甲烷性质稳定通常不与强酸强碱反应,但为什么很容易与盐酸,氢溴酸反应??
甲烷化学性质与反应
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。但是在特定条件下,甲烷也会发生某些反应。
取代反应
甲烷的卤化中,主要有氯化、溴化。甲烷与氟反应是大量放热的,一旦发生反应,大量的热难以移走,破坏生成的氟甲烷,只得到碳和氟化氢。因此直接的氟化反应难以实现,需用稀有气体稀释。碘与甲烷反应需
要较高的活化能,反应难以进行。因此,碘不能直接与甲烷发生取代反应生成碘甲烷。但它的逆反应却很容易进行。
以氯化为例:可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡,有白雾生成,试管内壁上有油状液滴生成,这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。
CH4+Cl2→(光照)CH3Cl(气体)+HCl
CH3Cl+Cl2→(光照)CH2Cl2(油状物)+HCl
CH2Cl2+Cl2→(光照)CHCl3(油状物)+HCl
CHCl3+Cl2→(光照)CCl4(油状物)+HCl
试管中液面上升,食盐水中白色晶体析出,这是反应中生成的氯化氢溶于水的缘故。因为氯化氢极易溶于水,溶于水后增加了水中氯离子的浓度,使氯化钠晶体析出。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。
如果控制氯的用量,用大量甲烷,主要得到氯甲烷;如用大量氯气,主要得到四氯化碳。工业上通过精馏,使混合物一一分开。以上几个氯化产物,均是重要的溶剂与试剂。
特点:①在室温暗处不发生反应;
②髙于250℃发生反应;
③在室温有光作用下能发生反应;
④用光引发反应,吸收一个光子就能产生几千个氯甲烷分子;
⑤如有氧或有一些能捕捉自由基的杂质存在,反应有一个诱导期,诱导期时间长短与存在这些杂质多 少有关。
根据上述事实的特点可以判断,甲烷的氯化是一个自由基型的取代反应。如图。[3]
氧化反应
甲烷最基本的氧化反应就是燃烧:
CH4+2O2→CO2+2H2O
甲烷的含氢量在所有烃中是最高的,达到了25%,因此相同质量的气态烃完全燃烧,甲烷的耗氧量最高。
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。
加热分解
在隔绝空气并加热至1000℃的条件下,甲烷分解生成炭黑和氢气
CH4=(1000℃)=C+2H2
氢气是合成氨及汽油等工业的原料;炭黑是橡胶工业的原料
形成水合物
甲烷可以形成笼状的水合物,甲烷被包裹在“笼”里。也就是我们常说的可燃冰。它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(碳的电负性较大,在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键,构成笼状结构)。它可用mCH4·nH2O来表示,m代表水合物中的气体分子,n为水合指数(即水分子数)。
可燃冰主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带,比较难以寻找和勘探。新研制的灵敏度极高的仪器,可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、乙烷、丙烷及氢气的精确含量,由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种指标。
甲烷含量超过99%的天然气水合物又称为甲烷水合物。
属于混合物的是清新的空气、盐酸、澄清水灰水,属于纯净物的是干冰、金刚甲烷、纯碱,属于化合物的是干冰、纯碱、金刚甲烷,属于单质的是清新空气,属于有机物的是金刚甲烷,属于无机物的是盐酸、清新空气、澄清石灰水、干冰、纯碱
目录
[隐藏] 1 来源
2 制取
3 特征 3.1 可能对健康造成的影响
4 化学反应
5 注释
6 参见
[编辑] 来源
甲烷是天然气的最主要成分,是一种很重要的燃料。同时它也是一种温室气体:其全球变暖潜能为21(即它的暖化能力比二氧化碳高二十一倍)。
它主要的来源有:
有机废物的分解
天然源头(如沼泽):23%
化石燃料:20%
动物(如牛)的消化过程:17%
稻田之中的细菌:12%
生物物质缺氧加热或燃烧
[编辑] 制取
