Tóm tắt lý thuyết 1. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí Hình 1: Khí Metan có trong bùn ao Trong tự nhiên mêtan có trong mỏ khí thiên nhiên, mỏ dầu, mỏ than, trong bùn ao. Mêtan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí rất ít tan trong nước. 2. Cấu tạo phân tử Hình 2: Mô hình phân tử Metana) Dạng rỗng b) Dạng đặc Hình 3: Công thức cấu tạo của metan Giữa nguyên tử C và nguyên tử H chỉ có 1 liên kết những liên kết như vậy gọi là liên kết đơn. Ta thấy trong phân tử mêtan có 4 liên kết đơn. 3. Tính chất hóa học 3.1. Tác dụng với Oxi Video 1: Metan cháy với Oxi Hình 4: Đốt metan với oxi Hiện tượng: Khi đốt metan thấy các giọt nước nhỏ bám trên thành ống nghiệm Sau khi đốt, rót nước vôi trong vào ống nghiệm, dung dịch nước vôi trong bị vẩn đục. Tỏa nhiều nhiệt Giải thích: Mêtan cháy tạo thành khí cacbonđioxit và hơi nước Phương trình phản ứng: CH4 + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ CO2+ 2H2O Chú ý: Hỗn hợp gồm một thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh. Video 2: Nổ hỗn hợp metan và oxi (Người ta dùng bút vẽ các vạch chia thể tích lên bình thu khí. Chia bình thành 3 phần thể tích. Vì Oxi và metan đều ít tan trong nước nên thu khí bằng cách úp ngược bình và đẩy nước. Đầu tiên người ta thu một phần thể tích khí Metan. Sau đó thu lấy hai phần thể tích khí oxi. Mục đích của việc đốt khí ở đầu ống thu khí và thấy ngọn lửa vẫn cháy chứng tỏ khí thoát ra từ ống thu khí là khí oxi. Đốt hỗn hợp một phần thể tích metan và 2 phần thể tích oxi tạo hỗn hợp nổ) Hình 5: Một số hình ảnh về vụ nổ khí Metan3.2. Tác dụng với Clo Hình 6: Metan tác dụng với Clo Mêtan đã tác dụng với clo khi có ánh sáng Phương trình hóa học: Viết gọn lại là: CH4 +Cl2 $\overset{as}{\rightarrow}$ CH3Cl + HCl CH3Cl có tên gọi là metylclorua Trong phản ứng trên, ntử H của mêtan được thay thế 4 ntử clo, vì vậy phản ứng trên được gọi là phản ứng thế 4. Ứng dụng Hình 7: Ứng dụng của MetanMetan + nước $\overset{as, xt}{\rightarrow}$ Cacbonđioxit + Khí Hiđro 5. Tổng kết Bài tập minh họa Bài 1: Hãy chọn những phát biểu đúng: a) Metan cháy với oxi tạo hơi nước và khí lưu huỳnh đioxit. b) Phản ứng hóa học giữa metan và clo được gọi là phản ứng thế c) Trong phản ứng hóa học giữa Metan và Clo, chỉ có duy nhất một nguyên tử Hiđro của Metan có thể được thay thế bởi nguyên tử Clo. d) Hỗn hợp gồm hai thể tích Metan và một thể tích Oxi là hỗn hợp nổ mạnh e) Metan tác dụng với Clo khi có ánh sáng. f) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí. g) Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên nó được dùng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản xuất. h) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ i) Trong phân tử Metan có bốn liên kết đơn C-H k) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường. Hướng dẫn: Các phát biểu đúng: b, e, g, i Các phát biểu sai là: a) Metan cháy với oxi tạo hơi nước và khí lưu huỳnh đioxit. ⇒ Sai. Vì tạo khí CO2 chứ không phải là lưu huỳnh đioxit c) Trong phản ứng hóa học giữa Metan và Clo, chỉ có duy nhất một nguyên tử Hiđro của Metan có thể được thay thế bởi nguyên tử Clo. ⇒ Sai. d) Hỗn hợp gồm hai thể tích Metan và một thể tích Oxi là hỗn hợp nổ mạnh ⇒ Sai. Hỗn hợp nổ gồm một thể tích Metan và hai phần thể tích Oxi. f) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí ⇒ Sai. Khí metan nhẹ hơn không khí. h) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ ⇒ Sai. k) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường. ⇒ Sai. Phải có chiếu sáng thì phản ứng mới xảy ra.
