甲烷
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易燃性41活性毒性甲 烷CH 4CAS 登记号:74-82-8 中文名称:甲烷; 甲基氢化物(钢瓶) RTECS 号:PA1490000UN 编号:1971EC 编号:601-001-00-4 英文名称:METHANE; Methyl hydride(cylinder) 原中国危险货物编号:21007分子量:16.0 化学式:CH 4危害/接触 类型急性危害/症状 预防 急救/消防火 灾 极易燃。
禁止明火,禁止火花和禁止吸烟。
切断气源,如不可能并对周围环境无危险,让火自行燃尽;其他情况用二氧化碳,雾状水,干粉灭火。
爆 炸气体/空气混合物有爆炸性。
密闭系统,通风,防爆型电气设备和照明。
使用无火花手工工具。
着火时,喷雾状水保持钢瓶冷却。
从掩蔽位置灭火。
接 触#吸入窒息。
(见注解)。
通风。
如果浓度高,呼吸防护。
新鲜空气,休息。
必要时进行人工呼吸。
给予医疗护理。
#皮肤 与液体接触:冻伤。
保温手套。
冻伤时,用大量水冲洗,不要脱去衣服,给予医疗护理。
#眼睛 与液体接触:冻伤 护目镜。
先用大量水冲洗几分钟(如可能易行,摘除隐形眼镜),然后就医。
#食入泄露处置撤离危险区域!向专家咨询!通风。
移除全部引燃源。
切勿直接向液体上喷水。
个人防护用具:自给式呼吸器。
包装与标志 欧盟危险性类别:F+符号 R :12 S : 2-9-16-33联合国危险性类别:2.1 中国危险性类别:第2.1项 易燃气体应急响应运输应急卡:TEC(R)-20G1F。
美国消防协会法规:H1(健康危险性);F4(火灾危险性);R0(反应危险性)储存耐火设备(条件)。
阴凉场所。
沿地面和天花板通风。
重要数据物理状态、外观:无色压缩或液化气体,无气味。
物理危险性:气体比空气轻。
职业接触限值:阈限值:(C1-C4链烷烃气体)1000ppm(时间加权平均值)(美国政府工业卫生学家会议,2005年)。
最高容许浓度未制定标准。
接触途径:该物质可通过吸入吸收到体内。
甲烷知识介绍甲烷在自然界的分布很广,甲烷是最简单的有机物,是天然气,沼气,坑气等的主要成分。
也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。
它可用来作为燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
甲烷,化学式CH4,是最简单的烃,由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成,分子结构呈正四面体结构,四个键的键长相同键角相等。
在标准状态下甲烷是一无色无味气体。
一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。
甲烷主要是作为燃料,如天然气和煤气,广泛应用于民用和工业中。
作为化工原料,可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。
天王星的大气层也存在甲烷和氢气。
据德国核物理研究所的科学家经过试验发现,植物和落叶都产生甲烷,而生成量随着温度和日照的增强而增加。
另外,植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。
他们经过估算认为,植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。
行星中发现甲烷据国外媒体报道,美国天文学家19日宣布,他们首次在太阳系外一颗行星的大气中发现了甲烷,这是科学家首次在太阳系外行星探测到有机分子,从而增加了确认太阳系外存在生命的希望。
该小组还证实了先前的猜测,即这颗名叫HD 189733b的行星的大气中有水。
甲烷是创造适合生命存在的条件中,扮演重要角色的有机分子。
美国宇航局喷气推进实验室的天文学家,利用绕轨运行的“哈勃”太空望远镜得到了一张行星大气的红外线分光镜图谱,并发现了其中的甲烷痕迹。
甲烷最基本的氧化反应就是燃烧:CH4+2O2→CO2+2H2O甲烷的含氢量在所有烃中是最高的,达到了25%,因此相同质量的气态烃完全燃烧,甲烷的耗氧量最高。
点燃纯净的甲烷,在火焰的上方罩一个干燥的烧杯,很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。
