天然气的利用 甲烷

18 天然气的利用甲烷【学习目标】1．认识化石燃料与有机物的关系，了解有机物的通性；2．掌握甲烷的结构和性质，认识取代反应，了解烃和烷烃；3．初步学会分子式计算的方法，培养学生推理归纳的能力。

【学习重点】甲烷的结构和性质，取代反应【学习方法】实验探究、推理归纳、对比联系【课时安排】2课时【教学过程】：【阅读】教材P58 回答下列问题常见的化石燃料有哪些？其组成分别是什么？一、化石燃料1．化石燃料的组成：天然气：石油：煤：2．我国的石油与天然气资源：书p58《拓展视野》【思考】回忆初中对于有机化合物的概念，回答下列问题。

二、有机物概述1．有机物物概念：2．有机物的结构特点：三、甲烷的分子组成、分子结构1．甲烷分子式的确定：【例题】已知甲烷的密度在标准状况下是0.717g·L-1，含碳75%，含氢25%。

确定甲烷分子中碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式。

2．甲烷分子结构的特点：分子式：结构式：结构简式：电子式：空间构型：四、甲烷的性质1．物理性质：甲烷是一种色味气体，相同条件下密度比空气，极难溶于水。

2．化学性质：（1）氧化反应：由于甲烷的分子结构稳定，所以通常不与强酸、强碱、强氧化剂（如KMnO4）反应，但能燃烧。

已知1mol甲烷完全燃烧生成液态水时，放出890.3kJ的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式。

注意点：①燃烧时实验现象及产物的检验（完成书p59表格）②使用前要验纯③通常被称为高效、较洁净的燃料④不能使酸性KMnO4溶液褪色（2）取代反应：实验现象：，结论：。

有关化学方程式：注意点：①反应条件：与卤素单质光照条件下反应，不能使溴水褪色②反应的生成物：③取代反应的定义：④取代反应与置换反应的区别：3．甲烷的利用：常用作气体燃料，可以制取许多化工产品。

（1）曾用来制氟利昂：CHCl3 + HF → CHF2 + HCl (取代反应)（2）制甲醇：CH4 + H2O → 3H2 + CO ，CO + 2H2 → CH3OH（3）制炭黑和氢气：CH4→C + 2H2五、烷烃的结构和性质1．烃：烷烃：名称乙烷丙烷正丁烷分子式结构式结构简式2．烷烃的分子通式为。

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。

3．11天然气的利用甲烷学案班级姓名【目标诠释】——我来认识1．通过对甲烷结构的认识，掌握甲烷电子式、结构式的正确写法掌握和甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的涵义。

2．理解掌握同系物、同分异构体的涵义。

【导学菜单】——我来预习一、甲烷的分子组成和结构1．天然气的主要成分是甲烷，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？2．写出甲烷分子的电子式和结构式。

讨论分子里各原子在空间的分布情况？二、甲烷的性质1．天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷，想一想甲烷有什么物理性质？3.1 mol甲烷在通常状况下完全燃烧后放出890 kJ热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式。

想一想甲烷燃烧有什么现象？讨论：为什么天然气是受欢迎的气体燃料？2．甲烷是最简单的有机化合物，你能设计一个实验来确定它的组成中含有碳、氢二种元素？4．探究：清查阅资料并讨论甲烷还能和那些物质发生化学反应，并写出相应的化学方程式。

三．烃1．通过观察教材P61乙烷、丙烷、丁烷的结构式思考上述分子有什么特点？2．烷烃的通式是什么？什么叫同系物？【困惑扫描】——我来质疑【感悟平台】——我来探究I 甲烷的氧化反应-可燃性1：在空气中燃烧时火焰呈蓝色的物质除甲烷还有哪些？2：甲烷燃烧时，若氧气不充分，可能生成哪些产物？3：家用燃气灶若原来烧液化石油气（主要成分为C 3H 8）,现要改烧天然气，应如何改造？II 甲烷与氯气发生了反应【思考】我们通过实验看到了什么现象？【思考】1、我书写的化学方程式和以往相比有何不同？为什么？2、甲烷与氯气反应的实质是氯原子取代了甲烷上的氢原子，同学们再仔细观察看看二氯甲烷的结构，它还能和氯气发生反应吗？试写出反应方程式？三氯甲烷呢？【建立网络】——我来归纳甲烷的分子结构(正四面体)【过关窗口】——我来练习 1、下列分子中呈正四面体结构的是[ ]A ．甲烷B ．二氯甲烷C ．三氯甲烷D ．四氯化碳2、物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后生成物质的量最多的是 [ ]A ． 一氯甲烷B ．二氯甲烷C ．三氯甲烷D ．四氯化碳E ．氯化氢3、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是[ ]。

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。

篇一：教学设计天然气的利用甲烷[教学设计]天然气的利用甲烷江苏省盐城经济开发区中学王新一、设计思想《普通高中化学课程标准》要求我们根据学生认知水平和心理发展特点，要以最优化的教学设计和教学实践实现“不同的学生学习不同的化学，为学生科学素质的发展提供更大的空间”的目标。

新课程强调教学设计要从生产生活中的应用实例和学生的已有知识出发，通过实验探究，组织教学内容，使学生在初中知识的基础上有所提高。

因此本节课的教学思路就是由学生日常生活中熟悉的物质入手，列举生活中所接触天然气--甲烷，然后分析它的结构，通过实验探究，认识甲烷的化学性质。

在学习过程中让学生“动手做、动眼看、动口议、动笔写、动脑思”，真正理解和掌握知识，实现学生的主体地位，从而达到较好的教学效果。

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。

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。