Ý nghĩa của công thức hóa học CH4

Khí metan [CH4] chắc đã không còn là cái tên xa lạ đối với tất cả mọi người. Thế nhưng tất cả mọi người đã hiểu rõ gì về khí Metan cũng như công dụng, chức năng của chúng đối với đời sống con người chưa? Bạn cũng sẽ bất ngờ khi khí Metan không phải ở đâu xa, mà chính là những vật liệu có trong gia đình chúng ta.

Bạn đang xem: Ch4 là gì

Khí Metan là gì?

Khí metan [methane] hay còn có tên gọi khác là khí bùn ao, được kí hiệu là CH4 trong hóa học.

Là một hidrocacbon nằm trong dãy đồng đẳng akan. Chúng là thành phần chính của khí dầu mỏ, có trong tự nhiên khá nhiều. Metan được tạo ra trong quá trình chế biến, chưng cất hay sản xuất khí dầu mỏ. Chính vì vậy nó cũng xuất hiện trong gia đình của bạn vì nó có trong các bình gas.

Tính chất vật lí của CH4:

Meta 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 −162 °C, hóa rắn ở −183 °CĐiểm bốc cháy là 537 °CKhối lượng riêng của metan là 0.717 kg/m3Metan không có khả năn hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sư liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cực.CH4 không có tính dẫn điện.

Tính chất hóa học của CH4

Công thức cấu tạo Của CH4

Công thức phân tử khí metan

Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học như:

Phản ứng thế với halogen clo, brom

Mêtan phản ứng với Halogen cho ra dẫn xuất halogen và hidro halogenua.

Xem thêm: Tổng Bình Phương Là Gì - Hằng Đẳng Thức Đáng Nhớ

Ví dụ đối với Cl: Metan phản ứng với Clo trong ánh sáng khuếch tán theo nhiều giai đoạn:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HClCH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HClCH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HClCHCl3 + Cl2 → CCl4 + HClPhản ứng với hơi nước tạo khí CO

CH4 + H2O = CO + H2O

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

Phản ứng cháy với oxi

Phản ứng cháy hoàn toàn:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q

Q= −891 kJ/mol ở 25oC, 1 atm

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

[đốt trong điều kiện thiếu không khí]

Phản ứng phân hủy tạo axetilen

Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với 1 lượng nhỏ oxi ở nhiệt độ khoảng 1500oC:

 [ΔH = 397kJ/mol]

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

Ứng dụng của Metan đối với đời sống con người

Metan được ứng dụng vào đời sống sinh hoạt và sản xuất của con ngời rất nhiều, có thể kể đến như:

Ứng dụng CH4 làm các nhiên liệu:

CH4 cũng chính là một nhiên liệu không thể thiếu trong đời sống, đặc biệt có trong khí gas. Nấu bằng khí gas, đồ sưởi ấm giúp bạn giảm bớt lượng thải CO, CO2 ra ngoài không khí thay vì dùng bằng than, củi.

Ứng dụng CH4 vào công nghiệp:

Metan khá “ tích cực “ trong các phản ứng hóa học ở nhiều dạng khác nhau: rắn, lỏng, khí. Trong các ngành công nghiệp hóa học, metan là nguyên liệu tạo ra một số chất như hydro, methanol, axit axetic và anhydrit axetic.

Ứng dụng của metan trong thực tế

Vậy bạn có biết Metan có ở đâu trong tự nhiên không?

Metan có thể xuất hiện từ các khí thải của sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng cũng không ngoại lệ.CH4 có trong quá trình sinh học có trong ruột của động vật, tiêu biểu là sự men hóa trong đường ruột, dạ dày của động vật nhai lại.Có trong sự phân hủy kị khí ở những nơi ao hồ, đầm lầy, trầm tích dưới đáy biển… Dưới hầm cầu chúng cũng xuất hiện vì sự lên men yếm khí.CH4 là một trong những thành phần chính của khí tự nhiên, đặc biệt là khí dầu mỏ, vì thế chúng rất dễ bắt cháy.Một điểm đặc biệt lưu ý là metan có nhiều ở trong những hang động, đá giếng sâu. Vì thế tuyệt đối không tự ý đi xuống dưới giếng, hố sâu khi không được chuẩn bị kĩ càng. Muốn xuống giếng sâu phải mang đồ bảo hộ và mặt nạ chống độc. Đặc biệt hơn tuyệt đối không được mang theo bất cứ vật dụng, vật liệu nào dù kích nổ, bắt cháy ở mức độ nào. Chỉ cần bạn sử dụng một ngọn lửa rất nhỏ nhưng trong môi trường chứa nhiều Metan cũng gây cháy lớn, phát nổ và chết người.Khí Metan tuy không độc trực tiếp nhưng cũng gây nguy hiểm cho con người như: dễ bắt cháy gây nổ, tích tụ quá nhiều sẽ gây ngạt thở, đồng thời còn có khả năng gây nhiễm độc khí CO.Metan còn là một trong những chất tạo nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính, nóng lên toàn cầu. Nó có ở trong khí quyển Trái Đất nhưng không đáng kể. Mật độ Metan còn thay đổi theo mùa, tuy nhiên hiện nay nó vẫn đang có chiều hướng tăng.

