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
本实验制取甲烷是用乙酸钠和氢氧化钠反应，一般认为是自由基反应，它由以下过程组成：
链引发： CH 3COONa → ?CH 3 + ?COONa
甲烷生成： ?CH 3 + NaOH → CH 4 +?ONa
碳酸钠生成： ?ONa + CH 3COONa →?CH 3 + Na 2CO 3
链中止： ?ONa + ?COONa → Na 2CO 3
当反应温度过高时： ?CH 3 + CH 3COONa → CH 3COOCH 3 +?ONa 链中止时产生CO ： 2?COONa → Na 2CO 3 + CO
故表现为的总反方程式为： CH 3COONa + NaOH → 2Na 2CO 3 + CH 4↑
主反应： CH 3COONa +NaOH Na 2CO 3+CH 4 CH 4的性质 CH 4+2O 2 2H 2O +CO 2 CH 4+Cl 2 CH 3Cl+HCl
CH 3Cl+Cl 2 CH 2Cl 2+HCl
CH 2Cl 2+Cl 2 CHCl 3+HCl
CHCl 3+Cl 2
CCl 4+HCl CH 4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。结构为正四面体非极性分子，是有机物中最简单的分子。
CH 4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%），引燃温度为538℃。
三、实验用品
铁架台、酒精灯、垫木、天平、大试管、单孔橡胶塞、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、120°，30°玻璃导管、直型导管、脱脂棉、石棉网、蒸发皿。
Δ 点燃 CaO 光 光 光 光
无水CH 3COONa(L.R.)、碱石灰(L.R.)、NaOH(L.R.)、CaO(L.R.)、Fe 2O 3(L.R.)、0.1% 酸性KMnO 4(aq)、0.1%溴水(aq)、澄清石灰水(aq)、30%H 2O 2 (aq)、MnO 2(L.R.)。
四、实验内容
1.CH 4的制备与收集
试剂的预处理：无水CH 3COONa 试剂极易吸水，这样直接使用会导致实验失败。故使用前必须先放在蒸发皿中加热灼烧至灰色为度，熄灭酒精灯，用坩埚钳将蒸发皿移至石棉网上冷却，再用改锥起出，研钵内研细，装瓶备用。
（1）方法一
① 操作过程
按上图1-1连接好实验装置（从左到右，从上到下）后，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；取7.5g 无水CH 3COONa ，2.0g NaOH ，2.0 g CaO ，将三者分别用研钵研细，再混合均匀后装入预先卷成筒状的铝箔中，再加入到洁净、干燥的硬质试管中，用单孔橡皮塞塞住试管口；再点燃酒精灯，先预热试管1—
2分钟，然后集中加热；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，开始收集气体。当试管口冒出第一个气泡时，表示已集满；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；实验结束后，先移出导管后熄灭酒精灯，以防倒吸。
② 实验现象
反应物在加热时融化；验纯时，甲烷安静的燃烧，说明甲烷是纯净的。
③ 解释
CH 3COONa+NaOH Na 2CO 3+CH 4
④ 注意事项
该反应是在无水的条件下进行的，所以发生装置必须干燥；加热时，缓缓向后移动酒精灯，加热时应将试管向下倾斜，保证充分反应，增加甲烷产量；甲烷在验纯时试管口应向下Δ 图1-1 甲烷制备的装置
略倾斜；实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯（防止水倒吸，使试管炸裂）。CaO 并不参与反应，它的作用时除去苛性钠中的水分、减少苛性钠与玻璃的作用，分散和固定液相，降低液相的流动性，减弱或防止试管的腐蚀和破裂，同时也使反应物混合疏松，便于CH 4气体的逸出。
（2）方法二
① 操作过程
按上图1-2连接好实验装置（从左到右，从上到下）后，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；取3g CH 3COONa 、2 g NaOH 、2g Fe 2O 3，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），用单孔橡皮塞塞住试管口；点燃酒精灯后，先预热试管1分钟，然后集中加热药品；反应开始后，待气泡快速、均匀冒出时，此时整个装置中的空气已排尽，开始收集CH 4。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；把用排水法收集的一试管甲烷气体，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；用排水法收集1/3体积的甲烷备用。收集完后，将弯型导管换成直型导管，继续进行CH 4的性质实验。
② 实验现象
验纯时，甲烷安静的燃烧，说明甲烷是纯净的。
○3 解释 CH 3COONa+NaOH
Na 2CO 3+CH 4
④ 注意事项
