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甲烷的氧化反應
甲烷最基本的氧化反應就是燃燒:
CH4+2O2→CO2+2H2O
甲烷的含氫量在所有烴中是的,達到了25%,因此相同質量的氣態烴完全燃燒,甲烷的耗氧量。
點燃純凈的甲烷,在火焰的上方罩一個干燥的燒杯,很快就可以看到有水蒸氣在燒杯壁上凝結。倒轉燒杯,加入少量澄清石灰水,振蕩,石灰水變渾濁。說明甲烷燃燒生成水和二氧化碳。把甲烷氣體收集在高玻璃筒內,直立在桌上,移去玻璃片,迅速把放有燃燒著的蠟燭的燃燒匙伸入筒內,燭火立即熄滅,但瓶口有甲烷在燃燒,發出淡藍色的火焰。這說明甲烷可以在空氣里安靜地燃燒,但不助燃。用大試管以排水法先從氧氣貯氣瓶里輸入氧氣2/3體積,然后再通入1/3體積的甲烷。用橡皮塞塞好,取出水面。將試管顛倒數次,使氣體充分混和。用布把試管外面包好,使試管口稍微下傾,拔去塞子,迅速用燃著的小木條在試管口引火,即有尖銳的爆鳴聲發生。這個實驗雖然簡單,但也容易失敗。把玻璃導管口放出的甲烷點燃,把它放入貯滿lvqi的瓶中,甲烷將繼續燃燒,發出紅黃色的火焰,同時看到有黑煙和白霧。黑煙是炭黑,白霧是氯化氫氣體和水蒸氣形成的鹽酸霧滴。
折疊 加熱分解
在隔絕空氣并加熱至1000℃的條件下,甲烷分解生成炭黑和氫氣
CH4=(1000℃)=C+2H2
氫氣是合成氨及汽油等工業的原料;炭黑是橡膠工業的原料
折疊 形成水合物
形成水合物甲烷可以形成籠狀的水合物,甲烷被包裹在“籠”里。也就是我們常說的可燃冰。它是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等)下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形結晶化合物(碳的電負性較大,在高壓下能吸引與之相近的氫原子形成氫鍵,構成籠狀結構)。它可用mCH4·nH2O來表示,m代表水合物中的氣體分子,n為水合指數(即水分子數)。
可燃冰主要儲存于海底或寒冷地區的永久凍土帶,比較難以尋找和勘探。新研制的靈敏度極高的儀器,可以實地即時測出海底土壤、巖石中各種超微量甲烷、乙烷、丙烷及氫氣的精確含量,由此判斷出可燃冰資源存在與否和資源量等各種指標。
甲烷含量超過99%的天然氣水合物又稱為甲烷水合物。