甲烷实验室制备及性质

甲烷的制备与性质一、实验原理ΔCH3COONa＋ NaOH====Na2CO3＋CH4 点燃CH4＋2O2====2H2O＋CO2CH4＋2Cl2====4HCl＋C甲烷制备装置二、实验操作过程与实验现象1.甲烷的制取称取4.5gCH3COONa，1.2gCaO，1.2gNaOH，混合加入研钵中，研细混匀。

将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上。

预热1min 后，再对试管底部加热，约1~2min，即有大量CH4生成。

点燃，火焰高度达4～5cm，5min可收集500mLCH4。

2.甲烷的性质（1）甲烷与酸性高锰酸钾反应取一只试管，加入约3mL酸性高锰酸钾溶液，通入甲烷，观察颜色变化。

实验现象：无变化。

（2）甲烷与溴水反应用排水法收集满一试管甲烷，然后再加入约3mL溴水，塞上塞子振荡，观察颜色变化。

实验现象：无变化。

（3）甲烷在空气中的燃烧甲烷经验纯后点燃，可看到浅蓝色火焰。

在甲烷火焰上方倒置一个干燥的小烧杯，观察现象。

换一个用石灰水浸润的烧杯罩在甲烷火焰上方，观察现象。

实验现象：淡蓝色火焰（夹杂有黄色火焰）。

（4）甲烷与氧气混合爆鸣实验以H2O2为原料，MnO2为催化剂，用排水法收集2/3体积的氧气，再收集1/3体积的甲烷，盖住瓶口，用抹布包住集气瓶，瓶口对住火焰点燃，发生爆鸣。

三、实验应注意的事项1.此实验成功的关键取决于药品是否无水。

即使是新购回的无水乙酸钠，亦应事先干燥后再使用。

2.该实验中的CaO并不参与反应，它的作用是除去苛性钠中的水分、减少苛性钠与玻璃的作用，防止试管炸裂，同时也使反应混合物疏松，便于甲烷的排出。

3.制备仪器如制氧气一般装好，用试管收集气体应先验纯（甲烷的爆炸极限的体积比为5%-15%）后收集或点燃。

4.CaO除了起干燥剂的作用外，还有使反应物疏松，让甲烷易于溢出，及传热作用。

此反应成功率不是很高，而且试管极易炸裂，不易刷洗。

5.若CH3COONa过量，加热时会分解出丙酮，甲烷燃烧火焰便带有黄色。

甲烷的制备和性质一、．目的要求1．熟悉实验室制备甲烷的原理、方法。

2．验证甲烷的性质。

二、实验原理甲烷是最具代表性的烷烃，也是最简单的烷烃。

实验室中常用无水醋酸钠和碱石灰共热的方法制备少量甲烷，其反应如下：CH3COONa+NaOH====CH4十+Na2CO3甲烷中的碳是饱和的，分子中的原子均以d键结合，所以化学性质稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等发生反应。

在较特殊的条件下，甲烷也显示一定的反应能力，如可在空气中燃烧，与空气混合达到一定比例(5．53％～14％)时，遇火花即发生爆炸。

在光照条件下可发生卤代反应等。

三、实验用品1.试剂1.4g无水醋酸钠、0.4g氢氧化钠、0.4gFe2O3、0．1％高锰酸钾溶液、澄清石灰水、2.仪器普通试管、大试管(或硬质试管)、玻璃尖嘴导管、玻璃漏斗、酒精灯、水槽、铁架台。

四、实验装置实验室制备甲烷的装置如图所示。

实验室制备甲烷装置五、实验步骤1．甲烷的制备取一支干燥的大试管，称取无水醋酸钠1.4g、氧化铁0.4g和固体氢氧化钠0.4g 放到干燥的研钵中进行快速研磨，混匀，然后迅速转入大试管中。

按图连好装置。

大试管口要略向下倾，2．甲烷的性质(1)甲烷的稳定性取1支试管，一支加入约2mL0．1％高锰酸钾溶液，，然后通入甲烷，观察溶液的颜色无变化，说明甲烷不和强氧化剂反应。

