天然气的利用 甲烷.
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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。
专题一第1单元天然气的利用甲烷习题1.下列气体的主要成分不是甲烷的是()A.天然气B.沼气C.水煤气D.坑道产生的气体2.鉴别甲烷、一氧化碳和氢气等三种无色气体的方法是()A.通入溴水→通入澄清石灰水C.点燃→罩上干冷烧杯→罩上涂有澄清石灰水的烧杯B.点燃→罩上涂有澄清石灰水的烧杯D.点燃→罩上涂有澄清石灰水的烧杯→通入溴水3.在一定条件下,能与甲烷发生反应的是()A.浓硫酸B.氢氧化钠溶液C.溴蒸汽D.高锰酸钾溶液4.下列物质之间的反应,属于取代反应的是()A.甲烷和氧气B.甲烷和氯气C.金属钠和水 C.碘化钾和氯水5.光照混合在试管中的甲烷和氯气的混合气体后,拔开试管塞,在实验的过程中不可能观察到的现象是()A.试管中气体的黄绿色变浅B.试管中有火星出现C.试管壁上有油状液滴出现D.试管口有白雾6.1mol甲烷和1mol氯气在光照条件下发生反应,产物中物质的量最多的是()A.CH3Cl B.HCl C.CH2Cl2D.CHCl37.将1molCH4与Cl2完全发生反应后测得四种取代物的物质的量相等,则消耗的Cl2物质的量为( ) A.0.5 mol B.2 mol C.2.5 mol D.4 mol8.下列物质:①金刚石②白磷③甲烷④四氯化碳,其中分子具有正四面体型的是()A. ①②③B. ①③④ C .②③④ D. ①②③④9.“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质,主要存在于冻土层和海底大陆架中。
据测定每0.1m3固体“可燃冰”能释放出20m3甲烷气体,则下列说法中不正确的是()A.“可燃冰”释放的甲烷属于烃B. “可燃冰”的分解与释放,可能会诱发海底地质灾害,加重温室效应C.“可燃冰”将成为人类的后续能源D.“可燃冰”是水变的油10.二氟甲烷是性能优异的环保产品,它可替代某些会破坏臭氧层的“氟里昂”产品,用作空调、冰箱和冷冻库的制冷剂。
试判断二氟甲烷的结构简式有()A.4种 B. 3种 C. 2种 D. 1种11.甲烷分子式是_________,电子式是___________,结构式。
利用天然气做燃料化学方程式天然气是一种含有天然气组成的清洁化学燃料,被广泛用于家庭取暖、煮食、制冷等。
它由一系列气体组成,如甲烷、二氧化碳、氧气等,由物理或化学方式组装,而不同的方法会产生不同的燃料组合,以下是典型的天然气燃料化学方程式:1、甲烷(CH4) + 2 氧气(O2) --> 碳氢化物(CO2)+ 2 水(H2O)2、甲烷(CH4) + 氧气(O2) --> 碳氢化合物(CO1) + 水(H2O)3、乙烷(C2H6) + 3 氧气(O2) --> 2 碳氢化物(CO2) + 3 水(H2O)4、丙烷(C3H8) + 5 氧气(O2) --> 3 碳氢化物(CO2) + 4 水(H2O)5、壬烷(C9H20) + 11 氧气(O2) --> 9 碳氢化物(CO2) + 10 水(H2O)6、氢气(H2) + 氧气(O2)--> 水(H2O)天然气燃料化学方程式的主要作用是将化学物质的组成和比例细调并产生可再利用的能量。
