甲烷第二课时甲烷的结构和性质.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章,有机化合物,最简单的有机化合物,甲烷,第三章第一节,火星雾气,甲烷,甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。,沼气,煤矿坑道气,天然气,油田气,一.,甲烷在自然界的存在,沼气,天然气,沼气（,甲烷,）的制取和利用,甲烷的重要性,:,新农村建设资源,沼气池,12.5,洪桐矿难死亡,105,人,直接原因：瓦斯爆炸,矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以,甲烷,为主的有害气体。,瓦斯难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。,瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。,天然气燃烧及瓦斯爆炸,辽宁省辽源煤矿瓦斯爆炸现场,如何防止瓦斯爆炸,?,阻断反应条件,:,严禁烟火,控制反应物含量,:,通风换气,准确检测,可燃冰,主要成分是,甲烷分子,与,水分子,。,海底天然气被包进水分子中，在海底的低温与压力下形成“可燃冰”。,天然气和水可以在温度,2,5,摄氏度内,结晶,，这个结晶就是“可燃冰”。因为主要成分是甲烷，因此也常称为“甲烷水合物”。在常温常压下它会分解成水与甲烷，“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。,可燃冰,问题：,你知道西气东输工程吗？这里的“气”的主要成分是什么？,西气东输工程,你知道吗？,让我,好好想想,？,西气东输工程大展望,甲烷的重要性,:,国家战略资源,西气（,甲烷,）东输,管道施工现场,西气东输管道施工现场,中国西气东输工程已向八十多个大中城市供气,记者从中国石油塔里木油田公司获悉，西气东输工程全线商业运营以来，目前已向中国十二个省区、八十多个大中型城市供气。,二,00,六年西气东输供,气九十九亿立方米，高峰期日均超过三千六百万立方米。,西气东输是中国西部大开发标志性工程，是联接东西部的能源大动脉。该工程西起新疆塔里木，东到上海市白鹤镇，全长四千多公里。,天然气现状,全球已探明的天然气总储量为,179.53,万亿立方米。,全球天然气占总能源消费的,24%,。,我国探明天然气储量,1.37,万亿立方米。,中国天然气探明储量集中则在,10,个大型盆地。,西气东输二线干线管道设计输气规模,300,亿立方米年，计划,2008,年全线开工，,2010,年建成通气。,气源为引进土库曼斯坦、哈萨克斯坦等中亚国家的天然气，国内气源作为备用和补充气源。,去年仅长沙一市就用气,1.8,亿立方米，今年预计将达,2.1,亿立方米。,二、甲烷的分子结构,结构式：用一条短线表示一对共用电子对的图式。,（化学式：,CH,4,）,球棍模型,比例模型,经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角是109,28,）。,H,.,H C H,H,.,.,.,HCH,H,H,电子式,结构式,正四面体结构示意图,.甲烷分子表示式,甲烷分子的立体结构（球棍模型）,甲烷结构特点,（以碳原子为中心，四个氢原子为顶点）,1,、正四面体、,2,、原子不共面、,3,、键角：,109,度,28,分,结构式：,C,H,H,H,H,空间构型,:,具有正四面体形结构。,分子式：,CH,4,电子式：,H C H,H,H,.,.,.,.,结构简式：,CH,4,裁一段长,25cm,、宽,8.7cm,的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。,实践活动：,观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。,球棍模型,裁一段长,25cm,、宽,8.7cm,的矩形纸板或硬纸条，按下图所示方式，裁去两头的小三角，按虚线向内折成如图所示的正四面体，其顶点分别为甲烷中个氢原子的位置，中心是碳原子。,实践活动：,观察图所示的与空间位置关系。试用原子结构拼插模型（或用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等代用品），自制甲烷的分子模型。