高二下学期化学课程

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高二年级化学第二册第五章：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。

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 　　C-H 键能：413kJ/mol 　　H-C-H 键角：109°28′

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。

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