当燃料混合物燃烧时,它与氧气在高温,高压和有限的供氧条件下发生化学反应,产生大量能量和水蒸气。
由于燃料和气体的特性是不稳定的,在燃烧过程中,细微的反应体系也会发生变化,这也就是燃料的组成需要精确的调整的原因。
燃烧时,物质由原始的有机状态吸收“低熵”状态,产生具有更高能量的反应物,如热能或光能。
甲烷是天然气的主要成分,一般来说,典型的甲烷化学反应如下:1、甲烷(CH4)+ 2氧气(O2) --> 碳氢化物(CO2)+ 2水(H2O)2、甲烷(CH4)+ 氧气(O2)--> 碳氢化合物(CO1)+ 水(H2O)3、甲烷(CH4)+ 4氧气(O2)--> 2碳氢化物(CO2)+ 4水(H2O)甲烷结合氧气,经过燃烧后,会形成碳氢化物,除产生大量的热能,也会释出大量的二氧化碳和水蒸气,因此甲烷通常被认为温室气体的重要来源之一,有着强烈的安全需求。
天然气的化学成分我们来讨论天然气中最主要的成分——甲烷。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体,化学式为CH4。
它是天然气的主要成分,占据天然气总体积的70-90%。
甲烷是一种优质的燃料,广泛用于家庭、工业和交通运输等领域。
它燃烧时产生的二氧化碳排放量较少,相对比较清洁。
然而,甲烷本身是一种温室气体,其大量排放会导致全球气候变暖。
乙烷是天然气中的另一种重要成分,化学式为C2H6。
它的含量通常占据天然气总体积的1-10%。
乙烷主要用于石化工业生产乙烯,乙烯是合成塑料和纤维的重要原料。
此外,乙烷还用于制冷和加热设备的燃料。
丙烷是天然气中的一种低浓度成分,化学式为C3H8。
它的含量通常在0.1-1%之间。
丙烷是一种重要的化工原料,广泛用于合成丙烯、丙烯酸和丙烯酸酯等化学品。
此外,丙烷也是一种常用的燃料,用于家庭烹饪和供暖。
丁烷和异丁烷是天然气中的其他常见成分。
它们的化学式分别为C4H10和C4H8。
丁烷主要用于合成丁二烯、异丁烯和异丁醇等化学品,也用于燃料和溶剂。
异丁烷主要用于合成高级润滑油和橡胶。
除了以上主要成分外,天然气中还含有少量的氮气、二氧化碳、氧气和其他杂质。
氮气是一种惰性气体,对天然气的燃烧性能没有直接影响。
但高含量的氮气会降低天然气的热值,增加运输和储存的成本。
二氧化碳是一种温室气体,其含量对天然气的环境影响较大。
因此,在天然气的提取和利用过程中,需要进行二氧化碳的分离和回收。
天然气的化学成分包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等多种成分。
这些成分具有不同的特性和用途,广泛应用于能源、化工和燃料等领域。
然而,天然气的利用也面临着环境问题,如甲烷排放导致的温室效应和二氧化碳排放。
因此,我们需要在天然气的开发和利用过程中,加强环境保护和可持续发展的意识,推动清洁能源的发展和应用。
甲烷的工业原理甲烷是一种无色无臭的气体,化学式为CH4。
它是天然气和沼气的主要组成部分,也是重要的工业原料。
甲烷的工业原理主要涉及甲烷的制备、提纯和应用等方面。
甲烷的制备主要有以下几种方法:天然气加工、煤矿瓦斯利用、生物发酵以及人工合成。
天然气加工方法是利用天然气中含有的甲烷进行提纯。
首先,对天然气进行除硫处理,然后通过压力摩尔处理使甲烷和杂质分离。
