化學專題化石燃料與有機化合物天然氣的利用甲烷第1頁/共39頁你知道嗎？1、你了解有哪些化石燃料？它們的組成和成分是怎樣的？2、化石燃料對我們的生活和生產產生了哪些重要的影響？3、你了解我國的化石燃料的資源狀況嗎？第2頁/共39頁化石燃料：煤石油天然氣:有機物和無機物組成的復雜混合物，含C(主)，H和O(次)，S、P、N(少)

:組成元素主要為C、H，含少量S、O、N等元素；組成物質主要是各種液態碳氫化合物:主要為甲烷，是最簡單的有機化合物第3頁/共39頁我國的化石燃料資源狀況2003年中國煤、石油和天然氣的探明可采儲量分別占世界總量的11.6%，2.1%和1.0%，由于產量高達世界總量的33.5%、4.6%和1.3%，儲采比僅為69，19.1和53.4，大大低于世界平均儲采比192、41和67.1。這其中石油資源短缺尤顯嚴重。2004年，我國原油進口1.23億噸，同比增長34.8%，對外依賴度高達41.3%，成品油進口3788萬噸，同比增長34.1%。預計到2020年，石油對外依賴度將達到60%以上。這將嚴重影響我國的可持續發展，必須盡快尋求石油替代能源，發展多元車用燃料，以降低石油的對外依賴程度，緩解石油供應安全。第4頁/共39頁拓展視野：我國的石油與天然氣資源閱讀教材（1）我國的石油資源；（2）我國的原油需求；（3）“西氣東輸”就是將新疆等中西部地區的天然氣，通過管道東輸到長江三角洲，最終到達上海的一項巨大工程。天然氣是高效、低耗、污染小的清潔能源。它還是一種重要的化工原料。（4）“可燃冰”。第5頁/共39頁第6頁/共39頁化石燃料---石油第7頁/共39頁

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替代能源。千年的希望——可燃冰第8頁/共39頁可燃冰的分布第9頁/共39頁天然氣的利用甲烷3:24第10頁/共39頁一、天然氣的利用甲烷第11頁/共39頁甲烷俗稱沼氣，是在隔絕空氣情況下，主要由植物殘體分解而成的。1、天然氣的形成：自然界的存在：天然氣、沼氣、坑氣第12頁/共39頁

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中碳、氫元素的質量比、原子數比和分子式？2、甲烷的組成和結構：你會算嗎？第13頁/共39頁寫出甲烷分子的電子式，說明它的分子結構特點。你會寫和說明嗎？2、甲烷的組成和結構：第14頁/共39頁C：：：：HHHHCHHH—

———H甲烷的電子式、結構式第15頁/共39頁甲烷的球棍模型和比例模型第16頁/共39頁甲烷的分子結構特點：正四面體，碳原子位于正四面體的體心，共價鍵的鍵角為109°28′，4個共價鍵是等效的。第17頁/共39頁（1）無色、無味的氣體（2）難溶于水（3）標準狀況下，密度：0.717g/L3、甲烷的物理性質：第18頁/共39頁

一般情況下，性質穩定，跟強酸、強堿或強氧化劑等不起反應。4、甲烷的化學性質：第19頁/共39頁（1）燃燒CH4+2O2==CO2+2H2O點燃CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=－889.6kJ/mol4、甲烷的化學性質：火焰為淡藍色火焰；點燃甲烷前必須驗純，否則會爆炸。第20頁/共39頁（2）取代反應4、化學性質：現象：瓶壁上有

狀

生成。量筒內液面

。油

液滴

上升

第21頁/共39頁（2）取代反應4、甲烷的化學性質：CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl光照CH2Cl2