(2)燃烧试验先检验甲烷的纯度，在试管口不点燃甲烷，听到“噗”的一声时，甲烷纯净。

然后在制取甲烷装置末端连接一玻璃尖嘴导管，并在上方罩一玻璃烧杯，点燃从尖嘴流出的气体，火焰的颜色为黄色、玻璃烧杯内壁上有水珠。

用蘸有澄清石灰水的烧杯罩住，发现有白色浑浊，说明有二氧化碳生成。

六、注意(1)作为吸水剂水的存在不利于甲烷的生成，氢氧化钠的吸水性很强(2)增加透气性加人氧化铁，混合物的表面积增大，有利于充分反应和甲烷气体的逸出。

保护试管生石灰可以减轻氢氧化钠对试管的腐蚀，同时还可以作为催化剂。

甲烷的制法与性质一、实验目的1.掌握甲烷的实验室制法。

2.了解甲烷的性质。

3.练习不同的实验教学方法。

二、实验原理1. 本实验制取甲烷是用乙酸钠和氢氧化钠反应，一般认为是自由基反应，它由以下过程组成：链引发：CH3COONa →·CH3 + ·COONa甲烷生成：·CH3 + NaOH → CH4+·ONa碳酸钠生成：·ONa + CH3COONa →·CH3 + Na2CO3链中止：·ONa + ·COONa → Na2CO3当反应温度过高时：·CH3 + CH3COONa → CH3COOCH3+·ONa链中止时产生CO： 2·COONa → Na2CO3+ CO故表现为的总反方程式为： CH3COONa + NaOH△2Na2CO3+ CH4↑2. CH4 + 2O2点燃2H2O + CO2甲烷的物理性质是无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法和排水集气法收集甲烷气体。

本实验中利用排水法收集甲烷气体。

三、实验用品与仪器大试管、试管夹、单孔橡皮塞、软胶皮管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、毛玻璃片、坩埚钳(镊子)，研钵，钥匙，火柴。

无水乙酸钠，碱石灰，NaOH，生石灰，Fe2O3，二氧化锰、过氧化氢，溴水，澄清石灰水。

四、实验内容1.甲烷的制取（1）试剂的预处理取1.5g无水醋酸钠，0.5g NaOH，0.5g Fe2O3，0.5g CaO分别研磨。

由于CaO，无水醋酸钠，Fe2O3，NaOH大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须分别先在研钵中分别研细（研磨之前要充分烘干）由于NaOH极易潮解，所以应最后研。

（2）收集过程①如图连接装置，检查装置气密性（具体步骤：如图连接好仪器，将导管口置于水槽中，用手握住大试管,管口有气泡冒出,松开手形成一段稳定的水柱则气密性良好）。

一、反应原理（一）实验室制取甲烷实验室利用醋酸钠和氢氧化钠相互作用制甲烷。

这个反应是一级均裂脱羧反应，即游离基反应。

链的引发和传递过程CH3COONa→·CH3+·COONa·CH3+NaOH→CH4+·ONa·ONa+CH3COONa→·CH3+Na2CO3当过热时，链的传递过程中将会产生副产物丙酮：·CH3+CH3COONa→CH3COCH3+·ONa实验室中一般总是用无水醋酸钠和碱石灰共热反应来制取甲烷碱石灰中的氧化钙不参加反应，但它能防止氢氧化钠潮解，而影响上述反应的进行。

同时可减少氢氧化钠加热时对玻璃的腐蚀作用，保护试管，使反应物疏松，便于甲烷排出。

（二）甲烷的化学性质甲烷在一般条件下，化学性质稳定。

如常温下与强氧化剂高锰酸钾、溴水不反应。

但在一定条件下，如点燃、高温或催化剂存在时，甲烷也可参与反应发生。

1．纯净的甲烷点燃时与氧气发生氧化反应同时放出大量的热。

CH4+2O2CO2↑+2H2O+890kJ2．高温、隔绝空气条件下甲烷发生分解反应称为热裂。

CH4C+2H23．见光条件下，甲烷与卤素发生取代反应。

CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl二、操作过程（一）实验室制甲烷实验室制取甲烷与实验室制取氧气都是加热固体混合物制取气体，所以操作相同。

