初中化学知识点甲烷.pdf

良辰美景奈何天，便赏心乐事谁家院。则为你如花美眷，似水流年。——《汤显祖》 初中化学知识点甲烷 1.甲烷的定义 甲烷，化学式 CH4 ，是最简单的烃，由一个碳和四个氢原子通过 sp3 杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键 的键长相同键角相等。在标准状态下甲烷是一无色无味气体。一些有 机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。它是最简单的 有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。从理论上 说，甲烷的键线式可以表示为一个点“·”，但实际并没有看到过有这 种用法，可能原因是“·”号同时可以表示电子。所以在中学阶段把甲 烷视为没有键线式。甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应 用于民用和工业中。作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成 氨、碳黑、硝氯基 甲烷、二硫化碳、一氯 甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、 四氯化碳和氢氰酸等。 2.甲烷性质 物理性质： 无色、无味、可燃的气体。沸点 -161.5℃ ，熔点-182.5℃。对空 气的重量比是 0.54 ，比空气约轻一半。 溶解度很小 ，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。 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 天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。——《易经》 海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐 爆炸下限%(V/V) ：5.3 闪点(℃)：-188 引燃温度(℃)：538 分子直径 0.414nm 化学性质： 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。 1、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 ，