甲烷的制备与性质
甲烷的实验室制备及性质
② 检验 副产 物 的性质 。
２ 仪 器 和 药 品
试管 、 单 孔塞 、 胶塞 、 导管、 酒 精灯 、 玻 璃尖 嘴 ， 无水 醋酸钠 、 碱石灰 、 醋 酸 钠 晶体 、 ｃ ｌ 、 蒸馏水 、
Ａ ｇ Ｎ Ｏ ， 溶 步 骤
于 Ｎ Ｈ 逸 出。 因为反 应物 的量 少 ， 应尽 可 能 形 成
小 的密 闭空 间 。
△Ｈ ＝ 一６ ０ ２ ． ｋ Ｊ ／ ｍｏ １
④几 种物 质 的标 准生成 热
甲烷 的 实 验 室 制 备 及 性 质
口 金 仲 鸣
北 京 大学 附属 中学 １ ０ ０ ０ ８ ０ 试管中； ②滴 入一 滴酸性 Ｋ Ｍｎ Ｏ 液 振荡 ， 紫 红色 褪 去
・ ２ １ ・
ｃ Ｈ Ｃ Ｏ Ｃ Ｈ ＋ Ｎ ａ ｃ ｏ
（ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ ０５ － ． １ ２ ）
对 有机 反应 易 发生 副反应 是一 例证 。
① 把气体 发 生装 置试 管 口处 的液体 收集 在另
《 教 学仪 器 与实验 》 第３ １卷 ２ ０ １ ５年 第 ６期
Ｃ ｕ Ｓ ｊ
△Ｈ ＝ 一２ ９ ６ｋ ： Ｊ ／ｔ ｏｏ ｌ
Ｎ ２ （ ｇ ）＋Ｏ ２ （ ｇ ） － Ｍｇ （ ｓ ）＋０ ２ （ ｇ ） －
３ Ｍｇ （ Ｏ Ｈ） ２ ＋
△Ｈ ＝ ＋３ ３ ． ９ｋ Ｊ ／ｔ ｏｏ ｌ
２ Ｎ Ｈ， ｔ可 向 Ｍｇ ， Ｎ 固体 中滴加 Ｎ ａ Ｏ Ｈ浓 溶 液 ， 利
（ １ ） Ｃ Ｈ 的 制 取 及 性 质 验 证
５ 思 考 题
①为 什么 要用 无水 醋酸钠 制 取 Ｃ Ｈ ？
① 检验 气体 发生 装置 的气 密性 ； ② 取一 角 匙 无 水 Ｃ Ｈ Ｃ Ｏ Ｏ Ｎ ａ ， 两 角 匙 碱 石 灰
甲烷的制备方法
甲烷的制备方法
甲烷（CH4）是一种天然气，也是碳氢化合物中的一种。
甲烷可以通过多种方法制备，以下是其中一些常见的制备方法：
1. 天然气提取：最常见的甲烷制备方法是从天然气井中提取天然气。
天然气主要由甲烷组成，通过井口抽取天然气，然后将其压缩和净化，可以获得高纯度的甲烷。
2. 沼气生产：沼气是一种含有甲烷的气体，它通常是由有机废物，如污水处理厂、农场粪便堆肥等处产生的。
通过发酵和分解有机废物，可以生产甲烷。
3. 甲烷化学反应：甲烷还可以通过化学反应制备。
一种常见的方法是将一氧化碳（CO）和氢气（H2）在催化剂的存在下进行甲烷化反应，生成甲烷。
这个过程通常用于工业用途，如合成天然气。
4. 生物甲烷制备：有些微生物和古菌能够通过甲烷发酵代谢产生甲烷。
这些生物通常生存在极端条件下，如深海热液喷口或动物的胃内。
5. 地下煤层气解吸：甲烷可以通过地下煤层气解吸获得。
在煤矿或天然气田中，煤层中的甲烷可以通过钻孔释放并捕获。
6. 电解水制氢气和二氧化碳还原：甲烷也可以通过将氢气与二氧化碳反应而制备。
这种方法通常需要高温和高压条件，并使用催化剂。
这些方法中的选择取决于甲烷的用途、可获得的原材料以及制备的规模。
不同方法具有不同的成本、效率和环境影响，因此在特定情况下可能更适合使用其中的一种。
甲烷的制备和性质检验.docx
甲烷的制备和性质一、．目的要求1．熟悉实验室制备甲烷的原理、方法。
2．验证甲烷的性质。
二、实验原理甲烷是最具代表性的烷烃，也是最简单的烷烃。
实验室中常用无水醋酸钠和碱石灰共热的方法制备少量甲烷，其反应如下：CH3COONa+NaOH====CH4十+Na2CO3甲烷中的碳是饱和的，分子中的原子均以d键结合，所以化学性质稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等发生反应。
在较特殊的条件下，甲烷也显示一定的反应能力，如可在空气中燃烧，与空气混合达到一定比例(5．53％～14％)时，遇火花即发生爆炸。
在光照条件下可发生卤代反应等。
三、实验用品1.试剂1.4g无水醋酸钠、0.4g氢氧化钠、0.4gFe2O3、0．1％高锰酸钾溶液、澄清石灰水、2.仪器普通试管、大试管(或硬质试管)、玻璃尖嘴导管、玻璃漏斗、酒精灯、水槽、铁架台。
四、实验装置实验室制备甲烷的装置如图所示。
实验室制备甲烷装置五、实验步骤1．甲烷的制备取一支干燥的大试管，称取无水醋酸钠1.4g、氧化铁0.4g和固体氢氧化钠0.4g 放到干燥的研钵中进行快速研磨，混匀，然后迅速转入大试管中。
按图连好装置。
大试管口要略向下倾，2．甲烷的性质(1)甲烷的稳定性取1支试管，一支加入约2mL0．1％高锰酸钾溶液，，然后通入甲烷，观察溶液的颜色无变化，说明甲烷不和强氧化剂反应。
(2)燃烧试验先检验甲烷的纯度，在试管口不点燃甲烷，听到“噗”的一声时，甲烷纯净。
然后在制取甲烷装置末端连接一玻璃尖嘴导管，并在上方罩一玻璃烧杯，点燃从尖嘴流出的气体，火焰的颜色为黄色、玻璃烧杯内壁上有水珠。
用蘸有澄清石灰水的烧杯罩住，发现有白色浑浊，说明有二氧化碳生成。
六、注意(1)作为吸水剂水的存在不利于甲烷的生成，氢氧化钠的吸水性很强(2)增加透气性加人氧化铁，混合物的表面积增大，有利于充分反应和甲烷气体的逸出。
保护试管生石灰可以减轻氢氧化钠对试管的腐蚀，同时还可以作为催化剂。
初中甲烷知识点总结
初中甲烷知识点总结
甲烷的性质：
1. 甲烷是无色、无味、无毒的气体，不能被人类的感官直接检测出来。
2. 它是一种非常轻的气体，在常温下呈现为气态。
3. 甲烷具有很好的燃烧性能，可以与氧气反应产生二氧化碳和水，并释放大量热量。
甲烷的制备方法：
1. 自然界中，甲烷是由一些微生物在缺氧环境下分解有机物而产生的。
这是地下沉积的天
然气形成的过程。
2. 工业上，甲烷可以通过碳和氢的化合物，如石油、天然气、生物质等的裂解或气化来制备。
甲烷的用途：
1. 作为燃料：甲烷具有很好的燃烧性能，可以用作燃料来驱动发动机、发电机等，是地面
和航空器的重要燃料之一。
2. 化工原料：甲烷可以用来生产其他烃类化合物，如乙烷、丙烷等，作为化工生产的原料。
3. 合成氢气：甲烷可以通过催化剂反应制备氢气，用于氢能技术的发展和应用。
甲烷的环境影响：
1. 甲烷本身是一种温室气体，具有很强的吸收和反射太阳能的能力。
它的排放会导致地球
温室效应的加剧，对气候变化产生影响。
2. 甲烷在燃烧过程中会产生二氧化碳，也会造成空气和环境的污染。
甲烷的安全问题：
1. 甲烷是易燃气体，对火源易燃。
因此在使用和储存时需要特别小心，防止发生火灾和爆
炸事故。
2. 甲烷存储和运输时需要采取适当的安全措施，避免泄漏和事故发生。
总的来说，甲烷作为一种重要的碳氢化合物，在能源和化工生产中有着广泛的用途。
但同
时也需要注意其环境和安全问题，采取有效的措施来减少其对环境和人类的不良影响。
甲烷的制备与性质
甲烷的制备与性质一、实验教学目标1.掌握实验室制备CH 4与CH 4性质实验的操作；2.初步学会CH 4实验的演示教学方法。
二、实验原理CH 3COONa +NaOH CO 3+CH 4 CH 4+2O 2 2H 2O +CO 2甲烷的物理性质：通常状况下，CH 4是无色、无味、可燃和微毒的气体,密度比空气小,极难溶于水。
甲烷的化学性质：通常情况下，CH 4性质稳定，不易与强酸、强碱、卤素单质的水溶液和强氧化剂反应，空气中燃烧产生淡蓝色火焰，甲烷中混入氧气或空气遇明火会发生爆炸（CH 4的爆炸极限体积比为5%-15%）。
三、仪器、材料与试剂铁架台、酒精灯、垫木、天平、大试管、锥形瓶（250ml ）、烧杯（100ml 、200ml ）研钵、水槽、坩埚钳、镊子、药匙、火柴、集气瓶、玻璃片、30°导管、直型导管。
无水CH 3COONa 、NaOH 、CaO 、Fe 2O 3、KMnO 4、溴水、澄清石灰水、30%H 2O 2、MnO 2。
四、实验内容1.CH 4的制备（1）方法一操作过程: ① 组装实验装置如下图（从左到右，从上到下）；② 检查装置气密性：把导管的下端浸入水槽中，用双手紧握试管底部（也可用热毛巾捂热或者用酒精灯微热），如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好；Δ点燃③取7.5g无水CH3COONa、2.0g NaOH、2.0 g CaO，将三者分别用研钵研细，再混合均匀，借用纸槽加入洁净、干燥的硬质试管中，塞进单孔塞；④点燃酒精灯后，先预热试管1—2分钟，然后集中火力由管前向试管尾加热；⑤用排水法收集。
反应开始后，待气泡快速、均匀、连续冒出时，此时整个装置中的空气已排尽，开始收集。
当试管口冒出第一个气泡时，表示已集满；⑥验纯：把用排水法收集的甲烷气体，用大拇指按住试管口，将试管口向下略倾斜靠近酒精灯火焰，如果甲烷安静的燃烧或发出“噗”的一声，则说明甲烷纯净，可以进行下面的性质实验；⑦实验结束后，先移出导管后熄灭酒精灯，以防倒吸。
高二化学《甲烷的性质及制备》
H H－C－H + Cl－Cl
H
H 光 H－C－Cl + H－Cl
H
(一氯甲烷，-23.7℃，气态)
H H－C－Cl
H
+ Cl－Cl 光
H H－C－Cl + H－Cl
Cl
（二氯甲烷，39.8℃，液态）
H
Cl
H－C－Cl + Cl－Cl 光 H－C－Cl + H－Cl
Cl
Cl
（三氯甲烷，61.2℃，液态，又叫氯仿，曾用作麻醉剂,常用作溶剂）
1、在光照条件下，将等物质的量的CH4和Cl2充 分反应后，得到的产物的物质的量最多的是（ D）
A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl
Cl2 H2O
H Cl HClO
极易溶于水：NH3(1:700)；HCl(1:500) 易溶于水：SO2(1:40) 可溶于水：H2S(1:2.6)；Cl2(1:2)；CO2(1:1) SO2排饱和亚硫酸氢钠 H2S排饱和硫氢化钠 Cl2排饱和食盐水 CO2排饱和碳酸氢钠
实验现象： ⑴量筒内Cl2的黄绿色变淡， ⑵量筒内壁出现油状液滴， ⑶量筒内水面上升。
甲烷
一、甲烷在自然界的存在
甲烷是天然气、沼气、可燃冰 和煤矿坑道气（瓦斯气）的主要 成分
二、甲烷的物理性质
1、无色、无味的气体。 2、密度比空气小，在标准状况下，是0.717g/L。 3、极难溶于水。
甲烷的收集方法？
三、甲烷的化学性质
1. 氧化反应
实验：把甲烷经导管通出点燃, 观察火焰颜色,然后用一个冷而干 燥的烧杯罩在火焰上方,取下烧杯 正放,向烧杯内滴入澄清的石灰 水。
维勒(德国)的实验(1828 )
甲烷的制备
甲烷的制法与性质一、目的与要求掌握甲烷的实验室制法，了解甲烷的性质；练习不同的实验教学方法。
二、实验原理3234CH COONa+NaOH Na CO +CH −−−→↑加热 4222CH +2O 2H O+CO −−−→点燃三、主要材料与试剂铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、玻璃棒、火柴、集气瓶、毛玻璃片、大试管、小试管、导气管、无水醋酸钠、NaOH 、CaO 、Fe 2O 3、KMnO 4溶液、溴水、澄清石灰水四、实验内容1，试剂的预处理由于氧化钙，无水乙酸钠，氧化钙，氢氧化钠大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须先在研钵中分别研细。
由于氢氧化钠极易潮解，所以应最后研，待药品都研细后在研钵中用玻璃棒搅拌混合均匀，通过纸槽装入大试管。
称取4.5g 无水乙酸钠，1.2g 氧化钙，1.2g 氢氧化钠分别研细，再混匀。
2，甲烷的制取按如图所示组装好仪器检验装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部，如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好。
把混好的药品装入纸筒送入大试管中，将仪器如制O2装置一样装好。
先均匀预热，再集中火力由管前向管尾加热。
用试管收集气体应先验纯(CH4的爆炸极限的体积比为5%～15%)后收集或点燃。
或取2药匙(约3g)无水醋酸钠，1药匙(约2g)NaOH,1药匙(约2g)Fe2O3，分别研细混匀。
将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上。
预热1min后，再对试管底部加热，约1～2min，即有大量CH4生成。
点燃，火焰高度达4～5cm，5min可收集500mL CH4。
该反应不需烘干药品，产气快，气流稳，气量多，火焰大，节省时间，操作简便。
3，验纯用排水法收集一试管甲烷气体，用大拇指按住试管口，将试管口向下略倾斜靠近酒精灯火焰，如果甲烷安静的燃烧或发出“噗”的一声，则说明甲烷纯净，可以进行下面的性质实验。
