以甲烷为例
通常情况下,甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应。但是在特定条件下,甲烷也会发生某些反应。
1、取代反应
甲烷的卤化中,主要有氯化、溴化。甲烷与氟反应是大量放热的,一旦发生反应,大量的热难以移走,破坏生成的氟甲烷,只得到碳和氟化氢。因此直接的氟化反应难以实现,需用稀有气体稀释。碘与甲烷反应需要较高的活化能,反应难以进行。因此,碘不能直接与甲烷发生取代反应生成碘甲烷。但它的逆反应却很容易进行。
以氯化为例:可以看到试管内氯气的黄绿色气体逐渐变淡,有白雾生成,试管内壁上有油状液滴生成,这是甲烷和氯气反应的所生成的一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿(或三氯甲烷)、四氯化碳(或四氯甲烷)、氯化氢和少量的乙烷(杂质)的混合物。
2、氧化反应
甲烷最基本的氧化反应就是燃烧:
CH4+2O2→CO2+2H2O
甲烷的含氢量在所有烃中是最高的,达到了25%,因此相同质量的气态烃完全燃烧,甲烷的耗氧量最高。
3、加热分解
在隔绝空气并加热至1000℃的条件下,甲烷分解生成炭黑和氢气
CH4=(1000℃)=C+2H2
氢气是合成氨及汽油等工业的原料;炭黑是橡胶工业的原料形成水合物
4、甲烷可以形成笼状的水合物,甲烷被包裹在“笼”里。
也就是我们常说的可燃冰。它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(碳的电负性较大,在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键,构成笼状结构)。
可燃冰主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带,比较难以寻找和勘探。新研制的灵敏度极高的仪器,可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、乙烷、丙烷及氢气的精确含量,由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种指标。
化学性质的特点是测得物质的性质后,原物质消失了。如人们可以利用燃烧的方法测物质是否有可燃性,可以利用加热看其是否分解的方法,测得物质的稳定性。物质在化学反应中表现出的氧化性、还原性、各类物质的通性等,都属于化学性质。
化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性,如氧气这一物质,具有助燃性为其化学性质;同时氧气能与氢气发生化学反应产生水,为其化学性质。任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化学变化,才区别与其它物质;化学性质是物质的相对静止性,化学变化是物质的相对运动性。
分子是保持物质化学性质的最小粒子,如:馒头遇到固体碘,碘溶液,碘蒸汽都会变成蓝色。氧气是分子,而氧气具有的性质氧原子并没有。
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