1、第一單元 化石燃料與有機化合物,第1課時 天然氣的利用 甲烷,專題3 有機化合物的獲得與應用,1.使學生了解甲烷的存在、物理性質、用途,使學生掌握甲烷分子的化學式、電子式、結構式、空間構型。,2.使學生掌握甲烷的化學性質（通常情況下穩(wěn)定、取代反應、氧化反應、高溫分解）。,3.使學生理解取代反應的概念,以及初步了解烷烴的相關知識。,千年的希望“可燃冰”,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的替代能源。,西氣東輸是我國目前一項巨大工程,輸送的氣體就是天然氣,天然氣的主要成份是甲烷,目前,農村普遍使用的沼氣的主要成分也是甲烷,

2、而且,科學家從海底發(fā)現(xiàn)了一種新能源“可燃冰”,實際上是甲烷的水合物。據(jù)估計,可燃冰的貯存量能提供人類社會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。,甲烷的存在,甲烷是我們日常生活中接觸到的最簡單的有機物，是動植物殘體在隔絕空氣情況下分解而產(chǎn)生的。 瓦斯、天然氣及農村的沼氣池中的主要成分都是甲烷。,已知甲烷的密度在標準狀況下是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/mol0.717g/L=16g/mol,摩爾質量：,1mol該烴中C的物質的量:,1mol該烴中H的物質的量:,C

3、H4,分子式：,解題過程,甲烷的分子組成與結構,分子式,CH4,電子式,結構式,空間結構,球棍摸型,比例模型,正四面體,實踐活動準備： 取橡膠泥揉成球形代表碳原子，紅色火柴頭代表氫原子，火柴梗代表碳原子與氫原子間的共價鍵 。 （黑色火柴頭代表氯原子）,活動探究,科學信息: 1、4個CH鍵長度、強度相同 2、H與C間的夾角相等,3、CH2Cl2 只有一種結構 (用2個氯原子代替2個氫原子),甲烷的性質,物理性質：,甲烷是無色、無味的氣體，密度是0.717g/L（標準狀況），極難溶于水。,排水法,向下排空氣法,化學性質,現(xiàn)象：明亮的淡藍色火焰，放出大量的熱。,1.甲烷的燃燒,注意:甲烷在點燃之前要

4、驗純，否則可能發(fā)生爆炸。,CH4爆炸極限：5%15.4%,你能設計一個實驗驗證CH4燃燒的產(chǎn)物是什么嗎？,動動腦:,用一只冷而且干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內壁有水珠出現(xiàn)，證明有水生成。把燒杯迅速倒轉過來，立即向杯內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。,用途：做氣體燃料,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如何？,觀察與思考,通常情況下，甲烷穩(wěn)定，如與強酸、強堿和強氧化劑等一般不發(fā)生化學反應。,高錳酸鉀溶液,2.甲烷的穩(wěn)定性,3.甲烷的取代反應,現(xiàn)象：量筒內黃綠色褪去，瓶壁上有油狀液體，水面上升。,有機化合物分子中的某種原子（或原子團)被另一種原子(

5、或原子團)所取代的反應,叫做取代反應,一氯甲烷:無色氣體 二氯甲烷：難溶于水、密度比水大的無色液體 三氯甲烷：又叫氯仿無色不溶于水、密度比水大的 液體，常用作有機溶劑 四氯甲烷：又叫四氯化碳無色不溶于水、密度比水大的液體，常用作有機溶劑、滅火劑,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應。,一種單質跟一種化合物反應，生成另一種化合物和另一種單質的反應。,一種化合物和一種單質或化合物（反應物中至少有一種是有機物）,一種單質和一種化合物,一般生成兩種化合物,另一種化合物和另一種單質,不一定發(fā)生電子轉移，因此不一定是氧化還原反應,一定發(fā)生電子的轉

6、移,很多反應是可逆反應，副反應較多，用“” 連接,一般是不可逆反應，用“=”連接,取代反應與置換反應的比較：,在隔絕空氣的情況下，加熱至15000C，甲烷分解生成炭黑和氫氣。,4.甲烷的分解反應,甲烷的用途,4.甲烷在一定條件下氧化生成一氧化碳和氫氣的混合物，用它們可以合成甲醇。,1.作氣體燃料西氣東輸。,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.甲烷可以制得氯仿和氟利昂。,乙烷,從石油煉制的產(chǎn)品中可以獲得一系列和甲烷結構相似的化合物，如：,丙烷,丁烷,戊 烷,己烷,1.均由碳、氫兩種元素組成,2.碳原子之間均以單鍵結合,烴：,碳,氫,僅含碳和氫兩種

7、元素的有機物稱為碳氫化合物，也稱為烴,烷烴,在烴的分子里，碳原子之間都以碳碳單鍵結合成鏈狀，碳原子剩余的價鍵全部跟氫原子相結合，使每個碳原子的化合價都已充分利用，都達到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，又叫烷烴。,2.結構特點,飽和（碳周圍有四個原子）,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）,3.烷烴的通式,CnH2n+2(n1),同系物：,結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質互稱為同系物。,烷烴的結構相似是指：,通式_； 是_一類物質:碳、碳以單鍵形成鏈狀； 化學式量相差14n； 化學性質相似。,相同,同,有機物的表示方法結構簡式,例：C6H14,或者:(CH3)2CHCH2CH2CH3,CH3,CH3,AD,1.下列分子中呈正四面體結構的是( ) A甲烷 B二氯甲烷 C三氯甲烷 D四氯化碳,E,2.物質的量相同的甲烷和氯氣的混合氣體，光照后生成物質的量最多的是 ( ) A 一氯甲烷 B二氯甲烷 C三氯甲烷 D四氯化碳