（二）甲烷化学性质1．甲烷的可燃性①用排水法收集集气瓶1/3容积的甲烷气，再在此瓶内收2/3容积的氧气。

把集气瓶取出水槽，用毛巾包好瓶底，拿到蜡烛火焰上点燃，立即听到强烈的爆鸣声，气浪把蜡烛吹灭。

②甲烷的安静燃烧。

将纯净甲烷气点燃，观察淡蓝色火焰，把干燥洁净的小烧杯，倒扣在甲烷燃烧火焰的上方，观察烧杯壁上出现水雾。

立即关闭甲烷气，向小烧杯中倒入澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水变浑浊。

引言概述：CH4（甲烷）是一种无色、无味的气体，是天然气和沼气的主要成分。

它是一种重要的燃料和化学原料，被广泛应用于工业、能源和化工领域。

实验室制备CH4主要有两种方法：通过自然气（天然气）与氧气的反应或通过碳源与氢气的反应进行催化制备。

正文：1.天然气与氧气的反应制备1.1 需要的试剂和设备：- 天然气- 氧气- 反应器- 热源- 适当的催化剂1.2 实验过程：- 将天然气和氧气以适当的比例加入反应器中。

- 加入合适的催化剂，催化剂可以提高反应速率和产率。

- 加热反应器，通常需要较高的温度来实现反应。

- 进行反应，观察产物的生成。

1.3 反应原理：天然气与氧气的反应是一个氧化反应，其反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O在适当的催化剂存在下，这个反应可以以较高的产率进行，生成二氧化碳和水。

1.4 反应条件与影响因素：- 温度：反应需要一定的温度才能进行，通常在500-1000 °C 之间。

- 压力：适当的压力可以提高反应速率和产物收率。

- 催化剂：选择合适的催化剂可以改善反应效果。

2. 碳源与氢气的反应制备2.1 需要的试剂和设备：- 碳源：例如甲烷、甲醇、乙烷等。

- 氢气- 氧化剂- 水- 还原剂- 适当的反应器和加热装置2.2 实验过程：- 将碳源和氢气以适当的比例加入反应器中。

- 加入适当的氧化剂来氧化碳源。

- 同时加入适量的还原剂来还原氧化剂。

- 加热反应器，使反应进行。

- 观察和收集产物。

2.3 反应原理：碳源与氢气的反应是一个还原反应，其反应方程式为：2CH4 + O2 → 2CO + 4H2在适当的条件下，碳源会被氧化为一氧化碳，同时氢气还原氧气，生成水。

2.4 反应条件与影响因素：- 温度：适当的温度可以促进反应进行。

- 压力：合适的压力可以影响反应速率和产物收率。

- 氧化剂和还原剂的选择和比例：选择合适的氧化剂和还原剂，以及适当的比例，可以改善反应效果。

甲烷的制备与性质化学一班赵元华（41007038）1、实验目的1. 掌握甲烷的实验室制法；2. 了解甲烷的性质；3. 练习不同的实验教学方法。

2、实验原理本实验选择乙酸钠与氢氧化钠混合的方式来进行制备甲烷。

具体原理如下：CH 3COONa+NaOH Na 2CO 3+CH 4↑此实验选择的是用玻璃试管盛装药品来进行试验，氢氧化钠对玻璃管在加热的情况下会加剧腐蚀，用氧化钙来稀释氢氧化钠。

甲烷的物理性质是无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法和排水集气法收集甲烷气体。

实验仪器与试剂实验仪器： 铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、玻璃棒、火柴、集气瓶、毛玻璃片、大试管、小试管、导气管、试剂：无水醋酸钠、NaOH 、Fe 2O 3、KMnO 4、溴水、实验内容1 普通的甲烷制备方法CaO △1.试管中为乙酸钠与氢氧化钠，氧化钙的混合物。

2.甲烷气体具体实验步骤（1）检验装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部，如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好。