倒转烧杯,加入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊。
甲烷相关知识点总结甲烷的物理性质1. 物理性状:甲烷是一种无色、无味、无毒的天然气。
2. 密度:甲烷的密度比空气小,因此它能够上升到大气中。
在标准大气压下,甲烷的密度为0.717 kg/m3。
3. 燃烧特性:甲烷是一种易燃气体,可以在空气中燃烧,产生水和二氧化碳。
4. 溶解性:甲烷难溶于水,但在低温高压条件下可以溶解于水中,形成水合物。
5. 熔点与沸点:甲烷的熔点为-182.5°C,沸点为-161.6°C。
6. 导电性:甲烷是一种非极性分子,因此在标准条件下不会导电。
甲烷的化学性质1. 燃烧反应:甲烷是一种优良的燃料,它与氧气反应产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O2. 氧化反应:甲烷可以被氧气氧化成甲醛、甲酸等化合物。
CH4 + O2 → HCHO + H2OCH4 + 2O2 → HCOOH + H2O3. 裂解反应:在高温下,甲烷可以裂解成碳和氢气。
CH4 → C + 2H24. 氯化反应:甲烷可以与氯气发生反应,生成氯代甲烷。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl5. 卤素化反应:甲烷可以与溴或碘反应,生成溴代甲烷或碘代甲烷。
CH4 + Br2 → CH3Br + HBrCH4 + I2 → CH3I + HI甲烷的制备方法1. 天然气分离:甲烷是天然气的主要成分,通过对天然气进行脱水、脱硫等处理,可以制备纯净的甲烷气体。
2. 甲烷水合物分解:甲烷水合物是一种在高压低温条件下形成的固态化合物,通过加热可以分解出甲烷气体。
3. 植物腐泥发酵:在缺氧环境下,植物腐泥中的有机物会发生厌氧发酵产生甲烷气体,这也是沼气的主要成分。
甲烷的应用1. 燃料:甲烷是一种优良的燃料,被广泛用于家庭燃气、工业燃料等领域。
2. 化工原料:甲烷可以通过氧化制备甲醛、甲酸等化工原料。
3. 制冷剂:甲烷可以作为制冷剂使用。
4. 发电:甲烷可以用于发电,尤其是在联合循环发电站中。
甲烷化学知识点总结1. 结构特点甲烷的分子结构呈正四面体形,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于四个顶点上。
由于甲烷分子的结构稳定,碳-碳和碳-氢的键的键长和键角都是固定的,这也是甲烷分子具有特殊性质的原因之一。
2. 物理性质甲烷是一种无色、无臭的气体,在常温常压下为气体态,但在极低温下可以冷凝成液体或固体。
甲烷的密度小于空气,燃烧时产生的气体比空气轻,容易聚集在上部,具有爆炸危险。
甲烷具有较高的燃烧热值,是一种常用的燃料。
3. 化学性质(1)燃烧反应甲烷是一种良好的燃料,在氧气的存在下能够发生燃烧反应产生二氧化碳和水。
甲烷的燃烧是一个放热反应,生成的燃烧热可以被利用作为能源。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(2)氧化反应当甲烷与氧气在高温条件下反应时,可以生成一氧化碳和水。
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O这是一种不完全燃烧反应,生成的一氧化碳具有毒性,会对环境和人体健康造成危害。
(3)氧化反应在空气中,甲烷还可以与氮气发生氧化反应,生成一些氮氧化物。
这些氮氧化物是大气中的污染物之一,对环境具有一定的危害。
CH4 + 2N2 → 2N2O + N24. 化学反应(1)卤代反应由于甲烷分子中的碳原子电负性较小,碳-氢键的键能较高,因此甲烷分子不容易进行化学反应。
但在适当的条件下,如在紫外光的照射下,可以进行卤代反应。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl(2)氧化反应在高温或催化剂的作用下,甲烷可以氧化成一氧化碳、二氧化碳和水等产物。
CH4 + O2 → CO + 2H2OCH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(3)加成反应甲烷还可以通过加成反应与其他烃类发生反应,生成更复杂的有机化合物。
CH4 + C2H4 → C2H6这些化学反应使得甲烷可以作为重要的有机合成原料,在化工领域有着广泛的应用。
5. 生产工艺目前,甲烷的生产主要有天然气提取和合成气制甲烷两种途径。
