(完整版)甲烷知识点
- 格式:doc
- 大小:120.38 KB
- 文档页数:4
C知识点一 有机物第三章 有机化合物第一节甲烷一、有机化合物:绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。
像 CO 、CO 2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、金属氰化物等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。
二、有机物的主要特点大多数有机物属于分子晶体,1、难溶于水易溶于酒精、汽油、苯等有机溶剂。
2、易燃烧。
3、大多数是非电解质,难电离。
4、熔点低,易熔化。
5、反应慢、反应复杂、副反应多。
6.不易导电有机反应比较复杂,反应速率慢,一般需加热或使用催化剂,常伴有副反应,因而所得产品往往是混合物。
三、有机物中碳的成键特征1. 有机物中都含有碳原子,碳原子有 4 个价电子,每个碳原子不仅能与其他原子形成 4 个共价键,而且碳碳之间也可以以共价键相结合形成可长可短的碳链;碳链可以是直链或带直链或形成环状。
2. 4 个键,其成键方式为或注:有机物种类繁多主要是由碳原子的成键特点和碳原子间的结合方式决定的。
碳元素是形成化合物中各类最多的元素。
知识点二 甲烷的结构和性质一、甲烷的存在和用途甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。
天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,还是一种重要的化工原料。
沼气是解决农村燃料问题的重要途径之一。
二、甲烷的分子组成和结构1. 甲烷是最简单的有机化合物,分子式是 CH 4,碳原子以最外层上的 4 个电子分别与 4 个氢原子的电子形成 4 个 C —H 共价键。
2.用一条短线表示一个共用电子对的图示叫结构式,它能表示分子内各原子的成键情况。
其电子式是: ,结构式为: 。
3.分子结构是正四面体的立体结构,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上,分子中四个氢原子完全等效。
4 个C-H 键长度和强度相同,夹角也完全相等。
均为109°28’分子结构示意图:分子球棍模型比例模型(注:球棍模型表示分子内各原子在空间中的相对位置和立体构型;比例模型能表示分子内各成键原子的相对大小和在空间中的相对位置。
甲烷知识点总结与精练甲烷的基本性质甲烷分子结构简单,由一个碳原子和四个氢原子组成,是一种非极性分子,即由于分子中心的电负性相同,电子云密度均匀,在外部电场下不发生取向极化,故其分子间没有氢键或氧化性固体,所以无色、无味、无毒。
在大气中,甲烷是一种弱吸收紫外线的气体,可以吸收辐射是温室效应的一个原因。
它在自然界中主要来源是生物发酵和化石燃料。
在生物发酵中,甲烷是微生物代谢产物,例如在沼气池、湿地和牛羊的胃中等都有丰富的甲烷产生。
在化石燃料中,甲烷是石油、煤矿中主要的成分之一。
甲烷在空气中的存在是一个至关重要的环境问题。
它是温室气体的主要组成之一,能够吸收大气中的紫外线和红外线,对地球温室效应的形成产生了主要的影响。
甲烷的应用由于甲烷是一种优质燃料,具有较高的能量密度和较低的污染排放,所以其在工业生产和生活中有着广泛的应用。
主要包括以下几个方面:1. 作为燃料:甲烷可作为城市和工业的燃料,可以用于加热、动力、照明和工业用途。
由于其完全燃烧后几乎不会产生任何污染物,所以被广泛应用于汽车、炉址、热电站等领域。
2. 化学原料:甲烷可用于合成有机化学品,如乙烯、丙烷、丙烯、丙酮等有机化合物的底物。
3. 液化气:甲烷在工业化上可以通过低温液化成为液化石油气(LPG),用于家庭用具和燃气灶。
4. 医疗用途:甲烷在医疗领域被用来制备氧气。
甲烷的储存和运输甲烷是一种蒸气压低的气体,其液化的工艺是先通过压缩将其压缩到一定范围内,再通过降低温度到零下160摄氏度左右时,可以液化。
