Tính chất hóa học của metan

     

Metan (công thức chất hóa học là CH4) là thành phần chủ yếu của khí gas mà bọn họ đang sử dụng. Vậy khí metan là gì? Cùng mày mò trạng thái từ bỏ nhiên, tính chất, vận dụng và giải pháp điều chế metan trong bài viết dưới đây.

Bạn đang xem: Tính chất hóa học của metan

Metan là gì?

Metan là hóa học khí ko màu, ko mùi, ko vị, khối lượng nhẹ hơn không khí. Vào tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong mỏ dầu (khí mỏ dầu giỏi khí đồng hành), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao (khí bùn ao), vào khí biogas…

Công thức phân tử: CH4

Phân tử khối của Metan (CH4) bởi 16 đvC.

Cấu sản xuất phân tử:

*

Trong phân tử metan chỉ bao gồm 4 links đơn.

Những hiđrocacbon mạch hở, phân tử chỉ có links đơn y hệt như metan điện thoại tư vấn là ankan, bí quyết chung là CnH2n+2, cùng với n ≥ 1

Tính chất vật lý của metan

Metan (CH4) với những đặc điểm vật lý sau đây:

*

Metan là 1 trong những chất khí không màu, không mùi, ko vị, ít tan vào nước.

Tỉ khối của metan với không gian là dCH4/kk = 16/29.

Đây là một trong những khí vô cùng độc với dễ bắt cháy, tạo ra lửa có màu xanh.

CH4 hóa lỏng khi ở -162°C, còn hóa rắn ngơi nghỉ -183°C.

Điểm bốc cháy: 537 °C.

Khối lượng riêng của metan: 0.717 kg/m3

Metan không có tác dụng hòa tan trong số dung môi phân rất vì không tồn tại sự liên kết giữa những hidro, chúng chỉ tan trong dung môi ko phân cực.

CH4 không có tính dẫn điện.

Tính hóa chất của metan

Thực tế, khí metan có không ít tính hóa chất khác nhau. Mặc dù nhiên, metan có 2 đặc điểm cơ phiên bản và nổi bật nhất, kia là năng lực tác dụng cùng với oxi và clo theo từng đk phản ứng không giống nhau.

Tác dụng với oxi

Thí nghiệm: Đốt metan với oxi

*

Hiện tượng:

Sau lúc đốt, có các giọt nước nhỏ tuổi bám bên trên thành ống nghiệm.

Đổ dung dịch nước vôi vào vào ống nghiệm sau thời điểm đốt thấy dung dịch xuất hiện vẩn đục màu sắc trắng.

Ống nghiệm lạnh lên.

Kết luận:

Khí metan cháy sản xuất thành khí cacbonic, hơi nước.

Phản ứng tỏa những nhiệt.

Phương trình hóa học: CH4(k) + 2O2(k) →CO2(k) + 2H2O(h) (điều kiện nhiệt độ)

Chú ý: Hỗn đúng theo một thể tích khí metan cùng hai thể tích khí oxi là các thành phần hỗn hợp gây nổ mạnh.

*

Tác dụng cùng với clo

Thí nghiệm: Cho các thành phần hỗn hợp khí metan với clo bội phản ứng với nhau trong bình kín, đk có chiếu sáng.

*

Hiện tượng:

Ban đầu tất cả hổn hợp khí gồm màu rubi của clo. Sau một thời gian, màu đá quý nhạt dần rồi mất đi.

Thêm nước rồi nhúng quỳ tím vào bình thấy quỳ tím chuyển sang color đỏ.

Kết luận:

Metan đã phản ứng cùng với clo khi bao gồm ánh sáng, sản phẩm thu được sau làm phản ứng bao gồm tính axit nên khi cho quỳ tím độ ẩm vào thì quỳ tím chuyển đỏ.

Phương trình hóa học: CH4 + Cl2 → HCl + CH3Cl (clo metan)

Ở bội nghịch ứng này, nguyên tử hidro của metan được thay thế sửa chữa bởi nguyên tử clo, bởi vì vậy được call là phản ứng thế. Nếu cần sử dụng dư khí clo, toàn bộ nguyên tử hidro có trong phân tử metan có thể bị sửa chữa thay thế hết do nguyên tử clo.