甲烷的结构甲烷,俗称瓦斯,为简单的有机化合物,无色、无味、有特殊的臭鸡蛋味,能与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热、摩擦或撞击能引起燃烧爆炸。
常温下为气态,通常以气体状态存在。
甲烷是一种有刺激性气味的无色、无味、无毒气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。
天然气、沼气、主要成分都是甲烷。
天然气是一种无色、无味、无毒、可燃性气体,主要成分为甲烷,占93-98%。
它是一种优质燃料和化工原料。
天然气的主要成分是甲烷。
人工煤气是一种混合物,主要成分为一氧化碳和氢气。
3、人工合成气主要是用一氧化碳和氢气通过点燃可得到甲烷。
4、将合成气的热量用来发电,再把电能转换为机械能。
甲烷的燃烧热是150700kcal。
气体密度是0。
876kg/m3。
固体密度是0。
727kg/m3。
气体是看不见的。
要想让气体燃烧,必须使其充满空间。
用浓硫酸来吸收它。
当放射性同位素、含铀矿石、氧化铀燃烧时会放出二氧化碳。
但因为放射性元素衰变速率极快,所以产生的二氧化碳也不多。
甲烷的燃烧热是150700kcal。
甲烷的燃烧是一个非常复杂的氧化还原反应。
甲烷是有机物,这是它燃烧的本质。
甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
由于氧气是助燃的,甲烷中的碳和氢元素同样也具有燃烧的本质。
在高温和氧气的参与下,碳和氢元素化合生成水。
这一系列的反应决定了甲烷燃烧反应的进行。
甲烷在生产过程中的毒性是一个值得重视的问题。
比如甲烷和氮气的混合物称为合成气。
甲烷的毒性很大。
当甲烷和空气接触时,极易发生氧化反应,一般会生成具有腐蚀性的甲烷化合物。
甲烷的毒性主要来源于它所带来的污染,它主要污染空气,严重时可能导致死亡。
甲烷一旦泄露后,会引起爆炸。
并且,现在各地对这方面都比较注意,可还是会经常发生甲烷泄露。
甲烷的燃烧热是150700kcal,甲烷的燃烧是一个非常复杂的氧化还原反应。
甲烷是有机物,这是它燃烧的本质。
甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
由于氧气是助燃的,甲烷中的碳和氢元素同样也具有燃烧的本质。
甲 烷1、甲烷:CH 4,空间正四面体,键角109º28′,非极性分子 电子式:正四面体(二氯甲烷无同分异构体) 天然气,沼气,坑气的主要成份是CH 4 无色、无味的气体,不溶于水,比空气轻,是天然气、沼气(坑气)和石油气的主要成分(天然气中按体积计,CH 4占80%~97%)。
2、甲烷化学性质:①稳定性:常温下不与溴水、强酸、强碱、KMnO 4(H +)等反应.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
②可燃性:CH 4+2O 2−−−→点燃CO 2+2H 2O(火焰呈蓝色,作燃料)③取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
CH 4在光照条件下与纯Cl 2发生取代反应为: CH 4+Cl 2−−→光CH 3Cl+HCl (CH 3Cl 一氯甲烷,不溶于水的气体) CH 3Cl+Cl 2−−→光CH 2Cl 2+HCl (CH 2Cl 2二氯甲烷,不溶于水) CH 2Cl 2+Cl 2 −−→光CHCl 3+HCl (CHCl 3三氯甲烷,俗名氯仿,不溶于水,有机溶剂) CHCl 3+Cl 2 −−→光 CCl 4+HCl (CCl 4四氯甲烷,又叫四氯化碳,不溶于水,有机溶剂) ④高温分解:2C 150010004H 2)(C CH +−−−−→−︒-炭黑 222C 160015004H 3H C CH 2+−−−−→−︒-3. 用途:甲烷是一种很好的气体燃料,并可用来制取H 2、炭黑、乙炔、氯仿、四氯化碳等。
4. 甲烷的实验室制法:(1)药品:无水醋酸钠和碱石灰混和加热: (2)反应原理:碱石灰中CaO 的作用:①吸收水分 ②使混和物疏松,利于甲烷逸出 ③稀释NaOH ,防止高温下腐蚀玻璃。
(3)发生装置:与制O 2、NH 3装置相同。
(4)收集方法:排水法或向下排空气法。
烷 烃1、烷烃:碳原子间以单键结合成链状,碳原子剩余价键全部跟氢原子结合的烃称为烷烃(也叫饱和链烃)2、烷烃通式:C n H 2n+2(n≥1)3、烷烃物理通性:①状态:C 1-C 4的烷烃常温为气态,C 5-C 17液态,C 数>17为固态,新戊烷是气体②熔沸点:C 原子数越多, 熔沸点越高。