该实验中Fe 2O 3并不参加反应，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；其次Fe 2O 3有很好的传热性，所以反应预热时间短，反应快；其密度大，对反应物有固定作用。将药品装入干燥洁净的大试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡胶塞并固定于铁架台上。预热1min 后，再集中火力有管前向管尾加热，约1-2min ，即有大量CH 4的生成。实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯（防止水倒吸，使试管炸裂）。
2．甲烷的性质实验
Δ 图1-2 甲烷制备的装置
（1）CH4与酸性KMnO4溶液的反应
①操作过程
取一支试管，加入约3ml 酸性KMnO4溶液，将有CH4生成的直型导管直接通入试管中，观察试管中颜色变化。
②实验现象
KMnO4溶液不褪色。
③解释
CH4性质稳定，不能与酸性KMnO4反应使其褪色。
④注意事项
气体通入溶液中，为使观瞻性更好，溶液浓度不宜过大。在空气中放置一段时间后，KMnO4也会褪色，这是因为与空气中的还原物质反应了，而并非CH4的作用。
（2）CH4与溴水反应
①操作过程
取一支试管，加入约3ml溴水，将有CH4生成的直型导管直接通入试管中，观察试管中颜色变化。
②实验现象
溴水不褪色。
③解释
CH4性质稳定，不能与溴水反应使其褪色。
④注意事项
本实验中溴水不应该褪色，但偶尔会观察到褪色。可能原因是气体将溶解度较小的液溴吹出溶液，或者是CH4中混有还原性气体所致。
（3）甲烷在空气中的燃烧
①操作过程
CH4验纯后直接在导管口点燃，然后在甲烷火焰上方倒置一个干燥的小烧杯，再换一个用澄清石灰水浸润的烧杯罩在甲烷火焰上方，观察实验现象。
②实验现象
在导管口点燃，看到浅蓝色火焰，在甲烷火焰上方倒置一个干燥的小烧杯，观察到烧杯壁上有水珠，换一个用石灰水浸润的烧杯罩在甲烷火焰上方，观察到石灰水变浑浊。
③解释
点燃
CH4+2O2=====2H2O+CO2
CO2+Ca(OH)2====CaCO3 +H2O
④注意事项
经验纯后点燃，可看到显蓝色火焰，但有时看到的是黄色火焰，其中的原因比较复杂。
（4）CH4与O2混合爆鸣实验
①操作过程
用H2O2分解法，在原来已收集的1/3体积的甲烷的集气瓶中继续收集满氧气。用毛玻璃片盖住瓶口，再用抹布包住集气瓶，瓶口斜向上对住酒精灯火焰点燃，观察现象。
②实验现象
在火焰点燃后，可看到“火蛇”般的火焰蹿出，并伴有低沉的爆鸣声。
③解释
CH4中混入O2遇明火会发生爆炸。
④注意事项
在做CH4的燃烧与爆鸣实验时，必须要先验纯；爆鸣时，集气瓶瓶口应斜向上并高于酒精灯火焰。防止气流冲击力太大，打翻酒精灯。
五、相关文献与重点文献综述
[1]封享华,彭杰,封丽.甲烷制备实验条件优化.
评价：本篇文章主要研究了多种因素对甲烷制备的影响，旨在优化甲烷制备的实验条件。研究结果表明，甲烷制备实验主要是在CH3COONa与NaOH熔融情况下发生反应，由此解释了甲烷制备过程中，试管容易破裂的原因。得出水分在反应物中的存在是实验成功的关键，优化后得实验条件能全面解决实验存在的问题。这为实验成功提供了可行性的方法。
[2]秦丙昌.保护试管制备甲烷的方法.
评价：本研究解决了无水乙酸钠和氢氧化钠、生石灰共热制备甲烷时反应混合物腐蚀试管的问题。提出了保护试管的方法：用铜片制作了一种与试管配套的船形反应器（小铜船），实验中将反应物置于小铜船中，再将小铜船置于试管中，外用酒精灯加热。研究证明，该方法不仅保护了试管，还提高了甲烷的产率。这为我们以后进行甲烷制备实验提供了很好的借鉴作用。
[3]徐春秀.高师中学化学教学论中甲烷制备实验的教学改进研究.
评价：本文主要详细分析了中学教材中的甲烷制备实验中存在的问题。探究了不同催化剂对甲烷制备实验的催化效果,并对合适的反应物配比进行了探究,针对不同对象提出了比较适宜的实验方案。在现行中学化学教育中有一定的推广价值，对我们今后从事的中学教育有一定的借鉴作用。
[4]李志富，许宁.甲烷制备方法的改进研究.
评价：本篇文章对中学的甲烷制备实验做了一个系统的分析与改进，指出传统的制备方法存在诸多不足，并提出了改进的方法。主要是从硬质试管、药品组成、性质检验几个方面进行改进，改进后的实验方法不仅提高了甲烷制备的效果和产气的纯度，确保了实验药品和仪器合理有效地使用，而且这种方法更适合于学生现场实验的教学，保证学生做实验的安全性，提高实验的效果的成功率。
[5]秦丙昌，宋正华，付小普.甲烷制备实验的探讨.
评价：本文分析了甲烷燃烧实验中存在的问题：点燃生成的甲烷气体,火焰颜色并非淡蓝色；在甲烷燃烧火焰上方所罩的烧杯,因产生的CO2的密度比空气大,且从火焰上方取下时有一翻转动作，收集到的CO2气体的量太少，较难使注入的石灰水变浑浊。并对这些问题提出改进的方法，对我们在中学进行演示实验提供了更好的方法。
[6]刘怀乐.简析甲烷制备实验中遇到的问题.
评价：作者在这篇文章中写到了甲烷制备中常遇到的一些问题，以及对这些问题的认识，并在最后给出了经个人经验所总结出的建议。在甲烷制备实验中确实存在诸多问题，这对我们今后的教学不利的，但作者对此类问题做了较为系统的描述和建议，对我们今后演示甲烷制备实验有很大借鉴作用。
[7]熊言林.用碱石灰制取甲烷实验失败原因的探讨.
