![CH₄[CH₄]](/img/1/053/nBnauM3X0YzN2kTMyADMzUTN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwAzL3gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg "CH₄[CH₄]")
百科名片
甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用作燃料及製造氫氣、碳黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質的原料。化學符號為CH₄。
來源
可燃冰結構甲烷是最簡單的有機物，也是含碳量最小（含氫量最大）的烴，是沼氣，天然氣，坑道氣和油田氣的主要成分。可燃冰種也含有大量甲烷，以十水合一甲烷的形式存在。
甲烷物理性質
甲烷是無色、無味、可燃和微毒的氣體。甲烷對空氣的重量比是0.54，比空氣約輕一半。甲烷溶解度很小， 在20℃、0.1千帕時，100單位體積的水，只能溶解3個單位體積的甲烷。同時甲烷燃燒產生明亮的藍色火焰，然而有可能會偏綠，因為燃甲烷要用玻璃導管，玻璃在制的時候含有鈉元素，所以呈現黃色的焰色，甲烷燒起來是藍色，所以混合看來是綠色。
熔點：-182.5℃
沸點：-161.5℃
蒸汽壓53.32kPa/-168.8℃
飽和蒸氣壓(kPa)：53.32(-168.8℃)
相對密度(水=1)0.42(-164℃)
相對蒸氣密度(空氣=1)：0.55
燃燒熱：890.31KJ/mol
總發熱量：55900kJ/kg(40020kJ/m³)
淨熱值：50200kJ/kg（35900kJ/m³）
臨界溫度(℃)：-82.6
臨界壓力(MPa)：4.59
爆炸上限%(V/V)：15
爆炸下限%(V/V)：5.3
閃點(℃)：-188
引燃溫度(℃)：538
分子直徑0.414nm
甲烷化學性質
化學品中文名稱：甲烷
別名：天然氣，沼氣，甲基氫化物
英文名稱：methane
技術說明書編碼：51
馬來文：metana
CASNo.：74-82-8
分子式：CH₄
分子量：16.04
國標編號：21007
分類：有機物
C—H 鍵能：413kJ/mol
H—C—H 鍵角：109°28′
分子結構：正四面體形非極性分子，一個C以sp³雜化位於正四面體中心，4個H位於正四面體的4個頂點上
晶體類型：分子晶體
化學性質
把製得的甲烷氣體通入盛有高錳酸鉀溶液（加幾滴稀硫酸）的試管里，沒有變化。再把甲烷氣體通入溴水，溴水不褪色。
取代反應
把一個大試管分成五等分，或用一支有刻度的量氣管，用排飽和食鹽水法先收集1/5體積的甲烷，再收集4/5體積的氯氣，把它固定在鐵架台的鐵夾上，並讓管口浸沒的食鹽水裡。然後讓裝置受漫射光照射。在陽光好的日子，約半小時後可以看到試管內氯氣的黃綠色逐漸變淡，管壁上出現油狀物，這是甲烷和氯氣反應的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和少量的乙烷的混和物。試管中液面上升，這是反應中生成的氯化氫溶於水的緣故。食鹽水中白色晶體析出。因為氯氣極易溶於水，溶於水後增加了水中氯離子的濃度，是氯化鈉晶體析出。用大拇指按住試管管口，提出液面，管口向上，向試管中滴入紫色石蕊試液或鋅粒，可驗證它是稀鹽酸。如果在陰暗的天氣需1到2小時才能觀察到反應的結果。
CH₄+Cl₂=光=CH₃Cl+HCl
CH₃Cl+Cl₂=光=CH₂Cl₂+HCl
CH₂Cl₂+Cl=光=CHCl₃+HCl
CHCl₃+HCl=光=CCl₄+HCl
氧化反應
點燃純淨的甲烷，在火焰的上方罩一個乾燥的燒杯，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，振盪，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，然後再通入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，把它放入貯滿氯氣的瓶中，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。
CH₄+2O₂=點燃=CO₂+2H₂O
CH₄+2Cl₂=點燃=C+4HCl
加熱分解
用125毫升集氣瓶，收集一瓶純淨的甲烷。集氣瓶口配有穿過兩根粗銅電極（在瓶內約為瓶高的二分之一處）和直角玻管的橡皮塞，塞緊（如有孔隙，可塗上一薄層熔化的石蠟），並與盛有溴水的洗氣瓶連線（由於反應過程中會有一定量乙炔氣體生成）。電極通過感應圈與電源相連。實驗時，先放鬆導管上的夾子，接通6伏電源，銅電極間發生電火花放電，瓶壁上可以看到有炭黑產生，說明甲烷已經分解。稍等片刻，在導管的尖嘴處點火，並用於冷的燒杯罩在火焰上方，可以看到燒杯內壁變得模糊，並有水蒸氣凝結，說明有氫氣生成
