有關(guān)甲烷的知識(shí)點(diǎn)

【專家解說】：　甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，也是含碳量最小（含氫量最大）的烴，是沼氣，天然氣，坑道氣和油田氣的主要成分。 　　甲烷物理性質(zhì) 　　甲烷是無色、無味、可燃和微毒的氣體。甲烷對(duì)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?xí)r，100單位體積的水，只能溶解3個(gè)單位體積的甲烷。同時(shí)甲烷燃燒產(chǎn)生明亮的藍(lán)色火焰，然而有可能會(huì)偏綠，因?yàn)槿技淄橐貌Ａ?dǎo)管，玻璃在制的時(shí)候含有鈉元素，所以呈現(xiàn)黃色的焰色，甲烷燒起來是藍(lán)色，所以混合看來是綠色。 　　熔點(diǎn)：-182.5℃ 　　沸點(diǎn)：-161.5℃ 　　蒸汽壓 53.32kPa/-168.8℃ 　　飽和蒸氣壓(kPa)：53.32(-168.8℃) 　　相對(duì)密度(水=1)0.42(-164℃) 　　相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)：0.55 　　燃燒熱：890.31KJ/mol 　　總發(fā)熱量：55900kJ/kg(40020kJ/m3) 　　凈熱值：50200kJ/kg（35900kJ/m3） 　　臨界溫度(℃)：-82.6 　　臨界壓力(MPa)：4.59 　　爆炸上限%(V/V)：15 　　爆炸下限%(V/V)：5.3 　　閃點(diǎn)(℃)：-188 　　引燃溫度(℃)：538 　　分子直徑0.414nm 編輯本段甲烷化學(xué)性質(zhì)　　化學(xué)品中文名稱：甲烷 　　別名：天然氣，沼氣，甲基氫化物    英文名稱：methane 　　技術(shù)說明書編碼：51 　　馬來文：metana 　　CASNo.：74-82-8 　　分子式：CH4 　　分子量：16.04 　　國(guó)標(biāo)編號(hào)：21007    分類：有機(jī)物 　　C—H 鍵能：413kJ/mol 　　H—C—H 鍵角：109°28′ 　　分子結(jié)構(gòu)：正四面體形非極性分子，一個(gè)C以sp3雜化位于正四面體中心，4個(gè)H位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上 　　晶體類型：分子晶體 （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(gè)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(tái)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(yáng)光好的日子，約半小時(shí)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。食鹽水中白色晶體析出。因?yàn)槁葰鈽O易溶于水，溶于水后增加了水中氯離子的濃度，是氯化鈉晶體析出。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(yàn)證它是稀鹽酸。如果在陰暗的天氣需1～2小時(shí)才能觀察到反應(yīng)的結(jié)果。 （3）氧化反應(yīng)　　點(diǎn)燃純凈的甲烷，在火焰的上方罩一個(gè)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    氧化反應(yīng)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(lán)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(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，但也容易失敗。把玻璃導(dǎo)管口放出的甲烷點(diǎn)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(shí)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。 （4）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?jī)?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(huì)有一定量乙炔氣體生成）。電極通過感應(yīng)圈與電源相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)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。 編輯本段用途燃料　　天然氣的主要成分是甲烷，可直接用作氣體燃料 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。    沼氣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。