评价：本文介绍了现行高中化学课本中制取甲烷是采用无水醋酸钠和碱石灰以1:3混合加热，该方法导致了实验中反应速度慢，产率低，而且副反应物多，进行性质实验现象不明显，导致实验容易失败。这些现象在我们实验中也有常有发生，文献中一些失败的经验和总结对我们解决这些问题提供了很好的思路。
六、实验安全与实验体会
1、实验安全
CH4的制备与性质实验存在一定的安全隐患，在实验过程中一定要做好必要的安全措施，如实验服、护目镜、防护手套的佩戴等。在做CH4与O2混合点燃爆鸣实验前，要提醒周围同学，并在空旷的空间进行实验；实验时，瓶口对着空旷的地方，以免伤人；点燃时，瓶口对着酒精灯焰略向上倾斜，以免气流过大打翻酒精灯，引发不安全事故。
2、实验体会
本实验不安全因素比较多，实验前一定要做好预习，每步操作应注意的问题都应提前了解。比如在制备实验中要确保试管和药品都要干燥。性质实验中，探究CH4与O2混合爆鸣时，首先要克服恐惧心理，对应该注意的事项要清楚明了。在整个实验中要胆大心细，既要保证实验的安全，又要使实验效果达到最好。而在教学技能方面，通过别人的讲解和老师的点评，我也有所收获。演示实验一定要确保成功，这就要求在演示前要做好充足的准备，提前探究好药品的用量等这些细节问题。只有做到这些，保证了演示实验的成功，才能使学生更好的接受消化新知识，引发他们对化学实验的兴趣，也才能达到教学目的。
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 本实验制取甲烷是用乙酸钠和氢氧化钠反应，一般认为是自由基反应，它由以下过程组成： 链引发： CH 3COONa → ?CH 3 + ?COONa 甲烷生成： ?CH 3 + NaOH → CH 4 +?ONa 碳酸钠生成： ?ONa + CH 3COONa →?CH 3 + Na 2CO 3 链中止： ?ONa + ?COONa → Na 2CO 3 当反应温度过高时： ?CH 3 + CH 3COONa → CH 3COOCH 3 +?ONa 链中止时产生CO ： 2?COONa → Na 2CO 3 + CO 故表现为的总反方程式为： CH 3COONa + NaOH → 2Na 2CO 3 + CH 4↑ 主反应： CH 3COONa +NaOH Na 2CO 3+CH 4 CH 4的性质 CH 4+2O 2 2H 2O +CO 2 CH 4+Cl 2 CH 3Cl+HCl CH 3Cl+Cl 2 CH 2Cl 2+HCl CH 2Cl 2+Cl 2 CHCl 3+HCl CHCl 3+Cl 2 CCl 4+HCl CH 4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。结构为正四面体非极性分子，是有机物中最简单的分子。 CH 4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%），引燃温度为538℃。 三、实验用品 铁架台、酒精灯、垫木、天平、大试管、单孔橡胶塞、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、120°，30°玻璃导管、直型导管、脱脂棉、石棉网、蒸发皿。 Δ 点燃 CaO 光 光 光 光
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。
甲烷 甲烷分子式CH4。最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、 没有气味的气体，沸点-161.4℃，比空气轻，它是极难溶于 水的可燃性气体。甲烷和空气成适当比例的混合物，遇火花 会发生爆炸。化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂 （如KMnO4）等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。 甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及文字甲醛等物质的原料。 413kJ/mol、109°28′，甲烷分子是正四面体空间构型，上面的结构式只是表示分子里各原子的连接情况，并不能真实表示各原子的空间相对位置。 1.物质的理化常数: 国标编号21007 CAS号74-82-8 中文名称甲烷 英文名称methane；Marsh gas 别名沼气 分子式CH4 外观与性状无色无臭气体 分子量16.04 蒸汽压53.32kPa/-168.8℃闪点：-188℃ 熔点-182.5℃沸点：-161.5℃溶解性微溶于水，溶于醇、乙醚 密度相对密度(水=1)0.42(-164℃)；相对密度(空气=1)0.55 稳定性稳定 危险标记4(易燃液体) 主要用途用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造 2.对环境的影响: 一、健康危害 侵入途径：吸入。 健康危害：甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离，可致窒息死亡。皮肤接触液化本品，可致冻伤。 二、毒理学资料及环境行为 毒性：属微毒类。允许气体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。有单纯
甲烷的制备及性质实验集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
《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 点
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；
甲烷的结构与性质 高考频度：★★☆☆☆难易程度：★★☆☆☆ 典例在线 下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是 A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多 C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物 D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气 【参考答案】C 【试题解析】甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol 氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。 解题必备 （1）点燃甲烷前，必须检验其纯度。 （2）甲烷与氯气发生取代反应的特点：①反应条件为光照，在室温或暗处，二者均不发生反应，也不能用阳光直射，否则会发生爆炸；②反应物必须用卤素单质，甲烷与卤素单质的水溶液不反应；③该反应是连锁反应，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行，因此产物是五种物质的混合物，其中HCl的量最多；④1 mol氢原子被取代，消耗1 mol Cl2，同时生成1 mol HCl，即参加反应的Cl有一半进入有机产物中，另一半进入HCl。 （3）存在和用途 ①甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分。 ②天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，还是一种重要的化工原料。 甲烷在光照条件下与氯气反应生成的4种取代产物的比较： 分子结构CCl4是正四面体，其他均为四面体但不是正四面体 俗名CHCl3：氯仿，CCl4：四氯化碳 状态常温下，CH3Cl是气体，其他均为液体 溶解性均不溶于水，CHCl3和CCl4是工业上重要的溶剂
