天然气的利用 甲烷syp2
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第一单元 化石燃料与有机化合物
有机化合物（有机物）
1、有机物:含有碳元素的化合物为有机物。
但CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物
CN-、SCN-等看作无机物。
2、组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 3、烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物
化石燃料：
煤 :有机物和无机物组成的复杂混合物，含
液态 （l）
CH 2Cl 2 Cl 2 CHCl 3 HCl
俗称 分子式 状态 （S T P）
四氯甲烷的形成 Cl Cl C Cl H Cl
+ Cl—Cl
光
光
Cl
C
Cl + H
Cl
CHCl 3 Cl 2 CCl 4 HCl
别名 分子式 状态 （S T P） 四氯化碳 CCl4 液态 （l）
一、烷烃的物理性质 无色无味的气体（C1---C4)， 极难溶于水
二、烷烃的化学性质
1、氧化（燃烧） 2、取代反应 3、高温分解或裂解
探究活动：
已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L， 含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲 烷的分子式？ 摩尔质量(相对分子质量) 分子式的确定 分子中各原子个数比 M=0.717g/L×22.4L/mol =16g/mol
nH nc
4 = 1
一、甲烷的组成与结构
分子式:
电子式： 结构式：
C H
H
+ Cl—Cl
光
光
Cl
C
Cl + H
Cl
H(二氯甲烷)
分子式 状态 （S T P） CH2Cl2 液态 （l）
CH 3Cl Cl 2 CH 2Cl 2 HCl
三氯甲烷的形成
Cl
H C Cl H + Cl—Cl
光
Cl
光
H
C Cl
Cl + H Cl (三氯甲烷)
氯仿 CHCl3
现象:
现象？Βιβλιοθήκη 氯气的黄绿色逐渐消失 瓶壁上有油状液滴生成 集气瓶中液面上升
2、甲烷的取代反应
一氯甲烷的形成 H
光
+ Cl—Cl
光
H
C
Cl
+H
Cl
H (一氯甲烷)
CH 4 Cl 2 CH 3Cl HCl
分子式 状态 （S T P） CH3Cl 气态 （g）
二氯甲烷的形成 H H
Cl
CH4
空间结构:
正四面体型
二、甲烷的物理性质
无色无味的气体， 极难溶于水， 密度比空气小（ 0.717g/L（标况）)。 存在:天然气、沼气、坑道气
三、甲烷的化学性质
1、氧化反应
（1）甲烷的燃烧
点燃
CH4+2O2
CO2+2H2O
①现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。 ②如何检验生成H2O和CO2？ CH4爆炸极限：5%~15% 甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。 （2）强氧化剂 甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能使溴水 褪色。
( 四氯甲烷 ) Cl
2、取代反应
有机物分子里的某些原子（或原子团）被其它 原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应
CH4 + Cl2 光照 CH3Cl + HCl 光照 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2
光照 光照
CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2
乙烷 丙烷 丁烷的结构式结构简式分别如下:
结构式
结构简式
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3
乙烷
丙烷
丁烷
同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若 干个CH2原子团的物质互相称为同系物
推导烷烃完全燃烧的通式
烷烃完全燃烧的通式： CnH2n+2 + （ H2O O2＝n CO2 + （n+1） ）
3、甲烷的受热分解
CH4
高温
C + 2H2
甲烷在隔绝空气并加热到15000C的条件下分解 四、甲烷的利用（P60） 1、制造制冷剂——氟利昂
CHCl3 + HF
2、氧化制备甲醇
CHFCl2 + HCl
3、裂解制造炭黑
烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物
烷烃：CnH2n+2 烷烃的命名——“某烷” ①碳原子数在十以下： 用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 C7H16 -----庚烷 ②碳原子数在十以上： 用数字 C15H32 ------十五烷
CCl4 + HCl
---------------气体 一氯甲烷 ---------------液体 二氯甲烷 三氯甲烷（氯仿）-----------液体 ------液体 四氯甲烷（四氯化碳）
思考：
1、CH4与Cl2反应后产物有几种？哪些是有机物？哪 种产物最多？ 五种；一氯甲烷,二氯甲烷,三氯甲烷(氯仿),四氯化 碳等4种都是有机物; HCl 最多
C(主)，H和O(次)，S、P、N(少)
石油 :组成元素主要为C、H，含少量S、O、N等
元素；组成物质主要是各种液态碳氢化合 物
天然气 :主要为甲烷 是最简单的有机化合物
§1 天然气的利用、甲烷
千年的希望——“可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外 形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃 冰将成为最理想替代能源.
