Bài 36 Metan

Metan là một trong những nguồn nhiên liệu quan trọng cho đời sống và cho công nghiệp. Vậy mêtan có cấu tạo, tính chất và ứng dụng như thế nào? Hôm nay các em sẽ được nghiên cứu qua bài giảng về Metan.

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí

Khí Metan có trong bùn ao

Hình 1: Khí Metan có trong bùn ao

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.

2.2. Cấu tạo phân tử

Mô hình phân tử Metan

Hình 2: Mô hình phân tử Metan

a) Dạng rỗng b) Dạng đặc

Công thức cấu tạo của metan

Hình 3: Công thức cấu tạo của metan

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.

2.3. Tính chất hóa học

2.3.1. Tác dụng với Oxi

Video 1: Metan cháy với Oxi

Đốt metan với oxi

Hình 4: Đốt metan với oxi

Hiện tượng:
- Khi đốt metan thấy các giọt nước nhỏ bám trên thành ống nghiệm
- Sau khi đốt, rót nước vôi trong vào ống nghiệm, dung dịch nước vôi trong bị vẩn đục.
- Tỏa nhiều nhiệt
Giải thích:
- 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.

Video 2: Nổ hỗn hợp metan và oxi

(Người ta dùng bút vẽ các vạch chia thể tích lên bình thu khí. Chia bình thành 3 phần thể tích. Vì Oxi và metan đều ít tan trong nước nên thu khí bằng cách úp ngược bình và đẩy nước. Đầu tiên người ta thu một phần thể tích khí Metan. Sau đó thu lấy hai phần thể tích khí oxi. Mục đích của việc đốt khí ở đầu ống thu khí và thấy ngọn lửa vẫn cháy chứng tỏ khí thoát ra từ ống thu khí là khí oxi. Đốt hỗn hợp một phần thể tích metan và 2 phần thể tích oxi tạo hỗn hợp nổ)

Một số hình ảnh về vụ nổ khí Metan

Hình 5: Một số hình ảnh về vụ nổ khí Metan

2.3.2. Tác dụng với Clo

Metan tác dụng với Clo

Hình 6: Metan tác dụng với Clo

Mêtan đã tác dụng với clo khi có ánh sáng
Phương trình hóa học:

CH4 + Cl2 => CH3Cl + HCl

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

2.4. Ứng dụng

Ứng dụng của metan

Hình 7: Ứng dụng của Metan

Metan + nước Cacbonđioxit + Khí Hiđro

2.5. Tổng kết

Sơ đồ tư duy bài metan

Bài tập minh họa

Bài 1:

Hãy chọn những phát biểu đúng:

a) Metan cháy với oxi tạo hơi nước và khí lưu huỳnh đioxit.

b) Phản ứng hóa học giữa metan và clo được gọi là phản ứng thế

c) Trong phản ứng hóa học giữa Metan và Clo, chỉ có duy nhất một nguyên tử Hiđro của Metan có thể được thay thế bởi nguyên tử Clo.

d) Hỗn hợp gồm hai thể tích Metan và một thể tích Oxi là hỗn hợp nổ mạnh

e) Metan tác dụng với Clo khi có ánh sáng.

f) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí.

g) Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên nó được dùng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản xuất.

h) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ

i) Trong phân tử Metan có bốn liên kết đơn C-H

k) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường.

Hướng dẫn:

Các phát biểu đúng: b, e, g, i

Các phát biểu sai là:

a) Metan cháy với oxi tạo hơi nước và khí lưu huỳnh đioxit. ⇒ Sai. Vì tạo khí CO₂ chứ không phải là lưu huỳnh đioxit

c) Trong phản ứng hóa học giữa Metan và Clo, chỉ có duy nhất một nguyên tử Hiđro của Metan có thể được thay thế bởi nguyên tử Clo. ⇒ Sai.

d) Hỗn hợp gồm hai thể tích Metan và một thể tích Oxi là hỗn hợp nổ mạnh ⇒ Sai. Hỗn hợp nổ gồm một thể tích Metan và hai phần thể tích Oxi.

f) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí ⇒ Sai. Khí metan nhẹ hơn không khí.

h) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ ⇒ Sai.

k) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường. ⇒ Sai. Phải có chiếu sáng thì phản ứng mới xảy ra.

4. Luyện tập Bài 36 Hóa học 9

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.

4.1. Trắc nghiệm

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 9 Bài 36 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

Câu 1:
Các tính chất vật lí cơ bản 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 CH₄ 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