最后,通过液化和等温蒸发去除杂质,得到纯净的甲烷。
煤矿瓦斯利用主要是利用煤矿井下产生的瓦斯,通过集中处理和分离提炼出甲烷。
首先,使用瓦斯收集设备将井下瓦斯收集到地面。
然后,利用物理和化学方法将瓦斯中的甲烷进行提纯,得到高纯度的甲烷。
生物发酵方法是利用微生物的代谢作用产生甲烷。
一种常用的生物发酵方法是沼气池发酵法。
通过将有机物质(如粪便、农作物秸秆等)投放到沼气池中,利用沼气菌的代谢作用产生甲烷。
甲烷可以在沼气中占到50-70%的体积比例。
人工合成方法是利用化学反应将其他化合物转化为甲烷。
这种方法常用于工业生产中。
其中一种常见的人工合成方法是通过碳氢化合物的部分氧化来生成甲烷。
这种方法主要应用于煤气或油气合成工艺中。
甲烷的提纯一般包括液化和洗涤两个步骤。
液化是将甲烷冷却至其临界温度以下,使其转化为液态。
洗涤是通过将液态甲烷与溶剂接触,将其中的氧气、水蒸气和杂质去除,得到高纯度的甲烷。
甲烷的应用非常广泛。
首先,甲烷是一种优质的燃料,广泛应用于工业、交通和家庭等领域。
其燃烧产生的二氧化碳和水蒸气相对较少,对环境的影响较小。
其次,甲烷可以作为合成气的重要原料,用于合成一氧化碳、氢气等化学品。
此外,甲烷还可以用作化工催化剂、溶剂、冷却剂等。
甲烷的工业化生产具有重要的经济和环境意义。
通过有效地利用天然气、煤矿瓦斯和生物资源,可以大大减少能源的浪费和环境污染。
同时,甲烷作为一种低碳燃料,可以为减少温室气体排放和应对气候变化做出重要贡献。
因此,进一步发展和应用甲烷,具有重要的战略意义。
天然气及其化工利用天然气是化学工业的重要原料资源,也是一种高热值、低污染的清洁能源。
随着我国“西气东输”工程的实现,天然气资源的开发利用前景更加广阔。
1.天然气的组成:天然气是蕴藏于地下的可燃性气体,主要成分是甲烷,同时含有CZ -C4的各种烷烃以及少量的硫化氢、二氧化碳等气体。
甲烷含量高于90%的天然气称为干气;C2—C4烷烃的含量在15%—20“以上的天然气称为湿气。
按来源,天然气可分为气井气、油田伴生气和煤层气。
气井气是单独蕴藏的天然气,多为干气。
油田伴生气是与石油共生的天然气,在石油开采的同时获得,多为湿气。
煤层气也称为瓦斯气,是吸附在煤层上的甲烷气体。
煤层气的储量很大,是一种很有竞争力的天然气资源,但目前的开采利用率很低。
我国天然气资源丰富,不同产地的天然气组成也有差异,下图开采出来的天然气,在输送前要除去其中的水、二氧化碳、硫化氢等有害物质。
常用的净化处理方法有化学吸收法、物理吸收法和吸附法。
例如用碱、醇胺等水溶液为吸收剂,吸收脱除其中的硫化氢、二氧化碳等酸性气体。
若天然气的处理量较小,有害杂质含量不高时,也可以采用吸附法脱除。
为了提高天然气资源利用的经济效益,可将甲烷与其中的CZ~C4烃类分离出来。
工业上采用的分离方法有吸附法、油吸收法和冷冻分离法。
2.天然气的化工利用天然气化工利用的主要途径如下:①转化为合成气(CO+H2),再进一步加工制造成合成氨、甲醇、高级酵等。
②在930~1230℃裂解生成乙炔、炭黑。
以乙炔为原料,可以合成多种化工产品,如氯乙烯、乙醛、醋酸、醋酸乙烯酯、氯化丁二烯等。
炭黑可作橡胶补强剂、填料,是油墨、涂料、炸药、电极和电阻器等产品的原料。
③通过氯化、氧化、硫化、氨氧化等反应转化成各种产品,如氯化甲烷、甲酵、甲醛、二硫化碳、氢氰酸等。
