《甲烷的制备及性质实验》
甲烷的制备与性质
甲烷的制备与性质一、实验原理ΔCH3COONa＋ NaOH====Na2CO3＋CH4 点燃CH4＋2O2====2H2O＋CO2CH4＋2Cl2====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4.5gCH3COONa，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CH4生成。
点燃，火焰高度达4～5cm，5min可收集500mLCH4。
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H2O2为原料，MnO2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CH3COONa过量，加热时会分解出丙酮，甲烷燃烧火焰便带有黄色。
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
甲烷完整PPT课件(2024)
实验操作规范流程介绍
实验前准备
检查实验器材完好性，阅读实验指导手册，了解实验步骤和注意 事项。
实验操作过程
按照实验指导手册逐步进行，记录实验数据，注意观察实验现象。
实验后处理
清理实验现场，处理废弃物，关闭实验器材，提交实验报告。
危险源识别及风险评估方法
危险源识别
甲烷易燃易爆，实验中可能产生泄漏、静电火花等危险因素。
甲烷燃料电池汽车
甲烷可作为燃料电池汽车的燃料，通过化学反应产生电能驱动汽 车行驶，具有零排放、高效率等优点。
甲烷重整制氢
甲烷可通过重整反应得到氢气，氢气是一种清洁能源，可用于氢燃 料电池汽车等领域。
甲烷直接利用
甲烷在高压下可液化为液态甲烷，可作为汽车燃料直接使用，具有 燃烧效率高、污染小等优点。
06
3
国际化合作
随着全球化进程的加速推进，国内外甲烷产业将 加强合作与交流，共同推动全球甲烷产业的健康 发展。
05
甲烷在工业生产和生活中应用案例
化工原料生产中应用
合成氨原料
甲烷是合成氨的主要原料之一，通过甲烷化反应 可得到合成气，进而生产氨。
生产甲醇
甲烷可通过氧化反应转化为甲醇，甲醇是一种重 要的化工原料和燃料。
工艺流程
生物质预处理、发酵反应 、气体净化与收集等步骤 。
工艺流程简介及关键设备
工艺流程简介
根据不同的制备方法，甲烷的生产工艺流程包括原料准备、反应过程、产品分 离与提纯等环节。
关键设备
包括反应器、分离器、压缩机、冷却器等设备，用于实现原料的转化、产品的 分离与提纯以及工艺过程的控制。
03
甲烷燃烧反应与能量转换原理
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 )
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。
甲烷制备
一、反应原理（一）实验室制取甲烷实验室利用醋酸钠和氢氧化钠相互作用制甲烷。
这个反应是一级均裂脱羧反应，即游离基反应。
链的引发和传递过程CH3COONa→·CH3+·COONa·CH3+NaOH→CH4+·ONa·ONa+CH3COONa→·CH3+Na2CO3当过热时，链的传递过程中将会产生副产物丙酮：·CH3+CH3COONa→CH3COCH3+·ONa实验室中一般总是用无水醋酸钠和碱石灰共热反应来制取甲烷碱石灰中的氧化钙不参加反应，但它能防止氢氧化钠潮解，而影响上述反应的进行。
同时可减少氢氧化钠加热时对玻璃的腐蚀作用，保护试管，使反应物疏松，便于甲烷排出。
（二）甲烷的化学性质甲烷在一般条件下，化学性质稳定。
如常温下与强氧化剂高锰酸钾、溴水不反应。
但在一定条件下，如点燃、高温或催化剂存在时，甲烷也可参与反应发生。
1．纯净的甲烷点燃时与氧气发生氧化反应同时放出大量的热。
CH4+2O2CO2↑+2H2O+890kJ2．高温、隔绝空气条件下甲烷发生分解反应称为热裂。
CH4C+2H23．见光条件下，甲烷与卤素发生取代反应。
CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl二、操作过程（一）实验室制甲烷实验室制取甲烷与实验室制取氧气都是加热固体混合物制取气体，所以操作相同。
