甲烷是什么气体

甲烷，是最简单的有机化合物，分子式为。 常温状态下为无色无味气体，分子量16，比空气略轻，微溶于水，易燃，但跟强酸、强碱或强氧化剂等一般不起反应。大气中甲烷的来源丰富，可分为自然来源和人为来源。

甲烷是什么气体？

一种最简单的有机化合物。无色无味的易燃气体，存在于沼泽地区、石油井、煤矿等处，是天然气的主要成分，可用作制造甲醛、甲醇等的原料。

甲烷的发现：

1776年11月，意大利物理学家伏打，在意大利北部科摩湖的淤泥中收集到一种气体。他点燃了这一气体火焰呈青蓝色，燃烧较慢，需要10-12倍体积的空气才会燃烧爆炸，不同于可燃性空气（氢气）的燃烧。提出原子论的英国化学家道尔顿也和伏打一样收集了沼气，并进行了研究。1790年英国医生奥斯汀（W.Austin）发表燃烧甲烷和氢气的报告。他测定了甲烷比氢气重。而且氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳。他确定甲烷是碳和氢的化合物。

甲烷的理化性质：

1、物理性质

甲烷在常温下是无色无味的气体，熔点-182.6℃，沸点-161.4℃，相对密度（水=1）为0.42（-164℃），相对蒸汽密度（空气=1）为0.6，饱和蒸气压为53.32kPa（-168.8℃），临界温度为-82.25℃，临界压力为4.59MPa。微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、甲苯等。

2、化学性质

在通常情况下，甲烷分子是比较稳定的，跟强酸、强碱或强氧化剂等一般不起反应。但是甲烷的稳定性是相对的，在特定的条件下，也会发生某些反应。加热分解，在隔绝空气的条件下，把甲烷加热到1000℃~1200℃，能分解成炭黑和氢气。取代反应，烷烃分子中的氢原子被其他原子或基团取代的反应，称为取代反应。以氯代反应为例。在室温下，甲烷和氯气的混合物可以在黑暗中长期保存而不起任何反应。但把混合气体放在光亮的地方（在漫射光照射下），就会发生甲烷分子中的氢原子被氯原子取代的反应，黄色的氯气就会逐渐变淡。

甲烷的应用领域：

1、燃料

甲烷是重要的燃料。以甲烷为主要成分的天然气，在净化处理后有害物质的含量比液态燃料低得多，燃料系统的蒸发排放少。天然气是气态燃料，容易与空气混合，因此燃料燃烧完全，尾气排放污染物也较少。天然气作为优质气体燃料，已有悠久的历史，被大规模开采利用，成为世界第三能源。液化天然气被用于汽车、海上快艇和超音速飞机，不但可以实现高速度，而且可节省燃料。

以甲烷为主要成分的沼气，也可作为燃料，主要用于煮饭、点灯，少数用于发电、抽水、加工、开汽车，也用于孵鸡、育蚕、育秧、育雏鸡、烘干粮食，为工业锅炉提供热能。

2、化工原料

甲烷是发展石油化工的重要一环，是很多化工产品的原料。其利用途径如下：甲烷氧化热解可制稀乙炔，稀乙炔提浓可制各种有机合成产品；经蒸汽转化制氢，可制合成氨、甲醇；经氨氧化可制氢氰酸，由此可制多种有机合成产品，如丙烯酸甲酯、三聚氯氰等；经氯化可制一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷；经氧化可制甲醛；经硝化可制硝基甲烷；经硫化可制二硫化碳；经裂解可制炭黑等。

3、其他领域

在电子制造领域，高纯甲烷可用于非晶硅太阳电池制造，用作太阳能电池、非晶硅膜气相化学沉积的碳源，用于大规模集成电路干法刻蚀或等离子刻蚀气的辅助添加气。甲烷可用作生产可燃气体报警器的标准气、校正气，还可以及医药化工合成的生产原料。在医疗上，甲烷主要应用于特定种类的肺扩散实验混合气的标准气、成分气。

甲烷的分子结构：

在甲烷分子中，碳原子采取sp3杂化。4个氢原子的s轨道与碳原子的4个sp3杂化轨道正面重叠，形成4根C-H键。由于碳原子sp3杂化轨道呈正四面体构型，所以，甲烷分子也是正四面体构型。H-C-H为109°28′，C-H键的键长为110pm。甲烷是分子晶体，分子间存在共价键。因为C原子吸引电子的能力强于H原子（H原子电子层中的电子已饱和），因此电子更偏向C原子；H由于偏离电子而显正价，C由于偏向电子而显负价。