CH4 (Metan) là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của CH4 (Metan)

CH₄ (Metan) là gì?

1. Định nghĩa của Metan

- Định nghĩa: Metan (CH₄) là một hydrocacbon nằm trong dãy đồng đẳng của ankan. Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí và rất ít tan trong nước.

- Công thức phân tử: CH₄.

- Công thức cấu tạo:

 

- Danh pháp

    + Tên quốc tế: CH₄ có tên gọi là metan.

    + Tên gốc Ankyl: CH₃ - có tên gọi là metyl.

2. Tính chất hoá học của Metan

2.1. Tác dụng với oxi

- Metan cháy tạo thành khí cacbon đioxit và hơi nước.

- Phản ứng trên tỏa nhiều nhiệt. Hỗn hợp gồm một thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh.

2.2. Tác dụng với clo

- Metan tác dụng với clo khi có ánh sáng.

Viết gọn:

- Phản ứng trên, nguyên tử hidro của metan được thay thế bởi nguyên tử clo. Vì vậy phản ứng trên được gọi là phản ứng thế.

2.3. Phản ứng nhiệt phân

2CH₄  C₂H₂ + H₂

3. Tính chất vật lí của Metan

Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí ( d=16/29) và rất ít tan trong nước. Trong tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong dầu mỏ (khí dầu mỏ hay khí đồng hành), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao (khí bùn ao), trong khí biogaz.

4. Nhận biết Metan

+ Cách 1: Đốt cháy khí metan rồi cho sản phẩm vào dung dịch Ca(OH)₂. Hiện tượng xuất hiện kết tủa vẩn đục trắng, ta sẽ nhận biết được khí metan.

+ Cách 2: Cho khí metan tác dụng với clo dưới ánh sáng. Sau đó cho quỳ tím ẩm vào, quỳ hóa đỏ, ta sẽ nhận biết được khí metan.

5. Điều chế Metan

5.1. Trong công nghiệp

Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.

5.2. Trong phòng thí nghiệm

Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat với vôi tôi xút, hoặc có thể cho nhôm cacbua tác dụng với nước:

6. Ứng dụng của Metan

- Metan cháy tỏa nhiều nhiệt, vì vậy nó được dùng làm nhiên liệu trog đời sống và trong sản xuất.

- Metan là nguyên liệu để điều chế hidro theo sơ đồ:

Metan + Nước  cacbon đioxit + hidro

- Metan còn được dùng để điều chế bột than và nhiều chất khác.

7. Bài tập liên quan Metan

Câu 1: Tính chất vật lý cơ bản của metan là

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

B. Chất khí, không màu, tan nhiều trong nước.

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

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

Lời giải:

Đáp án D

Câu 2: Hình ảnh dưới đây là mô hình phân tử chất nào?

A. C₂H₄.

B. CH₄.

C. C₂H₂.     

D. C₆H₆.

Lời giải:

Đáp án B

Câu 3: Trong phân tử metan có

A. 4 liên kết đơn C-H.

B. 1 liên kết đôi C=H và 3 liên kết đơn C-H.

C. 2 liên kết đơn C-H và 2 liên kết đôi C=H.

D. 1 liên kết đơn C-H và 3 liên kết đôi C=H.

Lời giải:

Đáp án A