文档介绍：第一节烷烃甲烷一、甲烷的存在和能源(1)甲烷是由C、H元素组成的最简单的烃,是含氢量最高的有机物。是天然气、沼气、油田气、煤矿坑道气的主要成分。俗名又叫沼气、坑气,由腐烂物质发酵而成。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源.(2)世界上20%的能源需求是由天然气供给的,我国的天然气主要分布在东西部(西气东输)二、物理性质:甲烷是一种没有颜色,没有气味的气体(天然气为臭味是因为掺杂了H2S等气体),(可求出甲烷的摩尔质量为16g/moL),极难溶于水(两个相似相溶原理都可解释)。三、甲烷分子的组成及结构:1、组成:如何确定甲烷属于烃,即如何确定有机物有哪些元素组成?通常采用燃烧法。CH4+2O2CO2+2H2O那么可以肯定甲烷中一定有C、H两元素,而不能确定是否有O元素,于是需要实验数据:,。计算:,,,,;两者加起来刚好等于甲烷的质量,故甲烷中只含C、H两元素。且两者比例为1:4,但1:4的物质有很多如CH4、C2H8、C3H12等,如何确定究竟为哪个,则设甲烷化学式为CxH4x(CH4为最简式),要求出x值还需知道其相对分子质量。,可求出甲烷的摩尔质量为16g/moL,故得到x=1。于是甲烷的化学式为CH4。2、结构知道了甲烷的组成,究竟甲烷的空间构型如何?到底是平面正四边形还是立体正四面体,科学家为了弄清楚这个问题,分析了甲烷的二***代物CH2Cl2的种类。如果甲烷是正四边形,那么CH2Cl2应该有两种产物(邻位和对位)必有熔沸点等物理性质不同,但如果是立体正四面体,其二***代物就只有一种。事实上科学家发现CH2Cl2确实只有一种,所以确定甲烷的空间构型为正四面体,在甲烷分子中一碳原子为中心,四个氢原子为顶点形成的正四面体,键角为109°28’。分子式电子式结构式结构简式空间结构CH4CH4结构简式(在结构式的基础上省略C—H单键):CH4最简式(各元素原子个数的最简单的比值):CH4[展示]甲烷的球棍模型、比例模型。四、甲烷的实验室制法:(本部份内容教材已经删去,仅作介绍)(1)原料:无水醋酸钠、碱石灰(NaOH、CaO的混合物)(2)反应原理:CaOCH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑(3)装置原理:固体+固体气体(类似制氧气、氨气)(4)气体收集:向下排空气法或排水法注:①原料醋酸钠必须是无水的,否则NaOH易电离:Na—O—H==Na++OH—上述反应不能发生。②碱石灰中CaO的作用:吸水剂——保持原料干燥、无水稀释剂——稀释NaOH,减少NaOH与试管接触而使试管受热腐蚀疏松剂——防止NaOH结块,有利于气体逸出五、化学性质:[实验]CH4酸性高锰酸钾(不褪色)溴水(不褪色)点燃1、通常状况下,甲烷很稳定,不能被酸性高锰酸钾、溴水、浓硫酸等强氧化剂氧化,也不能与酸、碱反应。所以甲烷可用浓硫酸干燥。2、氧化反应——可燃性:在空气中或氧气中点燃甲烷,完全燃烧生成CO2和H2O,同时放出大量的热,还伴有淡蓝色火焰CH4+2O2CO2+2H2O光照的条件下甲烷与空气或氧气不反应甲烷燃烧注意事项:甲烷具有可燃性,甲烷在空气中或氧气中达到一定值时