甲烷在自然界的分布很廣,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。也是含碳量最小(含氫量最大)的烴,也是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。那么甲烷的性質(zhì)是怎么樣的呢?讓我們一起來看看吧。
甲烷簡介
甲烷,化學(xué)式CH4,是最簡單的烴,由一個碳和四個氫原子通過sp3雜化的方式組成,因此甲烷分子的結(jié)構(gòu)為
正四面體結(jié)構(gòu),四個鍵的鍵長相同鍵角相等。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷是一無色無味氣體。一些有機物在缺氧情況下分解時所產(chǎn)生的沼氣其實就是甲烷。從理論上說,甲烷的鍵線式可以表示為一個點“·”,但實際并沒有看到過有這種用法,可能原因是“·”號同時可以表示電子。所以在中學(xué)階段把甲烷視為沒有鍵線式。
甲烷主要是作為燃料,如天然氣和煤氣,廣泛應(yīng)用于民用和工業(yè)中。作為化工原料,可以用來生產(chǎn)乙炔 、氫氣、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、四氯化碳和氫氰酸等。
甲烷的性質(zhì)
甲烷是無色、無味、可燃和微毒的氣體,是易燃?xì)怏w、可以發(fā)生取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、存在于石油,厭氧發(fā)酵過程。
含量分布
天王星的大氣層也存在甲烷和氫氣。據(jù)德國核物理研究所的科學(xué)家經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn),植物和落葉都產(chǎn)生甲烷,而生成量隨著溫度和日照的增強而增加。另外,植物產(chǎn)生的甲烷是腐爛植物的10到100倍。他們經(jīng)過估算認(rèn)為,植物每年產(chǎn)生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。行星中發(fā)現(xiàn)甲烷據(jù)國外媒體報道,美國天文學(xué)家19日宣布,他們首次在太陽系外一顆行星的大氣中發(fā)現(xiàn)了甲烷,這是科學(xué)家首次在太陽系外行星探測到有機分子,從而增加了確認(rèn) 太陽系外存在生命的希望。該小組還證實了先前的猜測,即這顆名叫HD 189733b的行星的大氣中有水。
甲烷是創(chuàng)造適合生命存在的條件中,扮演重要角色的有機分子。美國宇航局噴氣推進實驗室的天文學(xué)家,利用繞軌運行的“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡得到了一張行星大氣的紅外線分光鏡圖譜,并發(fā)現(xiàn)了其中的甲烷痕跡。
行星HD 189733b位于狐貍座,距地球63光年,是一類叫做“熱木星”大行星,其表面灼熱,不可能存在液態(tài)水。HD 189733b圍繞其恒星轉(zhuǎn)一圈只需兩天。由于距離恒星太近,這顆行星表面溫度高達900℃(1650華氏度),足以把銀子熔化。
不過,值得注意的是探測到甲烷。這種方法可以沿用到環(huán)繞所謂的“可居住區(qū)” (Goldilocks Zone)中溫度較低的恒星運轉(zhuǎn)的其它行星,“可居住區(qū)”不冷也不熱,正好適合孕育生命。
主要應(yīng)用
甲烷是一種很重要的燃料,是天然氣的主要成分,約占87%。在標(biāo)準(zhǔn)壓力的室溫環(huán)境中,甲烷無色、無味;家用天然氣的特殊味道,是為了安全而添加的人工氣味,通常是使用甲硫醇或乙硫醇。在一大氣壓力的環(huán)境中,甲烷的沸點是−161 °C??諝庵械耐咚购恐灰^5%~15%就十分易燃。液化的甲烷不會燃燒,除非在高壓的環(huán)境中(通常是4~5大氣壓力)。中國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,甲烷氣瓶為棕色,白字。
甲烷高溫分解可得炭黑,用作顏料、油墨、油漆以及橡膠的添加劑等;氯仿和CCl4都是重要的溶劑。甲烷在自然界分布很廣,是天然氣、沼氣、坑氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。甲烷用作熱水器、燃?xì)鉅t熱值測試標(biāo)準(zhǔn)燃料。生產(chǎn)可燃?xì)怏w報警器的標(biāo)準(zhǔn)氣,校正氣。還可用作太陽能電池,非晶硅膜氣相化學(xué)沉積的碳源。以及甲烷用作醫(yī)藥化工合成的生產(chǎn)原料。
除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,還可用于生產(chǎn)甲醇、氫、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和1,4-丁二醇等。甲烷氯化可得一、二、三氯甲烷及四氯化碳。
以上就是關(guān)于甲烷的性質(zhì)的相關(guān)資料,希望能夠幫助到你。
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