Phản ứng CH₄ → C₂H₂ + H₂

1. Phương trình CH₄ ra C₂H₂

2CH₄ → C₂H₂↑ + H₂↑

2. Điều kiện phản ứng CH4 tạo ra C₂H₂

Nhiệt độ: 1500°C Điều kiện khác: làm lạnh nhanh.

3. Cách tiến hành phản ứng CH₄ tạo ra C₂H₂

Phân hủy khí metan CH₄ ở nhiệt độ cao 1500^oC sau đó làm lạnh nhanh.

4. Tính chất hóa học của Metan

Sản phẩm thu được là khí axetilen và khí H₂

4.1. Tác dụng với oxi

Phản ứng cháy hoàn toàn

Khi đốt trong oxi, metan cháy tạo thành khí CO₂ và H₂O, tỏa nhiều nhiệt.

CH₄ + 2O₂ CO₂+ 2H₂O

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

Phản ứng cháy không hoàn toàn: Được dùng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt,…

(đốt trong điều kiện thiếu không khí)

2CH₄ + 3O₂ → 2HCOOH + 2H₂O

4.2. Tác dụng với clo khi có ánh sáng

CH₄ + Cl₂ HCl + CH₃Cl (metyl clorua)

CH₃Cl + Cl₂→ CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Ở phản ứng này, nguyên tử H của metan được thay thế bởi nguyên tử Cl, vì vậy được gọi là phản ứng thế. Đây là phản ứng đặc trưng của liên kết đơn.

4.3. Phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO

CH₄ + H₂O → CO + H₂O

(Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 100⁰, Chất xúc tác Ni)

4.4. Phản ứng phân hủy tạo ra axetilen

Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với một lượng nhỏ oxi ở nhiệt độ khoảng 1500^oC (ΔH = 397kJ/mol)

2CH4 → C₂H₂ + 3H₂

Oxi được dùng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng.

5. Tính chất vật lí của Metan

Metan là chất khí không màu không mùi không vị. Chúng rất độc và dễ bắt cháy, tạo ra lửa màu xanh.

CH4 hóa lỏng khi ở nhiệt độ - 162 °C, hóa rắn ở nhiệt độ - 183 °C.
Điểm bốc cháy là 537 °C .

Khối lượng riêng của metan là 0,717 kg / m3 .

Metan không có khả năng hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sự liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cưc.

Metan không có tính dẫn điện.

6. Bài tập

Câu 1. Phản ứng giữa Metan và khí Clo xảy ra cần điều kiện gì?

A. Axit làm xúc tác

B. Nhiệt độ cao

C. Bột sắt làm xúc tác

D. Có ánh sáng

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít khí Metan trong V lít O₂. Thể tích khí Oxi là:

A. 2,24 lít

B. 3.36 lít

C. 4,48 lít

D. 8,96 lít

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 3. Cặp chất nào gây nổ khi trộn với nhau

A. H₂ và Cl₂; CH₄ và Cl₂

B. Cl₂ và O₂; CH₄ và H₂

C. H₂ và Cl₂; Cl₂ và O₂

D. CH₄ và O₂; H₂ và O₂

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 4. Dãy các chất làm mất màu dung dịch Brom?

A. CH₄, C₂H₂

B. C₃H₈, C₂H₄

C. C₂H₄, C₃H₄

D. C₃H₆, CH₄

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 5. Chất nào dưới đây có liên kết ba trong phân tử

A. Metan

B. Butan

C. Etilen

D. Axetilen

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 6: Phản ứng hóa học đặc trưng của metan là:

A. Phản ứng thế.

B. Phản ứng cộng.

C. Phản ứng oxi hóa – khử.

D. Phản ứng phân hủy.

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 7: Các tính chất vật lí cơ bản của metan là:

A. Chất lỏng, không màu, tan nhiều tron 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

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 8: Trong phòng thí nghiệm có thể thu khí CH₄ bằng cách:

A. Đẩy không khí ( ngửa bình)

B. Đẩy axit

C. Đẩy nước (úp bình)

D. Đẩy bazo

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Điều chế Metan CH₄ trong phòng thí nghiệm

Hóa chất và dụng cụ

Hóa chất: CH₃COONa, NaOH, CaO, H₂O

Dụng cụ: ống nghiệm, giá đỡ, chậu thủy tinh, nút cao su, ống dẫn khí bằng thủy tinh, đèn cồn.

Phương pháp thu khí

Sử dụng phương pháp đẩy nước, vì metan là chất khí ít tan được trong nước.

Điều kiện xảy ra phản ứng.

