CH4 ra HCl l CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl | CH4 ra CH3Cl
Sinx.edu.vn xin giới thiệu phản ứng CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl là phản ứng thế. Bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin về phương trình hóa học đã được cân bằng, điều kiện các chất tham gia phản ứng, hiện tượng (nếu có), ... Mời các bạn đón xem:
Nội dung bài viết
Phản ứng CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
1. Phương trình phản ứng giữa CH4 và Cl2
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
2. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Bản chất của CH4 (Metan)
Metan tác dụng với clo khi có ánh sáng, nguyên tử hidro của metan được thay thế bởi nguyên tử clo.
4.2. Bản chất của Cl2 (Clo)
Cl2 phản ứng được với một số hợp chất hữu cơ như: CH4, CH2=CH2, C2H2,...
3. Điều kiện phản ứng xảy ra giữa CH4 và Cl2
Điều kiện: ánh sáng
4. Cách thực hiện phản ứng
Khi có ánh sáng, khí metan (CH4) phản ứng với khí clo thu được metyl clorua (CH3Cl) và hiđro clorua (HCl – khí).
5. Tính chất hóa học của Metan
Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học như sau:
5.1. Tham gia phản ứng thế với halogen clo, brom
Metan phản ứng với Halogen cho ra dẫn xuất halogen và hidro halogenua.Ví dụ đối với Cl:
CH4+ Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
5.2. Phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO
CH4 + H2O = CO + H2O
(Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 1000, Chất xúc tác Ni).
5.3. Phản ứng cháy với oxi
Phản ứng cháy hoàn toàn:
CH4 + 2O2→ CO2+ 2H2O
Phản ứng cháy không hoàn toàn: Được dùng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt,…(đốt trong điều kiện thiếu không khí)
5.4. Phản ứng phân hủy tạo ra axetilen
Metan bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với một 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.
6. Tính chất vật lí của CH4
Metan 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 nhiệt độ - 162 °C, hóa rắn ở nhiệt độ - 183 °C.
Điểm bốc cháy là 537 °C .
Khối lượng riêng của metan là 0,717 kg / m3 .
Metan không có khả năng hòa tan trong các dung môi phân cực vì không có sự liên kết giữa các hidro, chúng chỉ tan trong dung môi không phân cưc.
Metan không có tính dẫn điện.
7. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Trước khi chiếu sáng hoặc đun nóng hỗn hợp phản ứng có màu vàng (của khí clo). Sau khi phản ứng xảy ra hỗn hợp sản phẩm thu được không có màu.
(Xét phản ứng xảy ra hoàn toàn và vừa đủ, không có chất dư).
8. Bạn có biết
- Phản ứng trên được gọi là phản ứng thế.
- Tương tự metan (CH4) các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự.
- Clo không chỉ thế một nguyên tử H trong phân tử metan mà có thể thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan.
10. Bài tập
Câu 1: Các tính chất vật lí cơ bản của metan là:
A. Chất lỏng, không màu, tan nhiều tron 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
Lời giải:
Đáp án: B
A. Phản ứng thế.
B. Phản ứng cộng.
C. Phản ứng oxi hóa – khử.
D. Phản ứng phân hủy.
Lời giải:
Đáp án: A
Giải thích: Phản ứng hóa học đặc trưng của metan là Phản ứng thế.
A. Có bột sắt làm xúc tác
B. Có axit làm xúc tác
C. Có nhiệt độ
D. Có ánh sáng
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Khi cho nước vôi trong Ca(OH)2 vào ống nghiệm thấy dung dịch bị vẩn đục chứng tỏ có khí CO2. CO2 phản ứng với Ca(OH)2 tạo kết tủa làm dung dịch bị vẩn đục
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Câu 4: 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 bazo
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích: CH4 không tan trong nước nên cần phải thu bằng phương pháp đẩy nước.
Câu 5: Cho các phát biểu sau:
1) Metan tác dụng với clo khi có ánh sáng.
2) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí.
3) Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được dùng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản xuất.
4) Hỗn hợp giữa metan và clo là hỗn hợp nổ.
5) Trong phân tử metan có bốn liên kết đơn C-H.
6) Metan tác dụng với clo ở điều kiện thường.
Những phát biểu nào không đúng?
A. 1, 3, 5.
B. 1, 2, 6.
C. 2, 4, 6.
D. 2, 4, 5.
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích:
Các phát biểu không đúng: 2, 4, 6
2) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí => Sai, khí metan nhẹ hơn không khí.
4) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ => Sai.
6) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường => Sai, phải có chiếu sáng thì phản ứng mới xảy ra
Câu 6: Để chứng minh sản phẩm của phản ứng cháy giữa metan và oxi có tạo thành khí cacbonic hay không ta cho vào ống nghiệm hóa chất nào say đây?
A. Nước cất
B. Nước vôi trong
C. Nước muối
D. Thuốc tí
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Khi cho nước vôi trong Ca(OH)2 vào ống nghiệm thấy dung dịch bị vẩn đục chứng tỏ có khí CO2. CO2 phản ứng với Ca(OH)2 tạo kết tủa làm dung dịch bị vẩn đục
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít khí metan. Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Thể tích khí oxi cần dùng và thể tích khí cacbonic tạo thành lần lượt là
A. 22,4 lít và 22,4 lít.
B. 11,2 lít và 22,4 lít.
C. 22,4 lít và 11,2 lít.
D. 11,2 lít và 22,4 lít
Lời giải:
Đáp án: A
Giải thích:
n = 11,2/22,4 = 0,5 mol
Phương trình phản ứng đốt cháy
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
0,5 → 1 → 0,5 mol
V = 1.22,4 = 22,4 lít
= 0,5.22,4 = 11,2 lít
Câu 8: Dãy nào sau đây chỉ gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của Metan
A. C2H2, C3H4, C4H6, C5H8.
B. CH4, C2H6, C4H10, C5H12.
C. CH4, C2H2, C3H4, C4H10.
D. C2H6, C3H8, C5H10, C6H12
Lời giải:
Đáp án: B