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 + H2O ⇄ CO + 3H2
2. Điều kiện phản ứng
- Xúc tác: Ni/Al2O3.
- Nhiệt độ: 9000C.
3. Cách thực hiện phản ứng
Cho hỗn hợp khí metan và hơi nước đi qua xúc tác, nung nóng.
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng
Phản ứng thu nhiệt mạnh (∆H = +205 kJ).
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 H2O
Nước tác dụng với kim loại
Nước tác dụng được với một số kim loại ở nhiệt độ thường như: Li, Na, K, Ca.. tạo thành bazo và khí H2.
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑
2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
Nước tác dụng với oxit bazo
Nước tác dụng với oxit bazo tạo thành bazo tương ứng. Dung dịc bazo làm quỳ tím hóa xanh.
Na2O + H2O → 2NaOH
CaO + H2O → Ca(OH)2
Nước tác dụng với oxit axit
Nước tác dụng với oxit axit tạo thành axit tương ứng. Dung dịch axit làm quỳ tím hóa đỏ.
SO2 + H2O → H2SO3
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
6. Bạn có biết
- Phản ứng trên được thực hiện trong công nghiệp, thường thực hiện kèm theo phản ứng CH4 + 1/2O2 ⇄ CO + 2H2 (∆H = -33,4 kJ). Sản phẩm chính là CO và H2 được chuyển sang công đoạn tổng hợp metanol hoặc chế hóa tiếp để cung cấp H2 cho công đoạn tổng hợp amoniac.
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Cho các cân bằng:
(1)CH4(k) + H2O(k) ⇄ CO(k) + 3H2(k)
(2)CO2(k) + H2(k) ⇄ CO(k) + H2O(k)
(3)2SO2(k) + O2(k) ⇄ 2SO3(k)
(4)2HI(k) ⇄ H2(k) + I2(k)
Khi thay đổi áp suất của hệ, số cân bằng không bị chuyển dịch là
A. 2
B. 1
C. 4
D. 3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
Nếu phản ứng có số mol khí ở hai vế của phương trình hóa học bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí thì áp suất không làm ảnh hưởng đến cân bằng.
→ Khi thay đổi áp suất các cân bằng (2) và (4) không bị chuyển dịch.
Ví dụ 2: Cho cân bằng hóa học sau:
CH4 + H2O ⇄ CO + 3H2 (∆H = + 205 kJ)
Nhận xét nào sau đây là đúng?
A. Phản ứng thuận tỏa nhiệt mạnh.
B. Phản ứng thuận thu nhiệt mạnh.
C. Phản ứng nghịch thu nhiệt mạnh.
D. Thay đổi nhiệt độ không làm cân bằng chuyển dịch.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Có ∆H = + 205 kJ > 0 nên phản ứng thuận thu nhiệt mạnh.
Ví dụ 3: Cho cân bằng hóa học sau:
CH4 + H2O ⇄ CO + 3H2 (∆H = + 205 kJ)
Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi:
A. Tăng nhiệt độ.
B. Giảm nhiệt độ.
C. Tăng áp suất.
D. Thêm chất xúc tác.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Có ∆H = + 205 kJ > 0 → phản ứng thuận thu nhiệt.
Khi tăng nhiệt độ cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt tức chiều thuận.
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Ankan và hợp chất:
