Metan (công thức chất hóa học là CH4) là thành phần thiết yếu của khí gas mà họ đang sử dụng. Vậy khí metan là gì? Cùng khám phá trạng thái từ nhiên, tính chất, áp dụng và cách điều chế metan trong nội dung bài viết dưới đây.
Bạn đang xem: Phản ứng không tạo ra khí metan là phản ứng
Trong phân tử metan chỉ gồm 4 link đơn.
Những hiđrocacbon mạch hở, phân tử chỉ có link đơn giống hệt như metan gọi là ankan, cách làm chung là CnH2n+2, cùng với n ≥ 1
Tính chất vật lý của metan
Metan (CH4) mang những đặc điểm vật lý sau đây:
Metan là một trong những chất khí không màu, không mùi, không vị, không nhiều tan trong nước.
Tỉ khối của metan với không khí là dCH4/kk = 16/29.
Đây là 1 trong khí siêu độc và dễ bắt cháy, tạo nên lửa có màu xanh.
CH4 hóa lỏng lúc ở -162°C, còn hóa rắn ở -183°C.
Điểm bốc cháy: 537 °C.
Khối lượng riêng rẽ của metan: 0.717 kg/m3
Metan không có tác dụng hòa tan trong những dung môi phân rất vì không có sự liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tung trong dung môi ko phân cực.
CH4 không có tính dẫn điện.
Tính chất hóa học của metan
Thực tế, khí metan có nhiều tính hóa chất khác nhau. Tuy nhiên, metan có 2 tính chất cơ phiên bản và điển hình nhất, kia là khả năng tác dụng với oxi và clo theo từng điều kiện phản ứng không giống nhau.
Tác dụng cùng với oxi
Thí nghiệm: Đốt metan với oxi
Hiện tượng:
Sau lúc đốt, có những giọt nước bé dại bám bên trên thành ống nghiệm.
Đổ hỗn hợp nước vôi vào vào ống nghiệm sau khi đốt thấy dung dịch lộ diện vẩn đục màu trắng.
Ống nghiệm nóng lên.
Kết luận:
Khí metan cháy tạo nên thành khí cacbonic, khá nước.
Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.
Phương trình hóa học: CH4(k) + 2O2(k) →CO2(k) + 2H2O(h) (điều kiện nhiệt độ)
Chú ý: Hỗn phù hợp một thể tích khí metan và hai thể tích khí oxi là tất cả hổn hợp gây nổ mạnh.
Tác dụng với clo
Thí nghiệm: Cho tất cả hổn hợp khí metan và clo làm phản ứng cùng với nhau vào bình kín, điều kiện có chiếu sáng.
Hiện tượng:
Ban đầu các thành phần hỗn hợp khí tất cả màu vàng của clo. Sau 1 thời gian, màu đá quý nhạt dần dần rồi mất đi.
Thêm nước rồi nhúng quỳ tím vào trong bình thấy quỳ tím gửi sang màu đỏ.
Kết luận:
Metan vẫn phản ứng với clo khi gồm ánh sáng, sản phẩm thu được sau phản ứng tất cả tính axit nên những lúc cho quỳ tím độ ẩm vào thì quỳ tím đưa đỏ.
Phương trình hóa học: CH4 + Cl2 → HCl + CH3Cl (clo metan)
Ở bội nghịch ứng này, nguyên tử hidro của metan được sửa chữa bởi nguyên tử clo, vì chưng vậy được hotline là bội phản ứng thế. Nếu sử dụng dư khí clo, tổng thể nguyên tử hidro có trong phân tử metan có thể bị sửa chữa thay thế hết vày nguyên tử clo.
Điều chế khí metan như thế nào?
Có nhiều cách để điều chế metan, nhưng hóa học khí này thường được pha chế và vận dụng nhiều độc nhất vô nhị trong hai môi trường phổ biến: chống thí nghiệm với trong công nghiệp.
Điều chế metan trong phòng thí nghiệm
Một số cách thông dụng điều chế CH4 vào phòng thử nghiệm như sau:
Khi nên một lượng nhỏ tuổi khí metan, fan ta nung natri axetat tầm thường với vôi tôi xút, hoặc điều chế bằng cách cho nhôm cacbua công dụng với nước.
Điều chế CH4 từ bỏ nhôm cacbua:Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4
Phản ứng muối bột natri axetat với xút chế tác khí metan (nhiệt phân muối hạt natri của axit cacboxylic):CH3–COONa + NaOH →(CaO, nhiệt độ) Na2CO3 + CH4
Cách pha chế metanol bằng phản ứng cùng hidro vào cacbon:C + 2H2 →(nhiệt độ, Ni) CH4
Cách điều chế CH4 từ khí CO:CO + 3H2 →(nhiệt độ) H2O+CH4
Hoặc điều chế CH4 bằng cách khử các dẫn xuất methyl của các halogen, ancol hay carbonyl.
Điều chế metan trong công nghiệp
Trong công nghiệp, Metan và các đồng đẳng được tách trường đoản cú khí thiên nhiên và dầu mỏ. Đây là cách điều chế CH4 dễ ợt và gấp rút nhất.
Ứng dụng của khí metan
Metan là trong số những loại nguyên liệu đặc biệt không thể thiếu trong quá trình sản xuất công nghiệp và sinh hoạt hằng ngày của con người.