§实验二甲烷的实验室制法与性质 2010级化学1班1223实验室 一、实验目的 1．掌握甲烷的实验室制法、了解甲烷的性质； 2．练习不同的实验教学方法。 二、实验原理 1．甲烷的物理性质 通常状况下，甲烷是无色、无味、可燃和微毒的气体，其密度小于空气。 2．甲烷的实验室制法 COONa+NaOH Na2CO3+CH4↑ CH 【改进方法】 （１）取3g无水乙酸钠，2gNaOH，2gFe2O3,分别研细混匀； （２）CH3COONa:CaO:NaOH=2:3:1,分别研细混匀。 本次试验采用改进方法（1）。 【反应机理】 链引发： CH3COONa CH3COONa 甲烷生成： CH3NaOH CH4ONa 碳酸钠生成： ONa CH3COONa CH3Na 2CO3 链终止： ONa COONa Na2CO3
当反应的温度过高时： CH 3CH 3COONa CH 3COOCH 3ONa 链终止时产生CO ： 2COONa CO Na 2CO 3 【Fe 2O 3作用】 （1）加快反应速率； （2）传热性能好，产生气量大； （3）密度大，可以固着反应物。 3. 甲烷的化学性质 CH 4+2O 2 2H 2O+CO 2 三、实验操作过程与实验现象 1．甲烷的制取与收集 （1） 试剂的预处理 取3g 无水乙酸钠，2gNaOH ，2gFe 2O 3分别放在烘箱中烘干， 再分别研细，混合备用。 （2） 装置气密性的检验 将导管浸入水中，用酒精灯微微加热试管，若导管口有气泡冒 出，停止加热，导管倒吸一段水柱，则气密性良好。 （3） 甲烷的制取与收集 按图1连接装置，取（1）中混合后的样品加入干燥试管中， 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,即有大量甲烷生成。用排水法收集甲烷。 点燃
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。
课题：甲烷的结构与性质烷烃 主编人：肖显维审核人审批人周次 所需课时姓名班组组评 【学习目标】 1、了解甲烷在自然界的存在和用途，初步认识甲烷分子的空间结构。 2、掌握甲烷电子式、结构式的正确写法。 3、了解甲烷的化学性质，通过实验探究理解并掌握甲烷的取代反应原理。 【学习重点】甲烷的结构特点和取代反应 【学习难点】甲烷的空间结构 【学法指导】了解甲烷的物理性质，结合课本及有关资料，理解甲烷的化学性质，结合模型，理解甲烷的空间结构本学案供9---13班用 【自主学习】 一、甲烷的结构与性质 1、甲烷的存在：。 2、甲烷的分子式：，电子式：， 结构式：。 甲烷分子的结构特点为：， 对应的CH2Cl2有几种结构？ 常用的分子模型有两种。 3、物理性质: 甲烷是色、味、溶于水的气体，密度比空气密度（大或小）。用 或收集甲烷。 4、化学性质 在通常情况下，甲烷稳定，与不反应，与也不反应。因为有机反应比较复杂，常伴有副反应发生，所以在书写有机反应方程式时一般用箭头而不用等号。 （1）甲烷的氧化反应 写出甲烷与氧气反应的化学反应式：。 有机方程式与无机方程式写法的区别：。 （2）甲烷的取代反应 （教材实验3-3）将一瓶甲烷与一瓶氯气混合， 倒立在盛有饱和食盐水，高压汞灯照射， 观察到什么现象？ 化学反应现象：光照时，氯气的黄绿色逐渐，瓶壁上有 生成，液面， 试管中有少量。 化学反应方程式为： ①常如何验证HCl的生成呢？ ②常温下，除了CH3Cl是气体外，其他三种都是无色液体，为什么我们看到黄色油珠呢？ 。 其实，在该反应中，生成的有机产物除一氯甲烷外，还有 。 请写出一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式： ③取代反应的定义： <归纳小结>：甲烷取代反应 条件： 特点： （3）、热分解： CH 4 二、烷烃通性 1．烷烃的概念：烷烃又叫_____________。结构特点是碳原子间都以______键结合成_______，碳原子上剩余价键全部跟___________相结合． 2．烷烃的通式：______________(n≥1) 3．烷烃的性质 ①物理性质：烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的增多，呈规律性的变化．如常温下其状态由变到又变到_______沸点逐渐________相对密度__________。 名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/ ℃相对密度水溶性甲烷CH4-182 -164 0.466 乙烷CH3CH3-183.3 -88.6 0.572
甲烷的制备与性质 化学一班赵元华（41007038） 1、实验目的 1. 掌握甲烷的实验室制法； 2. 了解甲烷的性质； 3. 练习不同的实验教学方法。 2、实验原理 本实验选择乙酸钠与氢氧化钠混合的方式来进行制备甲烷。具体原理如下： CH 3COONa+NaOH Na 2CO 3+CH 4↑ 此实验选择的是用玻璃试管盛装药品来进行试验，氢氧化钠对玻璃管在加热的情况下会加剧腐蚀，用氧化钙来稀释氢氧化钠。 甲烷的物理性质是无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法和排水集气法收集甲烷气体。 实验仪器与试剂 实验仪器： 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、 试剂：无水醋酸钠、NaOH 、Fe 2O 3、KMnO 4、溴水、 实验内容 1 普通的甲烷制备方法 CaO △
1.试管中为乙酸钠与氢氧化 钠，氧化钙的混合物。 2.甲烷气体 具体实验步骤 （1）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。 (2)称取4.5g醋酸钠和1.2g碱石灰及氢氧化钠1.2g，研细混合均匀后装入预先 卷成筒状的纸内，再装入试管。先均匀预热，可避免加热时试管的破裂。 (3)预热完全后，再集中火力由管前向管尾加热。 (4)待生成的气泡稳定之后收集一试管气体验纯。（验纯具体方法是：将收集 的气体用大拇指压紧靠近酒精灯的火焰，内有声响或噗声则气体纯净。若有爆 鸣声则不纯） 2 改进后甲烷的制法和甲烷的性质实验 装置如图所示