Hi vọng qua bài viết trên có thể giúp ích cho người đọc những thông tin về khí Metan. Những ứng dụng cũng như nguy hiểm mà Metan gây ra để phòng tránh kịp thời.

19:49:4722/01/2019

Metan CH4 có cấu tạo và tính chất hoá học ra sao? được ứng dụng như thế nào trong đời sống, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

• xem thêm: Một số dạng bài tập về Metan và cách giải

I. Tính chất vật lý của Metan CH4

- Trong tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí [khí thiên nhiên], trong mỏ dầu [khí mỏ dầu], trong các mỏ than [khí mỏ than]. Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí và tan rất ít trong nước.

II. Cấu tạo phân tử của Metan CH4

- Công thức cấu tạo của Metan CH4: 

- Trong công thức câu tạo của metan chỉ có liên kết đơn.

- Những hiđrocacbon mạch hờ, phân tử chỉ có liên kết đơn giống như metan gọi là ankan, có công thức chung CnH2n+2, với n ≥ 1

III. Tính chất hoá học của Metan CH4

1. Metan tác dụng với oxi:

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

CH4 + 2O2 

CO2 + 2H2O

2. Metan tác dụng với clo khi có ánh sáng

CH4 + Cl2 

HCl + CH3Cl [metyl clorua]

- Ở phản ứng này, nguyên tử H của metan được thay thế bởi nguyên tử Cl, vì vậy còn được gọi là phản ứng thế.

IV. Ứng dụng của Metan

- Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được đùng làm nhiên liệu.

- Metan là nguyên liệu dùng điều chế hiđro theo sơ đồ:

                 Metan + H2O   cacbon đioxit + hiđro

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

V. Bài tập về Metan [CH4]

Bài 2 trang 116 sgk hoá 9: Trong các phương trình hóa học sau, phương trình hóa học nào viết đúng? Phương trình hóa học nào viết sai?

a] CH4 + Cl2 

CH2Cl2 + H2

b] CH4 + Cl2 

CH2 + 2HCl

c] 2CH4 + Cl2 

2CH3Cl + H2

d] CH4 + Cl2 

CH3Cl + HCl

Lời giải bài 2 trang 116 sgk hoá 9:

- Clo chỉ thế vào 1 vị trí của Hiđro, nên phương trình hóa học viết đúng là trường hợp d. Các trường hợp còn lại đều sai.

Bài 3 trang 116 sgk hoá 9: Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít khí metan [đktc]. Hãy tính thể tích khí oxi cần dùng và thể tích khí cacbonic tạo thành. Biết thể tích các khí đo ở đktc.

Lời giải bài 3 trang 116 sgk hoá 9:

- Theo bài ra, ta có: nCH4 = 11,2/22,4 = 0,5 [mol].

- Phương trình phản ứng:

CH4 + 2O2 

CO2↑ + 2H2O

- Theo PTPƯ:

nO2 = 2.nCH4 = 2.0,5 = 1 mol.

nCO2 = nCH4 = 0,5 [mol].

⇒ VO2 = n.22,4 = 1.22,4 = 22,4 [lít].

⇒ VCO2 = n.22,4 = 0,5.22,4 = 11,2 [lít].

Bài 4 trang 116 sgk hoá 9: Có một hỗn hợp khí gồm CO2 và CH4. Hãy trình bày phương pháp hóa học để:

a] Thu được khí CH4.

b] Thu được khí CO2.

Lời giải bài 4 trang 116 sgk hoá 9:

a] Phương pháp hóa học để thu được khí CH4:

- Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch Ca[OH]2 dư, khí CO2 bị giữ lại do phản ứng tạo ra CaCO3, khí bay ra khỏi dung dịch là CH4 có lẫn hơi nước nên dùng CaO làm khô để thu được CH4 tinh khiết

PTPƯ: CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3↓ + H2O.

b] Phương pháp hóa học để thu được khí CO2:

- Cho CaCO3 thu được ở trên tác dụng với dung dịch HCl loãng ta sẽ thu được khí CO2. Làm lạnh ngưng tụ nước sẽ thu được CO2 tinh khiết

PTPƯ:  CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

Hy vọng với bài viết về tính chất hoá học của Metan CH4 và bài tập áp dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi thắc mắc cần hỗ trợ các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chia sẻ bài viết nếu thấy hay. Chúc các em học tập tốt.

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

» Mục lục bài viết SGK Hóa 9 Lý thuyết và Bài tập

» Mục lục bài viết SGK Vật lý 9 Lý thuyết và Bài tập