Предельные углеводороды. Горение метана как один из источников тепла в промышленности и быту

1.

Предельные углеводороды.
Горение метана как один из
источников тепла в
промышленности и быту.
Свойства ПУВ, нахождение в
природе, применение алканов

2.

Задание: записать краткий конспект в
тетради

3.

Алканы (предельные, насыщенные, парафины) –
органические вещества, состоящие из атомов
углерода и водорода, связанных между собой
одинарными (сигма) связями.

4.

АЛКАНЫ
название предельных
углеводородов по международной
номенклатуре (ИЮПАК).
ПАРАФИНЫ
исторически сохранившееся
название предельных
углеводородов (от лат. parrum
affinis – малоактивный).

5.

Строение
Атом углерода
Тип гибридизации sp 3.
Валентный угол1090 28/,
расстояние между
атомами
0,154 нм

6.

ГОМОЛОГИЧЕСКИЙ РЯД АЛКАНОВ
Вспомните, какие вещества мы
называем гомологами?
ГОМОЛОГИ – это вещества со схожими
строением
и
свойствами,
но
различающиеся по составу на одну или
несколько групп CH2 (гомологическая
разность).

7.

СН4-С4Н10
С5Н12-С15Н32
С16Н34-…
твердые

8.

Гомологический ряд

9.

Изомерия и номенклатура
алканов

10.

Нахождение в природе:
Природный газ на 75%-85% состоит из
метана, от 25%-2% этана, пропана и других
соединений.
Нефть и ископаемый уголь (содержат не
чистые углеводороды)
Месторождения угля (бурого), нефти, газа на
Дальнем Востоке

11.

Физические свойства
• С 1 – С4 – газ без цвета и запаха
• С 5 – С 17 – бесцветные жидкости с запахом бензина
• С 18 … -твердые вещества, белого цвета, жирные на ощупь
• По мере увеличения числа атомов углерода в цепи возрастает
температура кипения, плавления и плотность
• Молекулы с разветвленным скелетом кипят и плавятся при
более низкой температуре, чем молекулы с нормальным
строением
• Газообразные и жидкие алканы образуют взрывоопасные
смеси с воздухом
• Алканы практически не растворимы в воде, но растворяются в
неполярных органических растворителях
(бензол,тетрахлорметан)
• Жидкие и твердые алканы смешиваются друг с другом

12.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАНОВ.
НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ.
МЕТАН – газ, без цвета и запаха,
почти в 2 раза легче воздуха, мало
растворим в воде. Он образуется в
природе в результате разложения без
доступа воздуха остатков
растительных и животных
организмов. Поэтому может быть
обнаружен в заболоченных водоемах,
где появляется в виде пузырьков газа,
или накапливается в каменноугольных
шахтах, куда выделяется из угольных
пластов. В значительном количестве
(80-97%) метан содержится в
природном газе и в попутных
нефтяных газах.

13.

ЭТАН, ПРОПАН И БУТАН
входят в состав природного
и попутного нефтяного
газов. АЛКАНЫ содержатся
в нефти. С ростом
относительной
молекулярной массы
наблюдается переход
количественных отношений
в качественные:
изменяется агрегатное
состояние, возрастают
температуры плавления и
кипения.

14.

Химические свойства:
•Галогенирование
•Нитрование

15.

Химические свойства:
•Горение
•Каталитическое окисление

16.

Химические свойства:
•Пиролиз (t выше 600 градусов С)
•Крекинг (t ниже 600 градусов С)
•Изомеризация

17.

Получение:
• Реакция Вюрца
• Разложение солей карбоновых кислот
• Гидрирование ненасыщенных
углеводородов

18.

Практическое применение

19.

Применяется в виде природного газа
метан используется в качестве топлива.
Метан является исходным продуктом
для получения метанола, уксусной
кислоты, синтетических каучуков,
синтетического бензина и многих других
ценных продуктов.

20.

Горение метана

21.

Месторождения природного газа в
России
В состав
природного газа
входит от 70% до
95% метана

22.

Турбина электрогенератора

23.

Двигатель внутреннего сгорания
на метане

24.

Продукты, получаемые при
сгорание метана
CO2
Двуокись
углерода
CO
Угарный газ
C
Аморфный
углерод
без цвета
без цвета
темный
без запаха
без запаха
является частью
яд
атмосферы
без запаха

25.

−
C
+¿
• На экосистему:
Частицы сажи в атмосфере поглощают
солнечное излучение и затем
испускают его в виде тепла.
Осаждаясь на землю, сажа делает
ее поверхность более темной,
способствуя усиленному
поглощению солнечных лучей и
уменьшая отражательную
способность.
• На человека:
Входит в категорию частиц, опасных
для лёгких, так как частицы менее
пяти микрон в диаметре не
отфильтровываются в верхних
дыхательных путях.
Применяется в основном в
шинной и резинотехнической
промышленности (три четверти
всего производства сажи).

26.

−
Особенность воздействия СО на
многие виды животных и, в частности,
на человека заключается в
способности центрального атома
железа Ее в молекуле гемоглобина
крови образовывать с молекулой
оксида углерода значительно более
прочную связь, чем с молекулой
кислорода. Попадая в организм,
угарный газ действует как яд: он
изолирует железо в гемоглобине,
препятствуя переносу кислорода.
Способы решения: высаживать
больше различных растений.
CO
+¿
Отсутствуют

27.

−
Парниковый эффект:
это естественное явление,
которое повышает температуру
на нашей планете для
комфортного существования.
CO2
Менее вредный
+¿
Фотосинтез:
процесс, при котором в клетках,
содержащих хлорофилл, под
действием энергии света образуются
органические вещества из
неорганических. При фотосинтезе
растение поглощает углекислый газ и
воду, синтезирует органические
вещества и выделяет кислород, как
побочный продукт фотосинтеза.
6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2

28.

Горение -это экзотермическая
реакция
Теплота-источник энергии человека. Самая важная
реакция алканов - горение. Горят алканы с
образованием паров воды и газообразной двуокиси
углерода. В результате этой реакции в огромных
количествах выделяется химическая энергия, которую
можно преобразовать в электрическую или тепловую

29.

Химизм горения

30.

Таблица
Вещество
Состояние
Q кДж/моль
CO
г
110,5
CO2
г
393,5
H2 O
г
241,84
CH4
г
74,86
C
к
0
O2
г
0

31.

Расчёты

32.

Q, кДж
Тепловой эффект сгорания топлива, в зависимост
чества кислорода,кДж
1000
800
600
519,32
400
408,82
200
0
2 атома
3 атома