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簡介
甲烷,化學(xué)式CH4,是最簡單的烴,由一個(gè)碳和四個(gè)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(gè)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(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,甲烷的鍵線式可以表示為一個(gè)點(diǎn)“·”,但實(shí)際并沒有看到過有這種用法,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。
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(diǎn)是?161 °C。空氣中的瓦斯含量只要超過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(bào)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。