甲烷娘

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基本资料
本名	甲烷 CH4
活动范围	地球圈
亲属或相关人
氢娘，碳娘

甲烷娘是对甲烷的拟人化萌娘。

介绍

甲烷娘是由四个氢娘和一个碳娘一起搞姬组成的一团萌娘，无色无味，是最简单的有机萌娘。也是含碳量最小（含氢量最大）的烃娘。

甲烷娘无毒，但是会令人窒息都是气体萌娘，为什么甲烷娘不能支持呼吸，气抖冷。所以当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时，这些建筑物会在地下室设置有特别的回复系统，会主动捕捉甲烷娘，并将之排出至建筑物外，这是因为，甲烷娘可能会渗透入建筑物内部。

甲烷娘有着高度的易燃性，和空气娘混合时就可能造成爆炸。甲烷娘和氧化剂、卤族元素姐妹或部分她们的化合物使魔接触就会有极为猛烈的反应。

甲烷娘在一般情况下不喜欢和水娘亲昵，但是在较高的压力和较低的温度下，甲烷娘却乐意和水娘结合成一种具有多种形态的叫做可燃冰娘的新形象。

历史

1776年11月，意大利物理学家伏打根据富兰克林关于“可燃的空气娘”的论文，在瑞士发现了藏在湖底的甲烷娘。伏打也在沼泽中收集冒出来的甲烷娘，但直到1778年才成功分离出纯的甲烷娘，他还利用电火花装置成功点燃甲烷娘确定了她的可燃性。

工作

甲烷娘的主要工作是蒸汽重组，即一种从大量生产氢娘、一氧化碳娘的方法。

$$\ce{CH4 + H2O -> 3 H2 + CO}$$

当然甲烷娘也可以被氧化成甲醇娘，但要完成这个化学反应是十分困难的，不过在酵素的协助下就能轻易地完成此氧化反应，例如甲烷娘和加氧酶，但产量无法达到工业生产的规模。

在隔绝空气的条件下加热到将近1000℃，甲烷娘就开始分解（裂开）；加热时间较长，到1500℃左右，分解接近完全。

$$\ce{CH4 -> C + 2H2 ^}$$

搞姬攻略

甲烷娘与氟娘的爱情十分猛烈，只有先用稀有气体姐妹稀释两者才在特定的仪器内进行百合。

当甲烷娘与氯娘在黑暗中混合时，两者不会产生摩擦出爱情的火花都看不见怎么产生感情啊喂。但如果把两者混合物加热或以紫外光照射。就会有一氯甲烷酱，二氯甲烷酱，三氯甲烷酱，四氯甲烷酱（四氯化碳酱）依次出现。

$$\ce{CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl}$$

$$\ce{CH3Cl + Cl2 -> CH2Cl2 + HCl}$$

$$\ce{CH2Cl2 + Cl2 -> CHCl3 + HCl}$$

$$\ce{CHCl3 + Cl2 -> CCl4 + HCl}$$

甲烷娘也可以和溴娘产生类似反应。

甲烷与碘娘不会直接产生反应，所以要用溴化碘酱等代替进行碘化。让姐姐帮忙百合，关系好混乱。(捂脸)

反应原理

甲烷娘与氯气娘的play方法其实是很有趣的，特在此实录。

首先，氯气娘在光照下裂开，变成两倍的氯原子自由基：（链引发）

$$\ce{Cl2 ->[光照] 2Cl\cdot }$$

然后，氯原子自由基和甲烷娘玩拔河，把甲烷娘的一只手（一个氢原子）拽下来：（链增长）

$$\ce{CH4 + Cl\cdot -> CH3\cdot + HCl}$$

（当然，氯化甲烷娘的氢原子被拽掉也是很容易发生的事情，因此产物是混杂的。）

$$\ce{CH3Cl + Cl\cdot -> CH2Cl\cdot + HCl}$$

最后，残疾的甲基娘、氯甲基娘等用一个氯原子娘当义肢补齐最外层电子。（链终止）

$$\ce{CH3\cdot + Cl\cdot -> CH3Cl}$$

$$\ce{CH2Cl\cdot + Cl\cdot -> CH3Cl}$$

不过，还有两种小概率事件可能发生：（也是链终止）

$$\ce{2Cl\cdot -> Cl2}$$

$$\ce{2CH3\cdot -> CH3CH3}$$

看到上面复杂多变的反应机理，现在你体会到有机反应的不可控性与产物混杂性了吧。

生成的氯化物姐妹们

一氯甲烷酱，二氯甲烷酱，三氯甲烷酱（氯仿酱），四氯甲烷酱（四氯化碳酱）都是氯娘和甲烷娘百合的产物。不过她们各自沸点相差较大，可以通过普通的分馏技术来分离提纯。

• 二氯甲烷酱

二氯甲烷酱是是低沸点的无色透明易挥发液体，也具有类似醚的刺激性气味，和甲烷娘一样不会游泳，溶于约50倍的水。

1.溶剂

充当溶剂是二氯甲烷酱的最主要用途之一。她具有较强的溶解力、低沸点以及相对而言最低的毒性和相对而言最好的反应惰性，使其成为有机合成中使用频率位居第一的有机溶剂。作为溶剂其地位几乎跟无机盐化学中水相当。

2.危险

二氯甲烷酱具有较低的反应活性，但是工业上也曾经发生过残留二氯甲烷酱与叠氮化钠酱在N,N-二甲基甲酰胺娘里偷偷摸摸发生搞百合，生成二叠氮甲烷酱以导致工厂爆炸的事故。

