Chúng tôi xin giới thiệu phương trình CH4 + 3Cl2 → 3HCl + CHCl3 gồm 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 + 3Cl2 → 3HCl + CHCl3
1. Phản ứng hóa học:
CH4 + 3Cl2 → 3HCl + CHCl3
2. Điều kiện phản ứng
- Ánh sáng khuếch tán hoặc đun nóng
3. Cách thực hiện phản ứng
- Khi có ánh sáng, khí metan (CH4) phản ứng với khí clo (tỉ lệ 1:3) thu được triclo metan (CHCl3) và hiđro clorua (HCl – khí).
4. 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.
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 Clo
a. Tác dụng với kim loại
Đa số kim loại và có to để khơi màu phản ứng tạo muối clorua (có hoá trị cao nhất )
b. Tác dụng với phim kim
(cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng)
c. Tác dụng với nước và dung dịch kiềm
Cl2 tham gia phản ứng với vai trò vừa là chất ôxi hóa, vừa là chất khử.
a. Tác dụng với nuớc
Khi hoà tan vào nước, một phần Clo tác dụng (Thuận nghịch)
Cl20 + H2O → HCl + HClO (Axit hipoclorơ)
Axit hipoclorơ có tính oxy hoá mạnh, nó phá hửy các màu vì thế nước clo hay clo ẩm có tính tẩy màu do.
b. Tác dụng với dung dịch bazơ
d. Tác dụng với muối của các halogen khác
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3
3Cl2 + 6FeSO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3
Cl2 + 2KI → 2KCl + I2
e. Tác dụng với chất khử khác
f. Phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng phân huỷ với một số hợp chất hữu cơ
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.
- 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.
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Khí metan (CH4) phản ứng với khí clo (tỉ lệ 1:3) thu được sản phẩm là :
A. CH3Cl, HCl
B. CH2Cl2, HCl
C. CHCl3, HCl
D. CCl4, HCl
Hướng dẫn giải:
Đáp án C.
CH4 + 3Cl2 → 3HCl + CHCl3
Khi có ánh sáng, khí metan (CH4) phản ứng với khí clo (tỉ lệ 1:3) thu được triclo metan (CHCl3) và hiđro clorua (HCl – khí).
Ví dụ 2: Clo hóa ankan X theo tỉ lệ mol 1:3 tạo sản phẩm dẫn xuất triclo có thành phần khối lượng Clo là 89,12%. Công thức phân tử của X là :
A. CH4
B. C2H6
C. C3H8
D. C4H10
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
Ví dụ 3: Khi clo hóa một ankan Y chỉ thu được 1 dẫn xuất điclo duy nhất có tỉ khối hơi đối với H2 là 59,75. CTPT của ankan Y là :
A. CH4
B. C2H6
C. C3H8
D. C4H10
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
CnH2n+2 + 3Cl2 → CnHnCl2 + 3HCl
Ta có: 13n + 35,5.3 = 59,75.2 = 119,5 ⇒ n = 1 ⇒ CTPT: CH4.
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Ankan và hợp chất:
