Công thức cấu tạo của Metan và bài tập về Metan có lời giải

Metan là một chất rất quan trọng trong Hóa Học. Vậy bạn đã hiểu Metan là gì chưa? Công thức cấu tạo của metan như thế nào? Bài tập về metan có khó không? Cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết bên dưới nhé.

Xem thêm:

Khái niệm của metan là gì?

Metan hay có tên gọi khác là methane nó được hiểu là một hợp chất hóa học. Hay là một nhóm hydride nhóm 14 và là alkan đơn giản, nó cũng là thành phần chính có trong khí tự nhiên.

Metan rất phong phú trên Trái Đất, và nó trở thành một loại nhiên liệu cực hấp dẫn. Cho dù việc thu giữ và lưu trữ loại hợp chất này đặt ra những thách thức rất lớn do trạng thái khí của nó có trong điều kiện bình thường về nhiệt độ và áp suất.

Metan là hợp chất quan trọng trong hóa học

Công thức cấu tạo của metan

Metan có công thức cấu tạo là:

Công thức cấu tạo của metan

Metan có công thức hóa học là CH4, nó là thành phần chính của khí gas mà chúng ta thường thấy trong mỗi căn bếp của gia đình.

Tính chất vật lý của khí Metan

• Là loại chất khí không màu, không mùi và không vị. Nên nó rất độc và dễ cháy, nó sẽ tạo ra lửa màu xanh.
• Metan được hóa lỏng khi ở nhiệt độ là 1620C, và hóa rắn khi ở nhiệt độ là 1830C.
• Khi ở nhiệt độ 5370C thì nó sẽ bốc cháy
• Khối lượng riêng của chất khí metan này là 0,717 kg/m3.
• CH4 không có khả năng hòa tan trong những dung môi phân cực bởi vì không có sự liên kết giữa các hidro, mà chúng chỉ tan trong dung môi không phân cực.
• Khí metan không có tính dẫn điện.

Một số phản ứng hóa học của CH4

CH4 có thể tham gia vào những phản ứng hóa học như:

• Phản ứng thế với halogen, clo, brom: Metan phản ứng với halogen rồi cho ra dẫn xuất halogen và hidro halogenua.

Ví dụ: Đối với Cl: metan phản ứng với clo trong ánh sáng khuếch tán theo nhiều giai đoạn như sau:

CH4 + Cl2 => CH3Cl + HCl

CH3Cl + Cl2 => CH2Cl2 + HCl

CH2Cl2 + Cl2 => CHCl3 + HCl

CHCl3 + CL2 => CCl4 + HCl

• Metan phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO

CH4 + H2O= CO+ H2O

Với điều kiện phản ứng nhiệt độ là 1000, chất xúc tác Ni

• CH4 Phản ứng chấy với oxy

Phản ứng cháy hoàn toàn là:

CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O + Q

Q = -891 kJ/mol khi ở nhiệt độ là 250C, 1 atm

Phản ứng cháy không hoàn toàn được sử dụng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt…

CH4 + O2 => HCHO + H2O (200 atm, 3000C)

CH4 + 1/2O2 => CO + 2H2 (5000C, Ni)

CH4 + O2 => C + H2O (đốt cháy trong điều kiện thiếu không khí)

• Metan phản ứng phân hủy tạo ra axetilen

Metan khi bị nhiệt phân bằng cách nung nóng nhanh metan với 1 lượng nhỏ oxy ở nhiệt độ khoảng là 15000C.

2CH4 => C2H2 + 3H2 (ΔH = 397 kJ/mol)

Oxy chỉ được sử dụng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng.

Ứng dụng của khí Metan vào đời sống

Khí Metan được ứng dụng vào đời sống sinh hoạt và sản xuất của con người rất nhiều như:

• Ứng dụng làm nhiên liệu: Metan là một loại nhiên liệu không thể thiếu trong đời sống, đặc biệt là khí gas. Khi bạn nấu bằng khí gas, đồ sưởi ấm sẽ giúp bạn giảm bớt lượng chất thải CO, CO2 ra bên ngoài không khí thay vì sử dụng than củi.
• Ứng dụng vào công nghiệp: Trong những phản ứng hóa học ở nhiều dạng khác nhau như rắn, lỏng và khí. Trong các ngành công nghiệp hóa học thì metan chính là nguyên liệu tạo nên một số chất như hydro, methanol, axit axetic và anhydrit axetic.

Những ứng dụng của metan

Metan có ở đâu trong tự nhiên?

• Metan xuất hiện từ những khí thải của sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng.
• Có trong quá trình sinh học như trong ruột của động vật
• Có trong sự phân hủy kị khí ở những nơi có ao hồ, đầm lầy, trầm tích dưới đáy biển…
• Có trong các thành phần chính của tự nhiên như khí dầu mỏ.
• Có trong những hang động, đá giếng sâu.

Những bài tập về khí Metan kèm lời giải chi tiết

Bài tập 1: Khi đốt cháy hoàn toàn 0,7 mol metan người ta thu được một lượng CO2 (Đktc) có thể tích là bao nhiêu?

Lời giải

CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O

VCO2 = 0,7 x 22,4 = 15,68 (L)

Bài tập 2: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon A ta thu được 5,58 lít CO2 (Đktc) và 8,2 gam H2O. Vậy A là bao nhiêu?

Lời giải

nCO2 = 5,58/22,4 = 0,25 mol

nH2O = 8,2/18 = 0,45 mol

=) nH(A) = 0,11 mol

nc : nH = 0,25 : 0,11

Như vậy A chính là CH4

Bài tập 3: Đốt cháy hoàn toàn CH4 ta thu được V lít khí CO2 (Đktc) và 8,2 gam H2). Hỏi giá trị của V là bao nhiêu?

Lời giải

CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O

Vậy V = 0,2 x 22,4 = 4,48 (L)

Bài viết trên của Góc Hạnh Phúc đã đưa ra câu trả lời cho câu hỏi công thức cấu tạo của metan là gì. Ngoài ra chúng tôi cùng cung cấp một số kiến thức đến metan như khái niệm, phản ứng hóa học, ứng dụng và một số bài tập có lời giải về metan. Mong rằng những kiến thức đó sẽ hỗ trợ bạn đọc trong quá trình tham khảo tài liệu nhé.