8.1 课时1 天然气的利用 甲烷（21页） 课件 2024-2025学年高一化学苏教版（2019）必修2

(课件网) 天然气的应用 甲烷 1.认识有机化合物的组成和结构。 2.能运用化学符号正确表示甲烷的组成和反应。 3.能运用结构模型描述或解释甲烷的性质。 煤、石油和天然气等化石燃料是人们熟悉的物质，也是提高生活水平、发展国民经济、加强国防建设的重要资源。我国西部丰富的天然气资源通过“西气东输”工程已在人们的日常生活和经济发展中发挥了巨大的作用，也为西部大开发和有效治理大气污染创造了条件。 煤 石油 天然气 一、天然气的利用 甲烷 1、甲烷的存在及用途 沼气 天然气 可燃冰 我国的天然气主要分布在西部地区及南海和东海的海底。 以甲烷为主的天然气和沼气都是 理想的清洁能源 甲烷还可用作化工原料 合成氨，生产甲醇等 一、天然气的利用 甲烷 1. 已知在标准状况下甲烷的密度是 0.717 g· L -1，含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲烷中碳、氢原子个数比和分子式？ 2. 写出甲烷分子的电子式，并说明甲烷分子中化学键的形成。 2、甲烷的组成和分子结构 分子式： 电子式： 结构式： CH4 球棍模型： 空间填充模型： 一、天然气的利用 甲烷 3、甲烷的物理性质 无色、无味、难溶于水的气体，熔点为-182.5 ℃，沸点为-164 ℃，密度比空气小。 4、甲烷的化学性质 甲烷是以碳原子为中心， 四个氢原子为顶点的正四面体的空间结构 ，四个碳氢键完全相同，键长短，键能大（413KJ/mol），所以碳氢共价键很牢固，不易破坏。性质稳定，不与强酸、强碱、KMnO4等物质反应。 不能使酸化的KMnO4溶液、溴水等褪色 一、天然气的利用 甲烷 （1）、甲烷的氧化反应（可燃性） 点燃甲烷气体，观察燃烧现象，并检验燃烧产物。 实验现象： 淡蓝色火焰,放出大量热，生成水和能使澄清石灰水浑浊的气体。 点燃甲烷和空气，可能会发生爆炸（空气中爆炸极限5% ~15%） ，因此，在点燃甲烷之前，必须进行的操作是检验纯度。 煤矿中的爆炸事故多与甲烷气体爆炸有关。为了保证安全生产，必须采取通风、严禁烟火等措施。 1mol 甲烷在空气中完全燃烧生成液态水和二氧化碳，放出 890 kJ 的热，请写出甲烷燃烧的热化学方程式。 CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) H=-890kJ mol-1 高效而洁净的燃料 一、天然气的利用 甲烷 （2）、甲烷与氯气的取代反应 【实验2】用一只集气瓶作反应容器，用排饱和食盐水法在集气瓶中先后 收集4/5体积的氯气和1/5体积的甲烷气体，用灯光照射瓶中的混合气体。 请描述实验现象： 这些现象说明了什么？ 集气瓶内壁有油状液体出现，瓶中有少量白雾，且瓶内液面上升，饱和食盐水中有固体析出 有机反应较复杂，方程式中用“ → ”不用“＝” 一、天然气的利用 甲烷 取代反应： 有机化合物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所取代的反应 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 Cl2 光照 后三种生成物在常温下均为油状液体 CH4 一氯甲烷 CH3Cl 常温下呈气态 二氯甲烷 CH2Cl2 三氯甲烷 CHCl3 四氯化碳 CCl4 不变：保四价、化学键的空间分布 变化：部分化学键（断单成单） 分子组成（有进有出） 一、天然气的利用 甲烷 甲烷发生取代反应的有关规律 连锁反应 光照，其光照为漫射光，强光直射易发生爆炸 反应条件 甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代，第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，且各步反应可同时进行。 反应特点 与卤素单质反应 如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、溴蒸气发生取代反应。 反应物 生成四种有机物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 和无机物HCl，其中HCl量最多 生成物 一、天然气的利用 甲烷 应用： 在光照条件下，将1 mol CH4与Cl2反应，得到四种有机产物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4物质的量之比为1∶2∶3∶4，则消耗C ... ...