若发出爆鸣声，则不纯。
高中有机化学基础实验总结
高中有机化学基础实验总结(一) 烃1.甲烷的制备与氯代(必修2、P56)(性质)（1）甲烷的制备：药品：无水醋酸钠固体(CH3COONa)和碱石灰装置：固体＋固体气体(可制取O2、NH3、CH4 )注意：i、必须用无水醋酸钠：①有水会使NaOH和CaO板结，不利于CH4的逸出；②可使NaOH形成强碱浓溶液腐蚀试管；水气化会吸收热量，不利于CH4的生成；③有水时，反应物的断键方式会不一样，造成无法生成CH4ii、生石灰的作用：疏散反应物，CaO为颗粒状，多孔，有利于CH4的逸出；减少NaOH与试管的接触；NaOH吸湿性很强，CaO可起到干燥NaOH的作用（2）甲烷的氯代：实验：取一个100mL的大量筒(或集气瓶)，用排水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方(注意：不要放在阳光直射的地方，以免引起爆炸)，等待片刻，观察发生的现象。
现象：大约3min后，可观察到混合气体颜色变浅，气体体积缩小，量筒壁上出现油状液体，量筒内饱和食盐水液面上升，可能有晶体析出【会生成HCl，增加了饱和．．食盐水】解释：生成卤代烃2.石油的分馏(必修2、P57，重点)(分离提纯)1)两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法。
2)分馏(蒸馏)实验所需的主要仪器：铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
3)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是：防止爆沸4)温度计的位置：温度计的水银球应处于支管口(以测量蒸汽温度)5)冷凝管：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向下口进，上口出6)用明火加热，注意安全3. 石蜡油分解实验(必修2、P62)实验：将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管的底部，试管中放入碎瓷片，给碎瓷片加强热；石蜡油蒸汽通过碎瓷片表面发生反应，生成一定量的气体。
生成的气体分别通入酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液中，观察；用排水集气法收集一试管气体，点燃，现象：酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色，火焰明亮产生黑烟结论：①石蜡油在此条件下发生了化学变化，生成的气体中含烯烃②碎瓷片的作用是催化作用3.乙烯的性质实验(必修2、P59)现象：乙烯使KMnO4酸性溶液褪色(氧化反应)(检验)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色(加成反应)(检验、除杂)乙烯的实验室制法：(1)反应原料：乙醇、浓硫酸(2)反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O 副反应：2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O (3)浓硫酸：催化剂和脱水剂(混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌)(4)碎瓷片，以防液体受热时爆沸;石棉网加热，以防烧瓶炸裂。
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甲烷的制备与性质
一、实验原理
Δ
CH
3COONa＋ NaOH====Na
2
CO
3
＋CH
4 点燃
CH
4＋2O
2
====2H
2
O＋CO
2
CH
4＋2Cl
2
====4HCl＋C
甲烷制备装置
二、实验操作过程与实验现象
1.甲烷的制取
称取4.5gCH
3
COONa，1.2gCaO，1.2gNaOH，混合加入研钵中，研细混匀。
