天然气的利用甲烷

课外思考： 课外思考： 设计实验区别甲烷、 设计实验区别甲烷、一氧化碳和氢气三 种气体。 种气体。
总结： 总结：
一、甲烷的分子组成和结构 分子式： 分子式：CH4 电子式： 正四面体结构） 电子式： （正四面体结构）
结构式: 结构式
二、性质 1、物理性质 、
无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。 无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。
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、因为甲烷的密度与空气的密度相近，所以收集 、因为甲烷的密度与空气的密度相近， 甲烷时常用排水法。 甲烷时常用排水法。 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 B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4 、 、 、 、 3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分 、在光照下，将等物质的量的 反应，得到的产物物质的量最多的是（ 反应，得到的产物物质的量最多的是（ D） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl 、 、 、 、
甲烷能被氧气氧化，能与强酸、 甲烷能被氧气氧化，能与强酸、强碱或强氧 化剂反应吗？ 化剂反应吗？
现象： 溶液不褪色 不褪色。 现象：KMnO4溶液不褪色。 结论：通常情况下，甲烷比较稳定。 结论：通常情况下，甲烷比较稳定。 比较稳定 强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。 一般不反应 与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。
5、有一种无色的混合气体可能由CH4、NH3、 、有一种无色的混合气体可能由 H2、CO、CO2和HCl中的几种气体组成， 中的几种气体组成， 、 中的几种气体组成 将此混合气体通过浓H 将此混合气体通过浓 2SO4，气体总体积基 本不变；再通过澄清石灰水，未见浑浊， 本不变；再通过澄清石灰水，未见浑浊， 但气体总体积减小；把剩余气体在纯O 但气体总体积减小；把剩余气体在纯 2的 情况下引燃，燃烧产物不能使无水CuSO4变 情况下引燃，燃烧产物不能使无水 则原混合气体中一定含有： 色，则原混合气体中一定含有： （A） A. CO、HCl B. CH4、NH3 、 C. CH4、HCl D. H2、CO2
4、如图所示，某气体X可能由 2、CO、CH4中的 、如图所示，某气体 可能由 可能由H 、 一种或几种组成。 一种或几种组成。将X气体 燃烧，把燃烧后生成的 气体 燃烧， 气体通过A、 两个洗气瓶 试回答下列问题： 两个洗气瓶。 气体通过 、B两个洗气瓶。试回答下列问题： (1) 若A洗气瓶的质量增加，B洗 洗气瓶的质量增加， 洗 洗气瓶的质量增加 气瓶的质量不变，则气体X是 气瓶的质量不变，则气体 是 H2 _____________。 _____________。 (2) 若A洗气瓶的质量不变，B洗 洗气瓶的质量不变， 洗 洗气瓶的质量不变 气瓶的质量增加，则气体X是 气瓶的质量增加，则气体 是 ___________。 。 CO (3) 若A、B两个洗气瓶的质量都 、 两个洗气瓶的质量都 增加，则气体X可能是 增加，则气体 可能是 CH4或H2,CO或H 或 _______________。 2,CH4或CO,CH4或H2,CO,CH4 。
燃烧 检验产物 方 法 现 象 结 论 1、点燃甲烷 现象 、 前必须验纯! 前必须验纯 甲烷 用干燥的小烧 烧杯内壁有 有水生成 CH4爆炸极限：安静燃 杯罩在火焰上 液珠生成 爆炸极限： 5%~15.4% 烧， 产生 2、有机反应方 、 向烧杯注入澄 澄清石灰水 有二氧化 淡蓝色 程式中用“ 程式中用“ → ” 清石灰水 变浑浊 碳生成 火焰 不用“＝”。 不用“ CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O 3、1 mol甲烷在通常情况下完全燃烧放出 甲烷在通常情况下完全燃烧放出889.6 kJ的热 、 甲烷在通常情况下完全燃烧放出 的热 写出甲烷燃烧的热化学方程式。 量，写出甲烷燃烧的热化学方程式。 CH4(g)+ 2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H=-889.6kJ/mol
2010年4月1日19时许，陕西韩城市龙门镇泉子沟煤矿发 年 月 日 时许 时许， 生一起瓦斯爆炸事故，当班井下有27人。17人升井，8 生一起瓦斯爆炸事故，当班井下有 人 人升井， 人升井 人遇难， 人失踪 人失踪。 人遇难，2人失踪。
专题三 化石燃料与有机化合物
甲烷
最简单的有机物(含碳的化合物， 最简单的有机物 含碳的化合物，除 含碳的化合物 CO，CO2，H2CO3和碳酸盐等 。 和碳酸盐等)。 ，
4 2
产物用途： 产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业 的原料。 是橡胶工业的原料 是橡胶工业的原料， 的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制 造颜料、油墨、油漆等。 造颜料、油墨、油漆等。
四、甲烷的用途
①做气体燃料。 做气体燃料。 燃料 炭黑是橡胶工业的重要 ②甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的重要 甲烷热分解的产物炭黑 原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。 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。 从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。 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 甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、 一氧化碳 的混合物，用它们可以合成甲醇 合成甲醇。 的混合物，用它们可以合成甲醇。
