天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH4。它是一种无色、无味、易燃的气体，广泛用于家庭和工业领域。甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成，其结构呈正四面体形，这种稳定的结构使得甲烷具有很高的能量密度。
甲烷的燃烧反应非常简单，但也非常重要。当甲烷与氧气充分接触并点燃时，会发生以下化学反应：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。这个反应释放出大量的热量，因此甲烷被广泛用作燃料。在家庭中，甲烷通常以天然气或沼气的形式使用，用于做饭、取暖等。在工业领域，甲烷则用于生产合成气、甲醇等化学品。
除了作为燃料，甲烷在自然界中也扮演着重要角色。它是沼气的主要成分，由有机物在厌氧条件下分解产生。此外，甲烷也是一种温室气体，其温室效应比二氧化碳更强。因此，控制甲烷的排放对于减缓全球变暖具有重要意义。
甲烷的化学性质也使其在科研领域备受关注。科学家们正在研究如何更有效地利用甲烷，例如通过甲烷重整制取合成气，或者将其转化为其他更有用的化学品。此外，甲烷的催化裂解也被认为是一种有潜力的能源转化技术。
总之，甲烷作为一种简单而实用的化学物质，在我们的生活和工业中发挥着重要作用。了解甲烷的化学式和性质，有助于我们更好地利用这一资源，并推动相关技术的发展。