Chúng tôi xin giới thiệu phương trình CH4 + Br2→ CH3Br + HBrgồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:
Phương trình CH4 + Br2→ CH3Br + HBr
1. Phản ứng hóa học:
CH4 + Br2 
CH3Br + HBr
2. Điều kiện phản ứng
- Đun nóng.
- Brom ở trạng thái hơi.
3. Cách thực hiện phản ứng
- Ở nhiệt độ cao, khí metan (CH4) phản ứng với brom (tỉ lệ 1:1) thu được metyl bromua (CH3Br) và hiđro bromua (HBr – khí).
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Trước phản ứng hỗn hợp phản ứng có màu nâu đỏ (của dung dịch brom). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn hỗn hợp sản phẩm thu được không màu.
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của Metan
Metan có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học như sau:
a. 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
b. Phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO
CH4 + H2O = CO + H2O
(Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 1000, Chất xúc tác Ni).
c. 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)
d. 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.
5.2. Tính chất hóa học của Brom
a. Tác dụng với kim loại
Sản phẩm tạo muối tương ứng
b. Tác dụng với hidro
Độ hoạt động giảm dần từ Cl → Br → I
Các khí HBr, HI tan vào nước tạo dung dịch axit.
Về độ mạnh axit thì lại tăng dần từ HCl < HBr < HI.
c. Tính khử của Br2, HBr
- Brom thể hiện tính khử khi gặp chất oxi hóa mạnh (như nước clo, …)
Br2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HBrO3 (Axit bromic) + 10HCl
- Tính khử của HBr (ở trạng thái khí cũng như trong dd) mạnh hơn HCl. HBr khử được H2SO4 đặc thành SO2.
2HBr + H2SO4đ → Br2 + SO2 + 2H2O
- Dd HBr không màu, để lâu trong không khí trở nên có màu vàng nâu vì bị oxi hóa (dd HF và HCl không có phản ứng này):
4HBr + O2 → 2H2O + 2Br2
6. 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.
- Phản ứng brom hóa metan xảy ra chậm hơn và tỏa nhiệt ít hơn so với phản ứng clo hóa metan.
- Brom 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.
- Ankan không màu mất màu nước brom ở điều kiện thường.
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Điều kiện để phản ứng giũa khí metan và hơi brom xảy ra là
A. Đun nóng.
B. Có bột Ni làm xác tác.
C. Có axit làm xúc tác.
D. Phản ứng xảy ra mà không cần xúc tác, nhiệt độ , ánh sáng.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
Phản ứng xảy ra khi đun nóng.
Ví dụ 2: Nhận định nào sau đây là sai?
A. Phản ứng giữa metan và brom là phản ứng thế.
B. Ở nhiệt độ cao, C2H6 không phản ứng với brom.
C. Brom có thể thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử CH4.
D. Clo có thể phản ứng với metan khi đun nóng.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
C2H6 cùng dãy đồng đẳng với metan nên có phản ứng với brom ở nhiệt độ cao.
Ví dụ 3: Brom hóa ankan X theo tỉ lệ mol 1 : 1 tạo sản phẩm dẫn xuất monobrom có thành phần khối lượng brom là 84,21%. Công thức phân tử của X là
A. C2H6.
B. C3H8.
C. C4H10.
D. CH4.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D.
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Ankan và hợp chất:
