甲烷是天然氣和沼氣的主要成分，也是國家倡導的新型清潔的能源。甲烷作為農村一種新型燃料，已經受到廣大農村朋友的喜愛。氣體甲烷也是《初中化學》教材里最簡單的有機化合物，也是每年中考的重要考點知識。考試的題型多種多樣，學生在面對這些考題會出現各種不同形式的失分。教師在講授這一章節知識時，應該盡量優化教材，科學設計教學內容，力爭讓學生在考試過程中避免出現失分現象。下面就《中考化學大綱》中涉及到的甲烷氣體知識進行深刻解析。
1、讓我們一起來認識這種神奇的氣體
甲烷是一種無色無味，密度比空氣小，難溶于水的氣體，廣泛存在于自然界中。甲烷是有機化合物中結構組成最簡單的物質，分子中C-H原子采用SP3雜化的方式形成共價鍵。甲烷分子中的四個C-H共價鍵的能量、鍵之間的夾角、鍵的長度都相同，所以甲烷分子是一個正四面體的空間結構。
甲烷分子的結構示意圖
2、甲烷氣體會大量存在自然界的哪里地方呢？
甲烷是一種可燃性的氣體，大量存在于自然界，是一種重要的燃料和化工原料，廣泛應用于生活和生產領域，主要存在以下三種地方。
（1）深層煤和石油礦床的上方，以及天然氣的礦床里都有大量的甲烷氣體。
地球誕生至今，經歷了幾次大規模的地殼運動，每次運動都會將地球上的動植物埋葬在地底下。這些被深埋在泥土中的動植物遺體，經歷漫長、復雜的化學變化，最后變成了煤或石油等礦物質。在這些化石礦物層的上方有大量的可燃性氣體，其主要成分就是甲烷。
如果一些動植物的遺體被埋在深層密閉的泥土里，經過一系列復雜的化學反應，也會直接變成天然氣。例如在我國的西北地區的地底下就有大量的天然氣，國家為了緩和東南地區能源的短缺，將西北的天然氣通過地下管道輸送到東南沿海，這就是中國著名的“西氣東輸”工程。
我國西氣東輸的示意圖
我國科學家還在祖國的南海海底發現了，這里埋藏著大量可燃燒的“冰” — “可燃冰”。“可燃冰” 就是甲烷的水合物，是一種形似冰雪的白色透明晶體，能直接點燃。
我國海洋底部蘊藏著大量的寶貴資源-可燃冰
（2）池塘底部的淤泥里或草地的沼澤里，都有大量的沼氣（甲烷又名沼氣）。
池塘底部有大量的藻類和微生物，這些生物死后就會粘附在池塘底部的淤泥表面。經過其它外力的作用就會埋入淤泥中，隨著時間的推移就會慢慢腐爛，最后這會變成其它物質，甲烷是其中的一種。還有草地的雜草在秋天枯萎后，就會附著在淤泥表面，經過風吹雨打水埋入淤泥中，同樣也會慢慢腐爛釋放出甲烷氣體。
池塘底部淤泥里冒出的甲烷氣體
（3）菜窖和下水道里也有大量的沼氣。菜窖里有腐爛的菜葉，下水道里有生活剩飯剩菜以及雜草。這些經過腐爛也會產生大量的沼氣，遇明火也會發生爆炸。所以一些年久未清理的下水道和有腐爛菜葉的菜窖附近嚴禁明火，以防沼氣發生爆炸。
3、甲烷作為新型清潔能源，具有其它傳統能源無法比擬的優點
(1)產生的熱量多：因為甲烷為氣態，在燃燒的過程中能夠與空氣充分接觸，反應更加徹底，產生的熱量多。其它的液體或固體原料，因與空氣接觸受到一定的限制，導致燃燒反應不徹底，產生的熱量就受到抑制。
甲烷燃燒發出明亮的藍色火焰、產生大量的熱
(2)產物為水和二氧化碳無污染：甲烷作為新型清潔能源的一個重要原因就是燃燒后的產物為水和二氧化碳，沒有污染。甲烷是由碳氫兩種元素組成的最簡單的有機化合物，根據化學反應質量守恒定律可知，其燃燒的產物為水和二氧化碳氣體，或還有一氧化碳氣體。但是甲烷為氣體物質，能夠與空氣充分接觸，故燃燒更加劇烈，反應更加徹底，就不會產生一氧化碳氣體。 然而煤和石油等能源燃燒的時候，會產物大量的一氧化碳和粉塵顆粒，從而造成大氣環境污染。
(3)甲烷的形成周期短、成本低，不需要犧牲環境為代價。
甲烷的形成不需要經過漫長的歷史變遷作用，只需要經過短短的幾十天的發酵就可以產生大量的甲烷氣體。而煤和石油則需要經過幾千年甚至幾萬年漫長時間的變化，才能夠形成。農村家里的沼氣池，只需要將生活垃圾加入到發酵池里，發酵一段時間就可以產生沼氣，不需要砍伐樹木破壞環境為代價。
沼氣池已經走進千家萬戶
4、如何設計實驗探索甲烷的組成，這是在中考的重點。
如何利用自己學過的化學知識設計一個夠探索推測甲烷氣體組成的實驗呢？對于這個問題，我們可以仿照前面氫氣組成的探索實驗來進行設計，主要過程如下所示。
(1)驗純：甲烷為可燃性氣體，在點燃之前一定要先檢驗甲烷氣體的純度。甲烷的爆炸極限為4%~15%之間，如果甲烷的純度在其爆炸期限內，遇明火則會發生爆炸危險。
(2)探索甲烷組成的實驗裝置圖：
甲烷燃燒產物檢驗的實驗裝置圖
具體操作：在甲烷氣體的玻璃導管口罩上一個冷、干燥，并且內壁涂有澄清石灰水的燒杯。點燃甲烷氣體，仔細觀察火焰的顏色，燒杯底部有無水珠出現，內壁是否變渾濁，燒杯壁上是否發燙等現象。
(3)探索結論分析：根據化學反應質量守恒定律，可以推測出甲烷的組成元素中一定有碳氫兩種。再根據原子種類和數目守恒，可知甲烷中只有碳氫元素，而且原子個數比為1:4，從而可以推測出甲烷的分子結構式。
5、農村在利用沼氣能源的時候，如何防止甲烷氣體帶來的危害。
(1)遠離火源：沼氣的產生環境特別廣，比如池塘、沼澤、下水道、菜窖等有已腐爛動植物遺體的地方都會產生大量的沼氣。不管是在家里利用沼氣能源，還是在下水道或菜窖作業時一定要注意遠離明火。尤其是不能讓小孩在下水道或窨井蓋周邊玩火，或持有帶明火的玩具，否則后果不堪設想
下水道中的沼氣危害大
(2)保持氣體的純度不在爆炸極限內。甲烷是一種特別易燃的氣體，點燃時要檢驗甲烷的純度，不能夠讓其濃度在爆炸極限內，否則在點燃的時候很容易發生爆炸。
6、小結
以上是中考大綱中涉及到的有關甲烷的知識，雖然圍繞該知識出題，可以千變萬化，但是知識點卻是這些。牢牢掌握考點知識，才能從容面對各種考題。希望以上分析對大家有所幫助。