液化的甲烷具有非常大的比容,便于储存和运输。
此外,由于甲烷是气态燃料,因此在储存和运输过程中需要注意安全问题,以免造成爆炸危险。
例如在液化石油气的储罐和运输管道中必须通过适当的安全阀和减压阀来控制压力,以确保操作人员的安全。
甲烷的环境影响甲烷是一种温室气体,对地球的大气和气候产生着重要的影响。
在地球大气中,甲烷的浓度主要是由湿地、人类活动、碳氢化合物燃烧等因素决定。
甲烷知识点归纳总结一、甲烷的基本性质1. 分子结构:甲烷是由一个碳原子和四个氢原子组成的简单分子,分子结构呈正四面体形状。
2. 物理性质:甲烷是一种无色、无味、无臭的气体,在常温下密度小于空气,具有较低的沸点和凝固点。
3. 化学性质:甲烷是一种不容易发生化学反应的稳定分子,但它可以与氧气发生燃烧反应,生成二氧化碳和水。
二、甲烷的生产与提取1. 天然气中的甲烷:地球上存储着大量的天然气资源,其中主要成分就是甲烷。
甲烷可以通过地下钻探开采和提取来进行生产。
2. 人工合成甲烷:除了从天然气中提取甲烷外,还可以通过人工合成的方式来生产甲烷。
常见的方法包括催化剂催化合成、生物发酵法等。
三、甲烷的用途1. 燃料资源:甲烷是一种重要的燃料资源,被广泛应用于工业生产、建筑取暖、机动车燃料等领域。
2. 化工原料:甲烷还是许多有机化合物的重要起始物质,可通过氢化反应、氯化反应等转化为甲醇、乙烯、乙醇等化学品。
3. 温室气体:由于甲烷具有很强的温室效应,它也是造成全球变暖的重要气体之一。
四、甲烷的环境影响1. 温室效应:甲烷是一种主要的温室气体,对地球大气层的温室效应起着重要作用,加剧了全球变暖的问题。
2. 空气污染:甲烷是造成雾霾和光化学烟雾的重要成分,对空气质量产生了不利影响。
五、甲烷的利用与保护1. 提高利用率:在甲烷的开采和使用过程中,应该采用高效、清洁的技术,提高利用率,减少排放。
2. 温室气体减排:生活中可以采用节能减排、低碳生活方式,减少碳排放,进而减少甲烷等温室气体的释放。
3. 天然气替代:在能源利用方面,可以鼓励发展清洁能源,如太阳能、风能,减少对甲烷等化石燃料的依赖。
总结:甲烷作为一种重要的碳氢化合物,对人类的生产与生活具有重要的意义。
但随着现代工业发展,甲烷的大量释放已经成为了严重的环境问题。
因此,必须采取有效措施,提高甲烷的利用率,减少甲烷的排放,共同保护地球的环境。
甲烷相关知识点总结甲烷的物理性质1. 物理性状:甲烷是一种无色、无味、无毒的天然气。
2. 密度:甲烷的密度比空气小,因此它能够上升到大气中。
在标准大气压下,甲烷的密度为0.717 kg/m3。
3. 燃烧特性:甲烷是一种易燃气体,可以在空气中燃烧,产生水和二氧化碳。
4. 溶解性:甲烷难溶于水,但在低温高压条件下可以溶解于水中,形成水合物。
5. 熔点与沸点:甲烷的熔点为-182.5°C,沸点为-161.6°C。
6. 导电性:甲烷是一种非极性分子,因此在标准条件下不会导电。
甲烷的化学性质1. 燃烧反应:甲烷是一种优良的燃料,它与氧气反应产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O2. 氧化反应:甲烷可以被氧气氧化成甲醛、甲酸等化合物。
CH4 + O2 → HCHO + H2OCH4 + 2O2 → HCOOH + H2O3. 裂解反应:在高温下,甲烷可以裂解成碳和氢气。
CH4 → C + 2H24. 氯化反应:甲烷可以与氯气发生反应,生成氯代甲烷。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl5. 卤素化反应:甲烷可以与溴或碘反应,生成溴代甲烷或碘代甲烷。
CH4 + Br2 → CH3Br + HBrCH4 + I2 → CH3I + HI甲烷的制备方法1. 天然气分离:甲烷是天然气的主要成分,通过对天然气进行脱水、脱硫等处理,可以制备纯净的甲烷气体。
