高中化学有机化学 甲烷 课件
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目录
• 甲烷基本概念与性质 • 甲烷制备方法与工艺流程 • 甲烷燃烧反应与能量转换原理 • 甲烷储存运输技术发展现状与挑战 • 甲烷在工业生产和生活中应用案例 • 实验操作注意事项与安全防护措施
01
甲烷基本概念与性质
甲烷定义及分子式
甲烷定义
最简单的有机化合物，由碳和氢 元素组成。
燃烧反应方程式及条件
甲烷燃烧反应方程式
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
燃烧条件
需要足够的氧气供应和一定的点燃温度。
能量转换原理及效率分析
能量转换原理
甲烷燃烧时，化学能转化为热能和光 能。
效率分析
燃烧效率受氧气供应、燃烧温度、燃 烧室设计等因素影响，高效燃烧技术 可提高能量转换效率。
环保性能评估及排放标准
与卤素单质发生取代反应，生成卤代 烃。
甲烷在自然界中存在形式
天然气
甲烷是天然气的主要成分，广泛存在于地下 岩石储层中。
沼气
在沼泽地带、污水沟、动物粪便等环境中， 由微生物发酵产生。
煤层气
赋存在煤层中的甲烷，以吸附状态存在于煤 基质颗粒表面。
重要性及应用领域
能源领域
作为燃料，广泛应用于 民用、工业、交通等领
Байду номын сангаас域。
化工原料
用于生产合成氨、甲醇 、甲醛等化工产品。
温室气体
甲烷是一种重要的温室 气体，对全球气候变化
有重要影响。
其他应用
用作制冷剂、发泡剂等 。
02
甲烷制备方法与工艺流程
天然气分离法
01
02
03
天然气成分及性质
天然气主要由甲烷组成， 同时含有少量乙烷、丙烷 等烃类以及硫化氢、二氧 化碳等非烃类成分。
目录
• 甲烷基本概念与性质 • 甲烷制备方法与工艺流程 • 甲烷燃烧反应与能量转换原理 • 甲烷储存运输技术发展现状与挑战 • 甲烷在工业生产和生活中应用案例 • 实验操作注意事项与安全防护措施
01
甲烷基本概念与性质
甲烷定义及分子式
甲烷定义
最简单的有机化合物，由碳和氢 元素组成。
燃烧反应方程式及条件
甲烷燃烧反应方程式
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
燃烧条件
需要足够的氧气供应和一定的点燃温度。
能量转换原理及效率分析
能量转换原理
甲烷燃烧时，化学能转化为热能和光 能。
效率分析
燃烧效率受氧气供应、燃烧温度、燃 烧室设计等因素影响，高效燃烧技术 可提高能量转换效率。
环保性能评估及排放标准
与卤素单质发生取代反应，生成卤代 烃。
甲烷在自然界中存在形式
天然气
甲烷是天然气的主要成分，广泛存在于地下 岩石储层中。
沼气
在沼泽地带、污水沟、动物粪便等环境中， 由微生物发酵产生。
煤层气
赋存在煤层中的甲烷，以吸附状态存在于煤 基质颗粒表面。
重要性及应用领域
能源领域
作为燃料，广泛应用于 民用、工业、交通等领
Байду номын сангаас域。
化工原料
用于生产合成氨、甲醇 、甲醛等化工产品。
温室气体
甲烷是一种重要的温室 气体，对全球气候变化
有重要影响。
其他应用
用作制冷剂、发泡剂等 。
02
甲烷制备方法与工艺流程
天然气分离法
01
02
03
天然气成分及性质
天然气主要由甲烷组成， 同时含有少量乙烷、丙烷 等烃类以及硫化氢、二氧 化碳等非烃类成分。
最新高中化学新人教版必修2《最简单的有机化合物----甲烷》ppt课件ppt课件
3.3.1 现实背景：
1、政治文明 2、人权保障 3、市场经济 4、国际责任 5、科技进步 6、传统文化
高中化学新人教版必修2《最 简单的有机化合物----甲烷》
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生活中的有机物
温故而知新:
一、有机物
什么叫有机物？它有哪些组成元素？
1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。
（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