将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上。
预热
1min 后，再对试管底部加热，约1~2min，即有大量CH
4
生成。
点燃，火焰高度
达4～5cm，5min可收集500mLCH
4。
2.甲烷的性质
（1）甲烷与酸性高锰酸钾反应
取一只试管，加入约3mL酸性高锰酸钾溶液，通入甲烷，观察颜色变化。
实验现象：无变化。
（2）甲烷与溴水反应
用排水法收集满一试管甲烷，然后再加入约3mL溴水，塞上塞子振荡，观察颜色变化。
实验现象：无变化。
（3）甲烷在空气中的燃烧
甲烷经验纯后点燃，可看到浅蓝色火焰。
在甲烷火焰上方倒置一个干燥的小烧杯，观察现象。
换一个用石灰水浸润的烧杯罩在甲烷火焰上方，观察现象。
实验现象：淡蓝色火焰（夹杂有黄色火焰）。
（4）甲烷与氧气混合爆鸣实验
以H
2O
2
为原料，MnO
2
为催化剂，用排水法收集2/3体积的氧气，再收集1/3体积
的甲烷，盖住瓶口，用抹布包住集气瓶，瓶口对住火焰点燃，发生爆鸣。
三、实验应注意的事项
1.此实验成功的关键取决于药品是否无水。
即使是新购回的无水乙酸钠，亦应事先干燥后再使用。
2.该实验中的CaO并不参与反应，它的作用是除去苛性钠中的水分、减少苛性钠与玻璃的作用，防止试管炸裂，同时也使反应混合物疏松，便于甲烷的排出。
3.制备仪器如制氧气一般装好，用试管收集气体应先验纯（甲烷的爆炸极限的体积比为5%-15%）后收集或点燃。
4.CaO除了起干燥剂的作用外，还有使反应物疏松，让甲烷易于溢出，及传热作用。
此反应成功率不是很高，而且试管极易炸裂，不易刷洗。
5.若CH
3
COONa过量，加热时会分解出丙酮，甲烷燃烧火焰便带有黄色。
若NaOH 过量，则试管极易炸裂。
6.催化剂也可以选用碱石灰，Fe
2O
3
，MnO
2
等。
7.乙酸钠和氢氧化钠反应制取甲烷的反应一般认为是自由基反应，它由以下过程组成。
链引发：CH
3
COONa .CH3+.COONa
甲烷生成：.CH3+NaOH CH4+.ONa
碳酸钠生成：.ONa+.COONa Na
2CO
3
当反应的温度过高时：.CH3+CH
3COONa CH
3
COOCH
3
+.ONa
链终止时产生CO：2.COONa CO+Na
2CO
3
四、相关文献与重点文献综述
1.催化条件：用铁粉或二氧化锰代替碱石灰，加快了反应速度，混合物较膨松，生成更多的甲烷气体，催化作用较好。
而用炉渣灰则可以减少实验花费，混合物更疏松，反应速度加快更有利于甲烷气体的逸出，试管更不易炸裂，而且实验完成后，试管更容易洗涤，是一种比较理想的吸水剂催化剂。
2.此实验中试管极易炸裂，或者很难刷洗。
有时候为了刷洗会使用大量的酸液。
为了减少试管的炸裂比例，和酸液的使用率，节约成本，本实验可以采用铝箔试管代替硬质大试管。
铝箔试管的制法是将包装香烟的铝箔（附在铝箔另一面的白纸去掉）或市售铝箔纸沿硬质试管外壁卷成三至四层筒状，长度越是硬质试管的4/5，将卷成筒状的铝箔取下，平放在桌面上，用手轻微卷一下，使其外径小于硬质试管的内径，然后封闭一端就制成了一简易的铝箔试管。
然后再把研细混合均匀的药品装入铝箔试管中。
经实验发现改造后的铝箔试管不但使药品导热快受热均匀，反应速率大大加快，而且使产气量增多，更重要的是能保护硬质试管，使反应混合物不能粘附在试管壁上，反应结束后取出铝箔，硬质试管完好无损。
除此之外还有铁屑绝缘法和铁皮绝缘法。
五、参考文献
1.李圣菊 .对《甲烷的制备》实验的探究【J】.Educational Equipment And Experiment .22卷第3期,2006年三月 .P16
2. 任有良,张国春,刘萍.甲烷制备实验的认识与改进 .商洛学院学报.21卷第2期.P45-47
3.任有良，李晓霞，邓忠朝.甲烷制备实验中两个问题的探讨【J】商洛师范专科学校学报.18卷第4期.2004年12月.P121-123
六、思考题
该实验可以达到哪些实验目标和意义？
目的：掌握甲烷的实验室制法，了解甲烷的性质，练习不同的实验教学方法。
意义：甲烷是有机化合物中最简单的一种，是高中最常见的物质之一，了解甲烷的性质及制备，是高中所必须掌握的技能。
需要我们熟练操作，安全是本实验最大的注意事项。