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甲烷具有什么物理化学性质

本站 2019-04-02 16:46:31

甲烷是最简单的碳氢化合物。理论上,它是所有有机物质的母体。自然界中有许多甲烷来源,其中天然气集中在地层中。佛伦工业气体--番禺氩气它的主要成分就是甲烷(以体积计约占85~95%)天然气通过地层裂口,或由人工凿井而冒出地面,成为人类利用的重要资源.我国早在汉末晋初时,佛山甲烷气体配送,四川自贡市一带就有人开始钻井使用天然气了,到了宋朝,已经大规模用来煎制井盐.因此,四川是世界著名的天然气产区之一。科学家认为,天然气的形成与石油的形成是一致的。由于甲烷等是分子量相对较小且在常温下变为气态的烃,因此天然气通常与石汕共存或位于石油产地附近。
①烃:用火表示有可燃性,用 조 表示它是碳和氢的化合物.碳是所有有机物质的共通之物。虽然不以字形表示,但可以以读音显示。
佛伦工业气体--{精}甲烷除来自天然气外,还存在于自然界的其他地方,例如不常流动的静水池沼底下,顺德甲烷批发,当沉积的有机物受着菌类的发酵作用时,会产生气体冒出水面来,因为它源出于池沼,所以称为沼气.此外,在形成煤的过程中,植物残基在与空气隔绝的条件下分解,产生同样的气体。由于它们是在煤井的矿坑中发现的,所以它们被称为坑气、沼气、坑气和天然气。就像,他们的主要成分是甲烷。
甲烷的物理化学性质甲烷是无色、无嗅、无味的气体。它的比重是0.717克/升,约比空气轻一半,顺德甲烷公司,和相同状况(相同的温度和压力)下同体积空气的重量比是0.5517,甲烷很难溶解于水,在20C时,每1升的水约能溶解33毫升.
佛伦工业气体--佛山甲烷甲烷的分子式和分子结构甲烷是可以燃烧的,从它的燃烧产物二氧化碳和水蒸气的定量测定,佛山甲烷,知道甲烷分子里仅仅含有碳和氢两种元素.
从甲烷的比重,可以算出它的1克分子重16.061克(0.717×22.4),可见它的分子量约等于16.根据分子量和重量组成,确定申烷的分子式为CH。
甲烷分子中的一个碳原子和四个氢原子是如何结合成一个分子的?我们知道碳原子的最外层有四个电子(可以用一个简单的公式c表示),而氢原子的外层只有一个电子。因此,每个碳原子可以与四个氢原子形成共价键。甲烷分子是由碳原子和氢原子之间的电子对共同形成的。这样,相关原子具有稳定的电子外层(8个碳原子,2个氢原子)。
甲烷的分子结构可表示如下:
前者称为电子,后者称为结构。元素符号之间的“:”表示共享电子对,即结构式中的“一”,其是用于在写入有机结构时表示价键的符号。
是甲烷的分子结构,如上所述,碳原子和四个氢原子在同一平面上?根据碳四方四面体理论,碳原子被认为是正四面体的中心。它的四个价键,从四面体的中心到四个顶点,和四个氢原子通过相同的价键键合。如图1.1(a)所示。我们也可以用不同颜色的小球用短棒表示不同的原子来表示价键,如图11所示。(甲烷分子模型,一般是为了方便,书面结构公式是模型在平面上的投影(如图1.1()所示),因此甲烷分子的实际结构是碳原子和四个氢原子不在同一平面上。
甲烷的化学性质
1.可燃烧的甲烷可以燃烧,当氧气充足时,所有的甲烷都转化为CO2和HO,发出浅蓝色的火焰并释放出大量的热量:
CH4+204=Co2+2H0+210.8千卡
由上式可知,1克分子体积的甲烷(22.4升)和2克分子体积的氧气(2×22.4升)可以完全反应.即,甲基与氧的完全反应中的体积与体积的比率为1∶2;如果空气改变,则体积比1∶10,因为空气中含有约1/5的氧。当甲烷和氧气在极短时间里完全反应时,由于放出大量的热使温度突然升高,顺德甲烷公司,而且反应生成物物又都是气体,体积骤然膨胀,结果就能发生猛烈的暴炸.甲烷的这种性质,化龙番禺氩气,使煤井里有可能发生暴炸,但是由于人类掌握了它的暴炸规律,就设法改进矿井的通风和照明设备,从而防止事故的发生,使生产得以安全地在地下进行。
如果氧气的供应不足,则甲烷的燃烧不完整,并且在燃烧期间产生黑烟:
CH4+O2=C+2H2O
2.通过热分解甲烷当隔离空气中存在强热时,与温度有两种不同的分解反应。把甲烷加热到1000~1100°C,甲烷分解为它的组成元素碳和氢:
CH4=1100°C=C+2H2
如果在1500°C电弧的高温下,甲烷分解为氢气和乙炔(读做缺que)
2CH4=电弧(1500c)=3H2+C2H2(乙炔)
3.  稳定性在通常情况下,甲烷的化学性质很不活泼我们用试管装几毫升淡紫色的高锰meng酸钾溶液(加稀硫酸几滴),并通进甲烷,溶液的紫红色不会消失,证明甲烷不能被强氧化剂如高锰meng酸钾溶液所氧化.同时甲烷也不跟强酸(H2SO4. HNO3)或强碱(NaoH,KOH)起反应。.