一． 甲烷的组成和结构
甲烷的分子式: CH4
H HC H
【思考讨论】
1、为什么气体颜色会变浅甚至褪去、有油滴出现？ 2 、为什么量筒中的液面上升？
3 、甲烷和氯气反应会有哪些键发生断裂和形成？
4、二氯甲烷有几种？
结论： 1、甲烷与氯气发生取代反应 2、生成氯化氢极易溶于水，气体体积减 小，压强减小。 3、碳氢键断裂、氯氯键断裂 4、二氯甲烷只有一种
（3）甲烷的取代反应 有机化学重要反应类型之一
主讲老师：彭磊
中国地质大学远程教学
31
3.1 刑事诉讼法的宗旨
3.1.1 美国、日本刑事诉讼法的宗旨：
1、确定案件事实真相； 2、正当而迅速地处理案件，避免不必要的费用和延缓； 3、实现公正司法； 4、维护公共福利，保障基本人权。
中国地质大学远程教学
32
3.1.2 我国刑事诉讼法的宗旨：
1、保证准确、及时地查明犯罪事实，正确应用法律， 惩罚犯罪分子，保障无罪的人不受刑事追究。
2、教育公民自觉遵守法律，积极同犯罪行为做斗争。 3、维护社会主义法制，保护公民的人身权利、财产权
利、民主权利和其他权利，保障社会主义建设事业的 顺利进行。
中国地质大学远程教学
34
3.3 我国刑事诉讼法的发展方向
1、政治文明 2、人权保障 3、市场经济 4、国际责任 5、科技进步 6、传统文化
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生活中的有机物
温故而知新:
一、有机物
什么叫有机物？它有哪些组成元素？
1、定义：含有碳元素的化合物为有机物。
（ 但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、 碳的金属化合物等看作无机物。）
一． 甲烷的组成和结构
甲烷的分子式: CH4
H HC H
【思考讨论】
1、为什么气体颜色会变浅甚至褪去、有油滴出现？ 2 、为什么量筒中的液面上升？
3 、甲烷和氯气反应会有哪些键发生断裂和形成？
4、二氯甲烷有几种？
结论： 1、甲烷与氯气发生取代反应 2、生成氯化氢极易溶于水，气体体积减 小，压强减小。 3、碳氢键断裂、氯氯键断裂 4、二氯甲烷只有一种
（3）甲烷的取代反应 有机化学重要反应类型之一
主讲老师：彭磊
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31
3.1 刑事诉讼法的宗旨
3.1.1 美国、日本刑事诉讼法的宗旨：
1、确定案件事实真相； 2、正当而迅速地处理案件，避免不必要的费用和延缓； 3、实现公正司法； 4、维护公共福利，保障基本人权。
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3.1.2 我国刑事诉讼法的宗旨：
1、保证准确、及时地查明犯罪事实，正确应用法律， 惩罚犯罪分子，保障无罪的人不受刑事追究。
2、教育公民自觉遵守法律，积极同犯罪行为做斗争。 3、维护社会主义法制，保护公民的人身权利、财产权
利、民主权利和其他权利，保障社会主义建设事业的 顺利进行。
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3.3 我国刑事诉讼法的发展方向
高中化学 第三章 有机化合物 1 第1课时 甲烷的性质课件 高一化学课件
2021/12/12
第十四页，共四十九页。
[解析] 甲烷分子无论是正四面体结构，还是正方形的平面结 构，A、C、D 三项都是成立的，CH2Cl2 若是正方形的平面结
构，则其结构应有两种，即
和
正四面体结构，则其结构只有一种。
[答案] B
2021/12/12
第十五页，共四十九页。
，若是
如图是 CH4、CCl4、CH3Cl 的分子球棍模型图。下列说法正 确的是( )
第二十九页，共四十九页。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度。( √ ) (2)能用甲烷与氯气制备纯净的 CH3Cl。( × ) (3)甲烷与氯气的取代反应的产物中 HCl 最多。( √ ) (4)可以用向下排空气法或排水法收集甲烷。( √ ) (5)甲烷通入酸性 KMnO4 溶液中可使其褪色。( × )
