高一化学天然气的利用甲烷

把甲烷气体分别通入酸性 KMnO4溶液与溴水中，观察现 象。
结论：甲烷与KMnO4溶液不发 生反应，也不与溴水发生反应。 通常情况下，甲烷比较稳定。 与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。
2、通常情况下，甲烷稳定。一般不与强 酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应。
3、甲烷的分解反应 甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； 甲烷的高温分解反应方程式： CH4
例如：
CH 3CH 3 Cl 2 会产生9种产物。
光照
【例1】某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯 代物，该烃的分子式可以是( C ) A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6H14
【解析】: 烃的一氯代物只有一种，H原子分布必 须 完 全 对 称 。 如 ： CH4 、 CH3-CH3 、 C(CH3)4 、 C(CH3)2C(CH3)2 等
点燃
CO2+2H2O
CHFCl2+HCl
课外思考： 设计实验确定甲烷中是否含有氧元素， 并写出实验方案。
从石油炼制的产品中可以获得一系列和甲烷 结构相似的化合物，如：
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
以上分子结构有什么特点？
每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱
和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
庚烷
2、有机物的结构特点： （1）在有机物中，碳均呈四价。 （2） 碳原子可与其他原子形成共价键，碳原子 间也可相互成键； （3）碳碳之间可形成单键，也可形成双键或三 键； （4）碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳 环。 所以含碳元素化合物种类繁多。 （5）有机物分子之间一般以分子间作用力形成 的分子晶体，所以熔沸点比较低。
辛烷
每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱 和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。
五、烷烃
1.烷烃的概念
碳原子都以碳碳单键相连，其余的价 键均用于与氢原子结合，达到“饱和”的一 系列化合物。
结构特点：碳碳单键、链状、C原子剩余 价键全部和氢结合
2、烷烃的结构 (1)结构式：
乙烷： H H | | H－C－C－H | | H H 丙烷： H H H | | | H－C－C－C－H | | | H H H
可燃冰的分布
1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ， 含碳75%，含氢25%。请同学们利用这些数据 推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比 和分子式。 2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。 3、甲烷完全燃烧的生成物是什么？写出甲烷燃 烧的热化学方程式。
CH4（ g ）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l）；
3. 有机物的性质特点
(1)多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂；
(2)多数有机物受热易分解，易燃烧； (3)多数有机物是非电解质，不易导电，为分子晶 体，熔点低； 且一般速率较慢； (5)有机物种类繁多。
(4)有机物所参与的反应比较复杂，常伴有副反应，
说 明
1、有机物种类繁多，现已达2000多万种，而且 每年仍以近百万种的速率不断增加。 2、有机物组成的元素：主要是C、H、O，还 有N、S、X、P等。
丁烷
戊烷 十七烷
CH3(CH2)2CH3
CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)15CH3
气
液 固
-138.4
-130 22
-0.5
36.1 301.8
0.5788
0.6262 0.7780
不溶
不溶 不溶
规律：CnH2n+2(n≥1)状态：气液固；熔沸点依次升高，
相对密度依次增大且小于1，均不溶于水。
注意：
(1)甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两 种气体产物； (2)有机反应很复杂，产物较多； (3)多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。
取代反应与置换反应的区别：
取代反应
适用于有机反应 反应物、生成物中不一 定有单质
置换反应
适用于无机反应 反应物、生成物中一定有 单质
逐步取代 ，很多反应是可逆的 反应一般是单向进行 反应能否进行受催化剂、 温度、光照等外界条件影响 较大 在水溶液中进行的置换 反应遵循金属或非金属的 活动顺序
【解题回顾】:烃的一氯代物无同分异构体，逆 推其烃具有高度的对称性。先写出一个C原子， 以此C原子为中心，然后在其四个价键上分别添 上H原子、C原子，再判断结构。
【例2】进行一氯取代后，只能生成三种沸
