天然气的利用 甲烷.
天然气的工作原理
天然气的工作原理
天然气的工作原理是通过燃烧产生热能来转化为其他形式的能量。
当天然气与空气混合并点燃时，会产生高温和高压的燃烧气体。
这种燃烧气体可以用来发动内燃机、锅炉和发电机，转化为动力、热能或电能。
天然气主要成分为甲烷（CH4），其中还含有少量的乙烷
（C2H6）、丙烷（C3H8）等烃类气体和一些杂质。
天然气本身没有颜色、气味和味道，为了安全起见，在供气过程中会加入一种称为“臭素化合物”的物质，使其具有明显的臭味，以便及时发现泄漏情况。
在天然气的使用过程中，需要将其从气源输送到相应的终端设备。
通常，天然气通过管道输送到用户地点，然后进入设备进行燃烧或者进行工业生产。
在输送过程中，需要使用压缩机将天然气压缩为高压气体，以便快速、高效地输送。
此外，还需要使用一些相关设备，如阀门、计量仪表等，来控制天然气的流量和压力。
当天然气进入燃烧设备时，需要与空气混合并点燃。
点燃后，燃烧气体产生高温高压，当其压力作用在活塞或涡轮上时，可以驱动发动机或发电机转动，从而产生动力或电能。
同时，燃烧产生的高温气体还可以通过热交换器将热能传递给水或其他介质，将其加热为蒸汽或热水，用于供热或工业生产。
总结来说，天然气的工作原理是通过燃烧产生热能来转化为其
他形式的能量。
它经过输送、压缩和点燃等过程，最终转化为动力、热能或电能，满足人们的各种需求。
甲烷的转化和利用
甲烷的转化和利用甲烷是一种丰富的可再生，低碳的天然气，它含有一氧化碳（CO），两氧化碳（CO2），氢（H2）和甲烷（CH4）等组成部分。
由于低辐射性，环境正被积极推广作为家庭和工业燃料的重要供求来源。
一、甲烷的提炼1.1传统提炼：采用除外法将甲烷从其他成分中分离出来。
传统提炼方法分为低温冷凝法和深度分离法。
最常用的是深度分离法，它使用压缩机将甲烷浓度提高到97%以上，达到提炼所需要的高品质要求。
1.2新型提炼：随着新型能源的发展，非传统的提炼方法越来越成为主流，如超臨界液体溶剂技术、微流技术和分子滤技术。
超臨界液体溶剂技术利用超臨界溶剂来改变甲烷的极性，使其与其他分子体系分离，从而实现分离。
微流技术可以利用物理分离原理，将甲烷和非甲烷空间分离，有效实现分离。
二、甲烷的转化及利用2.1甲烷转化：其中活性炭吸附分甲烷转化可以有效地分离甲烷，从而满足用于进一步加工的工业应用。
2.2甲烷利用:（1）热电联产：热电联产可以从甲烷收集的氢，在温度范围内进行合成，制备氢燃料电池；（2）甲烷水裂解：利用热能将甲烷水裂解成氢和一氧化碳，为制备高纯度氢气提供原料；（3）汽轮机利用甲烷：利用汽轮机利用甲烷发电，节约高碳资源，减少环境污染；（4）甲烷发动机：利用发动机可以有效消耗甲烷，替代汽油燃料，用于轮船，汽车等运输工具的运行；（5）甲烷催化裂化：利用催化剂将甲烷转化为低碳的产物，从而缓解室内污染，为绿色能源贡献力量。
综上所述，甲烷是一种可再生的低碳天然气，它具有优良的环境净化效果，可以通过不同的提炼方法进行提炼；可以通过转化、利用等方法将甲烷转化为各种低碳能源，实现可持续发展。
同时，科学研究也正不断提升这种低碳能源的转化和利用效率，推动甲烷发挥更多的作用，为环境保护、资源开发及能源市场的稳定发展贡献力量。
天然气的利用 甲烷
课题：专题3 有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物天然气的利用甲烷一、教学目标：(一)知识技能：（1）掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。
（2）掌握甲烷的化学性质。
了解取代反应的特征。
（3）了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
（4）了解烃、烷烃的概念及烷烃的通式。
(二)过程方法：（1）运用练习探究法学习甲烷的分子结构。
（2）运用实验探究法学习甲烷的化学性质。
(三)情感态度与价值观：通过实践活动、探究实验等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
