第一節(jié)天然氣的利用甲烷教學(xué)課件

第一節(jié)天然氣的利用甲烷教學(xué)課件第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月化石燃料：煤石油天然氣:有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，含C(主)，H和O(次)，S、P、N(少):組成元素主要為C、H，含少量S、O、N等元素；組成物質(zhì)主要是各種液態(tài)碳?xì)浠衔?主要為甲烷

是最簡單的有機(jī)化合物第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)視野：我國的石油與天然氣資源閱讀教材（1）我國的石油資源；（2）我國的原油需求；（3）“西氣東輸”就是將新疆等中西部地區(qū)的天然氣，通過管道東輸?shù)介L江三角洲，最終到達(dá)上海的一項(xiàng)巨大工程。天然氣是高效、低耗、污染小的清潔能源。它還是一種重要的化工原料。（4）“可燃冰”。第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”?！翱扇急眱α枯^大，可燃冰將成為最理想替代能源。千年希望——可燃冰第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月可燃冰的分布第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月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，說明它的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

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？有機(jī)物分子式

分子中各原子物質(zhì)的量（各組成原子個(gè)數(shù)）

摩爾質(zhì)量（相對分子質(zhì)量)分子式：CH4+1-4第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月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)空間結(jié)構(gòu)：正四面體第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月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)相同但由于有機(jī)物的立體結(jié)構(gòu)式書寫起來比較費(fèi)事，為方便起見，一般采用平面的結(jié)構(gòu)式。（立體）課堂練習(xí)第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月二、甲烷的物理性質(zhì)：

色

味的

體，密度比空氣

，

溶于水。無氣無小難向下排氣法排水法收集收集0.717g/L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月3、甲烷完全燃燒的生成物是什么？寫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第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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，否則會爆炸。

(思考：什么時(shí)候甲烷會爆炸最強(qiáng)烈?)2、有機(jī)反應(yīng)方程式中用“→”不用“＝”；第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

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？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震蕩，石灰水變混濁，證明有二氧化碳生成。請討論:第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月探究質(zhì)疑

1.在空氣中燃燒時(shí)火焰呈藍(lán)色的物質(zhì)除甲烷還有哪些？還有氫氣、硫、酒精、一氧化碳、硫化氫等。

2.甲烷燃燒時(shí)，若氧氣不充分，可能生成哪些產(chǎn)物？除了生成水之外，還可能生成炭黑、CO，其造成的危害主要是炭黑會導(dǎo)致管道堵塞、氣流不暢，嚴(yán)重時(shí)可能引起爆炸，生成的CO會導(dǎo)致人中毒。第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定。結(jié)論：甲烷與KMnO4溶液不發(fā)生反應(yīng)，也不與溴水發(fā)生反應(yīng)

把甲烷氣體分別通入酸性KMnO4溶液與溴水中，觀察現(xiàn)象。甲烷的穩(wěn)定性與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑一般不反應(yīng)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)。第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月3、取代反應(yīng)第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)象：瓶壁上有

狀

生成。量筒內(nèi)液面

。

甲烷與氯氣反應(yīng)：油

液滴

上升

3、取代反應(yīng)第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月返回取代反應(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)。第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。注意：(1)甲烷與氯氣反應(yīng)可能有五種產(chǎn)物，其中有兩種氣體產(chǎn)物；(3)多數(shù)有機(jī)物都難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。(2)有機(jī)反應(yīng)很復(fù)雜，產(chǎn)物較多；第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月取代反應(yīng)置換反應(yīng)適用于有機(jī)反應(yīng)適用于無機(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順序取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的區(qū)別：第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月四、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除了做氣體燃料，還是一種化工原料。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第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性：甲烷不能使溴水或酸性高錳酸鉀褪色物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)分解反應(yīng)取代反應(yīng)決定

反應(yīng)無色無味的氣體，極難溶于水，密度比空氣小。甲烷的結(jié)構(gòu)：正四面體小結(jié)第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月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)以致用第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月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學(xué)以致用第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

光C、CH4+2O2CO2+2H2OD、CHCl3+HFCHFCl2+HClB、Zn+H2SO4ZnSO4+H24、下列反應(yīng)不屬于取代反應(yīng)的是（）A、CH4+Br2

CH3Br+HBr

點(diǎn)燃BC學(xué)以致用第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月烴又叫碳?xì)浠衔镏缓刑肌鋬煞N元素的有機(jī)物+=烴tīngq火氣àn烴字的由來：第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月下列物質(zhì)屬于烴的是：A．H2SB．C2H2

C．CH3ClD．C2H5OHE．CH4

F．H2G．金剛石H．CH3COOHI．CO2

J．C2H4BEJ第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月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：丙烷丁烷第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月戊烷己烷

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。以上分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？觀察思考第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月庚烷辛烷

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。第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月五、烷烴

