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1、专题专题3 3：有机化合物的获得与应用：有机化合物的获得与应用1沐风书苑 千年的希望千年的希望 “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，的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为被称为“可燃冰可燃冰”。“可燃冰可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源替代能源. 2沐风书苑3沐风书苑池沼的底部池沼的底部( (沼气沼气) )油田气和煤矿坑道油田气和煤矿坑道( (坑气、瓦斯坑气、瓦斯) ) 天然气天然气( (一般含一般含CH4 80809797) )可燃冰等可燃冰等一、甲烷的存在一、甲烷的存在4沐风书苑1、在通常状况下
2、，甲烷是一种无色、无、在通常状况下，甲烷是一种无色、无 味的气体。味的气体。根据上述甲烷的物理性质根据上述甲烷的物理性质, ,你知道如何收集甲烷吗你知道如何收集甲烷吗? ?3、难溶于水。、难溶于水。2、密度比空气小，标况下密度为、密度比空气小，标况下密度为0.717g/L。二、甲烷的物理性质二、甲烷的物理性质 5沐风书苑分子式分子式CH4电子式电子式 HH C H H结构式结构式 HH C H H空间结构空间结构正四面体正四面体三、甲烷的分子组成与结构三、甲烷的分子组成与结构6沐风书苑甲烷的分子模型甲烷的分子模型紫球表示碳原子，蓝球表紫球表示碳原子，蓝球表示氢原子，短棍表示共价键示氢原子，短棍
3、表示共价键用紫球和蓝球的体积比来大体用紫球和蓝球的体积比来大体上表示碳原子和氢原子的体积比上表示碳原子和氢原子的体积比7沐风书苑通常情况下，甲烷比较稳定。通常情况下，甲烷比较稳定。结论：甲烷与结论：甲烷与KMnO4溶液不发溶液不发生反应。生反应。 把甲烷气体通入把甲烷气体通入KMnO4溶液溶液中，观察现象。中，观察现象。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。8沐风书苑四、甲烷的化学性质四、甲烷的化学性质2 2、可燃性、可燃性现象：淡蓝色火焰，大量放热现象：淡蓝色火焰，大量放热注意注意: : 1、有机反应方程式中用有机反应方程式中用“ ”不用不用“”。1 1、稳定性
4、、稳定性2、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。9沐风书苑拓展视野拓展视野 目前，天然气中使用的臭味剂主要为四氢目前，天然气中使用的臭味剂主要为四氢噻吩（简称噻吩（简称THT），该物质对人体无毒无害、），该物质对人体无毒无害、化学性质稳定、燃烧后无残留、不污染环境、化学性质稳定、燃烧后无残留、不污染环境、不腐蚀管道，且不会影响天然气的质量，是各不腐蚀管道，且不会影响天然气的质量，是各地普遍使用的一种臭味剂。地普遍使用的一种臭味剂。10沐风书苑 用排饱和食盐水法在量筒用排饱和食盐水法在量筒中先后收集中先后收集80mL80mL氯气和氯气和20mL20mL甲烷气体，用灯光
5、照甲烷气体，用灯光照射瓶中的混合气体，观察射瓶中的混合气体，观察现象。现象。11沐风书苑12沐风书苑13沐风书苑 ( (一氯甲烷，气态一氯甲烷，气态) )（二氯甲烷，油状液体）（二氯甲烷，油状液体）（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，（三氯甲烷，又名氯仿，油状液体，曾用作麻醉剂，制氟利昂）曾用作麻醉剂，制氟利昂）（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，（四氯甲烷，又叫四氯化碳，油状液体，常作溶剂、灭火剂）常作溶剂、灭火剂）3 3、取代反应：、取代反应：有机物分子里的某些原子有机物分子里的某些原子( (或原子或原子 团团) )被其他原子被其他原子( (或原子团或原子团) )所代替的反应。所代替的反应。C
