Chúng tôi xin giới thiệu phương trình CH4 + 2O2 → H2O + HCHO 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 + 2O2 → H2O + HCHO
1. Phản ứng hóa học:
CH4 + O2 → H2O + HCHO
2. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ : 600°C
- Xúc tác : NO
3. Cách thực hiện phản ứng
- khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp khí metan (CH4) sẽ bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi và nước
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Trước khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp thì hỗn hợp phản ứng là chất khí không màu. Sau khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp thì hỗn hợp sản phẩm thu được là chất lỏng 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. Tích chất hóa học của Oxi (O2)
Khi tham gia phản ứng, nguyên tử O dễ dàng nhận thêm 2e. Nguyên tử oxi có độ âm điện lớn (3,44), chỉ kém flo (3,98).
Do vậy, oxi là nguyên tố phi kim hoạt động hoá học, có tính oxi hoá mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hoá là -2.
Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt, ...) và các phi kim (trừ halogen). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.
a. Tác dụng với kim loại
Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ au và Pt), cần có to tạo oxit:
b. Tác dụng với phi kim
Tác dụng với hầu hết phi kim (trừ halogen), cần có to tạo oxit:
ĐB: Tác dụng với H2 nổ mạnh theo tỉ lệ 2:1 về số mol:
c. Tác dụng với hợp chất
- Tác dụng với các chất có tính khử:
- Tác dụng với các chất hữu cơ:
6. Bạn có biết
- Phản ứng trên được gọi là phản ứng oxi hóa khử
- Tương tự metan (CH4) các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng đốt cháy tương tự.
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Chọn đúng sản phẩm của phản ứng sau : CH4 + O2 → (điều kiện: nhiệt độ,xúc tác thích hợp).
A. CO2, H2O
B. CO, H2O
C. HCHO, H2O
D. C, H2O
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
Khi có nhiệt độ xúc tác thích hợp thì khí metan sẽ bị oxi hóa không hoàn toàn tạo ra dẫn xuất chứa oxi và nước.
Ví dụ 2: Điều kiện của phản ứng giữa khí metan(CH4) với khí oxi trong không khí (metan bị oxi không hoàn toàn):
A. Có ánh sáng
B. Có NO làm xúc tác
C. Có nhiệt độ thích hợp
D. Cả B và C đều đúng
Hướng dẫn giải:
Chọn D.
Khi có nhiệt độ xúc tác thích hợp thì khí metan sẽ bị oxi hóa không hoàn toàn tạo ra dẫn xuất chứa oxi và nước.
Ví dụ 3: Oxi hóa không hoàn toàn 3,2g một ankan A thì thu được 3,6 g nước và dẫn xuất chứa oxi của ankan đó. Tìm CTPT của ankan A.
A. CH4
B. C2H6
C. C3H8
D. C4H10
Hướng dẫn giải:
Chọn A.
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Ankan và hợp chất:
