Bước sang học kỳ 2 của chương trình Hóa học lớp 9, các bạn học sinh sẽ bắt đầu làm quen với một phần mới bên cạnh hóa vô cơ. Đó chính là phần hóa học hữu cơ. Với chương trình lớp 9, các bạn sẽ được trang bị nền tảng cơ bản nhất về các chất hóa học hữu cơ đơn giản. Mở đầu cho chuỗi các chất đó chính là khí metan, Và kiến thức học sinh cần nắm vững trong bài về metan hóa 9 này sẽ là công thức hóa học, cấu tạo và tính chất hóa học của metan.
Trạng thái tồn tại trong tự nhiên và tính chất vật lý của Metan
Trạng thái tự nhiên của metan là trạng thái khí. Khí này có trong các mỏ khí thiên nhiên, mỏ dầu và mỏ than. Trên thực tế thì metan là một cái tên rất quen thuộc với đa số chúng ta trong đời sống hàng ngày. Tuy nhiên, ngoài việc biết metan tồn tại ở dạng khí ra thì mọi người hầu như cũng không biết đến các tính chất vật lý cơ bản của chất này.
Về mặt vật lý, khí metan không có màu cũng không có mùi vị gì, có trọng lượng nhẹ hơn không khí (16<29) và gần như không tan trong nước hay nói cách khác là tan rất rất ít trong nước.
Ngoài ra, chất khí này cũng không có khả năng dẫn điện. Bản chất thì metan không phải là một chất độc về mặt hóa học.
Tuy nhiên, chất hữu cơ này lại rất dễ bắt cháy. Vậy nên có thể dễ dàng gây ra các vụ cháy lớn, nguy hiểm tính mạng nếu bạn ở gần khu vực có lượng metan lớn. Đồng thời, nếu ở trong khu vực tích tụ quá nhiều metan cũng dễ gây ra hiện tượng ngạt thở hoặc ngộ độc CO.
>> Đăng ký học thử miễn phí môn Hóa học từ lớp 8 đến lớp 12
Công thức phân tử và công thức cấu tạo của metan là gì?
Công thức phân tử của metan là CH4. Dựa vào đó suy ra công thức cấu tạo của metan gồm 1 nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H bằng 4 các liên kết đơn. Như vậy, có thể thấy rằng trong cấu tạo của CH4 chỉ có duy nhất một loại liên kết là liên kết đơn và cũng không có sự kết nối giữa các nguyên tử H với nhau.
Với những chất hữu cơ không có sự liên kết giữa các nguyên tử H thì sẽ không thể tan trong các loại dung môi phân cực được mà chỉ có thể tan trong dung môi không phân cực thôi. Mà nước lại là một trong những dung môi phân cực điển hình. Vậy nên đó là lý do giải thích vì sao CH4 tan vô cùng ít trong nước.
Tính chất hóa học của metan
Trên thực tế, khí metan không phải chỉ có 1, 2 tính chất hóa học mà là nhiều hơn thế. Tuy nhiên, với kiến thức metan hóa 9 thì chỉ yêu cầu các bạn học sinh nắm được 2 tính chất cơ bản và điển hình nhất của metan. Đó là khả năng tác dụng với Oxi và với Clo theo từng điều kiện phản ứng khác nhau.
Tác dụng với Oxi
Metan đốt cháy trong oxi trên nền nhiệt độ sẽ tạo ra 2 chất vô cơ là H2O (nước) và khí CO2 (khí cacbondioxit). Phương trình phản ứng như sau:
CH4 + 2O2 (nhiệt độ) → CO2 + 2H2O
>> Tham khảo: Ứng dụng học trực tuyến hàng đầu Việt Nam – Toppy
Tác dụng với Clo trong điều kiện có ánh sáng
Bên cạnh phản ứng cháy cùng oxi thì khí metan còn có thể tác dụng được với khí Clo trong điều kiện có ánh sáng chiếu vào. Sự kết hợp này sẽ tạo ra 2 chất mới là HCl và CH3Cl (metyl clorua). Phương trình phản ứng như sau:
Trong phản ứng này, các bạn có thể thấy một nguyên tử H của metan được thay thế bởi một nguyên tử Cl. Từ đó tạo ra metyl clorua.