（二）甲烷化学性质1．甲烷的可燃性①用排水法收集集气瓶1/3容积的甲烷气，再在此瓶内收2/3容积的氧气。
把集气瓶取出水槽，用毛巾包好瓶底，拿到蜡烛火焰上点燃，立即听到强烈的爆鸣声，气浪把蜡烛吹灭。
②甲烷的安静燃烧。
将纯净甲烷气点燃，观察淡蓝色火焰，把干燥洁净的小烧杯，倒扣在甲烷燃烧火焰的上方，观察烧杯壁上出现水雾。
立即关闭甲烷气，向小烧杯中倒入澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水变浑浊。
CH4的实验室制法11
引言概述：CH4（甲烷）是一种无色、无味的气体，是天然气和沼气的主要成分。
它是一种重要的燃料和化学原料，被广泛应用于工业、能源和化工领域。
实验室制备CH4主要有两种方法：通过自然气（天然气）与氧气的反应或通过碳源与氢气的反应进行催化制备。
正文：1.天然气与氧气的反应制备1.1 需要的试剂和设备：- 天然气- 氧气- 反应器- 热源- 适当的催化剂1.2 实验过程：- 将天然气和氧气以适当的比例加入反应器中。
- 加入合适的催化剂，催化剂可以提高反应速率和产率。
- 加热反应器，通常需要较高的温度来实现反应。
- 进行反应，观察产物的生成。
1.3 反应原理：天然气与氧气的反应是一个氧化反应，其反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O在适当的催化剂存在下，这个反应可以以较高的产率进行，生成二氧化碳和水。
1.4 反应条件与影响因素：- 温度：反应需要一定的温度才能进行，通常在500-1000 °C 之间。
- 压力：适当的压力可以提高反应速率和产物收率。
- 催化剂：选择合适的催化剂可以改善反应效果。
2. 碳源与氢气的反应制备2.1 需要的试剂和设备：- 碳源：例如甲烷、甲醇、乙烷等。
- 氢气- 氧化剂- 水- 还原剂- 适当的反应器和加热装置2.2 实验过程：- 将碳源和氢气以适当的比例加入反应器中。
- 加入适当的氧化剂来氧化碳源。
- 同时加入适量的还原剂来还原氧化剂。
- 加热反应器，使反应进行。
- 观察和收集产物。
2.3 反应原理：碳源与氢气的反应是一个还原反应，其反应方程式为：2CH4 + O2 → 2CO + 4H2在适当的条件下，碳源会被氧化为一氧化碳，同时氢气还原氧气，生成水。
2.4 反应条件与影响因素：- 温度：适当的温度可以促进反应进行。
- 压力：合适的压力可以影响反应速率和产物收率。
- 氧化剂和还原剂的选择和比例：选择合适的氧化剂和还原剂，以及适当的比例，可以改善反应效果。
甲烷的制备与性质实验报告—
甲烷的制备与性质一、实验原理3234CH COONa NaOH Na CO CH ∆+−−→+↑422222CH O H O CO +−−−→+点燃甲烷是无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
甲烷具有可燃性，甲烷燃烧时产生明亮的蓝色火焰；甲烷不能使高锰酸钾溶液和溴水褪色；在光照条件下可以和氯气发生取代反应。
二、实验操作过程与实验现象1.甲烷制取的改进方法一：①组装实验装置如右图：②实验步骤：a 、检查装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部（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；b 、取1.5g CH 3COONa 、 0.5 g NaOH 、0.5 g CaO ，将三者分别用研钵研细，再混合均匀，借用纸槽加入硬质试管中（药品平铺在试管底部），塞进单孔塞；c 、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管尾加热；d 、用排水法收集（甲烷极难溶于水，且排水法易于验满）。
反应开始后，待气泡快速、均匀、连续冒出时开始收集，此时整个装置中的空气已排尽，当试管口冒出第一个气泡时，表示已集满，用手捂住试管口，移除水面；e 、验纯：把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。