湿天然气经热裂解、氧化、氧化脱氢或异构化脱氢等反应,可加工生产乙烯、丙烯、丙烯酸、顺酐、异丁烯等产品。
天然气的化工利用见下图。
甲烷排放概念
甲烷排放指的是将甲烷(化学式CH4)释放到大气中的过程。
甲烷是一种温室气体,它对大气的温室效应贡献比二氧化碳更强烈,虽然它在大气中停留的时间较短。
以下是一些主要产生甲烷排放的来源:
1.能源生产和使用:石油和天然气开采、储运和利用是主要的甲
烷排放来源。
这包括天然气钻探、油气开采和天然气管道系统。
2.废弃物管理:垃圾填埋场和污水处理厂是废弃物管理中产生甲
烷的主要来源。
有机废弃物在缺氧条件下分解产生甲烷。
3.牧业:消化系统中的微生物会分解食草动物的食物,产生甲烷。
因此,牛、羊等反刍动物是甲烷排放的来源。
4.湿地:湿地是天然的甲烷排放源,因为湿地中的微生物在缺氧
条件下产生甲烷。
5.煤矿:煤矿开采和运输中的泄漏也可能导致甲烷排放。
甲烷的温室效应远远超过二氧化碳,尽管它在大气中的停留时间较短。
减少甲烷排放对于缓解气候变化具有重要意义。
因此,许多国家和组织都在努力通过改进工业过程、提高能源效益、采用清洁能源和改进废弃物处理等措施来减少甲烷排放。
天然气燃料电池原理
天然气燃料电池是一种利用天然气(主要是甲烷)作为燃料,将化学能转化为电能的
装置,它采用了电化学原理,同时具备高效、环保、节能等特点。
天然气燃料电池的工作原理可分为以下三个步骤:
第一步:氧化反应
天然气燃料电池的负极为阳极(anode),正极是阴极(cathode)。
在阳极上,天然
气与水发生化学反应,生成一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水的混合物和电子。
反应式如下:
CH4 + H2O → CO + 3H2 + 4e-
天然气燃料电池中使用的阳极通常是一种钯催化剂,它能够帮助天然气与水的反应加速,同时也能够帮助释放出反应过程中产生的电子,将它们引导到电路中。
第二步:电子传导
电子在阳极上被释放后,它们会通过外部电路传递到阴极上,从而驱动电器负载工作。
在这个过程中,电子流向阴极,同时将电量转换为势能。
最后,电子在阴极与氧气发生还原反应,生成水和热能,同时产生一个电压。
反应式
如下:
因此,天然气燃料电池产生的电能,是通过将天然气的化学能转化为电子流,并利用
电子流驱动电器负载,最后通过阴极与氧气的还原反应产生的。
总结:
天然气燃料电池利用了化学能转化为电能的原理,经过氧化、电子传导以及还原反应
等过程,将天然气的化学能转换为运动能和势能,从而驱动电器负载的工作。
它具备环保、高效、节能等优点,是未来能源发展的重要组成部分。
天然气制氢的原理天然气(naturalgas),是一种易液化的混合态燃料,由主要成分甲烷(methane)、乙烷(ethane)、丁烷(propane)和更多其他微量成分组成,经过加热和压缩后,可以容易的蒸发成气体。
它颜色清澈,无色无味,所含的烃成分比汽油(gasoline)和柴油(diesel)都更少。
天然气作为一种能源,有着非常广泛的用处,因此近年来受到越来越多的关注。
在工业上,天然气多用于热力发电、聚烃及烷化反应,在一些能源消耗产业中具有重要作用,例如化学工业、钢铁工业、塑料工业等。
但是,近年来,为了节约能源,利用天然气制取氢气成为了一项重要的研究课题。
