Metan - dãy đồng đẳng của metan (ankan)
Lý thuyết về Metan - dãy đồng đẳng của metan (ankan)
METAN
Công thức phân tử: $C{{H}_{4}}$
I. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lý
- Trong tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong dầu mỏ (khí mỏ dầu), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao, trong khí biogas
- Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí ($d=\frac{16}{29}$ ), rất ít tan trong nước.
II. Cấu tạo phân tử
- Công thức cấu tạo: \[\begin{gathered}
\,\,H \hfill \\
H - \mathop {\mathop C\limits_| }\limits^| - H \hfill \\
H \hfill \\
\end{gathered} \]
Giữa nguyên tử cacbon và hiđro chỉ có một liên kết. Những liên kết như vậy gọi là liên kết đơn.
- Các hiđro cacbon có cấu tạo giống metan (trong phân tử chỉ chứa liên kết đơn) được gọi chung là ankan. Công thức phân tử tổng quát của ankan là: ${{C}_{n}}{{H}_{2n+2}}$ (n: số nguyên tử cacbon)
III. Tính chất hóa học
1. Tác dụng với oxi
- Thí nghiệm: đốt cháy metan, dùng ống nghiệm úp phía trên ngọn lửa, ta thấy có các giọt nước bám vào thành ống nghiệm. Rót nước vôi trong vào ống nghiệm thấy nước vôi trong bị vẩn đục, chứng tỏ trong ống nghiệm có $C{{O}_{2}}$
- Kết luận: Metan cháy tạo thành khí $C{{O}_{2}}$ và hơi nước
$C{{H}_{4(k)}}+2{{O}_{2(k)}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}C{{O}_{2(k)}}+2{{H}_{2}}{{O}_{(k)}}$
Phản ứng tỏa nhiều nhiệt. Hỗn hợp gồm 1 thể tích metan và 2 thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh
2. Tác dụng với clo
- Thí nghiệm: Đưa bình đựng hỗn hợp khí metan và clo ra ánh sáng. Sau một thời gian cho nước vào bình, lặc nhẹ, rồi thêm một mẩu giấy quỳ tím
- Hiện tượng: Khi đưa ra ánh sáng, màu vàng nhạt của clo mất đi, giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ do metan tác dụng với clo tạo thành HCl (axit)
- Kết luận: Metan tác dụng với khí clo khi có ánh sáng
Viết gọn: $C{{H}_{4\,(k)}}+C{{l}_{2(k)}}\xrightarrow{anh\,\,sang}C{{H}_{3}}C{{l}_{(k)}}+HC{{l}_{(k)}}$ (1)
Trong phản ứng trên, nguyên tử H của metan được thay thế bởi nguyên tử clo nên phản ứng (1) là phản ứng thế.
Bài tập tự luyện có đáp án
Câu 1: Công thức phân tử và phân tử khối của metan lần lượt là
- A
- B
- C
- D
Công thức phân tử và phân tử khối của metan lần lượt là : $ C{{H}_{4}};16 $
Câu 2: Công thức cấu tạo của etan ( $ {{C}_{2}}{{H}_{6}} $ ) là
- A
- B
- C
- D
Công thức cấu tạo của etan ( $ {{C}_{2}}{{H}_{6}} $ ) là $ \begin{array}{l} & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\underset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\,\underset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \\ & H-\,\,C-C-H \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\overset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\,\overset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\, \end{array} $
Câu 3: Phản ứng của khí metan với khí clo được gọi là
- A
- B
- C
- D
Phản ứng của khí metan với khí clo được gọi là phản ứng thế.
Câu 4: Phát biểu nào sau đây không đúng?
- A
- B
- C
- D
Phát biểu sai: Metan cháy thu nhiệt nên được dùng làm khí làm lạnh trong máy điều hòa.
Đúng phải là : Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được dùng làm nhiên liệu.
Câu 5: Sản phẩm của phản ứng đốt cháy metan là
- A
- B
- C
- D
Phản ứng đốt cháy metan:
$ C{{H}_{4}}+2{{O}_{2}}\xrightarrow{anh\,\,sang}C{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}\text{O} $
Câu 6: Số liên kết đơn trong phân tử metan là
- A
- B
- C
- D
Có 4 liên kết đơn C-H trong phân tử metan
$ \begin{array}{l} & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\underset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\, \\ & H-\,\,C-H \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\overset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\, \end{array} $
Câu 7: Các tính chất vật lí cơ bản của metan là
- A
- B
- C
- D
Các tính chất vật lí cơ bản của metan là: Chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, tan ít trong nước .
Câu 8: Điều kiện để phản ứng giữa metan và khí clo xảy ra là
- A
- B
- C
- D
Điều kiện để phản ứng giữa metan và khí clo xảy ra là có ánh sáng
$ C{{H}_{4}}+C{{l}_{2}}\xrightarrow{anh\,\,sang}HC1+C{{H}_{3}}Cl $
Câu 9: Công thức cấu tạo của metan là
- A
- B
- C
- D
Công thức cấu tạo của metan là
$ \begin{array}{l} & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\underset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\, \\ & H-\,\,C-H \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\overset{\left| {} \right.}{\mathop{H}}\,\,\,\,\,\, \end{array} $
Câu 10: Phương trình hoá học nào đúng trong các phương trình hóa học dưới đây?
- A
- B
- C
- D
Phương trình hoá học viết đúng là: $ C{{H}_{4}}+C{{l}_{2}}\xrightarrow{anh\,\,sang}C{{H}_{3}}Cl+HCl $