二、教学难、重点：重点：甲烷的分子结构、化学性质难点：甲烷跟氯气的取代反应三、教学工具：模型：甲烷分子的比例模型；甲烷、乙烷、丙烷分子的球棍模型仪器：铁架台、水槽、酒精灯、储气罐、小烧杯药品：甲烷、氯气、饱和食盐水、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液四、教学方法：练习探究、实验探究、归纳总结五、课时安排：一课时六、教学过程：【引入】介绍我国天然气资源，“西气东送”工程及其意义。
介绍神奇的可燃冰。
【展示】一瓶用排水集气法收集的纯净的甲烷气体(集气瓶倒放)。
观察并叙述物理性质。
【板书】一、甲烷1.物理性质无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。
【课堂练习1】已知甲烷的密度在标准状况下是0．717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？【课堂练习2】①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。
讨论分子里各原子在空间的分布情况？【板书】2.分子结构分子式：CH4电子式：结构式:【展示】甲烷分子的比例模型、球棍模型。
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。
【板书】正四面体结构【设问】甲烷是最简单的有机化合物，怎样确定它的组成中含有碳、氢二种元素？【实验探究1】点燃甲烷气体，在其火焰上方罩一只干燥的小烧杯，观察；另取一只蘸有澄清石灰水的小烧杯，观察，推断甲烷的元素组成。
天然气的利用甲烷教案
天然气的利用——甲烷一、教学目标1. 让学生了解甲烷的基本性质和制备方法。
2. 使学生掌握甲烷的化学式、结构以及物理性质。
3. 培养学生运用甲烷的化学性质进行实验操作和问题分析的能力。
4. 提高学生对天然气作为燃料的认识，培养节约能源、保护环境的意识。
二、教学内容1. 甲烷的基本性质2. 甲烷的制备方法3. 甲烷的化学式和结构4. 甲烷的物理性质5. 甲烷的化学性质及应用三、教学重点与难点1. 教学重点：甲烷的基本性质、制备方法、化学式、物理性质和化学性质。
2. 教学难点：甲烷的化学性质及应用。
四、教学方法1. 采用多媒体课件辅助教学，直观展示甲烷的制备和性质。
2. 利用实验教学，让学生亲身体验甲烷的化学性质。
3. 开展小组讨论，培养学生合作学习的能力。
4. 设置问题情境，引导学生进行思考和探究。
五、教学准备1. 教学课件和教案2. 实验室用具：烧杯、试管、酒精灯、导管等3. 实验试剂：无水乙醇、澄清石灰水等4. 安全防护用品：防护眼镜、手套等教案内容请等待片刻，我将为您提供后续章节。
六、教学过程1. 引入新课：通过介绍天然气的组成和应用，引导学生关注甲烷的重要性。
2. 讲解甲烷的基本性质：颜色、气味、密度等。
3. 讲解甲烷的制备方法：主要包括天然气提取和实验室制取。
4. 讲解甲烷的化学式和结构：CH4，正四面体结构。
5. 讲解甲烷的物理性质：无色、无味、难溶于水等。
6. 实验演示：甲烷的燃烧，观察火焰颜色和物。
7. 讲解甲烷的化学性质：可燃性、还原性等。
8. 小组讨论：甲烷的应用领域及对环境的影响。
9. 总结：强调天然气资源的节约和环境保护。
七、课堂练习1. 根据甲烷的化学式，写出其完全燃烧的化学方程式。
2. 简述甲烷的制备方法及其优缺点。
3. 甲烷在自然界中的主要存在形式是什么？4. 甲烷的燃烧产物有哪些？对环境有何影响？八、拓展与延伸1. 介绍甲烷的的同系物——乙烷、丙烷等，比较它们的性质差异。
甲烷
教学设计]天然气的利用甲烷二、教材分析《课程标准》对本课教学内容的基本要求是在初中的基础上进一步学习与人类生存和发展密切相关的一些有机化合物的重要知识；并不要求去追求知识的系统性和知识迁移。
本节内容是在学生通过初中学习，初步认识甲烷的燃烧反应和一些主要用途的基础上，进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质（氧化反应，取代反应）等。
