甲烷在自然界的分布很廣,甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)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(lái)看看吧。
甲烷簡(jiǎn)介
甲烷,化學(xué)式CH4,是最簡(jiǎn)單的烴,由一個(gè)碳和四個(gè)氫原子通過(guò)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(gè)鍵的鍵長(zhǎng)相同鍵角相等。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷是一無(wú)色無(wú)味氣體。一些有機(jī)物在缺氧情況下分解時(shí)所產(chǎn)生的沼氣其實(shí)就是甲烷。從理論上說(shuō),甲烷的鍵線式可以表示為一個(gè)點(diǎn)“·”,但實(shí)際并沒(méi)有看到過(guò)有這種用法,可能原因是“·”號(hào)同時(shí)可以表示電子。所以在中學(xué)階段把甲烷視為沒(méi)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(lái)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(wú)色、無(wú)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(guò)程。
含量分布
天王星的大氣層也存在甲烷和氫氣。據(jù)德國(guó)核物理研究所的科學(xué)家經(jīng)過(guò)試驗(yàn)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(qiáng)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(guò)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(guó)外媒體報(bào)道,美國(guó)天文學(xué)家19日宣布,他們首次在太陽(yáng)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(yáng)系外行星探測(cè)到有機(jī)分子,從而增加了確認(rèn) 太陽(yáng)系外存在生命的希望。該小組還證實(shí)了先前的猜測(cè),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(jī)分子。美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的天文學(xué)家,利用繞軌運(yùn)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(dá)900℃(1650華氏度),足以把銀子熔化。
不過(guò),值得注意的是探測(cè)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(yùn)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(wú)色、無(wú)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(diǎn)是−161 °C??諝庵械耐咚购恐灰^(guò)5%~15%就十分易燃。液化的甲烷不會(huì)燃燒,除非在高壓的環(huán)境中(通常是4~5大氣壓力)。中國(guó)國(guó)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)燃料。生產(chǎn)可燃?xì)怏w報(bào)警器的標(biāo)準(zhǔn)氣,校正氣。還可用作太陽(yáng)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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