甲烷( 中学化学双语教学 省常中 房寿高)
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高二化学第二册第五章甲烷知识点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。
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甲烷是最简单的有机物,也是含碳量最小(含氢量最大)的烃,是沼气,天然气,坑道气和油田气的主要成分.甲烷物理性质甲烷是无色、无味、可燃和微毒的气体.甲烷对空气的重量比是0.54,比空气约轻一半.甲烷溶解很小, 在20℃、0.1千帕时,100单位体积的水,只能溶解3个单位体积的甲烷.同时甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰,然而有可能会偏绿,因为燃甲烷要用玻璃导管,玻璃在制的时候含有钠元素,所以呈现黄色的焰色,甲烷烧起来是蓝色,所以混合看来是绿色. 熔点:-182.5℃ 沸点:-161.5℃ 蒸汽压53.32kPa/-168.8℃ 饱和蒸气压(kPa):53.32(-168.8℃)相对密度(水=1)0.42(-164℃) 相对蒸气密度(空气=1):0.55 燃烧热:890.31KJ/mol 总发热量:55900kJ/kg(40020kJ/m3) 净热值:50200kJ/kg(35900kJ/m3) 临界温度(℃):-82.6 临界压力(MPa):4.59 爆炸上限%(V/V):15 爆炸下限%(V/V):5.3 闪点(℃):-188 引燃温度(℃):538 分子直径0.414nm 编辑本段甲烷化学性质化学品中文名称:甲烷别名:天然气,沼气,甲基氢化物英文名称:methane 技术说明书编码:51 马来文:metana CASNo.:74-82-8 分子式:CH4 分子量:16.04 国标编号:21007 分类:有机物 CH 键能:413kJ/mol HCH 键角:10928分子结构:正四面体形非极性分子,一个C以sp3杂化位于正四面体中心,4个H位于正四面体的4个顶点上晶体类型:分子晶体 (1)化学性质比较稳定把制得的甲烷气体通入盛有高锰酸钾溶液(加几滴稀硫酸)的试管里,没有变化.再把甲烷气体通入溴水,溴水不褪色.(2)取代反应把一个大试管分成五等分(或用一支有刻度的量气管),用排饱和食盐水法先收集1/5体积的甲烷,再收集4/5体积的氯气,把它固定在铁架台的铁夹上,并让管口浸没的食盐水里.然后让装置受漫射光照射.在阳光好的日子,约半小时后可以看到试管内氯气的黄绿色逐渐变淡,管壁上出现油状物,这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和少量的乙烷的混和物.试管中液面上升,这是反应中生成的氯化氢溶于水的缘故.食盐水中白色晶体析出.因为氯气极易溶于水,溶于水后增加了水中氯离子的浓度,是氯化钠晶体析出.用大拇指按住试管管口,提出液面,管口向上,向试管中滴入紫色石蕊试液或锌粒,可验证它是稀盐酸.如果在阴暗的天气需1~2小时才能观察到反应的结果.(3)氧化反应点燃纯净的甲烷,在火焰的上方罩一个干燥的烧杯,很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结.倒转烧杯,加入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊.说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳.把甲烷气体收集在高玻氧化反应璃筒内,直立在桌上,移去玻璃片,迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内,烛火立即熄灭,但瓶口有甲烷在燃烧,发出淡蓝色的火焰.这说明甲烷可以在空气里安静地燃烧,但不助燃.用大试管以排水法先从氧气贮气瓶里输入氧气 2/3 体积,然后再通入1/3 体积的甲烷.用橡皮塞塞好,取出水面.将试管颠倒数次,使气体充分混和.用布把试管外面包好,使试管口稍微下倾,拔去塞子,迅速用燃着的小木条在试管口引火,即有尖锐的爆鸣声发生.这个实验虽然简单,但也容易失败.把玻璃导管口放出的甲烷点燃,把它放入贮满氯气的瓶中,甲烷将继续燃烧,发出红黄色的火焰,同时看到有黑烟和白雾.黑烟是炭黑,白雾是氯化氢气体和水蒸气形成的盐酸雾滴.(4)加热分解用125毫升集气瓶,收集一瓶纯净的甲烷.集气瓶口配有穿过两根粗铜电极(在瓶内约为瓶高的二分之一处)和直角玻管的橡皮塞,塞紧(如有孔隙,可涂上一薄层熔化的石蜡),并与盛有溴水的洗气瓶连接(由于反应过程中会有一定量乙炔气体生成).电极通过感应圈与电源相连.实验时,先放松导管上的夹子,接通6伏电源,铜电极间发生电火花放电,瓶壁上可以看到有炭黑产生,说明甲烷已经分解.稍等片刻,在导管的尖嘴处点火,并用于冷的烧杯罩在火焰上方,可以看到烧杯内壁变得模糊,并有水蒸气凝结,说明有氢气生成. 编辑本段用途燃料天然气的主要成分是甲烷,可直接用作气体燃料化工原料甲烷高温分解可得炭黑,用作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等;氯仿和CCl4都是重要的溶剂. 沼气甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一.它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料.第五章甲烷知识点的全部内容就是这些,更多精彩内容请持续关注查字典化学网。
《甲烷》讲义一、甲烷的基本介绍甲烷,化学式为 CH₄,是最简单的烃类化合物,也是天然气、沼气等的主要成分。
在常温常压下,甲烷是一种无色、无味、无臭的气体。
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子通过共价键结合而成,其分子结构呈正四面体构型,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于正四面体的四个顶点上。
二、甲烷的来源1、自然界中的甲烷在自然界中,甲烷的产生主要有以下几种途径:(1)生物成因:如湿地中的微生物在厌氧条件下分解有机物产生甲烷,这是沼气的主要来源。
(2)热成因:在地球深部,高温高压条件下,有机物经过漫长的地质过程转化为甲烷,这是天然气形成的重要方式之一。
2、人类活动产生的甲烷人类活动也会产生大量的甲烷,例如:(1)煤炭开采过程中,煤层气(主要成分是甲烷)的释放。
(2)垃圾填埋场中,有机物的分解会产生甲烷。
(3)农业活动中,如稻田中的水稻生长过程、牲畜的消化过程等也会排放甲烷。
三、甲烷的物理性质1、状态通常情况下,甲烷是气态。
但在低温高压条件下,可以被压缩成液态甚至固态。
2、颜色和气味甲烷是无色无味的气体。
3、密度甲烷的密度比空气小,约为 0717g/L(标准状况下)。
4、溶解性甲烷极难溶于水。
四、甲烷的化学性质1、燃烧反应甲烷是一种可燃性气体,在空气中燃烧时会产生蓝色火焰,生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。
其化学方程式为:CH₄+ 2O₂点燃 CO₂+ 2H₂O2、取代反应甲烷可以与氯气在光照条件下发生取代反应,依次生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)和四氯化碳。
例如:CH₄+ Cl₂光照CH₃Cl + HCl五、甲烷的用途1、能源领域作为天然气的主要成分,甲烷是一种重要的能源,广泛用于居民生活、工业生产和发电等领域。
2、化工原料甲烷可以通过一系列化学反应转化为其他化工产品,如合成氨、甲醇等。
六、甲烷与环境1、温室气体效应甲烷是一种重要的温室气体,其温室效应比二氧化碳强得多。
虽然在大气中的含量相对较低,但对全球气候变化的影响不可忽视。