高一下专题三第一单元第一节天然气的利用 甲烷lu

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化石燃料： 化石燃料：煤 :有机物和无机物组成的复杂混合物， 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) 主， 和 次， 、 、 少 石油 :组成元素主要为 、H,含少量 组成元素主要为C、 , 组成元素主要为 S、O、N等元素；组成物质主要 等元素； 、 、 等元素 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 主要为甲烷

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有机物简介什么叫有机物 有机物有什么特点 有机物？ 特点? 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 碳元素的化合物称为 ★ 一般把含碳元素的化合物称为有机化 合物，简称为有机物 有机物。 合物，简称为有机物。 及其盐、 ★ CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸 、 (HCN)及其盐、硫氰酸(HSCN)及其 )及其盐、硫氰酸( ) 等虽含有碳元素 碳元素， 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， 的组成、结构和性质都跟无机物更相似， 无机物。 因此，它们属于无机物 因此，它们属于无机物。

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2、有机物的结构特点： 、有机物的结构特点： (1)在有机物中，碳均呈四价。 )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 ) 碳原子可与其他原子形成共价键， 间也可相互成键； 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 )碳碳之间可形成单键， 键； (4)碳碳之间可形成长长的碳链，也可形成碳 )碳碳之间可形成长长的碳链， 环。 所以含碳元素化合物种类繁多。 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。 的分子晶体，所以熔沸点比较低。

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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； 多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂； 多数有机物难溶于水 (2)多数有机物受热易分解，易燃烧； 多数有机物受热易分解，易燃烧； 多数有机物受热易分解 (3)多数有机物是非电解质，不易导电，为分子晶 多数有机物是非电解质，不易导电， 多数有机物是非电解质 体，熔点低； 熔点低； (4)有机物所参与的反应比较复杂，常伴有副反应， 有机物所参与的反应比较复杂，常伴有副反应， 有机物所参与的反应比较复杂 且一般速率较慢； 且一般速率较慢； (5)有机物种类繁多。 有机物种类繁多。 有机物种类繁多

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说 明

1、有机物种类繁多，现已达2000多万种，而且 、有机物种类繁多，现已达 多万种 多万 每年仍以近百万种的速率不断增加。 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 、有机物组成的元素：主要是 、 、 , 有N、S、X、P等。 、 、 、 等

3、仅由C、H两种元素组成的有机物，称为碳氢化合物， 、仅由 、 两种元素组成的有机物，称为碳氢化合物 两种元素组成的有机物 碳氢化合物， 也称为烃 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 、甲烷是最简单的烃 也是最简单的有机物， 氢量( 的有机物。 氢量(25%)最大的有机物。 )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 、甲烷广泛存在于自然界中，天然气、沼气、 和煤矿坑道气(瓦斯气) 主要成分都是甲烷 都是甲烷。 和煤矿坑道气(瓦斯气)的主要成分都是甲烷。 (深海可燃冰) 深海可燃冰)

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科学视野： 科学视野：我国的石油与天然气资源阅读教材。 阅读教材。(1)我国的石油资源； 我国的石油资源； 我国的原油需求； (2)我国的原油需求； 西气东输” (3)“西气东输”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， 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。天然气是高效、低耗、 海的一项巨大工程。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。 小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。 可燃冰” (4)“可燃冰”。

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千年的希望 可燃冰” - “可燃冰”

可燃冰是天然气(甲烷等) 可燃冰是天然气(甲烷等)的 水合物，它易燃烧，外形似冰， 水合物，它易燃烧，外形似冰， 被称为“可燃冰” 可燃冰” 被称为“可燃冰”。“可燃冰” 储量较大， 储量较大，可燃冰将成为最理想 替代能源。 替代能源。

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可燃冰的分布

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1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L , 、已知甲烷的密度在标准状况下是 含碳75%,含氢 含碳 ，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、 推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比 和分子式。 和分子式。 2、甲烷分子的电子式，说明它的分子结构特点。 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 、甲烷完全燃烧的生成物是什么？ 烧的热化学方程式。 烧的热化学方程式。CH4( g )+ 2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l); ) ) ( ); △H=-889.6kJ/mol

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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)

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一、甲烷的分子结构-4 +1

1.分子式： CH4 分子式： 分子式 H 电子式： 电子式： H H C H H 结构式： H C H 结构式： (平面?) 平面 ) H 非极性分子

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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 甲烷分子呈正四面体结构 甲烷分子呈正四面体 键角： 键角： 109°28′ 与金刚石的结构相同 稳定结构 (立体) 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， 比较费事，为方便起见，一般采用平 面的结构式。 面的结构式。

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标准状况下) 标准状况下 二、甲烷的物理性质：0.717g/L(标准状况下 甲烷的物理性质：

无 色 无 味的 气 体，密度比空气小 ， 难 溶于水。 收集 溶于水。 收集 向下排气法排水法甲烷在自然界中的存 池沼的底部( 在：池沼的底部(沼 气),油田气和煤矿 坑道(坑气、瓦斯) 坑道(坑气、瓦斯), 天然气(一般含CH4 天然气(一般含 80﹪ 97﹪ 80﹪-97﹪)。

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三、甲烷的化学性质 1、可燃性因其含碳量低， 因其含碳量低，其火焰为 淡蓝色火焰。 淡蓝色火焰。 CH4+2O2 注意: 注意: 1、点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 点燃甲烷前必须验纯，否则会爆炸。 (思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?) 思考：什么时候甲烷会爆炸最强烈?) CH4爆炸极限：5%~15.4% 爆炸极限： 不用“ 2、有机反应方程式中用“ → ”不用“=”; 有机反应方程式中用“点燃

CO2+2H2O

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请

讨

论:

你能设计一个实验验证CH 你能设计一个实验验证CH4燃烧的 产物是什么吗？ 产物是什么吗？ 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方， 用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方， 烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。 烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。 把烧杯迅速倒转过来， 把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入 少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊， 少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊， 证明有二氧化碳生成。 证明有二氧化碳生成。

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把甲烷气体分别通入酸性 溶液与溴水中， KMnO4溶液与溴水中，观察现 象。 结论：甲烷与 结论：甲烷与KMnO4溶液不发 生反应，也不与溴水发生反应。 生反应，也不与溴水发生反应。 通常情况下，甲烷比较稳定。 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。 与强酸、强碱或强氧化剂一般不反应。

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2、通常情况下，甲烷稳定。一般不与强 通常情况下，甲烷稳定。一般不 稳定 强碱和强氧化剂等发生化学反应。 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： 甲烷的高温分解反应方程式： CH4

高温

C+2H2

产物用途： 产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原 料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油 是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、 油漆等。 墨、油漆等。

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