2. 甲烷水合物分解:甲烷水合物是一种在高压低温条件下形成的固态化合物,通过加热可以分解出甲烷气体。
3. 植物腐泥发酵:在缺氧环境下,植物腐泥中的有机物会发生厌氧发酵产生甲烷气体,这也是沼气的主要成分。
甲烷的应用1. 燃料:甲烷是一种优良的燃料,被广泛用于家庭燃气、工业燃料等领域。
2. 化工原料:甲烷可以通过氧化制备甲醛、甲酸等化工原料。
3. 制冷剂:甲烷可以作为制冷剂使用。
4. 发电:甲烷可以用于发电,尤其是在联合循环发电站中。
最简单的有机化合物—甲烷知识点甲烷(Methane)是最简单的有机化合物,由一个碳原子和四个氢原子组成。
它的分子式为CH4,结构式为H- C- H ,其中一个碳原子的四个键都与氢原子形成共价键。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体,在标准大气压下和常温下是不溶于水的。
它是天然气的主要成分,也是地球上最常见的有机化合物之一甲烷在工业和能源领域具有重要的应用。
首先,作为一种燃料,甲烷广泛用于发电、供暖和燃料汽车等。
它燃烧产生的主要产物是二氧化碳和水,不会产生有害物质,对环境相对友好。
其次,甲烷也被用作一种原料,可以通过一系列的化学反应制备其他有机化合物,如乙烯和丙烷等。
甲烷的结构和性质是有机化学的基础,了解甲烷的性质对于理解其他有机化合物的性质也非常重要。
下面将介绍一些甲烷的重要知识点:1. 分子结构:甲烷的分子式为CH4,在它的分子中,碳原子形成四个单键,与四个氢原子形成共价键。
甲烷的碳原子是sp3杂化的,四个键的角度都是109.5度,形成一个平面四边形的结构。
2.化学性质:甲烷是一种稳定的化合物,不容易发生化学反应。
它具有较低的反应活性,不与大多数物质发生反应,但在高温和高压下可以与氧气发生反应,产生二氧化碳和水。
3.燃烧反应:甲烷是一种优秀的燃料,可以完全燃烧产生二氧化碳和水。
燃烧反应通常是一个放热反应,释放大量的能量。
这也是为什么甲烷被广泛用于发电和供暖的原因。
4.极性:甲烷是一种非极性分子,碳原子和氢原子从电负性上较为接近,所以甲烷的分子内部没有极性。
这也意味着甲烷与溶剂的相互作用较弱。
5.甲烷的氧化:甲烷可以被氧化为甲基自由基(CH3·)、反应类型被称为链反应。
甲基自由基是一种高度反应性的物质,可以引发许多有机反应,如氧化、取代、加成等。
6.甲烷在大气中的作用:甲烷是一种重要的温室气体,它可以吸收地球表面发出的红外辐射,从而造成地球的温室效应。
尽管甲烷相对于二氧化碳而言是一个较短寿命的气体,但它的温室效应是二氧化碳的20多倍。
甲烷化学知识点总结1. 结构特点甲烷的分子结构呈正四面体形,碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于四个顶点上。
由于甲烷分子的结构稳定,碳-碳和碳-氢的键的键长和键角都是固定的,这也是甲烷分子具有特殊性质的原因之一。
2. 物理性质甲烷是一种无色、无臭的气体,在常温常压下为气体态,但在极低温下可以冷凝成液体或固体。
甲烷的密度小于空气,燃烧时产生的气体比空气轻,容易聚集在上部,具有爆炸危险。
甲烷具有较高的燃烧热值,是一种常用的燃料。
3. 化学性质(1)燃烧反应甲烷是一种良好的燃料,在氧气的存在下能够发生燃烧反应产生二氧化碳和水。
甲烷的燃烧是一个放热反应,生成的燃烧热可以被利用作为能源。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(2)氧化反应当甲烷与氧气在高温条件下反应时,可以生成一氧化碳和水。
2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O这是一种不完全燃烧反应,生成的一氧化碳具有毒性,会对环境和人体健康造成危害。
(3)氧化反应在空气中,甲烷还可以与氮气发生氧化反应,生成一些氮氧化物。
这些氮氧化物是大气中的污染物之一,对环境具有一定的危害。