有机化合物（有机物）
1、有机物:含有碳元素的化合物为有机物。
但CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物
CN-、SCN-等看作无机物。
2、组成元素： 碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等 3、烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物
化石燃料：
煤 :有机物和无机物组成的复杂混合物，含
液态 （l）
CH 2Cl 2 Cl 2 CHCl 3 HCl
俗称 分子式 状态 （S T P）
四氯甲烷的形成 Cl Cl C Cl H Cl
+ Cl—Cl
光
光
Cl
C
Cl + H
Cl
CHCl 3 Cl 2 CCl 4 HCl
别名 分子式 状态 （S T P） 四氯化碳 CCl4 液态 （l）
一、烷烃的物理性质 无色无味的气体（C1---C4)， 极难溶于水
二、烷烃的化学性质
1、氧化（燃烧） 2、取代反应 3、高温分解或裂解
探究活动：
已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g/L， 含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲 烷的分子式？ 摩尔质量(相对分子质量) 分子式的确定 分子中各原子个数比 M=0.717g/L×22.4L/mol =16g/mol
nH nc
4 = 1
一、甲烷的组成与结构
分子式:
电子式： 结构式：
C H
H
+ Cl—Cl
光
光
Cl
C
Cl + H
Cl
H(二氯甲烷)
分子式 状态 （S T P） CH2Cl2 液态 （l）
CH 3Cl Cl 2 CH 2Cl 2 HCl
三氯甲烷的形成
Cl
H C Cl H + Cl—Cl
光
Cl
光
H
C Cl
Cl + H Cl (三氯甲烷)
氯仿 CHCl3
现象:
现象？Βιβλιοθήκη 氯气的黄绿色逐渐消失 瓶壁上有油状液滴生成 集气瓶中液面上升
2、甲烷的取代反应
一氯甲烷的形成 H
光
+ Cl—Cl
光
H
C
Cl
+H
Cl
H (一氯甲烷)
CH 4 Cl 2 CH 3Cl HCl
分子式 状态 （S T P） CH3Cl 气态 （g）
二氯甲烷的形成 H H
Cl
CH4
空间结构:
正四面体型
二、甲烷的物理性质
无色无味的气体， 极难溶于水， 密度比空气小（ 0.717g/L（标况）)。 存在:天然气、沼气、坑道气
三、甲烷的化学性质
1、氧化反应
（1）甲烷的燃烧
点燃
CH4+2O2
CO2+2H2O
①现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。 ②如何检验生成H2O和CO2？ CH4爆炸极限：5%~15% 甲烷在点燃之前要验纯，否则可能发生爆炸。 （2）强氧化剂 甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能使溴水 褪色。
( 四氯甲烷 ) Cl
2、取代反应
有机物分子里的某些原子（或原子团）被其它 原子（或原子团）所取代的反应叫做取代反应
CH4 + Cl2 光照 CH3Cl + HCl 光照 CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2
光照 光照
CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2
乙烷 丙烷 丁烷的结构式结构简式分别如下:
结构式
结构简式
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3
乙烷
丙烷
丁烷
同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若 干个CH2原子团的物质互相称为同系物
推导烷烃完全燃烧的通式
烷烃完全燃烧的通式： CnH2n+2 + （ H2O O2＝n CO2 + （n+1） ）
3、甲烷的受热分解
CH4
高温
C + 2H2
甲烷在隔绝空气并加热到15000C的条件下分解 四、甲烷的利用（P60） 1、制造制冷剂——氟利昂
CHCl3 + HF
2、氧化制备甲醇
CHFCl2 + HCl
3、裂解制造炭黑
烃：仅含碳和氢两种元素的有机化合物
烷烃：CnH2n+2 烷烃的命名——“某烷” ①碳原子数在十以下： 用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 C7H16 -----庚烷 ②碳原子数在十以上： 用数字 C15H32 ------十五烷
CCl4 + HCl
---------------气体 一氯甲烷 ---------------液体 二氯甲烷 三氯甲烷（氯仿）-----------液体 ------液体 四氯甲烷（四氯化碳）
思考：
1、CH4与Cl2反应后产物有几种？哪些是有机物？哪 种产物最多？ 五种；一氯甲烷,二氯甲烷,三氯甲烷(氯仿),四氯化 碳等4种都是有机物; HCl 最多
C(主)，H和O(次)，S、P、N(少)
石油 :组成元素主要为C、H，含少量S、O、N等
元素；组成物质主要是各种液态碳氢化合 物
天然气 :主要为甲烷 是最简单的有机化合物
§1 天然气的利用、甲烷
千年的希望——“可燃冰” 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外 形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃 冰将成为最理想替代能源.