2021/12/12
第三十三页，共四十九页。
甲烷取代反应的相关规律
反应 条件
光照
反应 物
甲烷与卤素单质，且卤素单质通常为气态。 如甲烷与氯水、溴水不反应，但可以与氯气、 溴蒸气发生取代反应
2021/12/12
第三十四页，共四十九页。
与 Cl2 反应产物是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 生成 和 CCl4 四种有机物与 HCl 形成的混合物，
象 试管内液面_上__升__，有固体析出 B 装置：无明显现象
2021/12/12
第二十七页，共四十九页。
CH4 与 Cl2 需在光照时才能发生化学反应，有
关化学方程式：
实验结 CH4＋Cl2―光―→CH3Cl＋HCl 论 CH3Cl＋Cl2―光―→CH2Cl2＋HCl CH2Cl2＋Cl2―光―→CHCl3＋HCl CHCl3＋Cl2―光―→CCl4＋HCl
《最简单的有机化合物-甲烷》ppt课件
最简单的有机化合物-甲烷ppt课 件
目 录
• 甲烷基本概念与性质 • 甲烷合成方法与途径 • 甲烷应用领域及价值体现 • 甲烷对环境影响及治理措施 • 实验室制备和检测技术方法论述 • 总结回顾与拓展延伸思考
01 甲烷基本概念与性质
甲烷定义及结构特点
甲烷定义
最简单的有机化合物，化学式为 CH4，由一个碳原子和四个氢原子 组成。
发生火灾时，应使用干粉灭火 器或二氧化碳灭火器进行灭火
，禁止用水灭火。
发生人身伤害时，应立即进行 急救处理，并及时就医治疗。
06 总结回顾与拓展延伸思考
关键知识点总结回顾
01
甲烷的分子结构和性质
甲烷是最简单的有机化合物，分子式为CH4，具有正四面体结构，性质
稳定，不易发生化学反应。
02 03
甲烷的制备和用途
氯甲烷等衍生物
甲烷还可以与氯气等反应，生成氯甲烷等一系列 有机氯化物，用于生产塑料、橡胶等。
环保领域应用（如垃圾填埋气回收）
垃圾填埋气回收
在垃圾填埋场中，有机物在厌氧条件下分解产生甲烷，通过收集和利用这些甲 烷，可以减少温室气体排放并回收能源。
生物质能源
利用农作物秸秆、畜禽粪便等生物质资源发酵产生甲烷，进而生产生物质燃气 或发电，实现资源的循环利用。
04 甲烷对环境影响及治理措 施
温室气体效应分析
甲烷的温室效应
甲烷是一种强效温室气体，其温室效应潜力值远高于二氧化碳， 对全球气候变化具有重要影响。
甲烷排放源
甲烷排放主要来源于能源、农业、废弃物处理等领域，其中能源领 域的排放占比较大。
甲烷浓度变化
随着人类活动的不断增加，大气中甲烷浓度不断上升，加剧了全球 气候变化。
目 录
• 甲烷基本概念与性质 • 甲烷合成方法与途径 • 甲烷应用领域及价值体现 • 甲烷对环境影响及治理措施 • 实验室制备和检测技术方法论述 • 总结回顾与拓展延伸思考
01 甲烷基本概念与性质
甲烷定义及结构特点
甲烷定义
最简单的有机化合物，化学式为 CH4，由一个碳原子和四个氢原子 组成。
发生火灾时，应使用干粉灭火 器或二氧化碳灭火器进行灭火
，禁止用水灭火。
发生人身伤害时，应立即进行 急救处理，并及时就医治疗。
06 总结回顾与拓展延伸思考
关键知识点总结回顾
01
甲烷的分子结构和性质
甲烷是最简单的有机化合物，分子式为CH4，具有正四面体结构，性质
稳定，不易发生化学反应。
02 03
甲烷的制备和用途
氯甲烷等衍生物
甲烷还可以与氯气等反应，生成氯甲烷等一系列 有机氯化物，用于生产塑料、橡胶等。
环保领域应用（如垃圾填埋气回收）
垃圾填埋气回收
在垃圾填埋场中，有机物在厌氧条件下分解产生甲烷，通过收集和利用这些甲 烷，可以减少温室气体排放并回收能源。
生物质能源
利用农作物秸秆、畜禽粪便等生物质资源发酵产生甲烷，进而生产生物质燃气 或发电，实现资源的循环利用。
04 甲烷对环境影响及治理措 施
温室气体效应分析
甲烷的温室效应
甲烷是一种强效温室气体，其温室效应潜力值远高于二氧化碳， 对全球气候变化具有重要影响。
甲烷排放源
甲烷排放主要来源于能源、农业、废弃物处理等领域，其中能源领 域的排放占比较大。
甲烷浓度变化
随着人类活动的不断增加，大气中甲烷浓度不断上升，加剧了全球 气候变化。
高二化学第五章第一节甲烷课件人教.ppt