二氯甲烷酱虽然有相对而言最低的毒性，但毒性依旧较大，特别是对皮肤及黏膜有刺激性。 不过二氯甲烷酱中毒后苏醒较快，故也有用作麻醉剂。

不过在无保护的情况下接触二氯甲烷酱，特别是误食及被含有二氯甲烷酱的针头扎伤的话应立刻就医。谁会这么蠢啊

3.咖啡

将生咖啡豆以高压水蒸气处理后，调整含水量，再浸泡于二氯甲烷酱之中以将咖啡豆里面的咖啡因萃取出来。又干起当溶剂的老本行

处理过后的咖啡豆再经高温烘豆可将二氯甲烷酱挥发，以制作出低咖啡因咖啡豆

• 三氯甲烷酱

三氯甲烷酱就是传说中的氯仿，是常温下为无色、有气味的液体萌娘。

三氯甲烷酱是生产聚四氟乙烯（塑料瓶）的原料；也曾用作制冷剂，现已被淘汰。

1.溶剂

和姐姐二氯甲烷酱一样，三氯甲烷酱成为实验室的常用溶剂。作为溶剂她在药物工业中也用于生产染料和杀虫剂。她也能有效溶解许多游离态的生物碱，所以常在从植物中提取药物成分的过程中作为萃取剂使用。

比如它可用于从提取罂粟中提取吗啡和从曼陀罗属植物中提取东莨菪碱。她也能够溶解聚甲基丙烯酸甲酯，故此用于粘接有机玻璃。

2.麻醉

依旧和姐姐二氯甲烷酱一样，三氯甲烷酱也曾作为麻醉剂被广泛使用，也可为作镇静剂用。1847年11月4日，苏格兰妇产科医生詹姆斯和几个朋友为寻找可代替乙醚作为全身麻醉剂的替代品，在他们自己身上做麻醉试验，过程中发现了三氯甲烷酱。随后，在外科手术中使用三氯甲烷酱作为麻醉剂的方法迅速在欧洲各地传播开来。

比如在英国维多利亚女王最后两个孩子的出生过程中，医生斯诺就使用三氯甲烷酱了作为麻醉剂。

不过由于短时间吸入已经会产生晕眩、疲倦、头痛等症状，也有具有致癌性，所以现在三氯甲烷酱也基本上也被淘汰。

3.制冷

三氯甲烷酱作为有机合成的原料，可用于制作氯氟烃（氟利昂）。

• 四氯化碳酱(四氯甲烷或氯烷)

四氯化碳酱，常态下为无色液体。过去常用作灭火器中的灭火无机物质，同样也曾经是常用的冷却剂。她在各个氯代甲烷萌娘中毒性最强。

她也继承了氯代甲烷萌娘的特性，能作为一种有机溶剂，她非常容易溶解其它非极性化合物，例如脂肪和油。她也能溶解碘。

她在常温下稳定，但是在高温下会水解并放出光气娘。梦幻联动

$$\ce{CCl4 + H2O -> COCl2 + 2HCl}$$

在五氯化锑作为催化剂，四氯化碳酱会与氟化氢反应，可以生成氟氯甲烷（福禄家完），如一氟三氯甲烷娘、二氟二氯甲烷娘，即氟利昂制冷剂。

$$\ce{CCl4 + HF -> CCl3F + HCl}$$

$$\ce{CCl4 + 2HF-> CCl2F2 + 2HCl}$$

在高温下与硫娘反应生成二硫化碳酱。

$$\ce{CCl4 + 6S ->[>200^{\circ}C] CS2 + 2S2Cl2}$$

这反应也能逆向成立，这是20世纪50年代，四氯化碳酱的主要制备方法。

是在105至130℃的温度下由氯化二硫化碳制得的。

$$\ce{CS2 + 3Cl2 ->[105^{\circ}C-130^{\circ}C] CCl4 + S2Cl2}$$

影响力

在过去的地质时期的大气层，甲烷娘和氮娘及二氧化碳娘是主要成分。她也是主要的温室气体，为提升地球气温做出了极大贡献。

甲烷娘作为一种温室气体，暖化气候的能力是二氧化碳娘的21倍，所以一些素食主义者宣称不吃牛娘或者羊娘的肉可以保护地球，因为牛羊们吃草却不能完全消化，而动物消化排放的甲烷娘大约占全世界甲烷娘排放量的17%。接下来的100年中，其单位质量所能产生的温室效应为二氧化碳娘的29倍、气溶胶相互作用的32倍。现在全球甲烷娘的大气含量水平已经升至 1800 ppb是工业化前（722 ppb）的2.5倍，也是至八十万年来的最高水平。

由于和空气娘的重量比是0.54，也就是说会自然浮起来，所以甲烷娘在地面产生后，会由上升气流带入平流层。

与人类

甲烷娘是重要的燃料，是天然气娘中含量最多的气体，在沼泽，地下化石燃料层，动物们的消化道都有发现。

甲烷娘也是天然气的最主要成分，人们要大量获取她。主要来源有：

1. 天然源头（如沼泽）：23%
2. 从化石燃料中提取：20%
3. 动物（如牛）的消化过程：17%
4. 稻田之中的细菌：12%
5. 有机废物的分解
6. 可燃冰的开采

制备

这么可爱的萌娘为什么不看看呢？

实验室制法

实验室制法：醋酸钠与碱石灰共热以制取甲烷娘。

方程式：

$$\ce{CH3COONa + NaOH -> CH4 ^ + Na2CO3}$$

然而甲烷娘并不贵，可以较便宜地购买到。

工业制法

在大自然中甲烷娘并不稀有，所以工业上人们会直接开采。