具体步骤 ①检查装置气密性，方法与前面相同。 （2）称取无水乙酸钠3g，NaOH 4g，Fe2O3 4g。（Fe2O3的作用可能有三：一是的Fe2O3具有良好的导热性，可以减少热量损耗；二是固着作用；三是催 化剂的作用。）用纸槽装入试管。混匀。 （3）先均匀预热，可避免加热时试管的破裂。 （4）预热完全后，再集中火力由管前向管尾加热。 （5）待生成的气泡稳定之后收集一试管气体验纯。 性质实验 （1）验纯后，在导管口将生成的气体点燃，并在火焰的上方罩一个干燥的玻璃杯。观察现象。 （2）然后拿来两支试管里面装入溴水和高锰酸钾溶液，通入甲烷观察现象。 （3）收集三瓶甲烷气体，体积分别是三分之一，三分之二，二分之一。 （4）用双氧水制氧气的方法分别将上面没有收集满的集气瓶收集满。 （5）用坩埚钳夹住一小截蜡烛点燃收集好的混合气体。观察现象。 实验现象分析 （6）点燃气体后，干燥的玻璃杯上有水雾生成。 点燃 CH4+2O2 2H2O+CO2 （7）将甲烷通入高锰酸钾溶液和溴水中都没有发生变化。 （8）将三瓶混合气体一次点燃，都有爆鸣声，其中甲烷含量越少爆鸣声越大。 实验反思： 一、实验反思 1.此实验成功与否的关键取决于药品是否无水。如有水存在，会使CH3COONa 变为钠离子和乙酸根离子，从而不能发生脱羧反应。一定要保证药品无
甲烷实验室制备及性质 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
陕西师范大学实验报告 年级班组 姓名 学号 实验日期 实验地点 实验名称甲烷的制法与性质 一、实验目的 1.掌握实验室制取和收集甲烷的方法及其性质实验的操作技巧； 2.练习不同实验的演示教学方法。 二、实验原理 1.甲烷的制备： 2.甲烷的性质: 甲烷是无色无味的气体，密度小于空气，极难溶于水。在通常状况下，甲烷比较稳定。在特定条件下，甲烷能与某些物质发生反应。
三、实验仪器、材料及药品 铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、坩埚钳、药匙、火柴、集气瓶、玻璃片无水醋酸钠、氢氧化钠、生石灰、高锰酸钾溶液、过氧化氢、二氧化锰、溴水、澄清石灰水 四、实验内容 的制取与收集 （一）CH 4 （1）如图连接好装置（先不装入药品），检查装置的气密性。 （2）在托盘天平上称取4.5g无水醋酸钠，1.2gNaOH,1.2gCaO，在烘箱烘10分钟后在研钵中研细混匀。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。 （3）点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，导气管开始有气泡冒出。待气泡快速、均匀冒出时，即表示管中空气排尽。先在一个干燥试管收集气体进行验纯。若气体以纯净，再开始收集。 甲烷制备实验装置 （4）实验完毕，先取出导管再撤离灯火，以防水被倒吸。
3.总结上述氧气的性质实验，可得如下表格： 实验试剂或条件实验现象实验结论 高锰酸钾溶液无明显现象（高锰酸钾 溶液不褪色） 甲烷性质稳定 溴水无明显现象（溴水不褪 色） 甲烷性质稳定 在空气中点燃 看到浅蓝色火焰。 在火焰上方倒置一个干 燥的小烧杯，可观察到 烧杯壁上有水珠生成。 换一个用石灰水浸润的 烧杯罩在甲烷火焰上 方，可观察到石灰水变 浑浊，说明有CO 2 生 成。 甲烷具有可燃性
氢气的性质与制备 1、下面实验室制取氢气并验证氢气性质 的实验装置，回答下列问题： （1）实验室制取氢气的化学反应方程式 为 ，反应类型是 （2）B装置的作用是 ，不能取消B装置的原因是 （3）C装置盛放氧化铜的玻璃管中的现 象是． （4）C装置的一个显著优点是． （5）实验开始时，应先通入氢气一会儿，然后再加热，这样操作的目的是．实验结束时的正确操作是．（6）该装置可验证氢气的性和性． 2、学完氢气的制法和性质后，同学们想验证氢气的还原性。化学老师为大家准备的药品有：碱式碳酸铜、锌粒、稀硫酸，同时提供了如图所示的仪器： 根据老师提供的仪器与药品，某组同学设计了如下实验方案，请你帮助他们完成此方案。 (1)在实验方案的空白中填写实验现象________________________。 (2)写出反应Ⅱ的化学方程式：__________________________________。 (3)进行反应Ⅲ的实验，开始时应先___________，过一会儿再_______________。 (4)完成反应Ⅱ与反应Ⅲ的实验应选用的仪器有(填仪器序号，要求仪器不能重复使用)____________。3、目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系， 如右图所示： (1)这是一种最理想的氢能源能源循环体系，类似于绿色植物的 光合作用 (2)太阳能和水是用之不竭的而且价格低廉，急需科学家研究的 是
（3）实验室里下图中的几种仪器装置都可以制得氢气，其中： ①使发生或停止发生氢气操作均比较方便的装置是（写编号），能够充灌升空的小氢气球的装置是 ②在D装置中a中的液体应是；b中的液体应是，其作用是 。 ③使D装置发生氢气的操作顺序是 。 4、某化学兴趣小组的同学准备用氢气燃烧法测定空气中氧气的体积分 数。设计的实验装置如下图： ⑴写出仪器名称：A ，D 。 ⑵甲中反应的化学方程式为。 ⑶实验时先检验氢气纯度，然后关闭开关C，打开开关B，点燃氢气并 迅速插入乙装置中，直至火焰刚好熄灭时关闭B，冷却至室温后，下一步操作是，在乙中观察到的实验现象是，即达到实验目的。 ⑷若将上图中的甲装置撤去，用CO气体代替氢气进行上述实验，实验能否达到同样目的? (填“能”或“不能”)。若能，说明理由；若不能，应如何改进? 。 5、兴趣同学为制备纯净干燥的氢气，准备了下图所示的A. B. C三种装置。其中A装置最大的特点是可以随时使反应发生或停止。 （1）装置A中发生反应的化学方程式为；（2）关闭弹簧夹时，A内的反应随即停止是因为； （3）装置B的作用是；装置C的作用是；
《甲烷的化学性质》 教学目标 【知识与能力】 知道甲烷的化学性质;理解取代反应的定义。 【过程与方法】 通过建立甲烷与氯气反应模型，初步接触并理解有机化学反应的原理。 【情感、态度和价值观】 通过联系生活生产实际，树立运用化学解决生活生产问题的意识。 教学重难点 【重点】 甲烷的化学性质。 【难点】 甲烷与氯气的取代反应。 教学方法 观察法、实验法、讨论法、问答法等。 教学过程 (一)创设情境，引入新课 播放视频“新中国日记西气东输工程启动”。 思考:“西气东输”输的气体是天然气，它的主要成分是甲烷，为什么要输送天然气? 展示图片:甲烷气体在生活中的用途。 讲解:这与甲烷的化学性质密切相关，今天我们就来学习甲烷的化学性质。(二)科学探究 提问:请回忆化学反应的实质是什么?甲烷的空间构型是什么?