有副反应发生。 ❖ 有机物的以上性质特点与其 密切相关。
仅含碳和氢两种元 素的有机化合物称为 碳氢化合物，又称为
烃。
根据有机物的组成和结构特点; 烃
有机物 烃的衍生物
高分子化合物（包括人工合成）
甲烷是最简单的烃
学习内容
烷烃
烃 链烃 烯烃
炔烃 环烷烃 环烃 芳香烃
学习内容
分子结构
烷
甲 烷
化学性质：取代反应
=0.717g/L（S.T.P）
极难溶于水
（密度求算公式： =M/22.4 ）
俗名：沼气、坑气，是天然气的主 要成分（80-97%）
•甲烷的化学性质
1.甲烷能够在氧气 中燃烧
(1)反应原理:CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O
(2)反应现象:产生淡蓝色火焰,火焰上方罩 一 个干而冷的烧杯,烧杯壁上有水珠生成.
甲烷
通常情况下比较稳定,一般不与强酸、强 碱及强氧化剂反应
甲烷通入酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾不 褪色
2、甲烷的取代反应
2.甲烷与氯气的反应
(1)反应装置(如图)
(2)反应条件:光照
(3)实验现象:
量筒内液面上升 气体颜色变浅
量筒内壁有油状液体生成 少量晶体析出
有机物分子里的某些原子或原子团被其 他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应
应,得到的产物中物质的量最多的是（D ）
• CH3Cl
• CH2Cl2
• CCl4
• HCl
3.某气态烃在标准状况下的密度为 0.717g/L，其中氢元素的质量分 数为25%，求该烃的分子式。
❖ M＝22.4L/mol× 0.717g/L=16g/mol ❖ H元素的原子个数＝16 ×25％÷1＝4 ❖ C元素的原子个数＝（16－4）÷12＝1 ❖ 所以，该烃的分子式： CH4
仅含碳和氢两种元 素的有机化合物称为 碳氢化合物，又称为
烃。
根据有机物的组成和结构特点; 烃
有机物 烃的衍生物
高分子化合物（包括人工合成）
甲烷是最简单的烃
学习内容
烷烃
烃 链烃 烯烃
炔烃 环烷烃 环烃 芳香烃
学习内容
分子结构
烷
甲 烷
化学性质：取代反应
=0.717g/L（S.T.P）
极难溶于水
（密度求算公式： =M/22.4 ）
俗名：沼气、坑气，是天然气的主 要成分（80-97%）
•甲烷的化学性质
1.甲烷能够在氧气 中燃烧
(1)反应原理:CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O
(2)反应现象:产生淡蓝色火焰,火焰上方罩 一 个干而冷的烧杯,烧杯壁上有水珠生成.
甲烷
通常情况下比较稳定,一般不与强酸、强 碱及强氧化剂反应
甲烷通入酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾不 褪色
2、甲烷的取代反应
2.甲烷与氯气的反应
(1)反应装置(如图)
(2)反应条件:光照
(3)实验现象:
量筒内液面上升 气体颜色变浅
量筒内壁有油状液体生成 少量晶体析出
有机物分子里的某些原子或原子团被其 他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应
应,得到的产物中物质的量最多的是（D ）
• CH3Cl
• CH2Cl2
• CCl4
• HCl
3.某气态烃在标准状况下的密度为 0.717g/L，其中氢元素的质量分 数为25%，求该烃的分子式。
❖ M＝22.4L/mol× 0.717g/L=16g/mol ❖ H元素的原子个数＝16 ×25％÷1＝4 ❖ C元素的原子个数＝（16－4）÷12＝1 ❖ 所以，该烃的分子式： CH4
第一课时甲烷课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
反应方程式：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O 注意
凿
点燃甲烷与空气或氧气的混合
冰
取
气体会立即发生爆炸.因此，
火
点燃甲烷之前必须 验纯!!