甲烷分子结构甲烷分子式CH4。
最简单的有机化合物。
甲烷是没有颜色、没有气味的气体,沸点-161.4℃,比空气轻,它是极难溶于水的可燃性气体。
甲烷和空气成适当比例的混合物,遇火花会发生爆炸。
化学性质相当稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。
在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。
甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。
它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
413kJ/mol、109°28′,甲烷分子是正四面体空间构型,上面的结构式只是表示分子里各原子的连接情况,并不能真实表示各原子的空间相对位置。
甲烷的产生:据德国核物理研究所的科学家经过试验发现,植物和落叶都产生甲烷,而生成量随着温度和日照的增强而增加。
另外,植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。
他们经过估算认为,植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%1.含碳元素的化合物都是有机化合物吗?举例说明。
答案不是,有机化合物都含有碳元素,但含有碳元素的物质不一定都是有机物,如CO、CO2、碳酸盐、碳酸氢盐都属于无机物。
二、甲烷1.存在和用途(1)存在:甲烷是天然气沼气和煤矿坑道气的主要成分。
(2)用途:天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,还是一种重要的化工原料。
.2组成与结构(1)表示方法(2)结构特点甲烷分子是以碳原子为中心,氢原子为顶点的正四面体结构,其中C—H键的键长和键能相同。
2.如何证明甲烷分子是正四面体结构?答案甲烷的正四面体结构,可以通过研究CH2Cl2存在几种结构来确定。
CH4有四个等同的C—H键,在空间上可能有两种对称分布:正四面体结构和平面正方形结构,如图所示。
若是正四面体结构,甲烷分子中任意两个氢原子被两个氯原子取代,CH 2Cl 2的结构只有一种;若是平面正方形结构,则取代的两个氢原子分邻位和对位,CH 2Cl 2的结构有两种。
甲烷/沼气/ methane;Marsh gas甲烷甲烷分子式CH4。
最简单的有机化合物。
甲烷是没有颜色、没有气味的气体,沸点-161.4℃,比空气轻,它是极难溶于水的可燃性气体。
甲烷和空气成适当比例的混合物,遇火花会发生爆炸。
化学性质相当稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。
在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。
甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。
它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
413kJ/mol、109°28′,甲烷分子是正四面体空间构型,上面的结构式只是表示分子里各原子的连接情况,并不能真实表示各原子的空间相对位置。
1.物质的理化常数:国标编号 21007CAS号 74-82-8中文名称甲烷英文名称 methane;Marsh gas别名沼气分子式 CH4 外观与性状无色无臭气体分子量 16.04 蒸汽压 53.32kPa/-168.8℃闪点:-188℃熔点 -182.5℃沸点:-161.5℃溶解性微溶于水,溶于醇、乙醚密度相对密度(水=1)0.42(-164℃);相对密度(空气=1)0.55 稳定性稳定危险标记 4(易燃液体) 主要用途用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径:吸入。
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。
当空气中甲烷达25%-30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。
若不及时脱离,可致窒息死亡。
皮肤接触液化本品,可致冻伤。
二、毒理学资料及环境行为毒性:属微毒类。