Điều chế khí metan như vậy nào?

Có nhiều phương pháp để điều chế metan, nhưng hóa học khí này thường được pha trộn và ứng dụng nhiều độc nhất trong hai môi trường xung quanh phổ biến: chống thí nghiệm cùng trong công nghiệp.

Xem thêm: Già Rẻ Sửa Máy Giặt Sharp Giá Rẻ Tại Tphcm, Trung Tâm Sửa Máy Giặt Sharp Tại Nhà

Điều chế metan trong chống thí nghiệm

Một số cách thịnh hành điều chế CH4 vào phòng thể nghiệm như sau:

Khi cần một lượng nhỏ khí metan, người ta nung natri axetat tầm thường với vôi tôi xút, hoặc điều chế bằng phương pháp cho nhôm cacbua tính năng với nước.

Điều chế CH4 tự nhôm cacbua:

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

Phản ứng muối natri axetat cùng với xút tạo nên khí metan (nhiệt phân muối bột natri của axit cacboxylic):

CH3–COONa + NaOH →(CaO, sức nóng độ) Na2CO3 + CH4

Cách pha trộn metanol bởi phản ứng cùng hidro vào cacbon:

C + 2H2 →(nhiệt độ, Ni) CH4

Cách pha chế CH4 tự khí CO:

CO + 3H2 →(nhiệt độ) H2O+CH4

Hoặc điều chế CH4 bằng phương pháp khử các dẫn xuất methyl của những halogen, ancol hay carbonyl.

Điều chế metan vào công nghiệp

Trong công nghiệp, Metan và các đồng đẳng được tách từ khí vạn vật thiên nhiên và dầu mỏ. Đây là biện pháp điều chế CH4 thuận lợi và mau lẹ nhất.

Ứng dụng của khí metan

Metan là trong những loại nguyên liệu đặc biệt quan trọng không thể thiếu thốn trong quy trình sản xuất công nghiệp với sinh hoạt hàng ngày của nhỏ người.

*

Ứng dụng vào nhiên liệu

Nhờ năng lực sinh nhiệt cao, metan vươn lên là nhiên liệu quan trọng được con tín đồ lựa lựa chọn và thực hiện để cung cấp điện năng, hỗ trợ sưởi nóng hay có tác dụng nhiên liệu cho những loại bộ động cơ ô tô.

*

Metan làm nhiên liệu cho những lò nướng, item hay máy nước nóng, lò nung,... Với vẻ ngoài đốt cháy oxy để hình thành nhiệt.

Metan nhập vai trò đặc trưng trong câu hỏi phát điện khi đốt nó như một nhiên liệu trong tuabin khí. Trong nhà máy nhiệt điện, metan cần sử dụng làm nguyên liệu phối hợp với than tạo ra kết quả tốt, đồng thời sút thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Vì lượng chất khí metan vào khí mỏ có thể đạt đến cả 98%, bắt buộc nó rất có thể dùng để triển khai nhiên liệu cho những loại hộp động cơ ôtô.

Tuy nhiên, khí metan than và các loại nhiên liệu dạng khí khác bao gồm mức năng lượng ở thể tích thấp. Vào điều kiện bình thường thì mức nhiệt lượng cháy của một lít khí metan than nằm khoảng chừng 33-36 kJ. Trong khi đó, nhiệt độ lượng nhận được sau quy trình cháy của một lít xăng lại ở tại mức 31.400 kJ, to hơn 1000 lần so với khí metan than. Vì chưng vậy, những nhà nghiên cứu rất có thể khẳng định khí metan than hoàn toàn có thể làm nhiên liệu hộp động cơ ôtô ngơi nghỉ dạng nén tuyệt hóa lỏng.

Các phân tích về nghiên cứu tính độc của ôtô chạy bởi khí đã cho thấy thêm kết quả giỏi khi cầm nhiên liệu xăng bằng khí metan than. Yếu tố khí độc thải (tính g/km) phân phát thải ra môi trường thiên nhiên giảm đi nhiều lần: oxit cacbon 5-10 lần, hydrocarbon – 3 lần với nhóm khí that oxit nitơ – trong 1,5 -2,5 lần…

Ngoài ra, ở nhiều nơi, metan còn được gọi là “khí thiên nhiên” - được lắp ráp các hệ thống đường ống dẫn đến từng nhà để sưởi nóng và đun nấu ăn.