f、实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯。
③实验现象：a、观察到反应物在加热时融化；b、验纯时，甲烷安静的燃烧，说明甲烷是纯净的。
④关键操作：a、加热时，缓缓向后移动酒精灯，保证充分反应，增加甲烷产量；b、甲烷在验纯时试管口应向下略倾斜。
⑤注意事项：a、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，便于甲烷气体的逸出；b、加热时应将试管向下倾斜；c、实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯（防止水倒吸，使试管炸裂）。
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《甲烷的制备和性质》教案
一、实验目的
1.掌握甲烷的原理及其操作技术实验室制法
2.了解甲烷的物理和化学性质
3.通过对比的实验方法来加深对甲烷性质的理解。
二、实验原理 1、甲烷的制备
实验室中，甲烷可由无水乙酸钠，氢氧化钠和氧化铁共热来制取，药品比例为CH 3COONa:NaOH:Fe 2O 3=3:2:2。
反应式如下：CH 3COONa+NaOH →CH 4+NaCO 3
由于反应温度较高，在生成甲烷的同时，还会产生少量乙烯、丙酮等副产物。
其中乙烯对甲烷的性质鉴定有干扰，可通过浓硫酸将其吸收除去。
2、烷烃的性质
甲烷和其他烷烃的化学性质都很稳定。
在一般条件下，与强酸、强碱、溴水和高锰酸钾等都不反应。
氧化反应：CH 4
+2O 2→
CO 2↑+2H 2O 取代反应：卤代反应生成卤代烷烃。
三、实验试剂和仪器
试剂：无水醋酸钠、氢氧化钠、三氧化二铁、澄清石灰水。
仪器：铁架台、大试管、带导管的塞子、集气瓶、毛玻璃片、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、火柴
四、实验操作 ㈠ 甲烷的制备
称3g 无水乙酸钠在研钵中研细，继续称取2g 氢氧化钠在研钵中研细，最后称取2g 氧化铁在研钵中研细，最后将三样药品在研钵中混合均匀，拿纸槽小心地将药品加入到干燥的试管中。
装配好仪器后，试管口应稍微向下倾斜，防止副产品丙酮的冷凝液倒回试管底，引起试管爆裂。
准备好性质实验所用的试剂后，开始用小火微热试管全部，然后用较大火焰加热混合物。
加热时应将火焰从试管前部逐渐向后移动，先验纯，然后收集甲烷气体。
关键操作：（1）装药品之前一定要先进行气密性检查，并且保证是干燥的试管；
（2）药品尽量混合均匀，使反应充分进行；
（3）酒精灯加热时要先预热，然后从前往后缓慢移动，保证充分反应的同时，防止药
品因气流作用冲出堵住试管口。
【实验现象】：药品缓慢融化，试管壁上有水珠产生。
（二）甲烷的性质?
燃烧：先验纯甲烷气体，然后点燃导气管口流出的气体，观察火焰的颜色。
往火焰上方倒扣一个洁净干燥的烧杯，观察烧杯内壁现象；再往火焰上方罩一个集气瓶（集气瓶中事先倒有澄清石灰水），观察集气瓶内壁有何现象。
?
关键操作：要等导管口有连续的气泡冒出时，然后点燃；燃烧时可用黑色的背景来帮助同学观察火焰颜色。
?
【实验现象】：
（1）甲烷在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色；
（2）烧杯内壁有水生成，说明甲烷燃烧产物为水；
（3）杯壁有一层白膜生成，即燃烧有二氧化碳生成。
点燃
1、由于一定量甲烷和空气的混合遇火会发生爆炸，故必须待空气排尽后，才能做甲烷的可燃性试验。
2、由前向后加热是为了使先生成的甲烷顺利逸出。
如果先加热试管底部，开始生成的甲烷气体容易冲散混合物，甚至堵塞导管。
3、制备甲烷的大试管、药品必须是干燥的，否则甲烷难以生成。
教学过程方面：甲烷的制备及其性质实验这节课的重点是要让同学明确甲烷的组成及其性质，培养学生的动手能力及思维能力，同时要让同学们形成一种安全意识，环保意识，并且了解有关能源利用的知识。
那么如何让同学们在实验中能够抓住重点，从现象看本质就是教学者所面临的一个挑战。
汪老师用的是动画模拟的办法，那么我们可已在已有的基础上把微型实验和动画模拟结合起来，让同学做课堂的主人，让老师做一个辅助者帮助同学们来学习。