思考: 怎么用最简单的方法把甲烷和氢气区分开?
点燃法
CH4
点燃纯净的气体，在火焰 烧杯内壁
的上方罩干燥洁净的烧杯 上有水珠
H2 烧杯内壁 上有水珠
向反应后的烧杯中注入 澄清的石灰水
天然气：
天然气的主要成分是甲烷，天然气 是当今世界上最重要的气体化石燃料。 我国是最早利用天然气的国家。
据了解，作为西气东输主供气 源，塔里木气田拥有天然气资源 量五千二百六十七亿立方米，截 至去年底，累计探明天然气地质 储量六千二百二十四亿立方米， 在年输气二百亿立方米的前提下， 有能够稳定供气三十年的资源保 证。
甲烷
甲烷
现象：试管①中气体呈淡黄绿色 试管②中淡黄绿色消失，试管壁有油状液体，
并有少量白雾。
结论：光照条件下，甲烷与氯气发生了反应
光照
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl
光照
CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl
光照
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl
光照
CHCl3+Cl2
CCl4+HCl
产物为混合物
注意：甲烷氯代物的结构特点
CH4分子的立体构型为正四面体，4个C-H的长度、 强度和夹角完全相同，因此4个氢原子性质完全相同。 (1)将CH4的4个氢原子全部用其他相同的原子替代， 则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4。 (2)若CH4分子中的4个氢原子被不同的原子替代，则 该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四 面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 (3)CH4取代产物均只有一种。
凿
点燃甲烷与空气或氧气的混合
冰
取
气体会立即发生爆炸.因此，
火
点燃甲烷之前必须 验纯!!
思考: 怎么用最简单的方法把甲烷和氢气区分开?
点燃法
CH4
点燃纯净的气体，在火焰 烧杯内壁
的上方罩干燥洁净的烧杯 上有水珠
H2 烧杯内壁 上有水珠
向反应后的烧杯中注入 澄清的石灰水
天然气：
天然气的主要成分是甲烷，天然气 是当今世界上最重要的气体化石燃料。 我国是最早利用天然气的国家。
据了解，作为西气东输主供气 源，塔里木气田拥有天然气资源 量五千二百六十七亿立方米，截 至去年底，累计探明天然气地质 储量六千二百二十四亿立方米， 在年输气二百亿立方米的前提下， 有能够稳定供气三十年的资源保 证。
甲烷
甲烷
现象：试管①中气体呈淡黄绿色 试管②中淡黄绿色消失，试管壁有油状液体，
并有少量白雾。
结论：光照条件下，甲烷与氯气发生了反应
光照
CH4+Cl2
CH3Cl+HCl
光照
CH3Cl+Cl2
CH2Cl2+HCl
光照
CH2Cl2+Cl2
CHCl3+HCl
光照
CHCl3+Cl2
CCl4+HCl
产物为混合物
注意：甲烷氯代物的结构特点
CH4分子的立体构型为正四面体，4个C-H的长度、 强度和夹角完全相同，因此4个氢原子性质完全相同。 (1)将CH4的4个氢原子全部用其他相同的原子替代， 则该原子形成的分子结构仍为正四面体，如CCl4。 (2)若CH4分子中的4个氢原子被不同的原子替代，则 该原子形成的分子结构仍为四面体，但不属于正四 面体，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。 (3)CH4取代产物均只有一种。
人教版高中化学必修二课件最简单的有机化合物——甲烷
②将甲烷通入KMnO4(H+)溶液中有什么现象， 说明什么？
结论：
KMnO4(H+)不褪色，甲烷不能被 KMnO4(H+)氧化。 通常情况下稳定，不与三强（强 酸、强碱、强氧化剂）反应
实
验
探
究
取一个100mL的量筒， 用排饱和食盐水的方 法收集20mLCH4和 Cl2，放在光亮的地 方，日光不要直射， 等待片刻，观察发生 的现象！