点不同产物的烷烃是（ B ） 5 3
2
2
六、同系物：
结构相似、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。
丁烷： H H H H | | | | H－C－C－C－C－H | | | | H H H H
异丁烷：
H | H--C--H H H | | H－C——C——C－H | | | H H H
(2)结构简式：
例：
H H H | | | H— C — C — C — | | | H H—C— H H | H H H | | C— C—H | | H H
学以致用
1、下列有关甲烷物理性质的叙述正确的是 （D ） A、甲烷是一种黄绿色气体 B、甲烷是一种有臭味的气体 C、收集甲烷时常用排水法，是因为甲烷 的密度与空气的密度相近。 D、甲烷能用排水法收集是因为甲烷难溶 于水
2、下列物质常温下呈气态的是 （ A ） A、CH3Cl C、CHCl3 B、CH2Cl2 D、CCl4
碳原子数相邻的烷烃之间相差“CH2”原子团 3、烷烃的通式:

CnH2n+2
4、烷烃的名称
碳原子数 分子式 名称 碳原子数 分子式 名称 1 CH4 甲烷 6 2 C 2H 6 乙烷 7 3 4 5 C3H8 C4H10 C5H12 丙烷 8 丁烷 9 戊烷 10
C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
与金刚石的结构相同
稳定结构 （立体） 但由于有机物的立体结构式书写起来 比较费事，为方便起见，一般采用平 面的结构式。
二、甲烷的物理性质：0.717g/L(标准状况下)
无 色 无 味的 气 体，密度比空气小 ， 难 溶于水。 收集 收集 向下排气法
排水法
甲烷在自然界中的存 在：池沼的底部(沼 气)，油田气和煤矿 坑道(坑气、瓦斯)， 天然气(一般含CH4 80﹪－97﹪)。
3、仅由C、H两种元素组成的有机物，称为碳氢化合物， 也称为烃。(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等) 4、甲烷是最简单的烃，也是最简单的有机物，也是含 氢量（25%）最大的有机物。 5、甲烷广泛存在于自然界中，天然气、沼气、油田气 和煤矿坑道气（瓦斯气）的主要成分都是甲烷。 （深海可燃冰）
科学视野：我国的石油与天然气资源
烷烃同系物
｛
结构相似： 碳原子均饱和。
链状
分子组成： 碳原子数不同。
七、烃基:
烃失去一个或几个氢原子后所剩余的原子 团。用“R—”表示。
CH 4 CH 3 CH 2
5、烷烃的性质：(1)物理性质
名称 甲烷 乙烷 丙烷 结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 常温时 的状态 气 气 气 熔点/℃ -182 -183.3 -189.7 沸点/ ℃ -164 -88.6 -42.1 相对 密度 0.466 0.572 0.585 水溶 性 不溶 不溶 不溶
总体： 性质较稳定 甲烷化学性质
燃烧反应
一定条件下
取代反应
受热分解
四、甲烷的用途
①除了做气体燃料，还是一种化工原料。 ②甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的 重要原料，也可用于制造颜料、油墨和 油漆等。 ③从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。 CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl ④甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、 氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。
3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分 反应，得到的产物物质的量最多的是（ D ） A、CH3Cl B、CH2Cl2
C、CCl4
D、HCl
4、下列反应不属于取代反应的是（BC）
A、CH4+Br2
B、Zn+H2SO4
光 CH Br+HBr 3
ZnSO4+H2
C、CH4+2O2
D、CHCl3+HF
化石燃料：
煤 有机物和无机物组成的复杂混合物， 含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
有机物简介
1. 什么叫有机物？有机物有什么特点? ★ 一般把含碳元素的化合物称为有机化 合物，简称为有机物。 ★ CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸 （HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）及其 盐、SiC、CaC2等虽含有碳元素，但它们 的组成、结构和性质都跟无机物更相似， 因此，它们属于无机物。
△H=-889.6kJ/mol
分子式的确定： 摩尔质量
（相对分子质量)
分子式 分子中各原子的物质的量之比
（各组成原子个数的最简比）
一、甲烷的分子结构
-4 +1
1.分子式： CH4
H 电子式： 结构式： H C H （平面?）
H
H C H H
H 非极性分子
甲烷分子不是平面四边形结构 2.甲烷分子呈正四面体结构 键角： 109°28′
省略C—H键 把同一C上的H合并 省略横线上C—C键
CH 3—CH—CH—CH—CH 3 2 2 CH 3 CH 3CHCH2CH 2CH 3
CH 3 或者： CH 3CH（CH3 ）CH2CH 2CH 3
它们对应的结构简式：