,球棍模型,三、甲烷的性质,、物理性质,无色、无味的气体,=0.717g/L,（,S.T.P,）,极难溶于水,俗名：沼气、坑气，是天然气的主要成分（,80-97%,）,向下排空气法,排水法,（讨论：甲烷的收集方法。）,2,.,化学性质,在通常情况下，甲烷比较稳定，与,高锰酸钾,等强氧化剂不发生反应，与,强酸、强碱,也不发生反应。但是，在一定的条件下，甲烷也会发生某些反应。,氧化反应,CH,4,+O,2,CO,2,+H,2,O,点燃,2,2,甲烷可以在空气（或氧气）中安静燃烧，产生淡蓝色火焰，同时放出大量的热。,点燃甲烷和空气（或氧气）的混合气体，可能会发生爆炸，因此在进行甲烷燃烧实验时，必须先检验其纯度。,注意有机物化学反应方程式的书写。用“,”,不用“,=”,如果点燃甲烷和氧气（或空气）的混和 物，它立即发生爆炸，爆炸极限为：,空气中含甲烷：,5,15%,氧气中含甲烷：,5.4,59.2%,。,所以点燃烷前必须检验纯度。,【,注意,】,在煤矿矿井里要采取通风，严禁烟火，定期检测甲烷的含量等安全措施。,如果一定压强下温度高于,100,，水变为水蒸气，此时,CH,4,燃烧前后体积不变。,CH,4,、,H,2,S,、,H,2,等气体在空气中燃烧，,火焰呈淡蓝色,；固态的硫在空气中燃烧，火焰呈,淡蓝色火焰,，气体在纯氧气中燃烧，火焰呈,蓝紫色,；液态的酒精在空气中燃烧，火焰呈,淡蓝色,。,CO,气体在空气中燃烧，火焰呈,蓝色,。,CH,4,检验：,甲烷安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，若在火焰上方罩一干燥烧杯，烧杯内壁变模糊，直立，加少量石灰水变浑浊。,联系:,甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色,。,（,2,）,取代,反应：,科学探究,你从实验中得到哪些信息？,从所得的实验信息中你能得到哪些启示？,甲烷和氯气的反应,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）所替代的反应。,思考：,取代反应与置换反应有哪些相同与不同？,现象,：,混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上出现油滴，量筒内的液面上升。,讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从中可以得到那些结论？,2,量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油状物质，且不溶与水。,1,说明量筒内的混合气体在,光照的条件下,发生了化学反应。,3,量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒内的气压在减小，即气体总体积在减小。,量筒内的液面上升，气体颜色略微变浅。,说明反应中生成了新的油状物质,量筒壁上出现油滴,结论,现象,【,实验,】,取一个,100 mL,的大量筒，用排饱和食盐水的方法先后收集,20 mLCH,4,和,80mLCl,2,（如图），放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，观察发生的现象。,取代反应,说明随着反应的进行，量筒内的气体总体积在减小。,甲烷与氯气光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,甲烷与氯气,光照条件下的取代反应,光,C,H,H,H,H,Cl,Cl,光,C,H,H,H,Cl,Cl,Cl,C,H,H,Cl,Cl,H,Cl,C,H,H,Cl,H,H,Cl,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl+,HCl,光,CH,3,Cl+Cl,2,CH,2,Cl,2,+,HCl,光,一氯甲烷，气体,二氯甲烷，液体,光,C,Cl,H,Cl,Cl,Cl,Cl,C,Cl,Cl,Cl,Cl,H,Cl,CHCl,3,+Cl,2,CCl,4,+HCl,光,光,C,H,H,Cl,Cl,Cl,Cl,C,Cl,H,Cl,Cl,H,Cl,CH,2,Cl,2,+Cl,2,CHCl,3,+HCl,光,四氯甲烷，液体,三氯甲烷，液体,CH,4,+Cl,2,CH,3,Cl +HCl,光照,CH,3,Cl+Cl,2,CH,2,Cl,2,+HCl,CH,2,Cl,2,+Cl,2,CHCl,3,+HCl,CHCl,3,+Cl,2,CCl,4,+HCl,甲烷与氯气取代反应的方程式,光照,光照,光照,*,甲烷与氯气的反应，共得到五种产物，其中一氯甲烷和氯化氢为气态，其余为液态。