现象：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上 出现油滴，量筒内的液面上升。 讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从 中 可以得到那些结论？ 1 说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了
化学反应 2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油 状物质，且不溶与水。 3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒 内的气压在减小，即气体总体积在减小
一、甲烷的存在和物理性质
甲烷是无色、无味的气体 ，密度是0.717g/L（标准状 况），极难溶于水。 甲烷是池沼底部产生的沼 气和煤矿的坑道所产生的气 体的主要成分。这些甲烷都 是在隔绝空气的情况下，由 植物残体经过微生物发酵的 作用而生成的。
二、甲烷的结构
• 甲烷的组成： • 请设计一方案进行验证 • 经测量分析得甲烷中含C75%、H25%（质量 分数），标准状况下密度为0.717g/L，求甲 烷的分子式。
⑤气体收集方法：同H2、O2、NH3比较 ⑥性质验证实验： A.不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色 B.不能使：酸性高锰酸钾溶液褪色 C.点燃燃烧通过对产物的定性分析验证甲烷的元素 组成 ⑦尾气处理很好的气体燃料，可用于生
产种类繁多的化工产品。
甲烷的组成 甲烷的分子结构
C.分解反应
①甲烷常温时很稳定，高温时可断键 ②甲烷的高温裂解反应方程式： ③以上反应的温度高低比较：
结论：
KMnO4(H+)不褪色，甲烷不能被 KMnO4(H+)氧化。 通常情况下稳定，不与三强（强 酸、强碱、强氧化剂）反应
实
验
探
究
取一个100mL的量筒， 用排饱和食盐水的方 法收集20mLCH4和 Cl2，放在光亮的地 方，日光不要直射， 等待片刻，观察发生 的现象！
现象：混合气体的黄绿色变浅，量筒壁上 出现油滴，量筒内的液面上升。 讨论：分析上述实验中所观察到的现象，从 中 可以得到那些结论？ 1 说明量筒内的混合气体在光照的条件下发生了
化学反应 2 量筒壁上出现液滴，说明反应中生成了新的油 状物质，且不溶与水。 3 量筒内液面上升，说明随着反应的进行，量筒 内的气压在减小，即气体总体积在减小
一、甲烷的存在和物理性质
甲烷是无色、无味的气体 ，密度是0.717g/L（标准状 况），极难溶于水。 甲烷是池沼底部产生的沼 气和煤矿的坑道所产生的气 体的主要成分。这些甲烷都 是在隔绝空气的情况下，由 植物残体经过微生物发酵的 作用而生成的。
二、甲烷的结构
• 甲烷的组成： • 请设计一方案进行验证 • 经测量分析得甲烷中含C75%、H25%（质量 分数），标准状况下密度为0.717g/L，求甲 烷的分子式。
⑤气体收集方法：同H2、O2、NH3比较 ⑥性质验证实验： A.不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色 B.不能使：酸性高锰酸钾溶液褪色 C.点燃燃烧通过对产物的定性分析验证甲烷的元素 组成 ⑦尾气处理很好的气体燃料，可用于生
产种类繁多的化工产品。
甲烷的组成 甲烷的分子结构
C.分解反应
①甲烷常温时很稳定，高温时可断键 ②甲烷的高温裂解反应方程式： ③以上反应的温度高低比较：
最简单的有机物甲烷完整PPT课件
最简单的有机物甲烷完整PPT课件contents•甲烷概述•甲烷的制备与合成目录•甲烷的物理化学性质•甲烷的应用领域•甲烷的环境影响与安全防护甲烷概述01甲烷是最简单的有机物，化学式为CH4，由一个碳原子和四个氢原子组成。
定义物理性质化学性质甲烷是无色、无味、易燃的气体，密度比空气小，难溶于水。
甲烷具有可燃性，能在空气中燃烧产生二氧化碳和水；同时，甲烷也具有稳定性，不易被氧化。