讲解:甲烷是正四面体结构的，结构决定性质，所以通常情况下甲烷比较稳定，与强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。在一定条件下，也能发生反应。 1.氧化反应 向学生展示天然气燃烧、可燃冰的图片。 提问:天然气的用途是什么?为什么说可燃冰是中国能源梦? 引导学生回答天然气燃烧的现象，猜测燃烧的产物。 讲解天然气、可燃冰的主要成分及甲烷燃烧的实验现象与产物，对环境危害小的特点。 注意:列举生活实例“瓦斯爆炸”，提示学生可燃性气体在点燃前要验纯。 请学生尝试书写甲烷燃烧的化学方程式，教师引导并讲评。 2.取代反应 演示实验:①在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1 mL盐酸，用黑纸包好。②在收集好甲烷的试管中，迅速加入0.5 g KMnO4和1 mL盐酸，距离15 cm用燃着的镁条照射。 学生观察实验现象、总结结论。 结论:室温时不反应，光照时反应瓶内气体颜色变浅，内壁出现油状液滴，有少量白雾。 给出化学反应方程式: 请学生尝试书写一氯甲烷与氯气进一步反应的化学反应方程式。 动画展示甲烷与氯气发生反应时分子模型的变化。 讲解:取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团取代的反应。 请学生回忆锌与硫酸的置换反应，对比取代反应和置换反应。师生总结，形成表格。 (三)课堂小结，课后作业
《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
甲烷的性质 [知 识 梳 理] 一、有机化合物和烃 【1．CO 、CO 2、H 2CO 3及碳酸盐属于有机物吗？ 提示 CO 、CO 2、H 2CO 3及碳酸盐虽然含有碳元素，但其组成和性质大多具有无机物的特点，因此属于无机物。 二、甲烷 1．分子结构 (1)分子组成： (2)空间结构：
【2．若把甲烷分子中的一个氢原子换成氯原子，还是正四面体结构吗？ 提示 因C —H 键与C —Cl 键的长度不同，故CH 3Cl 是四面体结构，但不是正四面体。 2．物理性质 3.通常状况下，甲烷性质比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂都不反应。但在特定的条件下，甲烷也能发生某些反应。 (1)氧化反应。 甲烷在空气中燃烧的化学方程式为CH 4＋2O 2――→点燃 CO 2＋2H 2O ； 现象为安静地燃烧，火焰呈淡蓝色。 (2)取代反应 ①实验探究：甲烷与Cl 2的取代反应。
a．水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。 b．状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体。 ③取代反应概念：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。 4．存在与用途 甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分，是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，也是一种重要的化工原料。 [效果自测] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)有机物都含有碳元素，则含有碳元素的化合物都是有机物() (2)有机物都易燃烧() (3)烃是含有碳元素和氢元素的化合物() (4)烃在氧气中充分燃烧后只生成二氧化碳和水() (5)天然气的主要成分是甲烷，其属于可再生能源() (6)在点燃甲烷气体之前必须检验其纯度() (7)甲烷与Cl2的反应是置换反应() 答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)× 2．瓦斯爆炸往往与矿坑中的甲烷有关，下列叙述中错误的是() A．点燃甲烷不必事先进行验纯 B．甲烷燃烧放出大量的热，所以是一种很好的气体燃料 C．煤矿的矿井要注意通风并严禁烟火，以防爆炸事故的发生 D．点燃混有空气的甲烷不一定会爆炸 答案 A
甲烷的制法与性质 一、实验目的 1.掌握甲烷的实验室制法。 2.了解甲烷的性质。 3.练习不同的实验教学方法。 二、实验原理 1. 本实验制取甲烷是用乙酸钠和氢氧化钠反应，一般认为是自由基反应，它由以下过程组成： 链引发：CH3COONa →·CH3 + ·COONa 甲烷生成：·CH 3 + NaOH → CH 4 +·ONa 碳酸钠生成：·ONa + CH3COONa →·CH 3 + Na 2 CO 3 链中止：·ONa + ·COONa → Na 2CO 3 当反应温度过高时：·CH 3 + CH 3 COONa → CH3COOCH 3 +·ONa 链中止时产生CO： 2·COONa → Na 2CO 3 + CO 故表现为的总反方程式为： CH 3COONa + NaOH△2Na 2 CO 3 + CH 4 ↑ 2. CH 4 + 2O 2 点燃 2H 2 O + CO 2 甲烷的物理性质是无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法和排水集气法收集甲烷气体。本实验中利用排水法收集甲烷气体。 三、实验用品与仪器 大试管、试管夹、单孔橡皮塞、软胶皮管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、毛玻璃片、坩埚钳(镊子)，研钵，钥匙，火柴。 无水乙酸钠，碱石灰，NaOH，生石灰，Fe 2O 3 ，二氧化锰、过氧化氢，溴 水，澄清石灰水。 四、实验内容 1.甲烷的制取 （1）试剂的预处理
