Bài 33: Metan
Bài 33: Metan
Trang 9 của sách hướng dẫn học Khoa học Tự nhiên 9 tập 2, Bài 33 Metan đề cập đến hợp chất hữu cơ Metan, một loại hidrocacbon no. Tỉ khối của metan so với không khí xấp xỉ 0,55, với hàm lượng % cacbon là 75%. Để xác định công thức phân tử của metan, chúng ta cần tìm hiểu về hóa trị của C và H trong hợp chất hữu cơ này.
Metan được sử dụng trong hầm biogas để xử lí chất thải chăn nuôi và tạo ra khí sinh học, hay khí biogas. Khí biogas chính là metan, và được sử dụng để nấu nướng trong thực tiễn.
Trong phần hoạt động hình thành kiến thức, chúng ta tìm hiểu về cấu tạo phân tử của metan, công thức cấu tạo của metan là $CH_4$ và phân tử này chứa liên kết đơn. Metan được gọi là hidrocacbon no vì các nguyên tử C và H liên kết bằng liên kết đơn.
Chúng ta cũng thực hiện thí nghiệm để kiểm tra tính chất hóa học của metan, ví dụ như khả năng tác dụng với oxi hay clo. Thông qua việc thí nghiệm, chúng ta đã rút ra các kết luận về tính chất vật lý, hóa học của metan.
Trong tự nhiên, metan có thể được tìm thấy ở các nguồn như mỏ khí, mỏ dầu, mỏ than, bùn ao và khí biogas. Ứng dụng của metan rất đa dạng, từ dùng làm nhiên liệu, sản xuất hidro đến sử dụng trong việc sản xuất bột than.
Bài tập và hướng dẫn giải
C. Hoạt động luyện tập
Câu 1: Trang 12 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Nhận định nào dưới đây không đúng về metan?
A. Metan có phản ứng thế với clo khi chiếu ánh sáng
B. Ứng dụng chủ yếu của metan là dùng làm nhiên liệu
C. Metan là chất khí, không màu nặng hơn không khí, ít tan trong nước
D. Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích khí metan sinh ra một thể tích $CO_2$ và 2 thể tích hơi nước
Câu 2: Trang 12 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Khi đốt 100 lít khí thiên nhiên chứa 96% $CH_4$, 2% $N_2$, 2% $CO_2$ (về số mol). Thể tích khí $CO_2$ thải vào không khí là:
A. 94 lít
B. 96 lít
C. 98 lít
D. 100 lít
Câu 3: Trang 12 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Trong những khí sau: metan, hidro, clo, oxi.
a) Những cặp khí nào tác dụng được với nhau ở điều kiện thích hợp?
b) Hai khí nào khi trộn với nhau có thể tạo ra hỗn hợp nổ?
Câu 4: Trang 12 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Bằng phương pháp hóa học, hãy trình bày cách:
a) Nhận biết các khí sau đây: $CO_2; \; CH_4;\; N_2;\; SO_2$
b) Tinh chế khí metan có lẫn khí: $H_2S,\; SO_2$
Câu 5: Trang 12 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Đốt cháy một lượng hỗn hợp X gồm metan và propan ($C_3H_8$) ta thu được khí $CO_2$ và hơi nước theo tỉ lệ thể tích 3:5 (đo ở cùng điều kiện). Tính thành phần phần trăm theo thể tích của metan trong X.
Câu 6: Trang 12 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol khí $CH_4$ là 890 kJ. Để đun sôi 1 lít nước từ $20^\circ C$ cần 33,6 kJ và nhiệt thất thoát là 10%. Tính thể tích khí biogas (chứa 60% metan) cần dùng để đun sôi 2 lít nước như trên.
E. Hoạt động tìm tòi, mở rộng
Trong hóa học hữu cơ, các chất có cấu tạo tương tự nhau và thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm $-CH_2$ được gọi là đồng đẳng. Metan và các đồng đẳng của nó có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và trong đời sống. Khí gas dùng trong bếp gas ở các hộ gia đình là hỗn hợp các khí đồng đẳng của metan. Tìm hiểu thông tin và trả lời câu hỏi.
Câu hỏi:
1. Em có biết thành phần chính của gas trong bình gas sử dụng để đun nấu là khí nào? Tại sao metan và các khí trong bình gas để đun nấu đều là chất không mùi mà khi bật bếp gas (lúc gas chưa cháy) thường thấy có mùi rất khó chịu? Mùi khó chịu đó là chất gì? Tại sao người ta phải cho chất đó vào khí gas cũng như khí thiên nhiên khi sử dụng chúng làm nhiên liệu?
2. Trong trường hợp bị rò rỉ khí gas chúng ta nên xử lí như thế nào?
3. Trên một số phương tiện thông tin đại chúng có đề cập đến vấn đề san gas từ các bình gas gia đình sang các bình gas mini. Đây là việc làm gây nguy hiểm cho người sử dụng. Vậy thành phần các khí trong bình gas gia đình và bình gas mini có gì khác nhau? Tại sao việc làm đó lại gây nguy hại cho người sử dụng
D. Hoạt động vận dụng
Hiện nay nhiều nơi sử dụng mô hình hầm biogas để thu lấy nhiên liệu dùng để đun nấu, chạy máy phát điện nhỏ, ... phục vụ cuộc sống. Bằng kiến thức hóa học, hãy giải thích tại sao có thể sử dụng khí biogas như vậy.
Tìm hiểu thêm về thành phần khí biogas, quá trình hình thành biogas, nguyên liệu có thể sử dụng để tạo khí biogas và chia sẻ, và đánh giá lợi ích của mô hình này với người thân trong gia đình em.