CH4 + 2N2 → 2N2O + N24. 化学反应(1)卤代反应由于甲烷分子中的碳原子电负性较小,碳-氢键的键能较高,因此甲烷分子不容易进行化学反应。
但在适当的条件下,如在紫外光的照射下,可以进行卤代反应。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl(2)氧化反应在高温或催化剂的作用下,甲烷可以氧化成一氧化碳、二氧化碳和水等产物。
CH4 + O2 → CO + 2H2OCH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(3)加成反应甲烷还可以通过加成反应与其他烃类发生反应,生成更复杂的有机化合物。
CH4 + C2H4 → C2H6这些化学反应使得甲烷可以作为重要的有机合成原料,在化工领域有着广泛的应用。
5. 生产工艺目前,甲烷的生产主要有天然气提取和合成气制甲烷两种途径。
高三有机物甲烷知识点甲烷,化学式为CH4,是最简单的烷烃,也是一种常见的有机物。
它由一个碳原子和四个氢原子组成,并且在自然界中广泛存在。
下面我们将介绍一些关于甲烷的知识点。
1. 分子结构甲烷的分子结构是一个碳原子与四个氢原子锁成的四面体。
碳原子通过共价键与四个氢原子相连,形成四个C-H化学键。
甲烷的键角为109.5度,由于氢原子都位于碳原子周围的四个顶点,因此分子没有极性。
2. 物理性质甲烷是一种无色、无味、无毒的气体。
其密度较低,比空气轻,因此可以升至空气中。
甲烷的熔点为-182.5°C,沸点为-161.5°C。
在常温下,甲烷较不溶于水,但能与许多有机溶剂混合。
3. 化学性质甲烷是一种相对稳定的化合物,在常温下不容易发生化学反应。
然而,在一定的条件下,甲烷可以发生燃烧反应。
当甲烷与氧气发生反应时,会产生二氧化碳和水,并且释放出大量的能量。
这也是甲烷被广泛用作燃料的原因之一。
4. 甲烷的应用甲烷在生活中有着广泛的应用。
它是石油和天然气中最简单的成分之一,常用作燃料。
甲烷可以作为燃气用于烹饪、供暖和发电。
此外,甲烷也被用作化工原料,可以用于制备其他有机化合物。
5. 甲烷的环境影响尽管甲烷在许多方面都有着重要的应用,但它也是一种温室气体。
甲烷的排放会对大气层的温度产生影响,加剧全球变暖的问题。
因此,减少甲烷的排放对于环境保护至关重要。
总结:甲烷是一种简单而重要的有机化合物,具有广泛的应用。
了解甲烷的分子结构、物理性质和化学性质有助于我们更好地理解这种有机物的特点。
同时,我们也要关注甲烷排放对环境造成的影响,积极采取措施减少其对气候变化的负面影响。
化学初中甲烷知识点总结一、甲烷的性质1. 物理性质(1)无色、无味:甲烷是无色、无味的气体,人们常常不能通过直接感官来判断它的存在。
(2)容易燃烧:甲烷是一种易燃气体,能与空气中的氧气发生燃烧反应,燃烧产生水和二氧化碳。
(3)密度小:甲烷的密度比空气小,因此它可以飘浮在空气中。
2. 化学性质(1)稳定性:甲烷比较稳定,不易与其他物质发生化学反应。
(2)与氧气的反应:甲烷与氧气发生燃烧反应,生成二氧化碳和水,释放大量的热能。
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(3)与卤素的反应:甲烷在紫外线照射下能够与卤素反应,生成相应的卤代烷。
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl二、甲烷的制取方法1. 天然气提取:甲烷是天然气中的主要成分之一,通过对天然气进行精馏或吸附分离,可以获取纯净的甲烷。
2. 生物发酵:在沼气池中,有机废弃物通过微生物的生物发酵产生甲烷,这种方法被广泛应用于甲烷的生产。
3. 人工合成:通过一系列化学反应,如卡甲烷回收法、甲醇脱氢法等,可以人工合成甲烷。
三、甲烷的用途1. 燃料:甲烷是一种优质、高效的燃料,被广泛应用于工业、民用和交通运输等领域。
2. 燃气:甲烷可作为城市燃气,为居民生活提供烹饪、取暖等能源。
3. 化工原料:甲烷是众多有机化合物的重要前体,可用于合成甲醇、乙烯、丙烷等化工原料。
