Hoá học 9 Bài 36: Metan

• Trong tự nhiên mêtan có trong mỏ khí thiên nhiên, mỏ dầu, mỏ than, trong bùn ao.

• Mêtan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí rất ít tan trong nước.

a) Dạng rỗng    b) Dạng đặc

• Giữa nguyên tử C và nguyên tử H chỉ có 1 liên kết những liên kết như vậy gọi là liên kết đơn.

• Ta thấy trong phân tử mêtan có 4 liên kết đơn.

a. Tác dụng với oxi

Mêtan cháy tạo thành khí cacbonđioxit và hơi nước

Phương trình phản ứng: CH₄  +  O₂   ​  CO₂ +  2H₂O

Chú ý: Hỗn hợp gồm một thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh.

b. Tác dụng với Clo

Mêtan đã tác dụng với clo khi có ánh sáng 

Phương trình hóa học: 

Viết gọn lại là:  CH₄ +Cl₂ CH₃Cl + HCl 

CH₃Cl có tên gọi là metylclorua

Trong phản ứng trên, ntử H của mêtan được thay thế 4 ntử clo, vì vậy phản ứng trên được gọi là phản ứng thế 

Metan + nước  Cacbonđioxit + Khí Hiđro

Hỗn hợp X gồm CH₄ và hiđrocacbon A. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít hỗn hợp X rồi cho toàn bộ sản phẩm thu được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thấy tạo ra 50 gam kết tủa và khối lượng bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ tăng thêm 34,6 gam.

Xác định công thức phân tử của A, biết trong hỗn hợp số mol của A gấp lần số mol của CH₄.

Hướng dẫn giải

Ta có:

n_X = 4,48 / 22,4 = 0,2 mol

⇒ nCH₄ = 0,2 : 4 = 0,05 mol; n_A = 0,05.3 = 0,15 mol

Phương trình hóa học: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

C_nH_m + (n+m/4)O₂ t^o→ nCO₂ + m/2H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

n_CO2 = n_CaCO3 = 50 / 100 = 0,5 mol ⇒ n_CO2, n_H2O tạo ra khi đốt cháy A là

n_CO2 = 0,5 - 0,05 = 0,45 mol; n_H2O = 0,7 - 0,1 = 0,6 mol

⇒ Công thức của A là C₃H₈

Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít khí metan. Hãy tính thể tích khí oxi cần dùng và thể tích khí cacbonic tạo thành. Biết thể tích các khí đo ở đktc.

Hướng dẫn giải

Số mol metan là:

\(n_{CH_{4}} = \frac{11,2 }{22,4} = 0,5 \ mol\)

Phương trình hóa học:

CH₄     +   2O₂     →   CO₂ + 2H₂O

1 mol        2 mol         1 mol

0,5 mol →  1 mol        0,5 mol

Thể tích khí oxi cần dùng là:

V_O2 = 1 . 22,4 = 22,4 lít

Thể tích khí cacbonic tạo thành là:

V_CO2 = 0,5 . 22,4 = 11,2 lít

Nêu phương pháp hoá học dùng để phân biệt các khí đựng trong các bình riêng biệt sau: Metan, hiđro, oxi.

Hướng dẫn giải

Đốt các khí:

Khí cháy mạnh là khí oxi, khí cháy tạo ra CO₂ (nhận được nhờ dung dịch Ca(OH)₂) là CH₄. Khí còn lại là H₂.

Câu 1: Khi cho metan tác dụng với clo có chiếu sáng theo tỉ lệ 1:1 về số mol, người thấy ngoài sản phẩm chính là CH₃Cl còn tạo ra một hợp chất X trong phần trăm khối lượng của clo là 83,53%. Hãy xác định công thức phân tử của X.

Câu 2: Propan là hiđrocacbon có tính chất tương tự metan và có công thức phân tử C₃H₈

a) Viết công thức cấu tạo của propan.

b) Viết phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy propan.

c) Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa propan và clo khi chiếu sá để tạo ra C₃H₇Cl.

Câu 3: Trong các khí sau: CH₄, H₂, Cl₂, O₂.

a) Những khí nào tác dụng với nhau từng đôi một?

b) Hai khí nào khi trộn với nhau tạo ra hỗn hợp nổ?

Câu 4: Nêu phương pháp hoá học dùng để phân biệt các khí đựng trong các bình riêng biệt sau:

a) Metan, cacbon đioxit, hiđro.

b) Metan, cacbon oxit, hiđro.

Câu 1: Các tính chất vật lí của metan là:

A. Chất lỏng, không màu, tan nhiều trong nước

B. Chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, tan ít trong nước

C. Chất khí không màu, tan nhiều trong nước

D. Chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí, tan ít trong nước

Câu 2: Trong phòng thí nghiệm có thể thu khí metan bằng cách:

A. Đẩy không khí (ngửa bình)

B. Đẩy axit

C. Đẩy nước (úp bình)

D. Đẩy bazơ

Câu 3: Để chứng minh sản phẩm của phản ứng cháy giữa metan và oxi có tạo thành khí cacbonic ta cho vào ống nghiệm hóa chất nào sau đây:

A. Nước cất

B. Nước vôi trong

C. Nước muối

D. Thuốc tím

Sau bài học cần nắm:

• CTPT, CTCT, đặc điểm cấu tạo của mêtan.
• Tính chất vật lí: Trạng thái, màu sắc, tính tan trong nước, tỉ khối so với không khí.
• Tính chất hoá học của CH₄: tác dụng được với clo (pứ thế), với oxi (pứ cháy).
• Mêtan được dùng làm nhiên liệu và nguyên liệu trong đời sống và sản xuất.