4.卤代甲烷在室温下能与氯或溴发生反应,实验结果表明了这一点:
用一个大玻璃管,把汽缸的体积分成五个相等的部分,并标记汽缸的壁。筒内装满饱和食i盐水①,倒插在盛有食i盐水的玻璃缸里.在光线较暗的地方色,从筒口通入-,使筒内盐水排出到标记1的地方.然后改变氮气使气缸中的盐水耗尽,使甲烷与氯气的体积比为1:4(图1-2(a))
收集在筒内的氯lv气,本来是黄绿色,隔了一段时间后,看到色还渐变淡,筒壁上有油状液滴出现,同时食盐水的液面,也向筒内上升。
根据实验中液面上升的现象,佛山甲烷公司配送,我们知道筒内的气体压强减小了;油状液滴的出现和黄绿色的消失,说明甲烷跟氯lv气在光照下直接反应生成了新物质.经过研究知道,生成物是系列的甲烷氯代物的混和物以及易溶的气体。
(1)氯不溶于饱和盐水
甲烷和氯在阳光直射下
CH4+C12=散射光=CH3C1(一氯甲烷)+HC1
CH3C1+C12=散射光=CH2C12(二氯甲烷)+HC1
H2C12+C12=散射光=CHC13[三氯甲烷(氯仿、哥罗仿)]+HC1
CHC13+C12=散射光=CC14[四氯甲烷(四氧化碳)]+HC1
氯原子进入甲烷分子,一个接一个地取代氢原子。在有机化学中,这类反应被称为取代反应。有机化合物中氢原子被其他原子或团簇取代的反应称为取代反应。
-分子里的氢原子被卤素的原子取代,这种取代称为�代.由于卤代反应而生成的新的有机物,称为甲烷的卤代物,象1氯甲烷、2氯甲烷。·……·等,都是甲烷的卤(氯)代物。
这里还有一个新概念,即在卤化反应后使用甲烷作为母体,形成四种卤代化合物,如氯甲烷。这些新物质显然来自甲烷,因此它们也被称为甲烷衍生物。宾语。(第2章也讨论了衍生产品。)
根据上述性质,甲烷有以下用途:
1.燃烧燃料甲烷在燃烧过程中会放出大量热量,因此在家庭或工业中都可以作为气体燃料使用。
2.氯仿和四氯化碳是重要的有机溶剂,其中氯仿和四氯化碳是重要的有机溶剂。炭黑、氢气和乙炔可通过在不完全燃烧或高温下分解甲烷而获得。炭黑是印刷油墨和橡胶工业的原料之一;氢气用于合成氨和汽油;乙炔用于橡胶、纤维和塑料等。
甲烷的制取实验室用无水醋酸钠(CH3COON)和碱石灰(氢氧化钠跟石灰的混和物)反应来制取甲烷,两种粉末按1:3(体积)混和均匀后,装在硬质试管里,使粉末斜铺在试管底部部,管口配单孔塞和导管,把试管水平地(管口略向下倾斜)固定在铁台上。
加热试管。由于碱石灰是氢氧化钠和石灰的混合物,氢氧化钠与乙酸反应产生甲烷:
CH3(COONA+Na0)H=加热=CH1↑+Na2CO3
甲烷从导管逸出,可以用排水法集取(装置如图1-3(a)。
当产生甲烷时,我们可以测试其性能。首先看看它的物理性质。它是一种无色不溶的气体。在排出空气后点燃导管,观察其可燃性,并注意火焰的颜色(火焰应为浅蓝色,但玻璃管上的黄色或加热过强时)。用一只干燥的烧杯罩在火焰的上方,就能看到杯子边上产生水雾;取下烧杯,倒入一些澄清的石灰水,石灰水变为浑浊,这就证明了甲烷的燃烧产物是二氧化碳和水。把甲烷的导管插人有淡紫色的高锰酸钾酸性稀溶液(加稀H2SO几滴)的试管中,使甲烷通过溶液(图1·3(c),结果紫色不变,证明甲烷的稳定性,它不能为高锰酸铆所氧化.这些实验可以验证我们前面提到的甲烷的性质。
甲烷的实验室制备及性能测试
工业上需用的甲烷  主要来自天然气,有时也可以从炼焦煤气里提取(见 1·13煤的干馏部分)。
在农村地区,甲烷也可以通过发酵生产。把含水90%左右的粪便垃圾、杂草等放在密闭的发酵池里,让一种不需要空气能生存的甲烷菌(称为嫌气性甲烷菌),在20~85C的温度下进行发酵酵,经过3~5天就有甲烷和二氧化碳产生,甲烷含量约达65%左右.发酵后的粪便和废料,由于蛋白质已经分解成氨,氨在封闭的发酵罐中被压力溶解,因此肥料效应会增加许多倍。一个发酵罐,只要将温度、湿度和发酵原料,取出旧材料,加入新材料,即可连续使用。由此产生的甲烷可用作发电、照明、燃烧、驾驶汽车和拖拉机的燃料。这节省了石油和煤的消耗,这是一种非常经济的解决方案。SK-600-CH4甲烷浓度检测仪,采用进口红外传感器,实时在线监测甲烷0-100%VOL浓度,有效解决甲烷气体泄漏产生的燃爆风险。
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