Ứng dụng trong nhiên liệu
Nhờ khả năng sinh nhiệt cao, metan vươn lên là nhiên liệu quan trọng đặc biệt được con bạn lựa chọn và áp dụng để thêm vào điện năng, cung cấp sưởi nóng hay làm cho nhiên liệu cho những loại động cơ ô tô.
Metan có tác dụng nhiên liệu cho những lò nướng, tòa tháp hay đồ vật nước nóng, lò nung,... Với lý lẽ đốt cháy oxy để có mặt nhiệt.
Metan đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc phát năng lượng điện khi đốt nó như một nguyên liệu trong tuabin khí. Trong xí nghiệp sản xuất nhiệt điện, metan dùng làm nguyên liệu phối phù hợp với than tạo ra ra tác dụng tốt, đồng thời bớt thiểu nguy cơ độc hại môi trường.
Vì hàm vị khí metan trong khí mỏ có thể đạt đến cả 98%, nên nó hoàn toàn có thể dùng để gia công nhiên liệu cho những loại bộ động cơ ôtô.
Tuy nhiên, khí metan than và những loại xăng dạng khí khác gồm mức năng lượng ở thể tích thấp. Vào điều kiện thông thường thì mức nhiệt độ lượng cháy của một lít khí metan than nằm khoảng 33-36 kJ. Trong lúc đó, sức nóng lượng nhận được sau quy trình cháy của một lít xăng lại tại mức 31.400 kJ, lớn hơn 1000 lần đối với khí metan than. Vị vậy, các nhà nghiên cứu hoàn toàn có thể khẳng định khí metan than hoàn toàn có thể làm nhiên liệu bộ động cơ ôtô ngơi nghỉ dạng nén xuất xắc hóa lỏng.
Các đối chiếu về phân tích tính độc của ô-tô chạy bằng khí đã cho biết thêm kết quả giỏi khi chũm nhiên liệu xăng bằng khí metan than. Yếu tố khí độc thải (tính g/km) phạt thải ra môi trường xung quanh giảm đi nhiều lần: oxit cacbon 5-10 lần, hydrocarbon – 3 lần và nhóm khí that oxit nitơ – trong 1,5 -2,5 lần…
Ngoài ra, ở các nơi, metan có cách gọi khác là “khí thiên nhiên” - được lắp ráp các hệ thống đường ống dẫn tới từng nhà nhằm sưởi ấm và thổi nấu ăn.
Ứng dụng trong công nghiệp
Khí metan hiện thời được ứng dụng trong vô số 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 cung cấp ra các chất hydro, methanol, những loại axit axetic và anhydrit axetic.
Metan là vật liệu để pha chế ra H2 theo phương trình:
CH4 + H2O (t°, xt) → CO2 + H2
Metan là nguyên vật liệu chính để điều chế bột than và nhiều chất hóa học khác ví như metanol, anhydride axetic tốt axit axetic…
Bài tập về metan - SGK hóa học 9 kèm lời giải
Từ những kỹ năng và kiến thức trên, các bạn cùng vận dụng những kỹ năng và kiến thức đó để giải một số bài tập sau.
Giải bài 2 Hoá 9 SGK trang 116
Trong những phương trình hóa học sau, phương trình 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 chất hóa học viết và đúng là trường phù hợp d. Các trường hợp còn sót lại đều sai.
Giải bài bác 3 SGK Hóa 9 trang 116
Đốt cháy trọn vẹn 11,2 lít khí metan (đktc). Hãy tính thể tích khí oxi cần dùng và thể tích khí cacbonic chế tạo ra thành. Biết thể tích các khí đo làm việc đktc.
Gợi ý đáp án:
nCH4 = 11,2/22,4 = 0,5 mol
Phương trình phản 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 4 trang 116 SGK Hóa 9
Có một tất cả hổn hợp khí gồm CO2 với CH4. Hãy trình bày phương pháp hóa học tập để:
a) nhận được khí CH4.
b) chiếm được khí CO2.
Gợi ý đáp án:
Phương pháp chất hóa học để:
a) chiếm được khí CH4:
Dẫn tất cả hổn hợp khí qua hỗn hợp Ca(OH)2 dư, khí CO2 bị giữ lại lại bởi vì phản ứng tạo nên CaCO3, khí bay thoát ra khỏi dung dịch là CH4 có lẫn hơi nước yêu cầu dùng CaO làm cho khô nhằm thu được CH4 tinh khiết. Ta có PTHH như sau:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O.
Xem thêm: Bài 9: Áp Suất Khí Quyển Có Được Là Do, Công Thức Tính Áp Suất Khí Quyển
b) cho CaCO3 thu được làm việc trên tác dụng với dung dịch HCl loãng ta đang thu được khí CO2. Làm lạnh dừng tụ nước đã thu được CO2 tinh khiết/ Ta bao gồm PTHH như sau:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
Bài viết trên đây đã cung ứng đầy đủ tin tức về metan là gì, khái niệm, trạng thái, tính chất, cách điều chế và áp dụng của hóa học khí này vào cuộc sống. Mong muốn những thông tin này sẽ giúp bạn gồm thêm đa số kiến thức có lợi và vận dụng chúng trong học tập cũng như thực tiễn.