030201定义与性质甲烷分子呈正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。
分子结构甲烷分子中碳氢键的键能较高，使得甲烷具有较高的热稳定性和化学稳定性。
键能由于碳原子和氢原子的电负性相差不大，因此甲烷分子是非极性的。
极性结构特点甲烷是天然气的主要成分，广泛存在于地下岩石和沉积物中。
天然气在沼泽、湖泊等水域环境中，有机物在缺氧条件下分解产生沼气，其中甲烷是主要成分之一。
沼气一些微生物和植物体内也能产生甲烷，如反刍动物的瘤胃中的微生物可以发酵产生甲烷。
生物体内甲烷在自然界中的存在甲烷的制备与合成02净化与分离去除天然气中的杂质，如硫化氢、二氧化碳等，得到纯净的甲烷。
天然气田开采通过钻井技术，从地下天然气田中提取甲烷。
液化与运输将甲烷液化，便于储存和运输。
天然气的提取实验室制备方法醋酸钠与碱石灰反应在实验室中，常用醋酸钠与碱石灰共热来制备甲烷。
反应原理醋酸钠与碱石灰反应生成碳酸钠和甲烷。
实验步骤将醋酸钠与碱石灰混合均匀，放入试管中加热，收集生成的气体。
甲烷化反应反应原料反应条件工艺流程工业合成方法01020304在高温高压下，使碳与氢气发生甲烷化反应，生成甲烷。
主要使用煤、焦炭或生物质等含碳原料。
需要在高温（约700-900℃）和高压（约20-70 MPa ）下进行。
原料气化→ 气体净化→ 甲烷化反应→ 产品分离与纯化。
甲烷的物理化学性质03物理性质无色、无味、难溶于水的气体密度比空气小熔沸点低，易液化03取代反应甲烷在光照条件下能与卤素单质发生取代反应，生成卤代烃和卤化氢。
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无明显变化 变浅 油状液滴 少量白雾
光照 CH4＋Cl2――→HCl＋CH3Cl
光照 CH3Cl＋Cl2――→HCl＋CH2Cl2 光照 CH2Cl2＋Cl2――→HCl＋CHCl3
光照 CHCl3＋Cl2――→HCl＋CCl4
• 甲烷的四种氯代产物都难溶于水，除 液体 __________是气体外，其他三种产物都是 麻醉剂 CCl4 __________。三氯甲烷曾被用作 __________，它和__________还是重要的 工业溶剂。
多数为极性 键或非极 性键
多数为离子键或 共价键
• 3．有机化合物的结构特点 • (1)有机化合物中都含有C原子，C原子的最 外层有4个电子，可以在原子之间形成4个共 用电子对。下图给出了四个碳原子的几种结 合方式：
• (2)由上图可知C原子不仅可以通过共价键与 其他原子结合成分子，还可以彼此之间以共 价键构成碳链或碳环，再结合其他原子形成 分子；碳原子之间可以形成C—C单键，也可 以形成C===C双键、CC三键。这些都是有机 物结构多样性的表现，即碳原子成键类型的 多样性和同分异构现象是有机物种类繁多的 主要原因。 • (3)碳链可以是直链，也可以是环链。 • (4)有机化合物还有同分异构现象，有多种同 分异构体。
• 5．有机物分子式的确定 • (1)根据测得的气体的密度，计算该气态有机 物的摩尔质量。 • (2)根据摩尔质量和该气态有机物中各元素的 质量分数，推算出1 mol该气体中各元素原子 的物质的量。 • (3)确定该气态有机物的分子式。 • 也可以根据各元素的质量分数，求出有机物 的实验式，然后根据有机物的相对原子质量 确定分子式。
CH3Cl
• ●自主探究 • 1．怎样理解“有机化合物种类繁多、数量巨 大”这一说法？ • 提示：有机物的种类繁多，达三千多万种， 无机物只有几十万种。其主要原因是： • ①有机物中每个碳原子可以与其他四个氢原 子形成4个共价键；而且碳碳之间也能相互形 成共价键，不仅可以形成单键，还可形成双 键或三键。
特点与性 • 2． 有机物与无机物的比较 有机物 无机物 质 很多(已超过 比有机物少(10 种类 3700万种) 多万种) 多数不溶于 多数可溶于水 水而易溶 溶解性 而难溶于有 于有机溶 机溶剂 剂 多数熔点较 多数熔点较高、
特点与性质
有机物
无机物
多数是电解质， 水溶液或熔化 时能导电