(2)称取4.5g醋酸钠和1.2g碱石灰及氢氧化钠1.2g，研细混合均匀后装入预先卷成筒状的纸内，再装入试管。

先均匀预热，可避免加热时试管的破裂。

(3)预热完全后，再集中火力由管前向管尾加热。

(4)待生成的气泡稳定之后收集一试管气体验纯。

（验纯具体方法是：将收集的气体用大拇指压紧靠近酒精灯的火焰，内有声响或噗声则气体纯净。

若有爆鸣声则不纯）2 改进后甲烷的制法和甲烷的性质实验装置如图所示具体步骤①检查装置气密性，方法与前面相同。

（2）称取无水乙酸钠3g，NaOH 4g，Fe2O3 4g。

（Fe2O3的作用可能有三：一是的Fe2O3具有良好的导热性，可以减少热量损耗；二是固着作用；三是催化剂的作用。

）用纸槽装入试管。

混匀。

（3）先均匀预热，可避免加热时试管的破裂。

（4）预热完全后，再集中火力由管前向管尾加热。

实验名称：甲烷的制取及其性质探究一、实验目的1. 学习甲烷的制取方法；2. 探究甲烷的性质；3. 了解甲烷的用途。

二、实验原理甲烷是一种无色、无味、易燃的气体，是天然气、沼气等的主要成分。

实验室常用无水醋酸钠与碱石灰反应制取甲烷。

反应方程式如下：CH3COONa + NaOH → CH4↑ + H2O + Na2CO3甲烷的性质如下：1. 易燃：甲烷在空气中遇明火、高温等易燃；2. 不溶于水：甲烷在水中的溶解度极低；3. 密度比空气小：甲烷的密度比空气小，因此会向上扩散；4. 无毒：甲烷无毒，但浓度过高会使人窒息。

三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：试管、酒精灯、火柴、集气瓶、铁架台、橡胶塞、导气管、水槽、量筒、滴管、玻璃片等；2. 实验试剂：无水醋酸钠、碱石灰、氢氧化钠、稀盐酸、澄清石灰水等。

四、实验步骤1. 制取甲烷：（1）取一只试管，加入适量的无水醋酸钠；（2）在试管中加入适量的碱石灰；（3）用橡胶塞塞紧试管口，插入导气管；（4）将试管固定在铁架台上，点燃酒精灯加热试管；（5）观察反应过程中产生的气泡，待气泡均匀产生后，用集气瓶收集甲烷；（6）待收集满甲烷后，将集气瓶倒置在水槽中，用玻璃片盖住瓶口。

2. 探究甲烷的性质：（1）验证甲烷的易燃性：将点燃的火柴伸入集气瓶中，观察甲烷是否能被点燃；（2）验证甲烷的不溶于水性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，观察甲烷是否溶解；（3）验证甲烷的密度比空气小：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，观察甲烷是否浮于水面；（4）验证甲烷的无毒性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，观察甲烷是否对水生生物产生影响。

五、实验结果与分析1. 制取甲烷：加热试管后，观察到试管内产生气泡，气泡均匀产生，说明甲烷已成功制取；2. 探究甲烷的性质：（1）易燃性：将点燃的火柴伸入集气瓶中，甲烷被点燃，说明甲烷具有易燃性；（2）不溶于水性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，甲烷未溶解，说明甲烷不溶于水；（3）密度比空气小：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，甲烷浮于水面，说明甲烷的密度比空气小；（4）无毒性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，水生生物未受到甲烷的影响，说明甲烷无毒。

甲烷的制法与性质一. 实验目的1. 掌握甲烷的实验室制法2. 了解甲烷的性质3. 练习不同的实验教学方法二. 实验原理甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。

也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。

它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

1.甲烷的物理性质：甲烷是无色无味的气体，密度小于空气，极难溶于水2.甲烷的化学性质：在通常状况下，甲烷比较稳定。

在特定条件下，甲烷能与某些物质发生反应。

可以发生取代反应，氧化反应。

加热时可分解。

3.甲烷的实验室制取：甲烷制取的实质是一定量的无水醋酸钠与一定量的氢氧化钠作用生成碳酸钠和甲烷气体。

碱石灰中的生石灰，除起干燥剂的作用外，还有使反应物疏松，让甲烷易于逸出的作用。

4. 甲烷的性质验证：2CH 4+2O22H 2O+CO 2三. 实验仪器和药品 铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、坩埚钳、药匙、火柴、集气瓶、玻璃片、 无水醋酸钠、氢氧化钠、生石灰、高锰酸钾溶液、过氧化氢、点燃二氧化锰、溴水、澄清石灰水四.实验内容1.甲烷的制取：方法一：如图1.连接好装置（先不装入药品），检查装置的气密性。

在分析天平上称取约3g无水醋酸钠，2gNaOH,2gF e2O3，分别在研钵中研细混匀。

将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上，点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，导气管开始有气泡冒出。

待气泡快速、均匀冒出时，即表示管中空气排尽。

先在一个干燥试管收集气体进行验纯。

若气体以纯净，再开始收集。

方法二：如图1.连接好装置（先不装入药品），检查装置的气密性。

在分析天平上称取约，取6g无水醋酸钠,1.6g 氢氧化钠和1.6g氧化钙分别在研钵中研细混匀。

将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上，点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，导气管开始有气泡冒出。