甲烷与氯气反应最多可 能有几种产物？ 能有几种产物？
五种。 五种。CH3Cl ，CH2Cl2 ，CHCl3，CCl4和HCl。 。 提示：有机反应很复杂，产物较多 提示：有机反应很复杂，
取代反应与置换反应的比较： 取代反应与置换反应的比较： 取代反应
适用于有机反应 反应物、 反应物、生成物中不一 定有单质 逐步取代 ，很多 反应是可逆的 反应能否进行受催化 温度、 剂、温度、光照等外界 条件影响较大
三、甲烷的化学性质 2、取代反应： 、取代反应： 现象： 生成。 现象：瓶壁上有 油 状 液滴 生成。 量筒内液面 上升 。
一氯甲烷
二氯甲烷
三、甲烷的化学性质 2、取代反应： 、取代反应： 有机物分子里的某些原子或原子团被 有机物分子里的某些原子或原子团被
其他原子或原子团所代替的反应。 其他原子或原子团所代替的反应。 代替的反应
CH3Cl ＋ HCl 光照 CH3Cl ＋ Cl2 CH2Cl2＋HCl 光照 CH2Cl2 ＋ Cl2 CHCl3＋HCl 光照 CHCl3 ＋ Cl2 CCl4＋ HCl CH4 ＋ Cl2 光照 常温下， 常温下，CH3Cl 是气体， 是气体，其它三种 是液体， 是液体，CHCl3和 CCl4是工业上重要 的溶剂， 的溶剂，CCl4还是 一种效率较高的灭 火剂， 火剂，这四种取代 物都不溶于水。 物都不溶于水。
五、烷烃 1、定义： 、定义： 碳原子都以碳碳单键相连， 碳碳单键相连 碳原子都以碳碳单键相连，其余价键均用于与 氢原子结合，达到“饱和” 氢原子结合，达到“饱和”，这一系列化合物 成为烷烃。 成为烷烃。 2、通式：CnH2n+2 、通式： 3、烃：碳氢化合物 、 只含碳、氢元素的化合物。 只含碳、氢元素的化合物。 4、同系物：结构相似，分子组成上相差 个或 相差1个或 、同系物：结构相似，分子组成上相差 若干个“ 若干个“CH2”原子团的有机化合 原子团的有机化合 物 互称为同系物。 互称为同系物。 如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、辛烷、十六烷等。 如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、辛烷、十六烷等。
H
H H C H H
不是平面四边形结构， 不是平面四边形结构， 键角： 键角： °28′ 109 正四面体结构 结构！ 呈正四面体结构！
二.717g/L(标准状况下 标准状况下) 标准状况下
无色 无 味的气 体，密度比空气 小， 难 溶于水。 收集 溶于水。 向下排气法 收集
排水法
甲烷（又名沼气、坑 甲烷（又名沼气、 沼气 气）在自然界中的存 池沼的底部(沼 在：池沼的底部 沼 气)，油田气和煤矿 ， 坑道(坑气 瓦斯)， 坑气、 坑道 坑气、瓦斯 ， 天然气(一般含 一般含CH 天然气 一般含 4 80﹪－97﹪)。 ﹪ ﹪。
三、甲烷的化学性质 1、可燃性： 、可燃性： 因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。 因其含碳量低，其火焰为淡蓝色火焰。
置换反应
适用于无机反应 反应物、 反应物、生成物中一 定有单质 反应一般是单向进行 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
三、甲烷的化学性质 3、甲烷的分解反应 、 甲烷常温时很稳定 但在高温时可分解 常温时很稳定， 高温时可分解； 甲烷常温时很稳定，但在高温时可分解； CH 高温 C＋2H ＋
2、化学性质 性质较稳定 、化学性质:性质较稳定
①可燃性 ②取代反应 ③热分解
3、用途 、
分子式的确定： 分子式的确定： 摩尔质量
（相对分子质量) 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） 各组成原子个数的最简比）
2、甲烷分子的电子式和结构式，说明它的分子结构 、甲烷分子的电子式和结构式， 特点。 特点。 H 一、甲烷的分子结构 -4 +1 H C H 1.分子式： CH4 分子式： 结构式： 分子式 结构式： 电子式： 电子式：
可燃冰” 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， 可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧， 天然气 外形似冰，被称为“可燃冰” 可燃冰”储量较大， 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。 可燃冰将成为最理想替代能源。
可燃冰在自然界 分布非常广泛， 分布非常广泛，海 底以下0到 底以下 到1500米深 米深 的大陆架或北极等 地的永久冻土带都 可能存在， 可能存在，我国南 海、东海等海域发 现大量“可燃冰” 现大量“可燃冰” 资源，估算其资源 资源， 量相当于我国陆地 石油天然气资源的 一半。 一半。可燃冰可满 足人类未来1000年 足人类未来 年 需要的新能源 。
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 、已知甲烷的密度在标准状况下是 75%，含氢 ，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。 氢元素的质量比、原子数比和分子式。 解析： 解析： 含碳75%，含氢 ① 含碳 ，含氢25%，设甲烷质量为 ，则 ，设甲烷质量为1g， m（C）=0.75 g n（C)=0.75g/12g·mol-1 （ ） （ m(H)=0.25g n(H)=0.25g/1g·mol-1 因此C原子与 原子与H原子的个数比为 因此 原子与 原子的个数比为 (0.75/12):(0.25/1)=1：4,故最简式为 4 故最简式为CH ： 故最简式为 ②已知甲烷的密度在标准状况下0.717g/L ，则 已知甲烷的密度在标准状况下 M=ρ·Vm=0.707 g/L×22.4L/mol=16g/mol × 综合① 可知甲烷的分子式为CH 综合① ②，可知甲烷的分子式为 4