允许气体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。
有单纯性窒息作用,在高浓度时因缺氧窒息而引起中毒。
空气中达到25~30%出现头昏、呼吸加速、运动失调。
急性毒性:小鼠吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用;兔吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用。
甲烷化学式▼▼目录▼▼甲烷的化学式以及简介甲烷物理性质和化学性质甲烷的取代反应甲烷的氧化反应●甲烷的化学式以及简介甲烷,化学式CH4,是最简单的烃,由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成,因此甲烷分子的结构为正四面体结构,四个键的键长相同键角相等。
在标准状态下甲烷是一无色无味气体。
一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。
从理论上说,甲烷的键线式可以表示为一个点“·”,但实际并没有看到过有这种用法,可能原因是“·”号同时可以表示电子。
所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。
甲烷主要是作为燃料,如天然气和煤气,广泛应用于民用和工业中。
作为化工原料,可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。
●甲烷物理性质和化学性质物理性质:甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分,化学符号为CH?。
甲烷为无色、无臭、易燃气体。
分子量16.04,沸点-161.49℃,蒸气密度0.55g/L,饱和空气浓度100%,爆炸极限4.9%~16%,水中溶解度极小为0.0024g%(20℃)。
化学性质:甲烷具有极大的化学稳定性,不与酸、碱、氧化剂、还原剂起作用。
但甲烷中的氢原子可被卤素取代而生成卤代烷烃。
>>>●甲烷的取代反应甲烷的卤化中,主要有氯化、溴化。
甲烷与氟反应是大量放热的,一旦发生反应,大量的热难以移走,破坏生成的氟甲烷,只得到碳和氟化氢。
因此直接的氟化反应难以实现,需用稀有气体稀释。
碘与甲烷反应需要较高的活化能,反应难以进行。
因此,碘不能直接与甲烷发生取代反应生成碘甲烷。
但它的逆反应却很容易进行。
以氯化为例:可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡,有白雾生成,试管内壁上有油状液滴生成,这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。
第一节甲烷 (2课时)[教学目的]1、了解有机化合物种类繁多的本质原因。
2、掌握甲烷的结构和性质(重点)。
3、掌握取代反应的概念与特点(重点)。
4、了解甲烷的实验室制法。
[教学过程]有机化合物由来:人类从动物、植物等生物中取得糖类、淀粉、蛋白质、油脂、纤维素、染料等化合物,由于这类化合物从动植物有机体中取得,因此称有机化合物。
1828年德国化学家维勒将无机物直接转变为有机物尿素Cl + AgCNO AgCl↓+ NH4CNO NH42)2NH4有机化学的定义:化学科学的一个分支,研究碳氢化合物及其衍生物的化学,即研究它们的结构、性质、合成方法、应用及它们之间相互转变和内在的联系。
有机化合物1、有机化合物的定义:含C的化合物叫做有机化合物(有机物中通常还含有H、O、N、S、P、卤素等元素)。
但像CO、CO2、H2CO3、CaCO3、NaHCO3、SiC、CaC2、KCN、KSCN等它们的组成和性质与无机化合物相似,所以仍称无机化合物。
[思考]碳最外层电子数?碳原子彼此之间可能的连接方式?(以两个碳原子之间、叁个碳原子之间可能的连接方式为例说明)引出以下结论2、有机化合物种类繁多的原因(C是形成化合物种类最多的元素)(1)碳原子最外层电子数为4,可以形成四个共价键(碳与其它原子、碳与碳原子,而且碳与碳原子间可形成单键、双键、三键)。
(2)碳原子间彼此连接方式较多,且可以形成长链(或环)。
3、有机化合物的特点(简介)(1)大多数有机物难溶于水,易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。
(2)绝大多数有机物受热容易分解,且容易燃烧。
