Phương trình hóa học CH4 + Cl2 (hay CH4 ra CH3Cl) đã được cân bằng chi tiết. Bên cạnh đó là một số bài tập minh họa có liên quan đến CH4. Mời các bạn theo dõi:
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
1. Phương trình phản ứng CH4 tác dụng với Cl2
CH4 + Cl2 →t° CH3Cl + HCl
2. Hiện tượng của phản ứng CH4 tác dụng với Cl2
Trước khi chiếu sáng hoặc đun nóng hỗn hợp phản ứng có màu vàng (của khí clo). Sau khi phản ứng xảy ra hỗn hợp sản phẩm thu được không có màu.
(Xét phản ứng xảy ra hoàn toàn và vừa đủ, không có chất dư)
3. Cách tiến hành phản ứng CH4 tác dụng với Cl2
– Khi có ánh sáng hoặc đun nóng, khí metan (CH4) phản ứng với khí clo (Cl2).
4. Mở rộng về tính chất hoá học của ankan
– Ở nhiệt độ thường, các ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hóa như dung dịch KMnO4 (thuốc tím)…
– Khi chiếu sáng hoặc đun nóng, các ankan dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy.
4.1. Phản ứng thế bởi halogen
– Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan.
Phương trình hóa học:
CH4 + Cl2 →as CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 →as CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 →as CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 →as CCl4 + HCl
– Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự metan.
Nhận xét:
– Nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc thấp hơn.
4.2. Phản ứng tách
– Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hiđrocacbon không no tương ứng.
Thí dụ:
CH3 – CH3 →500Co, xt CH2 = CH2 + H2
– Ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, các ankan còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.
Thí dụ:
CH3 – CH2 – CH3 →to, xtC2H6+CH4C3H6+H2
4.3. Phản ứng oxi hóa
– Khi bị đốt, các ankan đều cháy, tỏa nhiều nhiệt.
CnH2n + 2 + 3n+12O2 →to nCO2 + (n + 1)H2O
5. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Thể tích khí oxi cần dùng để đốt cháy hết 4,48 lít khí metan là
A. 6,72 lít
B. 8,96 lít
C. 9,52 lít
D. 10,08 lít
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Số mol CH4 là:nCH4=4,4822,4 = 0,2 mol
Phương trình phản ứng:
CH4+2O2→toCO2+2H2O0,2 0,4 (mol)
Theo phương trình phản ứng ta có nO2= 0,4 mol
Vậy thể tích khí oxi cần dùng là VO2= 0,4.22,4 = 8,96 lít.
Câu 2: Tính chất hóa học nào sau đây không phải của metan?
A. Làm mất màu dung dịch nước brom.
B. Tác dụng với oxi tạo thành CO2 và nước.
C. Tham gia phản ứng thế.
D. Tác dụng với clo khi có ánh sáng.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Metan không làm mất màu dung dịch brom.
Câu 3: Điều kiện để xảy ra phản ứng giữa metan và khí clo là
A. Có ánh sáng
B. Có axit làm xúc tác
C. Có sắt làm xúc tác
D. Làm lạnh.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Điều kiện để xảy ra phản ứng giữa metan và khí clo là có ánh sáng
Phương trình phản ứng:CH4+Cl2→ánh sángCH3Cl+HCl
Câu 4: Khối lượng CO2 và H2O thu được khi đốt cháy 16 gam khí metan là
A. 44 gam và 36 gam
B. 44 gam và 18 gam
C. 22 gam và 18 gam
D. 22 gam và 36 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Số mol của CH4 là: nCH4=1616= 1 mol
Phương trình phản ứng:
CH4+2O2→toCO2+2H2O1 1 2 (mol)
Theo phương trình phản ứng ta có:
nCO2 = 1 mol suy ra mCO2= 1.44 = 44 gam
nH2O = 2 mol suy ra mH2O= 2.18 = 36 gam
Câu 5: Chọn câu đúng trong các câu sau:
A. Metan có nhiều trong khí quyển.
B. Metan có nhiều trong nước biển.
C. Metan có nhiều trong nước ao, hồ.
D. Metan có nhiều trong các mỏ khí, mỏ dầu và mỏ than.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Metan có nhiều trong các mỏ khí, mỏ dầu và mỏ than.
Câu 6: Thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố cacbon và hiđro trong CH4 lần lượt là
A. 40% và 60%
B. 80% và 20%
C. 75% và 25%
D. 50% và 50%
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Ta có: %mC = 1216.100% = 75%
%mH = 100% – 75% = 25%
Câu 7: Khí metan có lẫn khí cacbonic, để thu được khí metan tinh khiết cần
A. Dẫn hỗn hợp qua nước vôi trong dư.
B. Đốt cháy hỗn hợp rồi dẫn qua nước vôi trong.
C. Dẫn hỗn hợp qua bình đựng dung dịch H2SO4.
D. Dẫn hỗn hợp qua bình đựng dung dịch brom dư.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Khí metan có lẫn khí cacbonic, để thu được khí metan tinh khiết cần dẫn hỗn hợp khí qua nước vôi trong dư.
Khí CO2 phản ứng bị giữ lại, khí metan không phản ứng thoát ra khỏi dung dịch thu được metan tinh khiết.
Phương trình phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam khí metan thu được 13,44 lít khí CO2 ở đktc. Giá trị của m là
A. 10,2 gam
B. 7,8 gam
C. 8,8 gam
D. 9,6 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Số mol của CO2 là: nCO2=13,4422,4= 0,6 mol
Phương trình phản ứng:
CH4+2O2→toCO2+2H2O0,6 0,6 (mol)
Theo phương trình phản ứng ta có: nCH4= 0,6 mol
Vậy khối lượng của CH4 là: m = 0,6.16 = 9,6 gam.
Câu 9: Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể thu khí CH4 bằng cách
A. Đẩy không khí (ngửa bình).
B. Đẩy axit.
C. Đẩy nước (úp bình)
D. Đẩy nước (ngửa bình).
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
CH4 không tan trong nước nên cần phải thu bằng phương pháp đẩy nước và đặt úp bình.
Câu 10: Khí metan phản ứng được với chất nào sau đây?
A. CO2
B. HCl
C. CO
D. O2
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Phương trình phản ứng: CH4+2O2→toCO2+2H2O
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- CH4 + 2O2 → CO2 + H2O
- CH4 + O2 → H2O + HCHO
- 2CH4 → C2H2 + 3H2
- CH4 + 2Cl2 → 2HCl + CH2Cl2
- CH4 + 3Cl2 → 3HCl + CHCl3
- CH4 + 4Cl2 → 4HCl + CCl4
- CH4 + Br2 → CH3Br + HBr
- CH4 + 2Br2 → 2HBr + CH2Br2
- CH4 + H2O → CO + 3H2
Săn SALE shopee tháng 12:
- Đồ dùng học tập giá rẻ
- Sữa dưỡng thể Vaseline chỉ hơn 40k/chai
- Tsubaki 199k/3 chai
- L’Oreal mua 1 tặng 3