6、H4 Cl2 CH3Cl HClCH3Cl Cl2 CH2Cl2 HClCH2Cl2 Cl2 CHCl3 HClCHCl3 Cl2 CCl4 HCl14沐风书苑在光照条件下在光照条件下,将将1molCH4与与1molCl2混混合充分反应后合充分反应后,得到的产物是得到的产物是 （ ）A、CH3Cl HClB、CCl4 HClC、CH3Cl CH2Cl2D、CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl练一练练一练: :D15沐风书苑 在加热至在加热至15001500的条件下，甲烷分解生成的条件下，甲烷分解生成炭黑和氢气。炭黑和氢气。产物的用途：产物的用途：氢气是合成氨及合成汽油等工氢气
7、是合成氨及合成汽油等工业的原料；炭黑是橡胶工业的原料，还可用业的原料；炭黑是橡胶工业的原料，还可用于制颜料、油墨、油漆等。于制颜料、油墨、油漆等。反应方程式：反应方程式：CHCH4 4 C + C + 2H2H2 2高温高温 4、甲烷的分解反应、甲烷的分解反应16沐风书苑甲烷在一定条件下氧化生成一氧化碳、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。氢气的混合物，用它们可以合成甲醇。做气体燃料做气体燃料。甲烷热分解的产物炭黑是橡胶工业的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、油墨和重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。油漆等。从甲烷可以制得氯仿和氟
8、利昂。从甲烷可以制得氯仿和氟利昂。CHCl3 + HF CHFCl2 + HCl五、甲烷的用途五、甲烷的用途17沐风书苑稳定性：稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。锰酸钾溶液褪色。物理性质物理性质化学性质化学性质燃烧反应燃烧反应分解反应分解反应取代反应取代反应甲烷的分子结构甲烷的分子结构(正四面体正四面体)反应反应无色无味的气体，无色无味的气体，极难溶于水，极难溶于水，密度比空气小。密度比空气小。18沐风书苑1、下列物质常温下呈气态的是、下列物质常温下呈气态的是 （ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4A巩固练习巩固练习19沐风书苑
9、2、在光照下，将等物质的量的在光照下，将等物质的量的CH4和和Cl2充分充分反应，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（ ） A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HClD巩固练习巩固练习20沐风书苑 3、光照对下列反应几乎没有影响的是（光照对下列反应几乎没有影响的是（ ） A、氯气与氢气反应、氯气与氢气反应 B、氯气与甲烷反应、氯气与甲烷反应 C、氧气与甲烷反应、氧气与甲烷反应 D、次氯酸的分解、次氯酸的分解C巩固练习巩固练习21沐风书苑4、将、将1mol甲烷和甲烷和4mol的氯气发生取代反应，的氯气发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的
10、待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗氯气的物质的量为量相等，则消耗氯气的物质的量为 （ ）A、0.5mol B、2molC、2.5mol D、4molC巩固练习巩固练习22沐风书苑5、如图所示，某气体、如图所示，某气体X可能由可能由H2、CO、CH4中中的一种或几种组成。将的一种或几种组成。将X气体气体 燃烧，把燃烧后燃烧，把燃烧后生成的气体通过生成的气体通过A、B两个洗气瓶。试回答下列两个洗气瓶。试回答下列问题：问题：(1) 若若A洗气瓶的质量增加，洗气瓶的质量增加，B洗洗气瓶的质量不变，则气体气瓶的质量不变，则气体X是是_。(2) 若若A洗气瓶的质量不变，洗气瓶的质量不变，B洗洗气瓶的质量增加，则气体气瓶的质量增加，则气体X是是_。(3) 若若A、B两个洗气瓶的质量都两个洗气瓶的质量都增加，则气体增加，则气体X可能是可能是_。H2COCH4或或H2,CO或或H2,CH4或或CO,CH4或或H2,CO,CH423沐风书苑24沐风书苑 已知已知1mol1mol甲烷完全燃烧生成甲烷完全燃烧生成COCO2 2气体和气体和液态水放出的热量为液态水放出的热量为890.3KJ890.3KJ，试写出该反，试写出该反应的热化学方程式。应的热化学方程式。练一练练一练: :25沐风书苑
天然气的利用甲烷最新应用材料