学生在学习中需要初步应用已有的原子结构、化学键等基础知识，从宏观、微观的角度来全面认识甲烷。
但由于学生对教材的内容比较陌生，基本没有形成有机物的学习方法，空间想象思维较弱，所以在学习中应用辩证的观点从结构理解性质有一定的困难。
因而在教学中通过模型制作培养逻辑思维和空间想象力。
《学科教学指导意见·化学》对《天然气的利用甲烷》课时分配建议为1课时。
对甲烷的教学建议：初中化学中学生已经接触过甲烷，对甲烷的分子式、存在和应用有了一定的了解，所以高中教学应把结构、性质和用途作为学习的重点，尤其是化学性质的学习。
为了更好的激发学生的求知欲望，又能体现新课程的三维目标。
本课采用信息加工模式，充分体现化学和生活的紧密联系。
通过讲解甲烷的存在、用途、性质、结构，让学生以甲烷作载体去体会有机化学学习的内容和特点。
三、学情分析根据心理学研究表明：高一学生正处在求知欲强、好胜心强、兴趣广泛；但稳定的情感、态度、价值观尚未形成，自我认识能力不足，思维活跃但不深刻的阶段，这些是我们应该充分认识到的。
在初中化学中学生已经接触过甲烷，对甲烷的分子式、存在和应用有了一定的了解，高中重点是学生甲烷的化学性质，而且把所学的知识与生产、生活有机的结合起来，使学生感到既熟悉又有新知识可以学，因为这部分知识与生活息息相关，从而可以激发学生的学习热情。
四、教学目标（一）知识与技能目标：1、知道化石燃料的主要成分，认识综合利用甲烷对于充分利用自然资源、环境保护及保障国民经济可持续发展等方面的意义；2、认识甲烷的分子组成、结构特征、主要化学性质及应用，初步认识取代反应的概念；3、了解有机化合物分子中基团——甲基的概念；4、知道可燃性气体在保存、点燃中的安全问题。
天然气燃烧的原理和过程
天然气燃烧的原理和过程天然气是一种常见的燃料，广泛应用于家庭、工业和能源领域。
了解天然气燃烧的原理和过程对于安全使用天然气以及提高能源利用效率具有重要意义。
本文将详细介绍天然气燃烧的原理和过程。
一、天然气的组成与性质天然气主要由甲烷（CH4）组成，同时还含有少量的乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8），以及一些气体杂质，如水蒸气、硫化氢等。
天然气具有低密度、无色、无臭、易挥发等性质，是一种理想的燃料。
二、天然气燃烧的原理天然气在空气中与氧气发生反应，释放出大量的能量。
天然气燃烧的原理基于氧化还原反应。
在燃烧反应中，甲烷（CH4）作为还原剂与氧气作为氧化剂发生反应，产生二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）和释放能量。
天然气燃烧的化学方程式如下所示：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + 能量三、天然气燃烧过程天然气燃烧主要包括预混合、点火和燃烧三个过程。
1. 预混合在燃烧装置中，天然气和空气按照一定的比例预先混合。
预混合的目的是使天然气和空气均匀混合，以提供充足的氧气供给燃烧反应。
2. 点火在预混合的天然气和空气混合物中，通过点火源（如电火花或火焰）触发点火反应。
点火瞬间，天然气与空气发生快速的反应，产生火焰。
在点火的过程中，需要提供足够的能量来使混合物达到点火温度。
3. 燃烧点火后，火焰开始蔓延并维持燃烧反应。
在燃烧过程中，天然气的主要成分甲烷（CH4）分解成碳和氢原子，并与氧气反应生成二氧化碳和水蒸气，释放出大量的热能。
这种热能可以用于供暖、烹饪、发电等。
四、天然气燃烧的应用天然气燃烧广泛应用于各个领域。
在家庭中，天然气被用于供暖、热水器、厨房炉灶等。
在工业领域，天然气被用于发电、工业生产等。
在能源领域，天然气也被用于替代传统燃料，以减少环境污染和能源消耗。
五、天然气燃烧的优点和挑战天然气燃烧具有以下优点：1. 燃烧效率高：天然气燃烧产生的热效率较高，能够提供充足的热能。
2. 清洁环保：天然气燃烧过程中产生的二氧化碳排放量较低，对环境的影响相对较小。