4. 生命科学:在生命科学领域,甲烷可以用于生物实验、科研测试等方面。
以上就是关于初中甲烷的知识点总结,通过对甲烷的物理性质、化学性质、制取方法和用途进行详细介绍,使读者对甲烷有了更加全面、深入的了解。
希望本文能够对读者在学习和应用甲烷方面有所帮助。
最简单的有机化合物—甲烷一、有机化合物1.有机化合物定义:含碳元素的化合物叫有机物。
组成元素:除含碳元素外,常含有氢元素、氧元素,有些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等元素。
2.烃仅由碳、氢两种元素组成的有机物称为碳氢化合物,也称为烃。
甲烷是最简单的烃。
二、甲烷1.甲烷的结构和性质(1)物理性质:无色无味气体、难溶于水、密度比空气小。
(2)组成和结构:其中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都不溶于水,除CH3Cl是气体外,其他三种都是液体。
取代反应:有机物分子中的某些原子或者原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
甲烷与氯气的取代反应条件——光照,各步反应同时进行,生成物是混合物,其中HCl最多三、烷烃的结构和性质(1)通式:C n H2n+2(n≥1)。
(2)结构特点:每个碳原子都达到价键饱和。
①烃分子中碳原子之间以单键结合呈链状。
②剩余价键全部与氢原子结合。
(3)物理性质:随分子中碳原子数的增加,呈规律性的变化。
(4)化学性质:类似甲烷,通常较稳定,在空气中能燃烧,光照下与氯气发生取代反应。
①烷烃燃烧的通式为:C n H2n+2+O2))n CO2+(n+1)H2O。
②丙烷与氯气反应生成一氯取代物的化学方程式为CH3CH2CH3+Cl2))CH3CH2CH2Cl+HCl,或CH3CH2CH3+Cl2))。
习惯命名法(1)表示n≤10,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸n>10,对应汉字数字(2)碳原子个数相同,结构不同时,用正、异、新表示。
(3)举例:C6H14命名为己烷,C18H38命名为十八烷,C4H10的两种分子的命名。
无支链时命名为正丁烷,有支链时命名为异丁烷。
3.同系物与同分异构体(1)同系物:结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质的互称。
(2)烷烃同系物:分子式都符合C n H2n+2,如CH4、CH3—CH3、CH3CH2CH3等互称为同系物。
同系物的判断方法判断标准——同类不同碳同类——互为同系物的物质均属于同一类,即分子结构相似。
高一化学必修二甲烷知识点甲烷是一种简单的有机化合物,分子式为CH4。
作为天然气的主要成分之一,甲烷在我们日常生活和工业生产中扮演着重要的角色。
下面将详细介绍甲烷的性质、制备方法、化学反应以及在环境保护方面的作用。
一、甲烷的性质甲烷是一种无色、无臭、无味的气体,密度小于空气,在常温常压下不易液化。
它的沸点为-161.5℃,熔点为-182.5℃。
甲烷是不可燃气体,但能与氧气发生剧烈反应燃烧,生成二氧化碳和水。
甲烷是一种非极性分子,由于电子云分布均匀,因此溶解性较差。
二、甲烷的制备方法1. 自然界中,甲烷主要由生物质的分解和地下矿藏中的石油和天然气释放而产生。
这是一种自然形成的方法,无需人工干预。
2. 实验室制备甲烷的方式是通过碳的还原反应。
将甲醇与碱金属的固体还原剂(如钠)反应,生成甲烷气体。
三、甲烷的化学反应1. 燃烧反应:甲烷与氧气发生剧烈的燃烧反应,产生二氧化碳和水。
这是甲烷在我们常见的火焰中燃烧的过程。
2. 卤素取代反应:当甲烷与卤素(如氯气)反应时,可以取代甲烷分子中的氢原子,生成卤代烷。
这是甲烷在有机合成中常见的反应之一。
3. 氧化反应:甲烷可通过催化剂参与氧化反应,生成一氧化碳和水。
