，高温裂解产生乙烯。2乙醇脱水生物乙醇脱水制乙烯，绿色环保。3甲烷氧化偶联新兴技术，直接利用天然气制乙烯。4乙炔加氢实验室方法，选择性加氢得到乙烯。

乙烯作为化工原料的应用乙烯是最重要的有机化工原料之一，广泛用于生产聚乙烯、聚氯乙烯、乙二醇、乙醛等多种化工产品。这些产品在塑料、纺织、建材等行业中有广泛应用。

乙烯聚合制造高分子材料聚乙烯（PE）最常见的塑料，用于包装、管道等。聚氯乙烯（PVC）广泛用于建筑、管道、电线等领域。聚苯乙烯（PS）用于制作泡沫塑料、包装材料等。乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）用于制作胶粘剂、鞋材等。

乙烯的环境影响1温室效应乙烯本身是温室气体，但影响较小。2光化学烟雾参与大气光化学反应，形成臭氧和烟雾。3塑料污染乙烯制品难降解，造成白色污染。4生态影响影响植物生长，加速果实成熟。

乙炔的制备方法1电石法碳化钙与水反应，是传统工业方法。2甲烷热裂解高温裂解甲烷，新型清洁生产工艺。3部分氧化法烃类部分氧化，现代大规模生产方法。4等离子体法利用等离子体技术，实验室研究阶段。

乙炔的化学性质和反应燃烧完全燃烧生成二氧化碳和水，火焰温度极高。加成反应可进行氢化、卤化、水合等多种加成反应。聚合在催化剂作用下可发生聚合反应，生成聚乙炔。酸性具有弱酸性，可与某些金属形成金属乙炔化物。

乙炔作为化工原料的应用合成醋酸通过水合反应生产醋酸，是重要的有机酸。制备氯乙烯生产PVC的重要原料，应用广泛。合成丁二烯用于生产合成橡胶，是重要的化工中间体。生产乙醛通过水合反应制备乙醛，用于多种化工产品。

乙炔作为焊接气体的应用乙炔-氧气焊接利用乙炔燃烧产生高温火焰，可达3000℃以上。广泛用于金属切割、焊接和加热。具有火焰温度高、热效率好的特点。安全注意事项严格控制气压防止回火保持通风正确储存气瓶

乙炔制备和使用的安全注意事项1压力控制严格控制乙炔压力，防止自爆。2防火防爆远离火源，配备消防设备。3通风措施保持良好通风，防止气体积累。4个人防护佩戴适当的防护装备，如防毒面具。

甲烷、乙烯、乙炔的能源属性比较属性甲烷乙烯乙炔热值（kJ/mol）89014111300燃烧温度（℃）195020003100主要用途燃料化工原料焊接储存难度低中高

甲烷、乙烯、乙炔的环境影响比较甲烷强效温室气体，全球变暖潜能值高。天然气泄漏是主要环境问题。乙烯参与光化学反应，产生臭氧。对植物生长有影响。塑料污染问题严重。乙炔环境影响相对较小。主要问题是生产过程中的能源消耗和污染物排放。

小结：三种气体的特点和应用1甲烷主要用作燃料，清洁能源2乙烯重要化工原料，塑料工业基础3乙炔用于焊接和特种化学品生产

思考题1：影响气体制备和应用的因素技术因素制备工艺、设备水平、安全技术等