Điều kiện đun nóng hỗn hợp

Phương trình hóa học

CH₃COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃

Câu 9: Để chứng minh sản phẩm của phản ứng cháy giữa metan và oxi có tạo thành khí cacbonic hay không ta cho vào ống nghiệm hóa chất nào say đây?

A. Nước cất

B. Nước vôi trong

C. Nước muối

D. Thuốc tím

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Khi cho nước vôi trong Ca(OH)₂ vào ống nghiệm thấy dung dịch bị vẩn đục chứng tỏ có khí CO₂. CO₂ phản ứng với Ca(OH)₂tạo kết tủa làm dung dịch bị vẩn đục.

Câu 10: Điều kiện để phản ứng giữa Metan và Clo xảy ra là:

A. Có bột sắt làm xúc tác

B. Có axit làm xúc tác

C. Có nhiệt độ

D. Có ánh sáng

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 11: Cấu tạo phân tử axetilen gồm

A. hai liên kết đơn và một liên kết ba.

B. hai liên kết đơn và một liên kết đôi.

C. một liên kết ba và một liên kết đôi.

D. hai liên kết đôi và một liên kết ba.

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 12: Liên kết C=C trong phân tử axetilen có đặc điểm

A. một liên kết kém bền dễ đứt ra trong các phản ứng hóa học.

B. hai liên kết kém bền nhưng chỉ có một liên kết bị đứt ra trong phản ứng hóa học.

C. hai liên kết kém bền dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.

D. ba liên kết kém bền dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 13: Phản ứng nào trong các phản ứng sau không tạo ra axetilen?

A. Ag₂C₂ + HCl →

B. CH₄

C. Al₄C₃ + H₂O→

D. CaC₂ + H₂O→

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 14: Axetilen tham gia phản ứng cộng H₂O (xúc tác HgSO₄, thu được sản phẩm hữu cơ là:

A. C₂H₄(OH)₂

B. CH₃CHO

C. CH₃COOH

D. C₂H₅OH

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 15: Khí axetilen không có tính chất hóa học nào sau đây?

A. Phản ứng cộng với dung dịch brom.

B. Phản ứng cháy với oxi.

C. Phản ứng cộng với hiđro.

D. Phản ứng thế với clo ngoài ánh sáng.

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Khí axetilen không có tính chất hóa học nào sau đây?

Khí axetilen có

Phản ứng cộng với dung dịch brom.

Phản ứng cháy với oxi.

Phản ứng cộng với hiđro.

Không có Phản ứng thế với clo ngoài ánh sáng.

Câu 16. Trong các nhận xét dưới đây, nhận xét nào sai ?

A. Tất cả các ankan đều có công thức phân tử C_nH_2n+2.

B. Tất cả các chất có công thức phân tử C_nH_2n+2 đều là ankan.

C. Tất cả các ankan đều chỉ có liên kết đơn trong phân tử.

D. Tất cả các chất chỉ có liên kết đơn trong phân tử đều là ankan.

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 17. Phân tử CH₄ không tan trong nư­ớc vì lí do nào sau đây?

A. Metan là chất khí.

B. Phân tử metan không phân cực.

C. Metan không có liên kết đôi.

D. Phân tử khối của metan nhỏ.

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 18. Trong các chất dư­ới đây, chất nào có nhiệt độ sôi thấp nhất?

A. C₄H₁₀.

B. C₂H₆.

C. CH₄.

D. C₃H₈.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 19. Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C₅H₁₂?

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Các đồng phân ankan có CTPT C₅H₁₂ là:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

C(CH₃)₄

Câu 20. Hợp chất hữu cơ X có tên gọi là: 2 - clo - 3 - metylpentan. Công thức cấu tạo của X là:

A. CH₃CH₂CH(Cl)CH(CH₃)₂.

B. CH₃CH(Cl)CH(CH₃)CH₂CH₃.

C. CH₃CH₂CH(CH₃)CH₂CH₂Cl.

D. CH₃CH(Cl)CH₃CH(CH₃)CH₃.

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Vậy có tất cả 3 đồng phân.

2 - clo - 3 - metylpentan “Đánh số gần halogen trước” => Cl ở số 2 ; Metyl ở số 3 ;

pentan => Mạch chính có 5C

=> Công thức cấu tạo: ¹CH₃ – ²CH(Cl) – ³CH(CH₃) – ⁴CH₂ – ⁵CH₃

Xem thêm các phương trình phản ứng hóa học khác:

C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl

C2H6 → C2H4 + H2

C4H10 + O2 → CH3COOH + H2O

C3H8 → CH4 + C2H4

C4H4 + H2 → C4H10