甲烷的化学性质。
甲烷你已经认识了,这个视频我来讲讲它的化学性质。
咱知道甲烷是天然气的主要成分,而天然气是经过成千上万年才形成的,因此甲烷的性质是特别稳定的,通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应,也不能使锈水和酸性高锰酸钾溶液褪色。
看来甲烷分子的结构真的很稳定,但在一定条件下它还是能发生反应的。
比如它能在空气中燃烧,燃烧时发出的火焰是淡蓝色的。
进一步的,我拿干燥的大烧杯罩在上面,一会就会发现烧杯内壁有水珠产生。
如果把这个烧杯换成土有澄清石灰水的,那你就会发现烧杯的内壁变浑浊了。
通过这俩现象可以得出反应的产物中有二氧化碳和水,也就是说甲烷和氧气反应生成了二氧化碳和水配平方程式,就是这样的。
看来甲烷虽然不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,但能与氧气在点燃的条件下发生氧化反应。
另外再来看个图,这是一千克甲烷酶和石油燃烧放出热量的对比图。
从图中可以看出甲烷放出的热量是最多的,并且它燃烧的产物只有二氧化碳和水,因此甲烷是一种清洁高效的燃料。
除了这个甲烷还能发生其他反应吗?当然有。
先来做个实验,取两个量桶,通过排饱和食盐水的方法先后收集等体积的甲烷和氯气,其中一个用黑纸套上,另一个放在光亮处。
片刻后这个两桶内明显没啥变化,看来在室温下甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中共存而不发生反应。
但这个量桶你会发现里面的气体由黄绿色变浅直到无色,看来氯气参加了反应,同时还会看到量桶内叶面上升,水槽叶面下降,也就是说反应生成了易溶于水的气体。
另外两桶内壁出现油状液滴,说明还生成了不溶于水的油状液体,而液面上方还有白雾出现。
通过验证得出这是易挥发的氯化氢。
总之甲烷和氯气的混合气体在光照条件下就会发生反应,写成化学方程式就是这样的,也就是甲烷分子的氢原子被氯原子所取代,但反应并没有到此终止。
因为生成的一氯甲烷会继续与氯气反应,可以依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。
注意到没,在这些反应里甲烷分子中的氢原子逐步被氯原子所取代,生成了四种取代产物和氯化氢的混合物。
看来甲烷后氯气在光照条件下可以发生取代反应。
不过这里有几点需要注意。
·首先反应条件必须注明光照,因为在室温下的黑暗处是不发生反应的,但也不能直接用强光照射,否则会发生爆炸。
·其次反应物必须是纯卤素单支的气体,不能是卤素单支的水溶液或四氧化碳溶液。
比如把甲烷通入锈水就不会发生反应。
·第三这个反应不会停留在某一步,因此产物是五种物质的混合物。
当一摩尔氢被取代时需要消耗一摩尔氯气,其中只能有一个氯原子取代氢原子,另外一个氯原子和氢原子结合生成氯化氢。
如果你觉得一个氯气分子能取代两个氢原子,那就掉进坑里了。
·第四有机物参加的反应往往比较复杂,常有副反应发生生成副产物。
因此甲烷、有关有机物反应的化学方程式通常不写等号,而用箭头表示。
·取代反应就介绍到这。
·最后甲烷还能发生分解反应,它在一千五百摄氏度以上的高温条件下可以较完全的分解生成炭黑和氢气。
以上就是甲烷化学性质的全部内容。
·首先甲烷的性质比较稳定,不能使锈水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但能与氧气在点燃的条件下发生反应。
·其次在光照条件下甲烷能和氯气发生取代反应。
·最后在高温条件下甲烷还能发生分解反应。
就说到这,快去刷题吧。