多数为非电 是否为电解 解质，不 质 电离 化学键
• ②多个碳原子可相互结合形成长长的碳链， 也可以形成碳环。 • ③有机物中可含有一个碳原子，也可含有成 千上万个碳原子，并且在分子组成相同时， 还可以有众多的同分异构体。
• 2．写有机反应的化学方程式时，为什么用 “―→”而不用“===”？ • 提示：有机反应往往比较复杂，常伴有副反 应发生。所以通常写主要反应、主要产物， 而表示化学反应方程式的“===”就失去了它 的真实意义，用“―→”就更能表达化学反 应的实际情况。因此书写有机反应化学方程 式用“―→”而不用“===”。
• 通过初中化学的学习，你已经了解到有机化 合物具有一些共同的性质，如大多数有机化 合物具有熔点和沸点低、难溶于水、可以燃 烧等性质。下面以甲烷为例，进一步研究有 机化合物的性质。让我们一起走进丰富多彩 前景广阔的有机化学世界，去探索知识的奥 秘吧！
新知识•预习探究
• ●学习目标 • 1．了解有机化合物的概念。 • 2．掌握甲烷的分子结构，了解甲烷的物理性 质及存在、用途。 • 3．掌握甲烷的化学性质，认识取代反应的特 点。
• 温馨提示：有机物与无机物在性质及反应的 复杂、缓慢、 差别上只是相对的、有条件的，不同的有机 简单、速率快、 副反应多， 物有其特殊的性质。例如：乙酸及其金属盐 副反应少，一 化学反应 一般用 能在水溶液中电离；有机物的燃烧反应一般 般用“===” “―→” 很快；CCl4不但不能燃烧反而可以灭火。
• 4．有机物的性质 • 有机物的性质决定于有机物的组成与结构。 有机物的性质与无机物的性质有较大的差别。 • (1)大多数有机物熔点和沸点较低，难溶于水， 易溶于有机溶剂。 • (2)大多数有机物热稳定性较差，可以燃烧。 • (3)有机物发生的化学反应有氧化反应和取代 反应(已学过)以及加成反应、聚合反应、酯 化反应等(待学习)。 • (4)大多数的有机反应速率慢并伴有副反应的 发生，产物的组成较复杂。
第三章
有机化合物
第三章 第一节 最简单的有机化合物
——甲烷
第三章
第1课时 甲烷
1
新情境•激趣入题
4 新考题•随堂自测
2
新知识•预习探究
5 新提升•达标作业
3 新思维•名师讲堂
6
新视点•专家博客
Байду номын сангаас
新情境•激趣入题
• 目前，在自然界里发现的和由人工合成的有 机化合物已经有几千万种，而且新的有机化 合物仍在不断地被发现或合成出来。其中， 有些物质有特殊的性质和功能，有些物质与 人类的生命活动息息相关。为了人类的生存 和发展，化学家们不断地对有机化合物进行 研究，逐渐揭开了包括生命之谜在内的许多 科学奥秘，也使我们的物质世界更加丰富多 彩。
• ●新知预习 气体 颜色 气味 • 1．甲烷是一种没有______，没有_____的 ______。它的电 • •
明亮 淡蓝色 子式__________，结构式 点燃 __________。 CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 2．甲烷燃烧时火焰 __________并呈 清洁
__________，甲烷燃烧的化学方程式 某些原子(原子团)被其他原子 _____________________________ ，因此， (或原子团) 甲烷是一种_______能源。 • 3．有机化合物分子里的
新思维•名师讲堂
• 有机化合物 • ●思维导图
• ●教材点拨 • 1．有机化合物与烃 • 有机化合物简称有机物，指的是绝大多数的 含碳化合物。 • (1)有机化合物除了含碳元素外还可能含有其 他元素，如H、O、P、N、S、卤族元素等。
• (2)常见的有机物： • ①燃料中的液化气、沼气、天然气、汽油、 煤油、柴油等；②建材中的木材、黏合剂、 涂料、油漆等；③日用品中的塑料、橡胶、 纤维、清洁剂等；④营养素中的糖类、油脂、 蛋白质等。 • (3)烃：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳 氢化合物，也称为烃。甲烷是烃中最简单的 有机物。