取1.5g无水醋酸钠，0.5g NaOH，0.5g Fe 2O 3 ，0.5g CaO分别研磨。由于CaO， 无水醋酸钠，Fe 2O 3 ，NaOH大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须 分别先在研钵中分别研细（研磨之前要充分烘干）由于NaOH极易潮解，所以应最后研。 （2）收集过程 ①如图连接装置，检查装置气密性（具体步骤：如图连接好仪器，将导管口置于水槽中，用手握住大试管,管口有气泡冒出,松开手形成一段稳定的水柱则气密性良好）。通过纸槽将药品装入大试管后，充分混合药品。试管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上。预热后，再对试管底部加热，待导管口冒出连续均一的气泡时，用排水集气法收集一试管甲烷，大拇指按住小试管管口。放在酒精灯的火焰上，松开手指，发出“噗”的低沉的声音（或安静的燃烧），表明气体很纯（若是发出刺耳的爆鸣声，则证明气体不纯，需重新收集），则可以做下面的性质实验。 实验室制甲烷装置图1 实验室制甲烷装置图2 ②将1个集气瓶分别盛满水，并用玻璃片盖住瓶口。盖瓶口时，先盖住一小部分，随后推切动玻璃片把瓶口全部盖住(注意不要让瓶口水面处留有气泡)。然后把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。照图2收集 1/3集气瓶的甲烷（留2/3水）。以H 2O 2 ，MnO 2 为原料，照图3在此集气瓶中 继续收集2/3氧气，盖好瓶口。
实验一甲烷的制取和性质 一、实验目的 1、掌握甲烷的实验室制法。 2、验证甲烷的性质。 二、实验原理 1、甲烷的制备实验室中，甲烷可由无水乙酸钠和碱石灰共热来制取。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。但在光照下可发生卤代反应生成卤代烷烃。在空气中燃烧，生成二氧化碳和水。 三、仪器、药品 1、仪器：试管（Ф15×150mm）、大试管带导管（Φ25×200mm）、漏斗（60mm）、酒精灯、研钵、蒸发皿、托盘天平 2、药品：无水乙酸钠、碱石灰、稀高锰酸钾溶液（约0.01%）、2% 溴水、饱和氢氧化钡溶液（或澄清的石灰水）、6mol/LH 2SO 4 溶液。 四、实验步骤Cao △
㈠甲烷的制备 取4克无水乙酸钠和8克碱石灰放在研钵中研细混合后，移至干燥硬质大试管中，管口配带有导气管的塞子，如图2—1所示装配仪器。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，用生成的甲烷气体做下面的性质实验。 图3—2 甲烷的制备 ㈡甲烷的性质： 1、加成反应：在试管中滴2ml 2%溴水，通入甲烷，观察溶液是否褪色。 2、氧化反应：在试管中滴1ml稀高钾锰酸溶液，1ml 6mol/LH2SO4溶液，通入甲烷，观察溶液是否褪色。 3、燃烧：点燃导气管口流出的气体，观察火焰的颜色。再往火焰上方罩一个清洁干燥的小漏斗，观察漏斗内壁有何现象。将漏斗用饱和氢氧化钡（或澄清的石灰水）润湿后再罩在火焰上，观察现象，并说明原因。 五、实验注意事项 1、无水乙酸钠很易吸潮，需经熔融处理后方可使用。也可用含有结晶水的乙酸钠来制取无水乙酸钠，将乙酸钠晶体置于蒸发皿中加热，并不断搅拌。乙酸钠开始熔化并溶解在结晶水中，随后由于水分蒸发而凝固。此时应继续加热并搅拌，乙酸钠则再次熔融，呈深灰色液体，充分搅拌几分钟后，放置冷却又凝为固体。将固体转移至研钵中研细，立即装瓶，
甲烷理化性质及危险特性表 物质名称：甲烷英文名称：methane 危险性类别：第2.1类易燃气体危险货物编号：21007UN编号：1971 物化特性 熔点（℃）-182.5沸点（℃）-161.5溶解性微溶于水，溶于醇、乙醚。 相对密度（空气=1）0.55 饱和蒸气压 (kPa) 53.32(-168.8 ℃) 燃烧热889.5kJ/mol 相对密度(水=1) 0.42(-164 ℃) 外观与气味无色无臭气体。 火灾爆炸危险数据 闪点（℃）-188爆炸极限（%）上限15下限5.3引燃温度(℃)538 临界温度（℃）-82.6临界压力（MPa）4.59燃烧性本品易燃，具窒息 性。 灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。 灭火方法切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火 场移至空旷处。 危险特性易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、 次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。 反应活性数据 稳定性：稳定聚合危险性：不聚合禁忌物：强氧化剂、氟、氯。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 健康危害数据 侵入途径吸入、皮肤接触 急性毒性LD50无资料LC50无资料 健康危害 甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25％～30％时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离，可致窒息死亡。皮肤接触液化本品，可致冻伤。 泄漏紧急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。 运输注意事项： 采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。 储存注意事项： 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。 操作注意事项： 密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 包装类别：O52 包装方法：钢质气瓶。 废弃处置：处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。 急救措施