＋Cl2CHCl3

＋HCl光照CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl光照CH4

＋Cl2CH3Cl＋HCl光照第22頁/共39頁有機化合物分子中的某種原子（或原子團）被另一種原子（或原子團）所取代的反應，叫做取代反應。（2）取代反應4、甲烷的化學性質：第23頁/共39頁取代反應與置換反應有何區別？取代反應置換反應反應物或生成物不一定有單質。反應常逐步進行，且多為可逆。反應常屬共價鍵共用電子對破裂而交換原子（原子團），受條件影響大反應物或生成物一定有單質。反應通常是單向進行。反應常在水溶液中進行，屬氧化還原的離子反應，遵循金屬或非金屬活動順序。（2）取代反應4、甲烷的化學性質：第24頁/共39頁交流與討論1、甲烷與氯氣的取代反應中有幾種產物？2、哪一種產物最多？3、1mol甲烷能與多少mol氯氣完全反應？生成多少molHCl？4、能不能得到純凈的一氯甲烷？第25頁/共39頁

常溫下，一氯甲烷(CH3Cl)是氣體，其它三種是液體，三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲烷(CCl4)是工業上重要的溶劑，四氯甲烷(CCl4)還是一種效率較高的滅火劑，這四種取代物都不溶于水。注意：(1)甲烷與氯氣反應可能有五種產物，其中有兩種氣體產物；(3)多數有機物都難溶于水，易溶于有機溶劑。(2)有機反應很復雜，產物較多；（2）取代反應4、甲烷的化學性質：第26頁/共39頁1、制氟利昂CHCl3+HFCHFCl2+HCl2、制甲醇3、制炭黑和氫氣CH4C+2H2高溫（化工原料、化工產品、天然氣、沼氣應用）5、甲烷的利用：第27頁/共39頁僅由碳、氫兩種元素組成的化合物，稱為烴。例：C3H8C2H4C2H2C4H10等6、烴的概念：第28頁/共39頁比較以上分子的結構式，分析它們有哪些共同特點？第29頁/共39頁乙烷丙烷丁烷比較以上分子的結構式，分析它們有哪些共同特點？第30頁/共39頁（1）分子通式：CnH2n+2(n≥1)（2）名稱：按分子中碳原子數目依次稱為：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷，碳原子超過10個的，直接用碳原子數稱為某烷。（普通命名法）7、烷烴：碳原子都以碳碳單鍵相連成鏈狀，其余的價鍵均用于與氫原子結合，達到“飽和”的一系列化合物。

第31頁/共39頁8、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。第32頁/共39頁同位素、同素異形體、

同系物、同分異構體的比較概念內涵比較對象實例同位素同素異形體同系物同分異構體質子數相同，中子數或質量數不同的原子原子氕、氚同一元素形成的不同單質單質O2、O3結構相似，組成上差一個或n個CH2化合物C2H6、C4H10相同分子式，不同結構的化合物化合物CH3(CH2)3CH3、C(CH3)4第33頁/共39頁8、下列五組物質中___互為同位素，___是同素異形體，___是同分異構體，___是同系物，___是同一物質。

1、2、白磷、紅磷3、

H

H4、CH3CH3、CH3CHCH3

||

|

H－C－Cl、Cl－C－ClCH3

|

|

Cl

H5、CH3CH(CH3)CH2CH3

C(CH3)412543第34頁/共39頁練習：1、在光照條件下，將體積相同的CH4、Cl2（常溫常壓）混合，得到的混合物中物質的量最多的是

。2、1molCH4與Cl2在光照條件下發生取代反應，待反應完成后，若甲烷的四種取代產物物質的量相等，則消耗Cl2的物質的量為

mol。

HCl2.5第35頁/共39頁3、如果空氣中混入甲烷的體積達到總體積的5%～10%這個范圍，點火時就會爆炸。當甲烷與氧氣恰好完全反應時，產生最強的爆炸，此時甲烷所占的體積分數是（）

A.2.5%B.7.5%C.9.5%D.10%4、將CH4加熱到1000℃以上（隔絕空氣），然后通入水蒸氣，則混合氣體中不可能存在的氣體是（）A.COB.H2C.CO2D.O2

DC第36頁/共39頁5、下列不屬于烴的是（）A、C6H6B、C8H10C、C2H4OD、C4H106、完全燃燒一定量的甲烷，其燃燒產物通過濃硫酸，再通過堿石灰，使裝有堿石灰的玻璃管增重8.8g則原來的甲烷在標準狀況下的體積為（）A、4.48LB、2.24LC、1.12LD、0.56LCA第37頁/共39頁7、下列哪組是同系物（）