高中化学课件《天然气的利用 甲烷》导学案+课后提升练习
专题3 有机化合物的获得与应用第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时 天然气的利用 甲烷[学习目标] 1.会书写甲烷的分子式、结构式、电子式，知道甲烷分子的结构特点。
2.知道甲烷能发生氧化反应和取代反应，会书写相应的化学方程式。
3.知道取代反应的概念。
知识点甲烷的性质[学生预习区]1．三大化石燃料2．甲烷的物理性质甲烷通常为□03无色、□04无味的气体，□05难溶于水，密度比空气□06小。
3．甲烷的化学性质 (1)氧化反应甲烷在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，无烟，化学方程式为CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。
(2)取代反应有机物化合物分子中的某些□07原子(或原子团)被□08另一种原子(或原子团)所取代的反应。
甲烷与氯气发生取代反应，可认为是分步进行的，反应方程式为： 第一步：□09CH 4＋Cl 2――→光照CH 3Cl ＋HCl ； 第二步：□10CH 3Cl ＋Cl 2――→光照CH 2Cl 2＋HCl ； 第三步：□11CH 2Cl 2＋Cl 2――→光照CHCl 3＋HCl ； 第四步：□12CHCl 3＋Cl 2――→光照CCl 4＋HCl 。
4．甲烷的利用(1)曾被广泛使用的制冷剂——氟利昂可以由甲烷制得。
甲烷与氯气发生取代反应的生成物□13CHCl 3和HF 气体反应，就能生成□14CHFCl 2。
(2)甲烷在一定条件下可被氧化，生成CO 和H 2的混合物，生成的混合气体在催化剂和一定压强、温度下能合成□15CH 3OH 。
(3)甲烷在1500 ℃以上高温下能比较完全地分解，生成炭黑和H 2。
反应方程式为□16CH 4――→高温C ＋2H 2。
1．能否用CH 4和Cl 2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH 3Cl?提示：CH 4和Cl 2的反应是连锁反应，不可能只发生第一步取代反应，生成物为混合物，即CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3和CCl 4四种有机物与HCl 形成的混合物，CH 3Cl 的产率低，因此不能用CH 4和Cl 2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH 3Cl 。
天然气制氢原理
天然气制氢原理
天然气是一种重要的能源资源，而氢气作为清洁能源备受关注。
天然气制氢技术是一种将天然气中的甲烷转化为氢气的重要方法。
本文将介绍天然气制氢的原理及其相关技术。
首先，天然气制氢的原理是利用甲烷重整反应或部分氧化反应将天然气中的甲烷转化为氢气。
在甲烷重整反应中，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成一氧化碳和氢气。
而在部分氧化反应中，甲烷与氧气在催化剂的作用下部分氧化生成一氧化碳和氢气。
这两种反应都是在高温高压条件下进行的。
其次，天然气制氢的技术包括重整技术、部分氧化技术和燃料电池技术。
重整技术是将天然气中的甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成一氧化碳和氢气。
部分氧化技术则是将天然气中的甲烷与氧气在催化剂的作用下部分氧化生成一氧化碳和氢气。
而燃料电池技术则是利用氢气与氧气在催化剂的作用下发生电化学反应，产生电能和水。
此外，天然气制氢技术的发展还面临一些挑战，如高温高压条件下的反应条件控制、催化剂的稳定性和寿命等问题。
因此，未来的研究重点将集中在提高反应效率、降低能耗和减少环境污染等方面。
综上所述，天然气制氢技术是一种重要的清洁能源生产技术，其原理是利用甲烷重整或部分氧化反应将天然气中的甲烷转化为氢气。
随着清洁能源的需求不断增加，天然气制氢技术将会得到更广泛的应用和发展。