氯化氢易溶于水，其余难溶于水。,常温下，一氯甲烷是气体，其他三种是液体，三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重要的溶剂，四氯甲烷还是一种效率较高的灭火剂，这四种取代物都不溶于水。,注：,（）,甲烷与氯气反应可能有五种产物，其中有两 种气体产物。,（）,多数有机物都难溶于水，易溶于有机溶剂。,（）,有机反应很复杂，产物较多。,注意：,(,甲烷的取代反应,),反应条件,光照（室温下在暗处不发生反应）。,反应物质,纯卤素单质，例如甲烷与氯水、溴水不反应，与氯气、溴蒸气光照条件下发生取代反应。,甲烷分子中的四个氢原子可逐一被取代，故甲烷的卤代物并非一种，而是几种卤代物的混合物。,取代反应与置换反应的区别,取代反应,置换反应,反应物至少有一为有机物,生成物中不一定有单质,反应能否进行，受温度、光照、催化剂等外界条件的影响较大,反应逐步进行，很多反应是可逆的,反应物至少有一为无机物,反应物和生成物中一定有单质,在水溶液中进行的反应，遵循金属活动性顺序等,反应一般为单方向进行,在隔绝空气并,加热至,1000,的高温,下，,甲烷,分解,CH,4,C +2H,2,高温,合成氨,、,汽油,的原料,橡胶工业,的原料,（3）,、甲烷的受热分解,可以用于制造颜料、油墨、油漆等,结构,性质,用途,决定,决定,甲烷化学性质,总体：,一定条件下,燃烧反应,取代反应,受热分解,性质较稳定,四,、甲烷的用途,（1）甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道,气的主要成分。中国最早利用天然气。,（2）“西气东送”就是将新疆等中西部地区的天,然气，通过管道东输到长江三角洲，最终,到达上海的一项巨大工程。,（3）“西气东送”工程是我国开发西部的一项,重大举措，可以改善我国东部能源结构。,（4）天然气是高效、低耗、污染小的清洁能,源。它还是一种重要的化工原料。,1、甲烷是一种,、,的气体，标准状况下的密度_，其分子呈,结构，化学性质比较,。,2、与甲烷的分子结构相同的物质是（）,A NH,3,B CCl,4,C CH,2,Cl,2,D H,2,O,3、,将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高,锰酸钾褪色的是（）,A CH,4,B CO,2,C SO,2,D H,2,无色,无臭,0.717,g/L,正四面体,稳定,B,C,练习:,练习,:,4,、,写出甲烷与溴蒸气反应的化学方程式。,CH,4,+Br,2,CH,3,Br+HBr,光照,CH,3,Br+Br,2,光照,CH,2,Br,2,+HBr,CH,2,Br,2,+Br,2,光照,CHBr,3,+HBr,CHBr,3,+Br,2,光照,CBr,4,+HBr,5,、,在光照条件下，将等体积的甲烷和氯气混合，得到的产物中物质的量最多的是(),A、CH,3,Cl B、CH,2,Cl,2,C、CCl,4,D、HCl,D,6,、下列叙述正确的是(),A、有机物一定来自有机体内,B、有机物与无机物可以相互转化,C、CO属于有机物,D、A-B+C-D A-C+B-D 一定属于复,分解反应,B,练习,7,下列反应不属于取代反应的是（）,B,、,2 HI +Cl,2,=I,2,+2HCl,A,、,CH,4,C +2 H,2,高温,C,、,C,6,H,5,-H+Br,2,C,6,H,5,-Br+HBr,Fe,D,、,C,6,H,5,-H+C,2,H,5,Cl C,6,H,5,-C,2,H,5,+HCl,一定条件,AB,小结,1,有机化合物数量众多，分布极广；,2,甲烷是最简单的有机化合物；,3,甲烷可以发生氧化反应和取代反应；,4,有机物分子里的某些原子或原子团被其 他原子或原子团所替代的反应叫取代反 应。,化学源于生活，服务于生活。,谢谢您的倾听！,