氢气(hydrogen)是目前最先进的燃料,它在发动机发动的过程中,能产生的唯一的废气就是水汽。
氢气的热值比液化石油气(LPG)高出大约二倍,而且能源利用率可高达90%以上。
氢气作为清洁无污染的节能燃料,有着很广阔的应用前景。
然而,天然气制备氢气的过程比较复杂,必须先将天然气经过清洗,以去除有毒物质,然后经过压缩,再经过加热,最后才可以分解成氢气以及比较多的碳氢化合物。
压缩、加热和分解的过程需要大量的能量,因此,无论是从经济性还是环保性考虑,它都是一种比较低效的节能形式。
为了更好地利用这种能源形式,人们开发出了一种新的技术,叫做“天然气制氢”。
这种技术旨在通过直接利用天然气中的甲烷制备氢气,以避免燃料的清洗和加热等繁琐的步骤,同时大大提高能量利用率。
研究表明,改进后的天然气制氢技术能有效减少能量损失,一般情况下,节能率可以达到20%~30%。
此外,这种技术不仅可以节约能源,而且对环境无害,只会产生水汽,所以也是一种清洁的能源形式。
总之,“天然气制氢”技术能够有效减少能量的消耗,并形成一种更清洁、更节能的能源形式。
因此,这种技术有着广阔的应用前景,也是未来可持续发展的重要一环。
甲烷燃料用途甲烷燃料是一种常见的天然气,主要成分为甲烷(CH4)。
该气体在工业生产和生活中有多种用途,下面将对其适用领域进行详细介绍。
首先,甲烷燃料广泛应用于能源领域。
作为一种燃料,甲烷燃烧产生的热能可以被用来产生蒸汽、发电和供暖。
在工业生产中,甲烷燃料是一种非常重要的燃料源,被用于提供能源驱动各类设备和机械,比如锅炉、热处理炉、发电机组等。
同时,甲烷燃料也广泛应用于住宅和商业建筑的供暖、烹饪等方面。
其次,甲烷燃料也被用作交通工具的动力源。
甲烷燃料在汽车和火车等交通工具的领域有着广泛的应用。
目前,很多国家将甲烷燃料作为替代传统燃油的重要选择,以减少对传统能源的依赖、减少环境污染。
在交通领域,甲烷燃料可以直接应用于发动机燃烧,也可以转化为其他形式的燃料,比如压缩天然气(Compressed Natural Gas, CNG)和液化天然气(Liquid Natural Gas, LNG),用于汽车、乘客车辆和货车等多种交通工具的燃烧。
此外,甲烷燃料还被广泛用于工业生产过程中的合成气体制备。
合成气体是一种重要的工业原料,以一氧化碳(CO)和氢气(H2)为主要成分,可用于化学工业中的合成反应和化学制品的生产。
甲烷燃料通过催化裂解和气化等工艺可以转化为合成气体,提供化学反应所需的原料。
此外,甲烷燃料也可用于城市垃圾处理。
垃圾处理厂常常将有机废物进行厌氧发酵,产生甲烷气体。
这种甲烷气体可以进一步利用,供电、供热和供暖等用途,实现能源的再生利用,减少环境污染。
最后,甲烷燃料还有重要的应用于环境保护领域。
由于甲烷是一种重要的温室气体,对气候变化有着重要的影响,因此将甲烷利用起来,能够减少其释放到大气中的数量,减缓全球气候变化。
同时,甲烷燃料也可以在城市和农村地区取代传统能源,减少固体废弃物的焚烧和沼气排放,保护环境和改善空气质量。
综上所述,甲烷燃料具有广泛的用途,主要应用于能源生产和供应、交通工具动力、工业生产过程中的合成气体制备、垃圾处理、环境保护等领域。
神奇的燃料甲烷气在生活中的多重用途燃料是日常生活中必不可少的能源之一。
而传统的燃料如煤炭、原油等已经面临着越来越多的问题,如环境污染、资源枯竭等。
