第一單元化石燃料與有機化合物第1課時天然氣的利用甲烷專題3有機化合物的獲得與應用千年的希望－“可燃冰”

可燃冰是天然氣（甲烷等）的水合物，它易燃燒，外形似冰，被稱為“可燃冰”。“可燃冰”儲量較大，可燃冰將成為最理想的替代能源。一、甲烷的存在

甲烷是我們日常生活中接觸到的最簡單的有機物，是動植物殘體在隔絕空氣情況下分解而產生的。

瓦斯、天然氣及農村的沼氣池中的主要成分都是甲烷。

已知甲烷的密度在標準狀況下是0.717g/L，含碳75%，含氫25%。利用這些數據怎樣確定甲烷的分子式？有機物分子式

分子中各原子物質的量比（各組成原子個數最簡比）

摩爾質量（相對分子質量)

22.4L/mol×0.717g/L=16g/mol摩爾質量：16g×75%12g/mol=1mol16g×25%1g/mol=4mol1mol該烴中C的物質的量:1mol該烴中H的物質的量:CH4分子式：[解題過程]分子式CH4電子式結構式空間結構球棍摸型比例模型正四面體CHHHHHHCHH········二、甲烷的分子組成與結構

三、、甲烷的性質：1、物理性質：

色

味的

體，密度比空氣

，

溶于水。

無氣無小

難向下排氣法排水法收集收集0.717g/L(標準狀況下)2、化學性質現象：明亮的淡藍色火焰，放出大量的熱。（1）甲烷的燃燒注意:甲烷在點燃之前要驗純，否則可能發生爆炸。CH4爆炸極限：5%～15.4%，瓦斯爆炸在煤礦礦井里要通風，嚴禁煙火！你能設計一個實驗驗證CH4燃燒的產物是什么嗎？？動動腦:

甲烷燃燒的熱化學方程式。1mol甲烷完全燃燒生成液態水時可以放出890kJ的熱量，其燃燒的熱化學方程式為

。CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ·mol－1甲烷通入酸性高錳酸鉀溶液，溶液不褪色，說明甲烷在常溫下性質如何？觀察與思考

通常情況下，甲烷穩定，如與強酸、強堿和強氧化劑等一般不發生化學反應。高錳酸鉀溶液（2）.甲烷的穩定性（3).甲烷的取代反應實驗操作實驗現象黃綠色逐漸消失，最后變為無色；集氣瓶內壁有

出現；集氣瓶內液面

。實驗結論集氣瓶內氣體在光照條件下發生化學反應。油滴上升

現象：說明：所以量筒內氣體黃綠色褪去、有白霧，水位不斷上升、內壁有油狀物質生成。光照條件下，甲烷與氯氣發生了反應反應機理：HH

C

ClHHH

C

HH+ClCl光+HClHH

C

Cl

ClHCl

C

HH+ClCl光+HClHCl

C

Cl

Cl

ClCl

C

HH+ClCl光+HCl取代反應：有機化合物分子中的某種

(或

)被另一種

(或

)所取代的反應。原子原子團原子原子團有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應叫做取代反應CH4+Cl2CH3Cl+HCl光CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl光CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl光CHCl3+Cl2CCl4+HCl光一氯甲烷（無色氣體）二氯甲烷（難溶于水的無色液體）三氯甲烷又叫氯仿（有機溶劑）四氯甲烷又叫四氯化碳（有機溶劑、滅火劑）取代反應置換反應實例定義反應物生成物電子轉移反應特點Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應。一種單質跟一種化合物反應，生成另一種化合物和另一種單質的反應。一種化合物和一種單質或化合物（反應物中至少有一種是有機物）一種單質和一種化合物一般生成兩種化合物另一種化合物和另一種單質不一定發生電子轉移，因此不一定是氧化還原反應一定發生電子的轉移很多反應是可逆反應，副反應較多，用“→”連接一般是不可逆反應，用“==”連接取代反應與置換反應的比較：CH4+Cl2CH3Cl+HCl光

在隔絕空氣的情況下，加熱至15000C，甲烷分解生成炭黑和氫氣。

CH4C+2H2(4).甲烷的分解反應四．甲烷的利用(1)由甲烷可制得制冷劑——氟利昂：(2)由甲烷可制得CH3OH：(3)甲烷高溫下可分解，分解的化學方程式為：

。乙烷從石油煉制的產品中可以獲得一系列和甲烷結構相似的化合物，如：丙烷丁烷戊烷己烷

以上分子結構有什么特點？觀察思考1.均由碳、氫兩種元素組成2.碳原子之間均以單鍵結合五、烷烴1．烴僅含

兩種元素的有機化合物，又叫

。2．烷烴(1)結構：碳原子都以

相連，其余的價鍵全部與

結合，達到“

”。(2)通式：CnH2n＋2(n≥1)。碳氫化合物碳碳單鍵氫原子飽和C、H(3)命名。①n≤10：依次稱為

、

、

、

……。②n≥11：直接根據碳原子數稱為某烷，如C16H34稱為

。(4)性質：和甲烷相似。①可與O2發生燃燒反應，其化學方程式為：

。②可與Cl2在光照下發生

反應。甲乙丙丁十六烷取代（5）同系物：

結構相似、分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質互相稱為同系物。碳原子均飽和。鏈狀碳原子數不同。烷烴同系物結構相似：分子組成：｛比較甲烷與乙烷，乙烷與丙烷，在分子組成上的差異思考分析碳原子數相鄰的烷烴之間相差“CH2”原子團6.有機物的表示方法——結構簡式

例：C6H14

省略C—H鍵把同一個C上的H合并省略橫線上C—C鍵CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3CHCH2CH2CH3

或者:(CH3)2CHCH2CH2CH3CH3CH3甲烷的存在甲烷的用途物理性質甲烷的性質定義燃燒化學性質穩定性結構特點取代反應有機物的表示方法通式甲烷分子組成與結構烷烴分解反應AD1.下列分子中呈正四面體結構的是()A．甲烷B．二氯甲烷C．三氯甲烷D．四氯化碳E2.物質的量相同的甲烷和氯氣的混合氣體，光照后生成物質的量最多的是()A．一氯甲烷B．二氯甲烷