甲烷的物理化學性質

　　甲烷在自然界的分佈很廣，甲烷是最簡單的有機物，是天然氣，沼氣，坑氣等的主要成分，俗稱瓦斯。接下來小編為你整理了，一起來看看吧。

　　甲烷的物理性質

　　甲烷的化學性質

　　通常情況下，甲烷比較穩定，與高錳酸鉀等強氧化劑不反應，與強酸、強鹼也不反應。但是在特定條件下，甲烷也會發生某些反應。

　　取代反應

　　甲烷的鹵化中，主要有氯化、溴化。甲烷與氟反應是大量放熱的，一旦發生反應，大量的熱難以移走，破壞生成的氟甲烷，只得到碳和氟化氫。因此直接的氟化反應難以實現，需用稀有氣體稀釋。碘與甲烷反應需要較高的活化能，反應難以進行。因此，碘不能直接與甲烷發生取代反應生成碘甲烷。但它的逆反應卻很容易進行。

　　以氯化為例：可以看到試管內氯氣的黃綠色氣體逐漸變淡，有白霧生成，試管內壁上有油狀液滴生成，這是甲烷和氯氣反應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、氯化氫和少量的乙烷雜質的混合物。

　　CH4+Cl2→光照CH3Cl氣體+HCl

　　CH3Cl+Cl2→光照CH2Cl2油狀物+HCl

　　CH2Cl2+Cl2→光照CHCl3油狀物+HCl

　　CHCl3+Cl2→光照CCl4油狀物+HCl

　　試管中液麵上升，食鹽水中白色晶體析出，這是反應中生成的氯化氫溶於水的緣故。因為氯化氫極易溶於水，溶於水後增加了水中氯離子的濃度，使氯化鈉晶體析出。用大拇指按住試管管口，提出液麵，管口向上，向試管中滴入紫色石蕊試液或鋅粒，可驗證它是稀鹽酸。

　　如果控制氯的用量，用大量甲烷，主要得到氯甲烷;如用大量氯氣，主要得到四氯化碳。工業上通過精餾，使混合物一一分開。以上幾個氯化產物，均是重要的溶劑與試劑。

　　特點：①在室溫暗處不發生反應;

　　②髙於250℃發生反應;

　　③在室溫有光作用下能發生反應;

　　④用光引發反應，吸收一個光子就能產生幾千個氯甲烷分子;

　　⑤如有氧或有一些能捕捉自由基的雜質存在，反應有一個誘導期，誘導期時間長短與存在這些雜質多 少有關。

　　根據上述事實的特點可以判斷，甲烷的氯化是一個自由基型的取代反應。如圖。[3]

　　氧化反應

　　甲烷最基本的氧化反應就是燃燒：

　　CH4+2O2→CO2+2H2O

　　甲烷的含氫量在所有烴中是最高的，達到了25%，因此相同質量的氣態烴完全燃燒，甲烷的耗氧量最高。

　　點燃純淨的甲烷，在火焰的上方罩一個乾燥的燒杯，很快就可以看到有水蒸氣在燒杯壁上凝結。倒轉燒杯，加入少量澄清石灰水，振盪，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璃筒內，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，燭火立即熄滅，但瓶口有甲烷在燃燒，發出淡藍色的火焰。這說明甲烷可以在空氣裡安靜地燃燒，但不助燃。用大試管以排水法先從氧氣貯氣瓶裡輸入氧氣 2/3 體積，然後再通入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生。這個實驗雖然簡單，但也容易失敗。把玻璃導管口放出的甲烷點燃，把它放入貯滿氯氣的瓶中，甲烷將繼續燃燒，發出紅黃色的火焰，同時看到有黑煙和白霧。黑煙是炭黑，白霧是氯化氫氣體和水蒸氣形成的鹽酸霧滴。

　　加熱分解

　　在隔絕空氣並加熱至1000℃的條件下，甲烷分解生成炭黑和氫氣

　　CH4=1000℃=C+2H2

　　氫氣是合成氨及汽油等工業的原料;炭黑是橡膠工業的原料

　　甲烷的健康危害

　　甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當空氣中甲烷達25%-30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟失調。若不及時遠離，可致窒息死亡。面板接觸液化的甲烷，可致凍傷。