在这种情况下,燃料甲烷气以其独特的特性和广泛的应用领域,成为了探索新型燃料的重要选择。
本文将介绍神奇的燃料甲烷气在生活中的多重用途。
一、甲烷气在家庭用途中的应用1. 厨房燃料甲烷气常被用作厨房燃料,代替传统的液化石油气。
由于甲烷气燃烧效率高、热值大、无色无味,使用甲烷气可以更加快速、高效地烹饪食物。
此外,甲烷气燃烧时产生的废气较少,对环境污染较小。
2. 暖气供应甲烷气也可以作为供暖系统的燃料。
通过将甲烷气引入供暖设备,可以快速提供热量,使室内温暖舒适。
此外,与传统的燃煤供暖相比,甲烷气燃烧产生的废气少,减少了对空气质量的影响。
二、甲烷气在能源领域中的应用1. 发电能源甲烷气可以作为燃料发动机的燃料,用于发电。
由于甲烷气具有高热值、低污染等特点,使用甲烷气发电可以减少对环境的破坏,并提高能源利用效率。
2. 燃料电池甲烷气也可以被用于燃料电池的供氢。
通过将甲烷气与氧气反应,可以产生电能。
这种方式不仅能够提供电力,还能够产生热能,实现能源的高效利用。
三、甲烷气在工业领域中的应用1. 炼化工业甲烷气在炼油工业中有着广泛的应用。
它可以作为催化剂的源料,用于制造合成气、合成乙烯等化工产品。
因其热值高、产气量稳定,使得甲烷气在炼化工业中成为了不可或缺的重要燃料。
2. 玻璃工业甲烷气还可以用于玻璃制造过程中的高温炉燃料。
通过使用甲烷气可以获得高温高能量的火焰,使玻璃制造过程更加高效、稳定。
四、甲烷气在交通运输中的应用1. 天然气车甲烷气被广泛应用于天然气车的燃料。
天然气车不仅能够减少空气污染,还能够降低运行成本,节省能源。
随着环保意识的增强,天然气车将在未来的交通领域得到更多的推广和应用。
总结起来,甲烷气作为一种神奇的燃料,在生活中有着多重用途。
它可以被广泛应用于家庭、能源、工业和交通运输等领域。
甲烷的爆炸原理及应用1. 甲烷的化学性质甲烷(CH4)是一种无色、无臭且易燃的气体,主要由碳和氢元素组成。
它是天然气的主要成分,也是一种广泛应用的能源资源。
2. 甲烷的爆炸原理甲烷的爆炸是基于其特定的混合比例和氧气存在下所产生的化学反应。
当甲烷与氧气在特定的温度和压力下混合到一定比例时,形成可燃气体。
在这种可燃气体的环境中,一旦有火源引燃,就会发生爆炸。
3. 甲烷爆炸的条件甲烷爆炸需要满足以下几个条件:•合适的混合比例:甲烷与氧气的体积比例在5%到15%之间时,为最易燃的混合比例。
•合适的温度:爆炸需要在一定的温度范围内发生,一般在燃烧温度范围内才能引发爆炸。
•合适的压力:爆炸需要一定的压力才能产生足够的能量。
4. 甲烷爆炸的危害甲烷爆炸具有破坏力强、爆炸范围广、传播速度快等特点,因此具有一定的危害性。
甲烷爆炸的危害主要表现为: - 爆炸产生的冲击波可以摧毁建筑物、设备等。
- 爆炸后产生的火焰和高温会引发火灾,对周围环境造成热辐射。
- 爆炸还可能引发次生灾害,如毒气泄露、建筑物倒塌等。
因此,对于甲烷的处理和使用需要严格遵循安全操作规程,以减少爆炸危险对人和环境的威胁。
5. 甲烷爆炸的应用虽然甲烷爆炸具有一定的危害性,但它在一些特定的应用中也可以发挥重要的作用。
5.1. 能源资源甲烷作为天然气的主要成分,是一种重要的能源资源。
它可以作为燃料用于发电、供暖和烹饪等领域。
甲烷的利用作为能源资源有以下优势: - 燃烧效率高:甲烷的燃烧效率高,能够提供可靠的能量。
