Презентация на тему Природный и попутный газ

Классификация газов
добывают из газовых месторождений
растворены в нефти и добываются вместе с ней

Классификация газов

Мировая добыча природного газа в 2007 г. — 3 031 401 Мм

Россия занимает 1–е место в мире по добыче и экспорту природного газа (35% мировой добычи газа);

Газодобывающие регионы

Применение:

Природный газ - топливо

подачу газа в печь легко регулировать;
теплота сгорания газа выше, чем у др. видов топлива (при сгорании 1м3 газа выделяется 54400кДж);
при его сгорании не образуется зола, его продукты сгорания являются максимально чистыми в экологическом отношении.
Преимущества перед другими видами топлива

Природный газ
зависит
от
месторождения

Гомология, номенклатура
CnH2n+2 n≥1
n=2 C2H6
этан
СН3─СН3
n=3 C3H8
СН3─СН2─СН3
пропан
n=4 C4H10
СН3─СН2─СН2─СН3
бутан
n=5 C5H12
СН3─СН2─СН2─СН2─СН3
пентан
n=1 CH4
метан
Н
I
Н─С─Н
I
Н

IUPAC — International Union of Pure and Applied Chemistry
Номенклатура ИЮПАК
СН4 метан
С2H6 этан
C3H8 пропан
C4H10 бутан
C5H12 пентан
C6H14 гексан
C7H16 гептан
C8H18 октан
C9H20 нонан
C10H22 декан

Радикал - алкил
СН4 метан
С2H6 этан
C3H8 пропан
C4H10 бутан
C5H12 пентан
CH3― метил
C2H5― этил
C3H7― пропил
C4H9― бутил
C5H11― пентил

С2Н5 ― этил
C3H7― пропил
C4H9― бутил
CH3―CH2―
CH3―CH2―CH2―
н-пропил-
l
CH3―CH―CH3
изопропил-
CH3―CH2―CH2 ―CH2―
н-бутил-
Радикал - алкил

Гомология, изомерия
для алканов характерны явления гомологии и изомерии.
Гомологи - вещества, имеющие сходное строение и свойства, но отличаются друг от друга на одну или несколько (-СН2-)групп.
Изомеры – вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но разное строение, поэтому разные свойства.

Как составить формулы гомологов
Назовите вещество и составьте формулы предыдущего и последующего гомологов
1 2 3 4 5
2-метилпентан
1 2 3 4
1 2 3
1 2 3 4 5 6
2-метилбутан
2-метилгексан

Как составить формулы изомеров
Назовите вещество; составьте и назовите формулы трех изомеров
1 2 3 4 5 6
2-метилгексан
С7Н16
C―C―C―C―C―C―C
1 2 3 4 5 6 7
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
1 2 3 4 5 6 7
гептан
1 2 3 4 5 6
3-метилгексан
1 2 3 4 5
2,4-диметилпентан

Гомология, изомерия, номенклатура
1 2 3
4 5 6
3-метилгексан
Гомологи:
3-метилпентан
3-метилгептан
Изомер:
1 2 3 4
5
2,2-диметилпентан

Гомология, изомерия, номенклатура
1 2 3 4 5
6
2,4,5-триметил-3-этилгексан

Гомология, изомерия, номенклатура
2,3,4-триметилгексан
4
5 6
1
2
3

Гомология, изомерия, номенклатура
3,5-диметил-5,6-диэтилоктан
2 1
3 4 5 6 7 8

Физические и химические
свойства алканов. Применение.
Природный газ – химическое сырье

Физические свойства
С1-С4
З, Ц, H2O
С5-С15
З, H2O
С16-и выше
З, Ц, H2O
жидкие ─
хорошие
растворители

Получение алканов в лаборатории
CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4

прокаливание

Химические свойства
Алканы - парафины
(химически мало активные вещества): все реакции протекают
в «жестких» условиях

CH4 + O2 → CO2 + H2O + Q
C2H6 + O2 → CO2 + H2O + Q
Горение алканов
2
2
2
7
4
6
CnH2n+2+ (1,5n+0,5)O2→
→ nCO2+(n+1)H2O

Реакции галогенирования
– реакция, в результате которой происходит замещение атомов Н в молекулах алканов атомами галогенов.

Реакции галогенирования
– ступенчатый процесс:

Реакции галогенирования
H H
I I
Н─С─С─Н +Cl─Cl
I I
H H этан

T0C
H H
I I
Н─С─С─Cl + НCl↑
I I
H H хлорэтан
СН3─СН3 +Cl2

СН3─СН2Cl +HCl↑
галогенирование этана:

Реакции нитрования (Коновалова)
-это реакция с азотной кислотой, с помощью которой осуществляется введение в молекулу органического соединения нитрогруппы:
СН3─СН2─СН3
пропан
NO2
I
СН3─СН─СН3 + Н2O
2-нитропропан
H H
I I
Н─С─С─Н + HO─NO2
I I
H H этан
H H
I I
Н─С─С─NO2 + H2O
I I
H H нитроэтан
СН3─СН3 + HONO2

СН3─СН2NO2 + H2O

Термическое разложение
СН4 С + 2H2
сажа (полное разложение)
дегидрирование:

10000С
2СН4 С2H2 + 3H2
ацетилен (неполное разложение)

15000С
СН3─СН3 CH2=CH2 + H2
этилен

8000С

CН3
l
C4H10 → CН3-СН-СН3
н-бутан изобутан (2-метилпропан)
C6H14 → CН3-СН-СН-СН3
н-гексан l l
CН3 CН3 2,3-диметилбутан
Реакции изомеризации
AlCl3
AlCl3
-это превращение алканов нормального строения в изомерные алканы с разветвленной углеродной цепью:

Дегидроциклизация и ароматизация
н-С6Н14


t,Pt
t,Pt
-Н2
-3Н2
C6Н12
C6Н6
н-С7Н16

t,Pt
CН3
C6Н11-CH3
-Н2

t,Pt
-3Н2
CН3
C6Н5-CH3

C32H66 → C16H34 + C16H32
C16H34 → C8H18 + C8H16
гексадекан октан октен
C8H18 → C4H10 + C4H8
октан бутан бутен
C4H10 → C2H6 + C2H4
бутан этан этен
Крекинг-процесс