甲烷(CH4)的结构与燃烧演示

实验目的

认识甲烷的组成和结构,掌握甲烷的可燃性及其燃烧产物。

实验原理

甲烷的化学式为CH₄,分子呈正四面体结构。它具有可燃性,在空气中燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量的热:CH₄ + 2O₂ =点燃= CO₂ + 2H₂O。甲烷与空气混合在一定范围内遇明火可能发生爆炸。

实验器材

• 甲烷分子模型
• 甲烷燃烧的火焰
• 干冷的烧杯(观察水雾)
• 澄清石灰水(检验二氧化碳)

实验步骤

1. 观察甲烷分子模型,认识1个碳原子与4个氢原子的连接方式。
2. 观察甲烷的存在和用途,了解天然气、沼气的主要成分。
3. 观察甲烷被点燃后火焰的颜色。
4. 观察火焰上方罩干冷烧杯,杯壁出现水雾。
5. 倒入澄清石灰水振荡,观察是否变浑浊。

实验现象与结论

甲烷燃烧时火焰呈淡蓝色,放出热量;干冷烧杯内壁出现水雾,澄清石灰水变浑浊,说明生成了水和二氧化碳。结论:甲烷含有碳、氢元素,具有可燃性。

注意事项

• 点燃甲烷等可燃性气体前必须先验纯。
• 使用天然气、沼气时要保持室内通风,防止泄漏。

常见问题

甲烷燃烧的化学方程式是什么?

CH₄ + 2O₂ =点燃= CO₂ + 2H₂O,产物为二氧化碳和水。

为什么点燃甲烷前要验纯?

甲烷与空气混合达到一定比例,遇明火可能爆炸,所以必须先检验纯度。