- 清洁燃料:甲烷的燃烧产生的废气相对较少,对环境污染较小。
- 储量丰富:天然气储量丰富,能够满足日益增长的能源需求。
5.2. 工业领域甲烷爆炸的原理在一些工业领域也有应用。
例如,甲烷可用于燃烧装置、燃气轮机等设备,提供动力或产生热量。
甲烷在工业领域的应用主要包括: - 发电:利用甲烷燃烧产生的热能驱动发电机,产生电能。
- 压缩天然气(CNG):将甲烷压缩成液体,可以用于运输和储存能源。
甲烷的知识点总结详细甲烷是一种简单的碳氢化合物,由一个碳原子与四个氢原子组成。
它化学式为CH4,是最简单的烷烃。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体,熔点 -182.5°C,沸点 -161.5°C。
甲烷是天然气的主要成分之一,也是一种重要的能源资源。
它在化工、石化、医药等领域广泛应用。
甲烷的成因1. 生物形成:甲烷是一种由生物过程产生的气体。
它通常在沉积物中形成,因为有机物在那里受到高压和高温的作用。
在湖泊、湿地和沼泽等水体中,有机物会被厌氧细菌分解成甲烷。
2. 地下油气形成:甲烷也是石油和天然气的主要成分之一。
它通常与其他碳氢化合物一起形成在地球深处的沉积岩层中,通过地质作用形成。
3. 人工合成:甲烷也可以通过人工合成得到,一般是通过在高温下将碳和氢气化合成甲烷。
甲烷的性质1. 化学性质:甲烷是一种相对不活泼的气体,不易发生化学反应。
它与氧气在高温下可以发生燃烧反应,生成二氧化碳和水。
在低温下,甲烷可以和氯气、溴气等发生取代反应,生成卤代甲烷类化合物。
2. 物理性质:甲烷是一种无色、无味、无毒的气体,密度比空气小,不溶于水,溶于一些有机溶剂。
甲烷在低温下可以被液化,成为液态甲烷,这种形式下可被用作燃料。
甲烷的应用1. 能源资源:甲烷是一种重要的能源资源,被广泛应用于燃气、发电、交通等领域。
作为天然气的主要成分之一,甲烷被用于取暖、烹饪和工业生产等。
此外,甲烷还可以用作火箭燃料的一部分。
2. 化工用途:甲烷是一种重要的化工原料,在合成氨、甲醇、乙烯等有机化合物的生产过程中被广泛应用。
3. 医药用途:甲烷在医药领域也有一定应用,它可以被用来制备氯仿、麻醉气体等药物。
甲烷的环境影响1. 温室气体:甲烷是一种常见的温室气体,它对地球的大气层有一定的影响。
大量的甲烷排放会增加大气中的温室气体含量,加剧全球气候变化,促进温室效应。
因此,控制甲烷的排放对于减缓气候变化具有重要意义。
2. 空气质量:甲烷是一种无色无味的气体,如果大气中甲烷含量过高,会对空气质量造成影响,影响人体健康。
天然气的利用 甲烷
【课前预习】1. 什么叫有机物?
一般把含_____元素的化合物称为有机化合物,简称为有机物。
但CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸(HCN)及其盐、硫氰酸(HSCN)及其盐、SiC、CaC
2
等虽含有碳元素,但它们的组成、结构和性质都跟无机物更相似,因此,它们属于无机物。
2、有机物的结构特点:
(1)碳原子均可与其他四个原子形成共价键,碳原子间也可相互成键;
(2)碳碳之间可形成____键,也可形成___键或_____键;
(3)碳碳之间可形成长长的碳______,也可形成碳_____。
所以含碳元素化合物种类繁多!