碳原子都以碳碳單鍵相連，其余的價(jià)鍵均用于與氫原子結(jié)合，達(dá)到“飽和”的一系列化合物。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：碳碳單鍵、鏈狀、C原子剩余價(jià)鍵全部和氫結(jié)合1.烷烴的概念第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)結(jié)構(gòu)式：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、烷烴的結(jié)構(gòu)第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)結(jié)構(gòu)簡式：例：HHHHH|||||H—C—C—C—C—C—H|||||HH—C—HHHH|

H

CH—CH—CH—CH—CHCH33322

省略C—H鍵把同一C上的H合并省略橫線上C—C鍵

CH3CHCH2CH2CH3CH3或者：CH3CH（CH3

）CH2CH2CH3第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式：[CH3CH3][CH3CH2CH3][CH3CH2CH2CH3]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|||HHH[CH3CHCH3]CH3第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月3、烷烴的名稱碳原子數(shù)12345分子式CH4C2H6C3H8C4H10C5H12名稱甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷碳原子數(shù)678910分子式C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22名稱己烷庚烷辛烷壬烷癸烷第39頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月4、烷烴的通式:CnH2n+2（n≥1）第40頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月烷烴化學(xué)性質(zhì)（與CH4相似）①氧化反應(yīng)均不能使KMnO4褪色，不與強(qiáng)酸，強(qiáng)堿反應(yīng)。

②取代反應(yīng)其它烷烴與甲烷一樣，一定條件下能發(fā)生取代反應(yīng)。因?yàn)榭梢员蝗〈臍湓佣?，所以發(fā)生取代反應(yīng)，其它烷烴比甲烷復(fù)雜。

例如：會產(chǎn)生9種產(chǎn)物。第41頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：

家用燃?xì)庠钊粼瓉頍夯蜌猓ㄖ饕煞譃镃3H8）,現(xiàn)要改燒天然氣，應(yīng)如何改造？

改造的方法是增大燃?xì)膺M(jìn)氣量或減小空氣氣量。第42頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月六、同系物：

結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物質(zhì)互相稱為同系物。碳原子均飽和。鏈狀碳原子數(shù)不同。烷烴同系物結(jié)構(gòu)相似：分子組成：｛比較甲烷與乙烷，乙烷與丙烷，丙烷與丁烷，在分子組成上的差異思考分析碳原子數(shù)相鄰的烷烴之間相差“CH2”原子團(tuán)第43頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月隨堂練習(xí)B下列哪組是同系物（）A、CH3CH2CH2CH3

CH3CHCH3CH3B、CH3CH3CH3CHCH3CH3

另一組是什么關(guān)系？第44頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體四概念的比較概念內(nèi)涵比較對象實(shí)例同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體質(zhì)子數(shù)等，中子數(shù)不等，原子之間原子氕、氚同一元素形成的不同單質(zhì)單質(zhì)O2、O3結(jié)構(gòu)相似，組成上差一個(gè)或n個(gè)CH2化合物C2H6、C4H10相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的化合物化合物CH3(CH2)3CH3、C(CH3)4第45頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)：

1、下列五組物質(zhì)中___互為同位素，___是同素異形體，___是同分異構(gòu)體，___是同系物，___是同一物質(zhì)。1、2、白磷、紅磷3、HH4、CH3CH3、CH3CHCH3

||

|

H－C－Cl、Cl－C－ClCH3

|

|

ClH5、CH3CH（CH3）CH2CH3

C（CH3）4

12543第46頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月七、同分異構(gòu)體（1）碳鏈異構(gòu)問題1：甲烷、乙烷、丙烷有同分異構(gòu)體？問題2：丁烷有幾種同分異構(gòu)體？問題3：戊烷、己烷的同分異構(gòu)體如何書寫？第47頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1、下列哪些物質(zhì)是屬于同一物質(zhì)？CCCC－－－(A)(D)(H)(G)(F)(E)(C)(B)∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－－∣CCCC－∣∣CCCC－∣C∣CCC－∣(E)(B)(F)(A)(C)(G)(D)(H)第48頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月1、烴基

烴分子失去一個(gè)________原子所剩余的原子團(tuán)叫做烴基，烴基一般用“—R”來表示。若烷烴失去一個(gè)氫原子所剩余的原子團(tuán)叫做烷基，烷基的通式為

如“—CH3”叫________基，“—CH2CH3”叫__________基。CH3CH2CH3

分子失去一個(gè)氫原子后剩余的原子團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡式為

稱為__

基

稱為

基。氫甲乙—CnH2n+1—CH(CH3)2練習(xí)：請寫出下列烴基的電子式：

1.甲基

。

2.乙基

。二．烷烴的同分異構(gòu)體的書寫正丙異丙—CH2CH2CH3第49頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月同分異構(gòu)體的書寫——減鏈法：主鏈由長