Metan là chất hữu cơ có cấu tạo và tính chất hóa học như thế nào ? Để biết chi tiết, Tech12h xin chia sẻ với các bạn bài: Metan. Với kiến thức trọng tâm và các bài tập có lời giải chi tiết, hi vọng rằng đây sẽ là tài liệu giúp các bạn học tập tốt hơn.
Nội dung bài viết gồm 2 phần:
- Ôn tập lý thuyết
- Hướng dẫn giải bài tập sgk
A. LÝ THUYẾT
I. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí
Trạng thái tự nhiên:
- Metan có nhiều trong các mỏ khí [khí thiên nhiên], trong mỏ dầu [khí mỏ dầu], trong các mỏ than [khí mỏ than].
- Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí và tan rất ít trong nước.
II. Cấu tạo phân tử
CTCT của metan [CH4]
\=>Trong phân tử metan có 4 liên kết đơn => Metan là hiđrocacbon no.
III. Tính chất hóa học
Tác dụng với oxi:
- Tạo thành khí CO2 và H2O, tỏa nhiều nhiệt.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Tác dụng với clo khi có ánh sáng: [phản ứng thế]
CH4 + Cl2 → HCl + CH3Cl
[metyl clorua]
IV. Ứng dụng
- Dùng làm nhiên liệu.
- Metan là nguyên liệu dùng điều chế hiđro theo sơ đồ:
Metan + H2O →[xt, nhiệt] cacbon đioxit + hiđro
- Metan còn được dùng để điều chế bột than và nhiều chất khác.
B. Bài tập và hướng dẫn giải
Câu 1: Trang 116 - SGK hóa học 9
Trong các khí sau : CH4, H2, Cl2, O2.
- Những khí nào tác dụng với nhau từng đôi một ?
- Hai khí nào khi trộn với nhau tạo ra hỗn hợp nổ ?
Câu 2: Trang 116 - SGK hóa học 9
Trong các phương trình hóa học sau, phương trình hóa học nào viết đúng ? Phương trình hóa học nào viết sai?
- CH4 + Cl2 →[a/s] CH2Cl2 + H2
- CH4 + Cl2 →[a/s] CH2 + 2HCl.
- 2CH4 + Cl2 →[a/s] 2CH3Cl + H2.
- CH4 + Cl2 →[a/s] CH3Cl + HCl.
Câu 3: Trang 116 - SGK hóa học 9
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 các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
- Những hỗn hợp nổ là những hỗn hợp khi phản ứng tỏa nhiều nhiệt, đó là các hỗn hợp: CH4 và O2; H2 và O2.
Bài 2 trang 116 sgk hoá học 9
Trong các phương trình hoá học sau, phương trình hoá học nào viết đúng ? phương trình nào viết sai?
- CH4 + Cl2 --ánh sáng--> CH2Cl2 + H2 ;
- CH4 + Cl2 --ánh sáng--> CH2 + 2HCl;
- 2CH4 + Cl2 --ánh sáng--> 2CH3Cl + H2;
- CH4 + Cl2 --ánh sáng--> CH3Cl + HCl;
Giải
Phương trình hóa học viết đúng là trường hợp d.
Các trường hợp còn lại đều sai
Bài 3 trang 116 sgk hoá học 9
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 các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
Giải
CH4 + 2O2-- >2H2O + CO2
0.5 1 1 0.5 / mol
nCH4= V/22,4 = 11,2/22,4= 0,5 [mol]
nO2= 2 x nCH4 = 2×0,5 = 1 [mol]
V O2 = n x 22,4 = 1x 22,4 = 22,4 [l]
V CO2= n x 22,4 = 0,5 x 22,4 = 11,2 [l]
Bài 4 trang 116 sgk hoá học 9
Có một hỗn hợp khí gồm CO2 và CH4. Hãy trình bày phương pháp hoá học để :
- Thu được khí CH4.
- Thu được khí CO2.
Lời giải:
- Để thu được CH4, ta dẫn hỗn hợp qua dung dịch Ca[OH]2 dư,CO2 bị hấp thụ hết, khí thoát ra là CH4.
CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3 + H2O
- Sau khi thu lấy metan, lấy kết tủa, rửa sạch và đem nung [hoặc cho tác dụng với dung dịch HCl], thu được CO2.