该反应是甲烷作为温室气体的重要原因之一。
四、甲烷在环境保护中的作用1. 作为一种清洁燃料,甲烷在代替传统燃煤、燃油的过程中可以减少大量的二氧化碳排放,对缓解温室效应具有积极的作用。
2. 甲烷可以通过合理利用和控制煤矿、油田等地下矿藏中的甲烷释放,减少甲烷对环境的污染和破坏。
3. 在城市污水处理过程中,甲烷可以通过厌氧消化技术被生物转化产生,用于发电或供热,实现能源回收和资源利用。
综上所述,甲烷是一种重要的有机化合物,具有独特的物理性质和化学反应。
在能源利用和环境保护方面,合理利用和控制甲烷的释放,对于减少温室气体排放和实现资源循环利用具有重要意义。
甲烷
一、有机化合物
1、定义:大多数含碳元素的化合物(碳单质、碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、氰化物除外)称为有机化合物,简称有机物。
2、组成元素:除含碳元素外,常含有氢元素、氧元素、有些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等。
3、有机化合物的特点
有机化合物与无机化合物的区别如下表:
1、定义:仅由碳和氢两种元素组成的有机物称为碳氢化合物,也称为烃,通式C x H y。
2、典型代表物:最简单的烃是甲烷(CH4)。
三、甲烷
1、存在
甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分,是由沼泽地区的植物残体经微生物作用而形成的。
2、用途
天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,同时还是一种重要的化工原料,可用于生产种类繁多的化工产品,如制氟利昂作制冷剂,氧化制甲醇,裂解制炭黑等。
结构式(1)具有分子式所能表示的意义,能反映物质的结构;(2)表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间结构
结构简式CH4结构式的简便写法,着重突出结构特点
空间结构
正四面体构型
表示分子的空间结构
球棍模型小球表示原子,短棍表示化学键,展示了空
间结构
比例模型表明了原子的相对大小和空间的相对位置
(1)甲烷的分子式为CH4,碳原子以最外层的4个电子分别与4个氢原子的电子形成4个C—H共价键。
(2)甲烷分子具有正四面体结构,碳原子位于正四面体的体心,4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点。
4个C—H键的长度和强度相同,夹角相同(都为109°28')。
4、甲烷的物理性质
甲烷是无色无味的气体,密度是0.717g/L(标准状况),极难溶于水。
5、甲烷的化学性质
在通常情况下,甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应,但在特定的条件下也能发生某些反应。
(1)氧化反应
甲烷在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,同时放出大量的热,化学方程式为:
CH4+2O2CO2+2H2O
说明:
①甲烷燃烧产物的证明:用一只冷而干燥的烧杯罩在火焰的上方,烧杯内壁上有水珠出现,证明有水生成。
把烧杯迅速倒转过来,立即向烧杯内注入少量澄清石灰水振荡,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。
①点燃甲烷和空气的混合气体,可能会发生爆炸(空气中爆炸极限为5% ~ 15%),因此,在点燃甲烷之前必须先检验其纯度。
点燃
①煤矿坑道内瓦斯的主要成分为甲烷,当含量达到爆炸极限时,瓦斯遇明火即能发生爆炸。
预防瓦斯爆炸的措施:严禁烟火、严禁产生火花的碰撞和摩擦;加强通风设施,及时排出瓦斯;研制并安装甲烷预警系统。
(2)取代反应
①CH 4与Cl 2的反应的实验探究
实验操作:取两只硬质大试管,通过排饱和食盐水的方