(3)绝大多数有机物是非电解质,不易导电,熔点低。
(4)绝大多数有机反应慢,且副反应多(反应式中一般只用箭头而不用等号表示)。
(5)有机物种类繁多。
烃的定义:仅含碳和氢两种元素的有机物称碳氢化合物,简称烃。
[投影练习]:下列物质中属于烃的是( ),其中最简单的烃是( )(1)H2S (2)C2H2(3)CH3Cl (4)C2H5OH (5)CH4(6)H2(7)金刚石(8)CH3COOH (9)CO2(10)C2H4甲烷是最简单的烃(或碳氢化合物)。
[板书] 第一节 甲烷 一、甲烷的存在和结构沼气池中产生的沼气(池塘中的气泡) 存在 煤矿的坑道产生的气体的主要成分(瓦斯爆炸) 天然气(体积分数80% ~ 97%) 甲烷的结构:正四面体 键角109028′[模型展示] 球棍模型(表示分子里各原子的相对位置)与比例模型(大体表示原子的体积比)[投影]:分子结构的几种表示方法: 电子式平面表示结构式立体几何形状模型球棍模型 立体表示 比例模型 二、甲烷的物理性质:甲烷是无色无味、极难溶于水的气体,密度约为空气的一半(标况下0.717g/L)。
三、甲烷的化学性质[实验演示]:甲烷通入酸性KMnO 4溶液、溴水中观察现象。
通常情况下,甲烷比较稳定,跟强酸,强碱或强氧化剂等一般不反应。
1、甲烷的氧化反应CH 4+2O 2 CO 2+2H 2O (液) △H <0 [思考]:如何检验甲烷的纯度?家庭正确使用沼气为何不爆炸?如何证明甲烷中含C 、H 元素?甲烷的爆炸极限:体积分数5%~15%[例1] 瓦斯爆炸通常是含甲烷5%~15%的空气遇到明火所致。
请计算甲烷在空气中体积分数为多大时发生的爆炸最强烈。
解:甲烷与氧气的体积比为1:2时两者恰好完全反应,此时爆炸最剧烈设空气为100L ,其中含有氧气21L ,完全反应时需甲烷10.5L CH 4%== ==9.5%[学生练习]:有3mL 甲烷与CO 的混合气体,完全燃烧时恰好用去3mLO 2,则此混合气体中甲烷与CO 的体积比为 ( B )A.1:1B.1:2C.2:1D.任意比甲烷分子结构示意图 10.5 100+10.5×100%光照2、甲烷的取代反应定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。
CH 4 + Cl 2 CH 3Cl (气)+ HCl CH 3Cl + Cl 2 CH 2Cl 2(液)+ HCl CH 2Cl 2 + Cl 2 CHCl 3(液)+ HCl CHCl 3+ Cl 2 CCl 4(液)+ HCl[思考]:取代反应与置换反应有何不同?在CH 4与Cl 2的取代反应中,哪一种产物最多?1molCl 2能取代出CH 4中多少氢原子?产生的HCl 如何进行回收利用?[学生练习]:写出甲烷与溴蒸气在光照条件下进行反应的方程式。
[学生练习]:1molCH 4与Cl 2发生取代反应,待反应完成后测得四种取代产物的物质的量相等,则消耗的Cl 2的物质的量为(mol) ( C )A.0.50B.2.0C.2.5D.1.25[例2] 将一盛满甲烷和氯气混和气体的试管,倒置于盛有饱和食盐水的水槽中,在光亮的地方发生反应,能观察到哪些现象? 答案:①试管中气体的黄绿色变浅 ②试管壁上有油状液滴产生③试管内水面上升(生成HCl 易溶于水)④水槽内有白色晶体析出(HCl 溶于水,破坏溶解平衡 NaCl(s) Na ++Cl —)3、甲烷的受热分解CH 4 C + 2H 2 [学生练习]: CH 4在高温下完全分解为乙炔(C 2H 2)和H 2,则所得混合气体的密度是相同条件下H 2密度的 倍。
[M(混合气)=8g/mol ,是H 2的4倍。
] 三、甲烷的实验室制法(简介)①药品:无水醋酸钠和碱石灰(体积比为1:3) ②反应原理CH 3COONa + NaOH Na 2CO 3 + CH 4↑ ③发生装置:与制O 2、NH 3装置相同 ④收集方法:排水法或向下排空气法[学生练习] 将20毫升0.1mol/LNaOH 溶液与10毫升0.1mol/L 醋酸混合,待完全反应后将溶液蒸干并强热,最后得到的固体是 ( D )A.NaOHB.NaOH 和CH 3COONaC.CH 3COONaD.Na 2CO 3[例3] A 盐与碱石灰相混,搅拌时产生一种气体B ,把混合物强热又放出另一种气体C ,已知相同条件下B 与C 的密度几乎相同。
在余下的残渣中加入盐酸,又有气体D 放出。
D 与淡黄色的固体反光照光照 光照光照 光照 光照 高温光照碱石灰加热光照应可得到气体E 。
