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甲烷是不溶性有機物嗎

圖文更新时间:2024-09-12 08:23:06

甲烷，化學式CH4，是最簡單的有機化合物，也是最簡單的烴類物質。

甲烷是不溶性有機物嗎（每周認識一個小分子）1

甲烷

1、甲烷基本理化性質

甲烷的摩爾質量16.043 g/mol，在标準狀态下的甲烷是無色無味氣體，其熔點為-182.5℃，沸點為 -161.5℃，因此在常溫下是氣體形式存在。在零下164℃時相對水的密度為 0.42，在0℃，一個标準大氣壓下相對空氣的密度為0.5548。甲烷可以燃燒，具有很高的熱值，是天然氣的主要成分，也是常用的清潔燃料。

甲烷是不溶性有機物嗎（每周認識一個小分子）2

天然氣燃燒

2、甲烷分子結構特點

甲烷由一個碳和四個氫原子通過sp3雜化的方式組成，四個鍵的鍵長相同鍵角相等，因此甲烷分子的結構為正四面體結構。四個鍵的鍵長為1.140Å（即0.114nm）,鍵角為109.471°。

甲烷是不溶性有機物嗎（每周認識一個小分子）3

甲烷結構

3、甲烷典型化學反應

在光照下與氯氣反應：

CH4 Cl2→（光照）CH3Cl（氣體） HCl

CH3Cl Cl2→（光照）CH2Cl2（油狀物） HCl

CH2Cl2 Cl2→（光照）CHCl3（油狀物） HCl

CHCl3 Cl2→（光照）CCl4（油狀物） HCl

與氧氣反應：

CH4 2O2→CO2 2H2O

4、甲烷水合物——可燃冰

可燃冰是一種天然氣水合物（Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate），其化學式表示為CH₄·nH₂O，其中的結晶水含量不定。可燃冰的一般都是由多個H₂O分子互相結合形成籠狀結構，CH₄分子被封裝在籠狀結構中。

可燃冰結構

形成該種結構需要高壓和低溫條件，因此可燃冰一般分布在深海沉積物或陸域的永久凍土中。自然情況下可燃冰是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質，但目前實驗室也可以模拟自然條件獲得可燃冰。
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