科普下甲烷燃烧的化学原理为什么火焰是蓝色

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　　甲烷燃烧的化学原理
　　甲烷
　　甲烷（系统名为碳烷，但只在介绍系统命名法时会出现，一般用习惯名甲烷）在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
　　甲烷燃烧现象
　　点燃纯净的甲烷，产生明亮的蓝色火焰，这是在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，很快就可以看到有水蒸气在烧杯壁上凝结。倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。说明甲烷燃烧生成水和二氧化碳。把甲烷气体收集在高玻璃筒内，直立在桌上，移去玻璃片，迅速把放有燃烧着的蜡烛的燃烧匙伸入筒内，烛火立即熄灭，但瓶口有甲烷在燃烧，发出淡蓝色的火焰。这说明甲烷可以在空气里安静地燃烧，但不助燃。
　　用大试管以排水法先从氧气贮气瓶里输入氧气23体积，然后再通入13体积的甲烷。用橡皮塞塞好，取出水面。将试管颠倒数次，使气体充分混和。用布把试管外面包好，使试管口稍微下倾，拔去塞子，迅速用燃着的小木条在试管口引火，即有尖锐的爆鸣声发生。这个实验虽然简单，但也容易失败。把玻璃导管口放出的甲烷点燃，把它放入贮满氯气的瓶中，甲烷将继续燃烧，发出红黄色的火焰，同时看到有黑烟和白雾。黑烟是炭黑，白雾是氯化氢气体和水蒸气形成的盐酸雾滴。
　　甲烷燃烧的化学方程式
　　完全燃烧：CH42O2CO22H2O（生成CO2和水）
　　不完全燃烧：2CH43O22CO4H2O（生成CO和水）
　　火焰为何呈蓝色
　　1、火焰的温度决定火焰的颜色
　　燃烧的树枝所发出的火光，随着火焰温度的高低，会逐渐变化。火旺时，温度高，光色黄亮；火焰逐渐熄灭，温度随之降低，火光也逐渐由亮黄变橙、变红、变暗红。甲烷的含氢量较大，在燃烧时会放出大量热量，使得火焰温度升高，呈现出蓝色的状态。
　　2、燃烧物质的元素构成决定了火焰的光谱
　　元素表的每种元素高温下都会发出自己特定的光色，常见的比如钠会出现黄色，钾是紫色，铜是绿色，化合物的光色是一种杂色，因为有许多种类的元素在发光。甲烷在燃烧时其他在焰芯处与氧气结合，由于氧气不足，不能完全燃烧，生成了部分一氧化碳，一氧化碳在焰尾处再与氧气充分反应燃烧产生青蓝色火焰。在火焰温度与元素的加持下，甲烷的燃烧才出现了明亮的青蓝色火焰。