Vì vậy, phản ứng tác dụng với Clo này của CH4 được gọi là phản ứng thế. Và phản ứng thế này cũng chính là một trong những phản ứng hóa học đại diện cho liên kết đơn. Do đó, phản ứng đặc trưng của metan là phản ứng thế.
Ứng dụng về tính chất hóa học của metan trong đời sống
Metan là một chất khí được ứng dụng rất phổ biến trong đời sống hàng ngày của chúng ta. Điển hình nhất là trong các ngành công nghiệp, điều chế và nhiên liệu.
Ứng dụng metan làm nhiên liệu
Như đã đề cập ở phần trên, khí metan không chỉ dễ bắt cháy mà khi cháy còn tỏa ra rất nhiều nhiệt. Vậy nên đây chính là một nguồn nhiên liệu quan trọng trong cuộc sống. Ví dụ dễ hiểu nhất về ứng dụng nhiên liệu của metan là khí gas. Chính là bếp gas mà hiện nay chúng ta vẫn đang sử dụng mỗi ngày đó.
>> Bật mí bí quyết đánh tan nỗi sợ môn Hóa
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp
CH4 “góp mặt” khá nhiều trong các phản ứng hóa học của chất hữu cơ ở cả 3 trạng thái rắn, lỏng, khí. Vì vậy, trong các ngành công nghiệp hóa học, metan được ứng dụng phổ biến để tạo ra các chất như hidro, axit axetic (CH3COOH), methanol (CH3OH),…
Ứng dụng metan để điều chế hidro trong công nghiệp
Trên đây là nội dung về tính chất hóa học của metan và phản ứng đặc trưng của chất này gói gọn trong chương trình metan hóa 9. Đây là một chất quan trọng, thường xuyên xuất hiện trong các dạng bài tập hóa khác nhau nên bạn cần phải nắm rõ. Ngoài ra, các bạn học sinh có thể mở rộng thêm kiến thức về chất này và 1 số chất khác trong các bài viết của Toppy.
Xem thêm:
- Phản ứng hóa học là gì? Có mấy loại phản ứng hóa học
- Hóa lớp 10 – Kiến thức trọng tâm và các dạng bài trong đề thi
Giải pháp toàn diện giúp con đạt điểm 9-10 dễ dàng cùng Toppy
Với mục tiêu lấy học sinh làm trung tâm, Toppy chú trọng việc xây dựng cho học sinh một lộ trình học tập cá nhân, giúp học sinh nắm vững căn bản và tiếp cận kiến thức nâng cao nhờ hệ thống nhắc học, thư viện bài tập và đề thi chuẩn khung năng lực từ 9 lên 10.
Kho học liệu khổng lồ
Kho video bài giảng, nội dung minh hoạ sinh động, dễ hiểu, gắn kết học sinh vào hoạt động tự học. Thư viên bài tập, đề thi phong phú, bài tập tự luyện phân cấp nhiều trình độ.Tự luyện – tự chữa bài giúp tăng hiệu quả và rút ngắn thời gian học. Kết hợp phòng thi ảo (Mock Test) có giám thị thật để chuẩn bị sẵn sàng và tháo gỡ nỗi lo về bài thi IELTS.
Nền tảng học tập thông minh, không giới hạn, cam kết hiệu quả
Chỉ cần điện thoại hoặc máy tính/laptop là bạn có thể học bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu. 100% học viên trải nghiệm tự học cùng TOPPY đều đạt kết quả như mong muốn. Các kỹ năng cần tập trung đều được cải thiện đạt hiệu quả cao. Học lại miễn phí tới khi đạt!
Tự động thiết lập lộ trình học tập tối ưu nhất
Lộ trình học tập cá nhân hóa cho mỗi học viên dựa trên bài kiểm tra đầu vào, hành vi học tập, kết quả luyện tập (tốc độ, điểm số) trên từng đơn vị kiến thức; từ đó tập trung vào các kỹ năng còn yếu và những phần kiến thức học viên chưa nắm vững.
Trợ lý ảo và Cố vấn học tập Online đồng hành hỗ trợ xuyên suốt quá trình học tập
Kết hợp với ứng dụng AI nhắc học, đánh giá học tập thông minh, chi tiết và đội ngũ hỗ trợ thắc mắc 24/7, giúp kèm cặp và động viên học sinh trong suốt quá trình học, tạo sự yên tâm giao phó cho phụ huynh.
