有誰知道,甲烷的存在,性質(zhì),用途

【專家解說】： 甲烷 英文名稱：methane;CH4 定義：一種主要由稻田和濕地釋放出來的溫室氣體。 所屬學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級學(xué)科）；全球生態(tài)學(xué)（二級學(xué)科）甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用作燃料及制造氫氣、碳黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料?；瘜W(xué)符號為CH?。甲烷的用途　　(1)燃料——天然氣的主要成分是甲烷,可直接用作氣體燃料。 (2)化工原料——甲烷高溫分解可得炭黑,用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等;氯仿和CCl4都是重要的溶劑。 　　甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、坑氣及煤氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。物理性質(zhì)甲烷是無色、無味、可燃和微毒的氣體。甲烷對空氣的重量比是0.54，比空氣約輕一半。甲烷溶解很小　在20℃、0.1千帕時，100單位體積的水，只能溶解3個單位體積的甲烷。 化學(xué)性質(zhì)　　（1）化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定：把制得的甲烷氣體通入盛有高錳酸鉀溶液（加幾滴稀硫酸）的試管里，沒有變化。再把甲烷氣體通入溴水，溴水不褪色。      （2）取代反應(yīng)：把一個大試管分成五等分（或用一支有刻度的量氣管），用排飽和食鹽水法先收集1/5體積的甲烷，再收集4/5體積的氯氣，把它固定在鐵架臺的鐵夾上，并讓管口浸沒的食鹽水里。然后讓裝置受漫射光照射。在陽光好的日子，約半小時后可以看到試管內(nèi)氯氣的黃綠色逐漸變淡，管壁上出現(xiàn)油狀物，這是甲烷和氯氣反應(yīng)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。試管中液面上升，這是反應(yīng)中生成的氯化氫溶于水的緣故。用大拇指按住試管管口，提出液面，管口向上，向試管中滴入紫色石蕊試液或鋅粒，可驗證它是稀鹽酸。如果在陰暗的天氣需1～2小時才能觀察到反應(yīng)的結(jié)果。 　　（3）氧化反應(yīng)：點燃純凈的甲烷，在火焰的上方罩一個干燥的燒杯，很快就可以看到有水蒸氣在燒杯壁上凝結(jié)。倒轉(zhuǎn)燒杯，加入少量澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁。說明甲烷燃燒生成水和二氧化碳。把甲烷氣體收集在高玻璃筒內(nèi)，直立在桌上，移去玻璃片，迅速把放有燃燒著的蠟燭的燃燒匙伸入筒內(nèi)，燭火立即熄滅，但瓶口有甲烷在燃燒，發(fā)出淡藍色的火焰。這說明甲烷可以在空氣里安靜地燃燒，但不助燃。用大試管以排水法先從氧氣貯氣瓶里輸入氧氣 2/3 體積，然后再通入1/3 體積的甲烷。用橡皮塞塞好，取出水面。將試管顛倒數(shù)次，使氣體充分混和。用布把試管外面包好，使試管口稍微下傾，拔去塞子，迅速用燃著的小木條在試管口引火，即有尖銳的爆鳴聲發(fā)生。這個實驗雖然簡單，但也容易失敗。把玻璃導(dǎo)管口放出的甲烷點燃，把它放入貯滿氯氣的瓶中，甲烷將繼續(xù)燃燒，發(fā)出紅黃色的火焰，同時看到有黑煙和白霧。黑煙是炭黑，白霧是氯化氫氣體和水蒸氣形成的鹽酸霧滴。 　?。?）加熱分解：用125毫升集氣瓶，收集一瓶純凈的甲烷。集氣瓶口配有穿過兩根粗銅電極（在瓶內(nèi)約為瓶高的二分之一處）和直角玻管的橡皮塞，塞緊（如有孔隙，可涂上一薄層熔化的石蠟），并與盛有溴水的洗氣瓶連接（由于反應(yīng)過程中會有一定量乙炔氣體生成）。電極通過感應(yīng)圈與電源相連。實驗時，先放松導(dǎo)管上的夾子，接通6伏電源，銅電極間發(fā)生電火花放電，瓶壁上可以看到有炭黑產(chǎn)生，說明甲烷已經(jīng)分解。稍等片刻，在導(dǎo)管的尖嘴處點火，并用于冷的燒杯罩在火焰上方，可以看到燒杯內(nèi)壁變得模糊，并有水蒸氣凝結(jié)，說明有氫氣生成。對環(huán)境的影響　　健康危害 　　侵入途徑：吸入。 　　健康危害：甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當空氣中甲烷達25%-30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟失調(diào)。若不及時遠離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化的甲烷，可致凍傷。 　　毒理學(xué)資料及環(huán)境行為 　　毒性：屬微毒類。允許氣體安全地擴散到大氣中或當作燃料使用。有單純性窒息作用，在高濃度時因缺氧窒息而引起中毒?？諝庵羞_到25～30%出現(xiàn)頭昏、呼吸加速、運動失調(diào)。 　　急性毒性：小鼠吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用；兔吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用。 　　危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與五氧化溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強氧化劑接觸反應(yīng)劇烈。 　　燃燒(分解)產(chǎn)物：碳（極不完全燃燒），一氧化碳（不完全燃燒）、二氧化碳和水。