Ứng dụng trong công nghiệp

Khí metan hiện nay được ứng dụng trong vô số nhiều phản ứng hóa công nghiệp không giống nhau và được vận chuyển bình an dưới dạng khí hóa lỏng.

Trong hóa công nghiệp, metan là nguyên liệu chính để phân phối ra những chất hydro, methanol, những loại axit axetic với anhydrit axetic.

Metan là nguyên vật liệu để pha trộn ra H2 theo phương trình:

CH4 + H2O (t°, xt) → CO2 + H2

Metan là nguyên liệu chính để điều chế bột than và các chất hóa học khác ví như metanol, anhydride axetic giỏi axit axetic…

Bài tập về metan - SGK chất hóa học 9 kèm lời giải

Từ những kỹ năng trên, chúng ta cùng áp dụng những kiến thức đó để giải một trong những bài tập sau.

*

Giải bài xích 2 Hoá 9 SGK trang 116

Trong các phương trình hóa học sau, phương trình chất hóa học nào viết đúng? Phương trình hóa học nào viết sai?

a) CH4 + Cl2 → CH2Cl2 + H2 (ánh sáng)

b) CH4 + Cl2 → CH2 + 2HCl (ánh sáng)

c) 2CH4 + Cl2 → 2CH3Cl + H2 (ánh sáng)

d) CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl (ánh sáng)

Gợi ý đáp án:

Phương trình hóa học viết chính xác là trường hòa hợp d. Những trường hợp còn lại đều sai.

Giải bài xích 3 SGK Hóa 9 trang 116

Đốt cháy trọn vẹn 11,2 lít khí metan (đktc). Hãy tính thể tích khí oxi đề xuất dùng và thể tích khí cacbonic sinh sản thành. Biết thể tích các khí đo nghỉ ngơi đktc.

Gợi ý đáp án:

nCH4 = 11,2/22,4 = 0,5 mol

Phương trình bội nghịch ứng:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Theo phương trình: nO2 = 2 x nCH4 = 2 x 0,5 = 1 mol.

nCO2 = nCH4 = 0,5 mol.

VO2 = 1 x 22,4 = 22,4 lít.

VCO2 = 0,5 x 22,4 = 11,2 lít.

Giải bài xích 4 trang 116 SGK Hóa 9

Có một hỗn hợp khí gồm CO2 cùng CH4. Hãy trình bày phương thức hóa học để:

a) nhận được khí CH4.

b) nhận được khí CO2.

Gợi ý đáp án:

Phương pháp chất hóa học để:

a) thu được khí CH4:

Dẫn tất cả hổn hợp khí qua hỗn hợp Ca(OH)2 dư, khí CO2 bị duy trì lại vì chưng phản ứng tạo thành CaCO3, khí bay thoát ra khỏi dung dịch là CH4 có lẫn hơi nước cần dùng CaO có tác dụng khô để thu được CH4 tinh khiết. Ta tất cả PTHH như sau:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O.

Xem thêm: Những Bài Thơ Lục Bát Về Quê Hương ❤️️ Lưu Giữ Những Ký Ức, Thơ Lục Bát Về Quê Hương ❤️️ Lưu Giữ Những Ký Ức

b) mang lại CaCO3 thu được sống trên chức năng với dung dịch HCl loãng ta sẽ thu được khí CO2. Làm lạnh dừng tụ nước sẽ thu được CO2 tinh khiết/ Ta có PTHH như sau:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

Bài viết trên phía trên đã cung cấp đầy đủ thông tin về metan là gì, khái niệm, trạng thái, tính chất, giải pháp điều chế và ứng dụng của chất khí này trong cuộc sống. Mong muốn những tin tức này sẽ giúp đỡ bạn tất cả thêm rất nhiều kiến thức có ích và ứng dụng chúng trong học tập tương tự như thực tiễn.