实验室常用醋酸钠与碱石灰共热制取甲烷: CH3COONa + NaOH → CH4↑ + Na2CO3
[编辑] 特征
甲烷是天然气的主要成分,约占了87%。在标准压力的室温环境中,甲烷无色、无味;家用天然气的特殊味道,是为了安全而添加的人工气味,通常是使用甲硫醇或乙硫醇。在一大气压力的环境中,甲烷的沸点是−161 °C。空气中的瓦斯含量只要超过5%~15%就十分易燃。液化的甲烷不会燃烧,除非在高压的环境中(通常是4~5大气压力)。中国国家标准规定[1],甲烷气瓶为棕色,白字。
[编辑] 可能对健康造成的影响
甲烷并非毒气;然而,其具有高度的易燃性,和空气混合时也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部份含卤素之化合物接触会有极为猛烈的反应。甲烷同时也是一种窒息剂,在密闭空间内可能会取代氧气。若氧气被甲烷取代后含量低于19.5%时可能导致窒息。当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时,甲烷可能会渗透入建筑物内部,让建物内的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室设有特别的回复系统,会主动捕捉甲烷,并将之排出至建筑物外。
[编辑] 化学反应
由于甲烷中碳原子与氢原子间的化学键为较稳定的σ键,化学性质比较稳定,因此甲烷能参与的反应较其他有机物少。
燃烧(氧化反应)
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 与卤素的化学反应:当甲烷与氯在黑暗中混合时,两者不会产生化学反应,如果把混合物加热或以紫外光照射,以下反应(取代反应)会发生:
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
反应的产物含有此四种氯化甲烷,由上至下四种产物名称分别为:一氯甲烷,二氯甲烷,三氯甲烷,四氯甲烷(四氯化碳),四者的比例视甲烷与氯的比例。
甲烷可与溴产生类似反应。甲烷与氟的反应十分猛烈,如果先用稀有气体稀释两者才在特定的仪器内进行反应,也可得出类似反应。甲烷与碘不会直接产生反应,可以用溴化碘等代替进行碘化。
氯化氢是无机物,三氯甲烷是有机物
虽然氯化氢可溶解于水亦可溶于三氯甲烷,但其在水中的溶解性优于三氯甲烷
而且三氯甲烷不溶于水
因此盐酸和三氯甲烷的混合物将分为两层液体。
上层是含氯化氢的水,即盐酸
下层是几乎不含氯化氢的三氯甲烷。
用分液操作把二者分开,就可以了。
如果是多选,请选A、C
因为分液后,下层的三氯甲烷中如果还含有少量氯化氢,我们可以再加少量的水,把氯化氢从三氯甲烷中“吸出来”。
此时混合物又分为两层液体。上层为吸收了三氯甲烷中氯化氢的水,下层为含氯化氢更少的三氯甲烷。再分液一次,把二者分开,获得更纯净的三氯甲烷。
CaCO3+2HCl------
CaCl2+H2O+CO2(气体符号)
复分解反应
CH4+2O2
---(点燃)--
CO2+2H2O
氧化反应
2Hg+O2----(加热)---
2HgO
化合反应
氧化汞受热分解就是上面第三个方程式逆着写
是分解反应
打字不易,采纳哦!
甲烷的化学式:CH₄
甲烷(化学式:CH₄ ;英文:Methane),是结构最简单的烷类,由一个碳原子以及四个氢原子组成。它是最简单的烃类也是天然气的主要成分。
甲烷的结构是由一个碳和四个氢原子透过sp³杂化的方式化合而成,并且是所有烃类物质中,含碳量最小,且含氢量最大的碳氢化合物,因此甲烷分子的分子结构是一个正四面体的结构,碳大约位于该正四面体的几何中心,氢位于其四个顶点,且四个碳氢键的键的键角相等、键长等长。
标准状态下的甲烷是一种无色无味的气体。一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气主要成分就是甲烷。
扩展资料
1、化学反应
甲烷主要化学反应是:燃烧、蒸汽重整合成气、以及卤化反应。
在一般情况下,甲烷的反应是很难控制。甲烷可以氧化成甲醇,但一般来说要完成这个化学反应时十分困难的,因为在一般情况下甲烷的氧化反应产物通常是二氧化碳与水,即使氧气不足也很难产生甲醇。但是若在酵素的协助下就能轻易地完成此氧化反应,例如甲烷单加氧酶,但产量无法达到工业生产的规模。
2、反应性
由于甲烷中碳原子与氢原子间的化学键为较稳定的σ键,化学性质比较稳定,因此甲烷能参与的反应较其他有机物少。
参考资料来源:百度百科-甲烷