法先后各收集半试管甲烷和半试管氯气,分别用铁架台固定好。
其中一只试管用预先准备好的黑色纸套套上,另一只试管放在光亮处(不要放在日光直射的地方,以免引起爆炸)。
片刻后,比较两支试管中的现象。
实验现象:用黑色纸套套住的试管中,甲烷与氯气的混合气体无明显变化;用光照射的试管中,混合气体的颜色逐渐变浅,试管内壁出现油滴,试管中有少量白雾。
实验结论:CH 4与Cl 2的混合气体在黑暗处不能反应,在光照下能缓慢反应,反应中Cl 2
被逐渐消耗,生成HCl 气体和不溶于水的有机物。
①甲烷与Cl 2反应的原理
在光照条件下,甲烷与Cl 2发生反应:
CH 4+Cl 2
CH 3Cl +HCl
生成的一氯甲烷可与Cl 2进一步反应,生成二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)和四氯甲烷(四氯化碳)。
其反应方程式分别为:
CH 3Cl +Cl 2 CH 2Cl 2+HCl CH 2Cl 2+Cl 2 CHCl 3+HCl CHCl 3+Cl 2
CCl 4+HCl
说明:
A 、甲烷与卤素单质在光照条件下发生取代反应,与氯水、溴水等不反应。
B 、CH 4与Cl 2的反应是逐步进行的,反应方程式要分步写,一般不写成CH 4+4Cl 2
CCl 4+4HCl 之类的总反应式。
应注意到用“→”,不用等号,但方程式两边原子个数仍要守恒。
C 、当n(CH 4):n(Cl 2)=1:1时,反应不只是CH 4+Cl 2
CH 3Cl +HCl ,其他反应也
发生。
D 、甲烷的四种氯代产物都不溶于水。
常温下,一氯甲烷是气体,其他三种都是油状液体。
E 、甲烷与氯气的反应特点:
a 、甲烷逐步发生取代反应,各步反应同时进行;
b 、生成物中HCl 最多;
c 、每取代1mol 氢原子,消耗1mol 氯气,生成1molHCl 。
①取代反应的概念及通式
有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
通式如下:
A —
B +
C —
D → A —D + B —C
光照
光照
光照
光照
光照
光照
CH 4和Cl 2 饱和食盐水
A 、取代反应是有机反应中基本的反应类型。
反应物的特点看,取代反应中至少有一种是有机物,另一种反应物既可以是有机物也可是无机物;从分子组成的变化形式上说,有机物分子里被替代的既可以是原子也可以是原子团,如:
CH 4+Cl 2
CH 3Cl +HCl
CH 3-CH 2-O -H +HO -CH 2-CH 3
CH 3-CH 2-O -CH 2-CH 3+H 2O
B 、取代反应的实质是参加反应的两物质都断裂分子中的一个化学键,一分为二,然后两两交换重新组合成两种新物质。
反应的特点可概括为八个字“上一下一,取而代之”。
取代反应与置换反应有本质的区别,二者比较如下表:
区
别 实 例
类 别
取代反应 置换反应
CH 4+Cl 2
CH 3Cl +HCl Zn +H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑ 概念 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 一种单质跟一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应
反应物 一种化合物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物 生成物 两种新的化合物
另一种单质和另一种化合物 反应中电子得失 不一定发生电子转移,不一定是氧
化还原反应
一定发生电子转移, 一定是氧化还原反应 反应是否可逆 大多数是可逆反应
一般是不可逆反应
(3)受热分解制炭黑
CH 4 C +2H 2(15000①以上能比较完全的分解)
炭黑:橡胶工业的重要原料,也可用于制造颜料、油墨、油漆等。
光照
光照
浓硫酸 140℃
高温。