推导以上各种物质的化学式,并写出各步反应的化学方程式。
A CH 3COONH 4B NH 3C CH 4D CO 2E O 2[课后作业]1.写出三溴甲烷在光照条件下与溴蒸气反应的化学方程式,并指明反应类型。
2.CH 4和O 2的混合气体共57mL ,点火爆炸后(O 2过量)剩余23mL 气体(均在常温常压下测定)。
求原混合气体中CH 4的体积分数。
(29.8%)3.CH 4在高温下能分解为乙炔(C 2H 2)和H 2,若最后所得的混合气体的密度是相同条件下氦气密度的2.5倍,求甲烷的分解率。
(60%) [学生课后思考题] 1.完成下列方程式CH 3CH 22.将一定量的甲烷、氧气和过氧化钠置于一密闭容器中,在1500C 时用电火花引发反应,最后三种物质恰好完全反应,且此时容器内气体的压强为0,求容器中原来各种物质的物质的量之比。
(1:2:6)+ NaOH COONa第二节烷烃 (4课时)[教学目的]1、掌握烷烃的结构和性质的特点。
2、掌握同系物与同分异构体的概念及相互间的联系与区别(重点)。
3、掌握常见烷烃的同分异构体的书写方法(重点)。
4、掌握烷烃的系统命名法(重点)。
[教学过程]一、烷烃烷烃的定义:碳原子之间以碳碳单键结合成链状,碳的剩余价键全部跟氢原子相结合,具有这种结构的烃叫做饱和烃或烷烃。
烷烃的通式:C n H2n+2(示例说明结构式与结构简式的差别)[学生练习]以下物质属于烷烃的是A.C5H12B.C2H2C.C10H21ClD.C(CH3)4烷烃的通性(与甲烷相似):(含4个碳及含4个碳以下的烷烃在室温下呈气态)通常情况下,烷烃比较稳定,跟强酸,强碱或强氧化剂等一般不反应,但其氢原子在一定条件下能发生取代反应。
[学生练习]写出乙烷(C2H6)在光照条件下与Cl2反应的方程式。
写出乙烷(C2H6)在空气中完全燃烧的方程式。
燃烧相同物质的量的下列烃,产生的水的质量最多的是(D)A.CH4B.C2H6C.C2H2D.C5H12燃烧相同质量的下列烃,产生的水的质量最多的是(A)A.CH4B.C2H6C.C2H2D.C5H12归纳:烃燃烧后产生水的质量的多少,由烃中H元素的量决定。
如果烃的质量相同,则由烃分子中H元素的质量分数决定(比较H与C的个数比)。
二.同系物定义:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
同系物必须满足的条件:①结构相似(指分子中键的类型、原子团的组成与结构等)②符合同一个通式,但通式中n的值不能相同(即必须差一个或几个CH2原子团)[学生练习]下列物质相互间属于同系物的是A.CH4B.C2H2C.(CH3)2CHCH3D.C(CH3)4E.C6H6[概念辨析]分子组成符合同一个通式的物质,一定是同系物。
结构相似的物质一定是同系物。
[学生分析]同系物的化学性质与物理性质的递变规律(以烷烃为例)。
[学生练习]室温下,两种气态烷烃的混合物对H2的相对密度为11.5,求该混合物可能的组成中各种烃的化学式和体积分数。
分析:气体混合物的平均式量为23,烃中式量小于23的只有甲烷,所以混合物中一定有CH4 可能的组成为 CH450%、C2H650%;CH475%、C3H825%;CH483.3%、C4H1016.7%。
三、同分异构现象与同分异构体[学生阅读P121~P122,并总结]同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象。
同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
有机物普遍存在同分异构体是有机物种类繁多的主要原因之一。
同分异构体的特点:①分子式相同,即分子组成中元素的种类与原子的个数相同。
②结构不同,对烷烃来说是碳原子的连接顺序不同。
③同分异构体的物理性质有差异,如沸点正戊烷>异戊烷>新戊烷。
同分异构体的化学性质是否相似,关键要看其结构是否相似。
[学生分析]同分异构体是否可能是同系物。
相对分子质量相同的物质是否一定是同分异构体。
(如C9H20和C10H8,相对分子质量都为128。
)尿素[CO(NH2)2]和氰酸铵[NH4OCN]是同分异构体吗?为什么?[概念辨析]下列各组物质:C1618正丁烷和(CH3)2CHCH3E.C2H6和C20H42 (CH3)3CCH2CH3属于同位素的是 B 、属于同系物的是 E 、属于同分异构体的是 D 、属于同素异形体的是 A 、属于同种物质的分别是 F、G 。