甲烷的制备与性质 一、实验教学目标 掌握实验室制备CH4及CH4性质实验的操作；初步学会CH4实验的演示教学方法。 二、实验原理 CH4制备的主反应： CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4↑ CH4制备的副反应： CH4在空气中的燃烧 点燃 CH4+2O2 2H2O+CO2 的物理性质：俗名天然气、沼气、坑气、瓦斯。通常状况下，CH4 CH 4 无色、无味、极难溶于水（17℃时，3.5mg*100mL-1），密度比空气小（标准状况下0.717g*L-1）,结构为正四面体非极性分子，是有机物中最简单的分子。 CH4的化学性质：通常情况下，CH4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，特定条件下会发生一些反应。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（CH4的爆炸极限体积比为5%-15%），引燃温度为538℃。 三、实验用品与仪器 铁架台、酒精灯、火柴、大试管、单孔橡胶塞、120°，30°玻璃导气管、研钵、水槽、集气瓶、玻璃片、电子天平、坩埚钳、铝箔、药匙、玻璃棒、锥形瓶。 无水CH3COONa（L.R.）、碱石灰（L.R.）、NaOH（L.R.）、CaO（L.R.）、Fe2O3（L.R.）、0.1%酸性KMnO4（aq）、澄清Ca(OH)2（aq）、30%H2O2（aq）、MnO2（L.R.）。 四、实验内容 1.CH4的制取与收集 （1）方法1 ①实验操作过程及现象: 检查装置气密性：然后称取取7.5g处理过的无水CH3COONa、2.0g NaOH、2.0 g CaO，再将它们分别在研钵内研成粉末后混合均匀后放入已剪好的铝箔中，将装有药品的铝箔推入洁净、干燥的大试管，管口略向下倾斜，避免加热时反应产生的水倒流入高温加热部，使试管破裂塞进单孔塞；
甲烷的性质教学设计 人教版高中化学（必修二）第三章、第一节：最简单的有机化合物---甲烷一、课标分析 有机化学是化学中的重要分支，对学生而言，必修模块的基础有机化学内容，教材起点低，强调知识与应用的结合。以最基础的、典型的有机物甲烷为切入点，从学生已有的生活背景知识出发，介绍甲烷的结构，主要性质以及在生产生活中的应用。从结构的角度适当加以深化，建立有机物“结构---性质---用途”的认知关系。 二、学情分析 学生在初中化学中已经了解了关于甲烷的燃烧反应和一些主要的用途，因此在介绍这些知识时，要关注与已有知识的联系，从不同的角度引导学生积极地思考，帮助学生理解掌握。学生已经掌握了化学键与物质结构理论的基本知识，可以在老师指导下，写出电子式。但学生的空间想象思维还相对较差，并且对比较抽象的原子结构和化学键知识理解不够透彻，因此要让学生在三维空间中对有机物分子真正了解，进而学习其化学性质，最终掌握有机化合物的学习方法。 三、教学目标分析 1. 知识与技能： 、了解自然界中甲烷的存在即贮量情况； 、掌握甲烷的电子式、结构式和正四面体结构； 、掌握甲烷的重要化学性质，理解取代反应的含义；
④、了解甲烷对人类生产和生活的意义。 2、过程与方法： 、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维能力； 、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结并学会运用； 、初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。 3、情感态度价值观： 、初步形成对有机化学新领域的学习兴趣； 、认识化学微观世界分子结构的立体美； 、通过关心社会、环境和能源等问题，提高学生的环保意识。 四、教材分析 1、知识结构体系 厂物理性质' 甲烷分子组成及结构 化学性质：可燃性，取代反应 用途‘ 2、活动素材设置 、图文并茂，使学生理解记忆 、结合就知识，自己计算推导出新知识
甲烷的制法与性质 一.原理 1. 本实验制取甲烷是用乙酸钠和氢氧化钠反应， 总反方程式为： CH3COONa + NaOH △ 2Na2CO3 + CH4↑ 2. CH4 + 2O2 点燃 2H2O + CO2 甲烷的物理性质是无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法和排水集气法收集甲烷气体。本实验中利用排水法收集甲烷气体。 三、实验用品与仪器 大试管、试管夹、单孔橡皮塞、软胶皮管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、毛玻璃片、坩埚钳(镊子)，研钵，钥匙，火柴。 无水乙酸钠，碱石灰，NaOH，生石灰，Fe2O3，二氧化锰、过氧化氢，溴水，澄清石灰水。 四、实验内容 1.甲烷的制取 （1）试剂的预处理 取1.5g无水醋酸钠，0.5gNaOH，0.5gFe2O3，0.5gCaO分别研磨。由于CaO，无水醋酸钠，Fe2O3，NaOH大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须分别先在研钵中分别研细（研磨之前要充分烘干）由于NaOH极易潮解，所以应最后研。 （2）收集过程 ①如图连接装置，检查装置气密性（具体步骤：如图连接好仪器，将导管口置于水槽中，用手握住大试管,管口有气泡冒出,松开手形成一段稳定的水柱则气密性良好）。通过纸槽将药品装入大试管后，充分混合药品。试管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上。预热后，再对试管底部加热，待导管口冒出连续均一的气泡时，用排水集气法收集一试管甲烷，大拇指按住小试管管口。放在酒精灯的火焰上，松开手指，发出“噗”的低沉的声音（或安静的燃烧），表明气体很纯（若是发出刺耳的爆鸣声，则证明气体不纯，需重新收集），则可以做下面的性质实验。 实验室制甲烷装置图1