甲烷製造
甲烷是一種可燃性氣體，而且可以人工製造，所以，在石油用完之後，甲烷將會成為重要的能源。
甲烷完全燃燒化學方程式： CH₄+ 2O₂=點燃=CO₂ + 2H₂O
甲烷人工製法：
1 、甲烷菌分解法：
將有機質放入沼氣池中，控制好溫度和濕度，甲烷菌迅速繁殖，將有機質分解成甲烷、二氧化碳、氫、硫化氫、一氧化碳等，其中甲烷占60%-70%。經過低溫液化，將甲烷提出，可製得廉價的甲烷。
2、合成法：
將二氧化碳與氫在催化劑作用下，生成甲烷和氧，再提純。
CO₂+2H₂=CH₄+O₂ 將碳蒸汽直接與氫反應，同樣可製得高純的甲烷。
3、實驗室制甲烷的方法：
無水醋酸鈉（CH₃COONa）和鹼石灰（NaOH和CaO做乾燥劑）
反應方程式：CH₃COONa+NaOH===Na₂CO₃+CH₄↑
收集： 排水法或向下排空氣法
4、甲烷的受熱分解：
在隔絕空氣並加熱至1000℃的條件下，甲烷分解生成炭黑和氫氣
CH₄=高溫=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
5、關於甲烷的取代反應
CH₄+Cl₂=光照=CH₃Cl+HCl
CH₃Cl+Cl₂=光照=CH₂Cl₂+HCl
CH₂Cl₂+Cl₂=光照=CHCl₃+HCl
CHCl₃+Cl₂=光照=CCl₄+HCl
【注】甲烷的四種氯代產物都不溶於水，在常溫下，CH₃Cl 是氣體，而CH₂Cl₂，CHCl₃，CCl₄則都是無色油狀液體。
甲烷可與溴產生類似反應。甲烷與氟的反應十分猛烈，如果先用稀有氣體稀釋兩者才在特定的儀器內進行反應，也可得出類似反應。甲烷與碘不會直接產生反應，可以用溴化碘等代替進行碘化
自然中的甲烷
據德國核物理研究所的科學家經過試驗發現，植物和落葉都產生甲烷，而生成量隨著溫度和日照的增強而增加。另外，植物產生的甲烷是腐爛植物的10到100倍。他們經過估算認為，植物每年產生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30% 。行星中發現甲烷據國外媒體報導，美國天文學家19日宣布，他們首次在太陽系外一顆行星的大氣中發現了甲烷，這是科學家首次在太陽系外行星探測到有機分子，從而增加了確認 太陽系外存在生命的希望。該小組還證實了先前的猜測，即這顆名叫HD 189733b的行星的大氣中有水 。
甲烷是創造適合生命存在的條件中，扮演重要角色的有機分子。美國宇航局噴氣推進實驗室的天文學家，利用繞軌運行的“哈勃”太空望遠鏡得到了一張行星大氣的紅外線分光鏡圖譜，並發現了其中的甲烷痕跡，相關發現刊登在3月20日出版的英國《自然》雜誌上。
行星HD 189733b位於狐狸座，距地球63光年，是一類叫做“熱木星”大行星，其表面灼熱，不可能存在液態水。HD 189733b圍繞其恆星轉一圈只需兩天。由於距離恆星太近，這顆行星表面溫度高達900℃(1650華氏度)，足以把銀子熔化。
不過，值得注意的是探測到甲烷。這種方法可以沿用到環繞所謂的“可居住區” (Goldilocks Zone)中溫度較低的恆星運轉的其它行星，“可居住區”不冷也不熱，正好適合孕育生命。
噴氣推進實驗室領導這項研究的馬克-斯萬說：“這對最終辨別在可能存在生命的行星上生命起源前的分子是一塊至關重要的墊腳石。這一發現證明，光譜學最終可以套用到一顆溫度更低、可能適合居住、圍繞更暗淡的紅色侏儒型恆星運行的類地行星上。”
自13年前探測到第一顆系外行星以來，天文學家已在太陽系外發現了270多顆行星。儘管行星的數量在穩步增長，但對其化學成分的詳情知之甚少，而這正是確認是否存在生命的關鍵所在。
去年5月的一天，斯萬的小組利用“哈勃”攜帶的強大的NICMOS光譜照相機拍下HD 189733b從其恆星和地球之間直線穿過時的照片。來自那顆恆星的光經過HD 189733b的大氣，帶來泄露實情的化學成分痕跡，但主要的任務是在一堆波長中發現了這些針。這些觀測結果還證實了水分子的存在，美國宇航局的“斯皮策”太空望遠鏡先前曾提到過這一點。
亞利桑那大學行星科學家亞當-肖曼在一篇評論中表示，這一成果朝著了解系外行星邁進了一大步。如今，“哈勃”和“斯皮策”太空望遠鏡已逐漸老去，但新一代更強大的軌411愛的是讓當事人道平台正在構建之中。肖曼在《自然》雜誌上說：“我們現在看到了一場革命的開始，這場革命將拓寬人類有關太陽系外行星世界的知識。”
相關標準
職業接觸限值
中國MAC(mg/m³)：250
前蘇聯MAC(mg/m³)：300
美國 車間衛生標準 窒息性氣體
TLVTN：ACGIH窒息性氣體
TLVWN：未制定標準