3. 有机物的性质特点
(1)多数有机物_____溶于水,_____溶于有机溶剂;
(2)多数有机物受热易分解,易燃烧;
(3)多数有机物是____电解质,不易导电,为分子晶体,熔点低;
(4)有机物所参与的反应比较复杂,常伴有_____反应,且一般速率较____;
4.化石燃料:
煤:有机物和无机物组成的复杂混合物,含C(主),H和O(次),S、P、N(少)
石油:组成元素主要为____,含少量S、O、N等元素;组成物质主要是各种液态碳氢化合物
天然气:主要成分_______ ,是最简单的有机化合物
甲烷在自然界中的存在:池沼的底部(______),油田气和煤矿坑道(坑气、_______),天然气
(一般含CH4 80﹪-97﹪),可燃冰等。
[知识回顾]
一、甲烷的物理性质:
_____色 味的 体,密度比空气 , 溶于水。
【交流与讨论】
1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ,含碳75%,含氢25%。请同学们利用这些
数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子个数比和分子式。
2、写出甲烷分子的电子式,说明它的分子结构特点。
3、甲烷完全燃烧的生成物是什么?写出甲烷燃烧的热化学方程式。(已知1g甲烷燃烧生成
液态水放出55.6kJ的热量)
二、甲烷的分子结构
1.分子式: 电子式: 结构式:
2.甲烷分子呈_______________结构 键角:
三、甲烷的化学性质
1、________反应
注意: ①、点燃甲烷前必须验纯,否则会爆炸。 (思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?)
CH4爆炸极限:5%~15.4%
②、有机反应方程式中用“ _______ ”不用“=”。
[动动脑]:你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗?
[观察与思考]:甲烷与氯气反应
现象:瓶壁上有 状 生成。 量筒内液面 。
生成物是什么?(有几种)______________________________________________________
[信息提示]常温下,一氯甲烷(CH3Cl)是气体,二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲
烷(CCl4)都是液体,三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲烷(CCl4)是工业上重要的溶剂,三氯甲烷又叫
做氯仿,可作麻醉剂;四氯甲烷(CCl4)还是一种效率较高的灭火剂,这四种取代物都不溶于
水。
2、__________反应:___________________________________________________________
有关反应方程式:
[信息]甲烷常温时很稳定,但在高温时可分解
3、___________反应
天然气的利用 甲烷
甲烷在自然界中的存在:池沼的底部(______),油田气和煤矿坑道(坑气、_______),天然气
(一般含CH4 80﹪-97﹪),可燃冰等。
[知识回顾]
一、甲烷的物理性质:
_____色 味的 体,密度比空气 , 溶于水。
【交流与讨论】
1、已知甲烷的密度在标准状况下是0.717 g/L ,含碳75%,含氢25%(是质量分数)。请同学
们利用这些数据推出甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子个数比和分子式。
2、观察甲烷分子的比例模型、球棍模型,掌握它的分子结构特点。
二、甲烷的分子结构
(1)分子式: 电子式: 结构式:
(2)甲烷分子呈_______________结构 键角:_____________
3、甲烷完全燃烧的生成物是什么?写出甲烷燃烧的热化学方程式。(已知1g甲烷燃烧生成
液态水放出55.6kJ的热量)
三、甲烷的化学性质
1、________反应
注意: ①、点燃甲烷前必须_______,否则会爆炸。 (思考:什么时候甲烷会爆炸最强烈?)
CH4爆炸极限:______________
②、有机反应方程式中用“ _______ ”不用“=”。
[动动脑]:你能设计一个实验验证CH4燃烧的产物是什么吗?
[观察与思考]:甲烷与氯气反应
现象:瓶壁上有 状 生成。 量筒内液面 。
生成物是什么?(有几种)______________________________________________________
[信息提示]常温下,一氯甲烷(CH3Cl)是气体,二氯甲烷(CH2Cl2)、三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲
烷(CCl4)都是液体,三氯甲烷(CHCl3)和四氯甲烷(CCl4)是工业上重要的溶剂,三氯甲烷又叫
做氯仿,可作麻醉剂;四氯甲烷(CCl4)还是一种效率较高的灭火剂,这四种取代物都不溶于
水。
2、__________反应:___________________________________________________________
有关反应方程式:
[信息]甲烷常温时很稳定,但在高温时可分解
3、___________反应
有关反应方程式:
总体
甲烷的化学性质
一般条件下
【课堂小结】
1、知识的角度
2、方法的角度
3、体会有机化学学习的内容
4、与无机化学相比有机化学学习的最大特点