《甲烷的制备及性质实验》

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。

高中有机化学基础实验总结(一) 烃1.甲烷的制备与氯代(必修2、P56)(性质)（1）甲烷的制备：药品：无水醋酸钠固体(CH3COONa)和碱石灰装置：固体＋固体气体(可制取O2、NH3、CH4 )注意：i、必须用无水醋酸钠：①有水会使NaOH和CaO板结，不利于CH4的逸出；②可使NaOH形成强碱浓溶液腐蚀试管；水气化会吸收热量，不利于CH4的生成；③有水时，反应物的断键方式会不一样，造成无法生成CH4ii、生石灰的作用：疏散反应物，CaO为颗粒状，多孔，有利于CH4的逸出；减少NaOH与试管的接触；NaOH吸湿性很强，CaO可起到干燥NaOH的作用（2）甲烷的氯代：实验：取一个100mL的大量筒(或集气瓶)，用排水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方(注意：不要放在阳光直射的地方，以免引起爆炸)，等待片刻，观察发生的现象。

现象：大约3min后，可观察到混合气体颜色变浅，气体体积缩小，量筒壁上出现油状液体，量筒内饱和食盐水液面上升，可能有晶体析出【会生成HCl，增加了饱和．．食盐水】解释：生成卤代烃2.石油的分馏(必修2、P57，重点)(分离提纯)1)两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法。

2)分馏(蒸馏)实验所需的主要仪器：铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。

3)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是：防止爆沸4)温度计的位置：温度计的水银球应处于支管口(以测量蒸汽温度)5)冷凝管：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向下口进，上口出6)用明火加热，注意安全3. 石蜡油分解实验(必修2、P62)实验：将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管的底部，试管中放入碎瓷片，给碎瓷片加强热；石蜡油蒸汽通过碎瓷片表面发生反应，生成一定量的气体。

生成的气体分别通入酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液中，观察；用排水集气法收集一试管气体，点燃，现象：酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色，火焰明亮产生黑烟结论：①石蜡油在此条件下发生了化学变化，生成的气体中含烯烃②碎瓷片的作用是催化作用3.乙烯的性质实验(必修2、P59)现象：乙烯使KMnO4酸性溶液褪色(氧化反应)(检验)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色(加成反应)(检验、除杂)乙烯的实验室制法：(1)反应原料：乙醇、浓硫酸(2)反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O 副反应：2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O (3)浓硫酸：催化剂和脱水剂(混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌)(4)碎瓷片，以防液体受热时爆沸;石棉网加热，以防烧瓶炸裂。

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。

甲烷的制备与性质一、实验原理3234CH COONa NaOH Na CO CH ∆+−−→+↑422222CH O H O CO +−−−→+点燃甲烷是无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。

甲烷具有可燃性，甲烷燃烧时产生明亮的蓝色火焰；甲烷不能使高锰酸钾溶液和溴水褪色；在光照条件下可以和氯气发生取代反应。

二、实验操作过程与实验现象1.甲烷制取的改进方法一：①组装实验装置如右图：②实验步骤：a 、检查装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部（也可用热毛巾捂热或者用酒精灯微热），如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好；b 、取1.5g CH 3COONa 、 0.5 g NaOH 、0.5 g CaO ，将三者分别用研钵研细，再混合均匀，借用纸槽加入硬质试管中（药品平铺在试管底部），塞进单孔塞；c 、点燃酒精灯后，先预热试管1—2分钟，然后集中火力由管前向管尾加热；d 、用排水法收集（甲烷极难溶于水，且排水法易于验满）。

反应开始后，待气泡快速、均匀、连续冒出时开始收集，此时整个装置中的空气已排尽，当试管口冒出第一个气泡时，表示已集满，用手捂住试管口，移除水面；e 、验纯：把用排水法收集一试管甲烷气体，用大拇指按住试管口，将试管口向下略倾斜靠近酒精灯火焰，如果甲烷安静的燃烧或发出“噗”的一声，则说明甲烷纯净，可以进行下面的性质实验。

f、实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯。

③实验现象：a、观察到反应物在加热时融化；b、验纯时，甲烷安静的燃烧，说明甲烷是纯净的。

④关键操作：a、加热时，缓缓向后移动酒精灯，保证充分反应，增加甲烷产量；b、甲烷在验纯时试管口应向下略倾斜。

⑤注意事项：a、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，便于甲烷气体的逸出；b、加热时应将试管向下倾斜；c、实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯（防止水倒吸，使试管炸裂）。

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。

高中化学甲烷教案一、甲烷概述甲烷是一种简单的烷烃，化学式为CH4。

它是碳氢化合物中最简单的一种，也是天然气的主要成分之一。

甲烷是无色、无味、无毒的气体，在常温下是易燃的。

甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，是有机化合物中最基本的结构。

二、甲烷的制备1. 实验一：甲烷的制备与收集实验目的：通过实验了解甲烷的制备方法及收集过程。

实验原理：甲烷可以通过甲醛和碱金属的水合氢氧化物（如NaOH）反应来制备，同时通过反应管进行收集。

实验步骤：（1）将甲醛溶液和NaOH混合在制备瓶中；（2）通过反应管收集产生的甲烷气体；（3）观察观测气体产生情况及收集结果。

2. 实验二：用木钠还原氯甲烷制备甲烷实验目的：通过观察甲烷的制备过程，了解木钠与氯甲烷在酒精中反应产生甲烷的原理。

实验原理：氯甲烷与木钠在酒精中反应生成甲烷气体。

实验步骤：（1）将氯甲烷与催化剂、木钠、酒精混合，并置于反应瓶中；（2）观察实验过程中产生的气泡；（3）收集并观察产生的甲烷气体。

三、甲烷的性质1. 物理性质：甲烷是无色、无味的气体，常温下呈火焰蓝色。

它的密度比空气小，是一种轻于空气的气体。

2. 化学性质：甲烷在空气中容易燃烧，产生氧化碳和水。

甲烷也可以与氯气反应，生成氯甲烷、二氯甲烷等卤代烃。

此外，甲烷还可以在氧气的作用下发生完全燃烧，生成CO2和水。

四、甲烷的应用1. 行业应用：甲烷是天然气的主要成分之一，被广泛应用于燃料、烹饪等领域。

天然气燃料具有清洁、高效、环保等特点，受到人们的青睐。

2. 化工应用：甲烷是有机化合物的基础，是许多化学合成、变性、氧化还原等反应的重要原料，也用于生产一些有机化合物。

五、甲烷的安全注意事项1. 气体收集：在实验过程中，应注意收集和处理甲烷气体时的安全问题，避免火灾和爆炸等意外事故。

2. 实验操作：进行甲烷实验时，应佩戴安全防护装备，遵守实验室操作规范，确保实验过程安全可靠。

通过本教案的学习，学生可以了解甲烷的基本概况、制备方法、性质特点和应用领域，进一步加深对有机化学的理解，培养学生的实验技能和安全意识，提高化学学科的学习兴趣和实践能力。