Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂ 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 2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂

1. Phương trình phản ứng hóa học          

            2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂

Viết sơ đồ phản ứng: CH₄ $---\to$ C₂H₂ + H₂

Cân bằng số C ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 2 trước CH₄:

2CH₄ $---\to$ C₂H₂ + H₂

Cân bằng số H ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 3 trước H₂:

2CH₄ $---\to$ C₂H₂ + 3H₂

Kiểm tra hoàn thành phương trình hoá học:

2CH₄ $\underset{LLN}{\overset{{1500}^{o}C}{\to }}$ C₂H₂ + 3H₂

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.

- Khi phân hủy khí metan (CH₄) ở nhiệt độ cao sau đó làm lạnh nhanh thì thấy có khí không màu thoát ra

3. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ: 1500°C

- Làm lạnh nhanh.

- Phản ứng thực hiện trong công nghiệp.

4. Tính chất hóa học

Sản phẩm thu được là khí axetilen và khí H₂

4.1. Tác dụng với oxi

Phản ứng cháy hoàn toàn

Khi đốt trong oxi, metan cháy tạo thành khí CO₂ và H₂O, tỏa nhiều nhiệt.

CH₄ + 2O₂ CO₂+ 2H₂O

Hỗn hợp gồm một thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh.

Phản ứng cháy không hoàn toàn: Được dùng trong sản xuất fomanđehit, bột than, khí đốt,…

(đốt trong điều kiện thiếu không khí)

2CH₄ + 3O₂ → 2HCOOH + 2H₂O

4.2. Tác dụng với clo khi có ánh sáng

CH₄ + Cl₂ HCl + CH₃Cl (metyl clorua)

CH₃Cl + Cl₂→ CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Ở phản ứng này, nguyên tử H của metan được thay thế bởi nguyên tử Cl, vì vậy được gọi là phản ứng thế. Đây là phản ứng đặc trưng của liên kết đơn.

4.3. Phản ứng với hơi nước tạo ra khí CO

CH₄ + H₂O → CO + H₂O

(Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ 100⁰, Chất xúc tác Ni)

4.4. 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 1500^oC (ΔH = 397kJ/mol)

2CH4  → C₂H₂ + 3H₂

Oxi được dùng để đốt cháy 1 phần metan, cung cấp thêm nhiệt cho phản ứng.

5. Mở rộng kiến thức về methane (CH₄)

5.1. Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí

- Trong tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong mỏ dầu (khí mỏ dầu), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao (khí bùn ao), trong khí biogas.

- Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí ($d_{\frac{C{H}_4}{kk}}=\frac{16}{29}$) và tan rất ít trong nước.

5.2. Cấu tạo phân tử

- Quan sát công thức cấu tạo của metan thấy giữa nguyên tử cacbon và nguyên tử hiđro chỉ có một liên kết. Những liên kết như vậy là liên kết đơn.

⇒ Trong phân tử metan có bốn liên kết đơn.

- Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được đùng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản xuất.

- Metan là nguyên liệu dùng điều chế hiđro theo sơ đồ:

Metan + H₂O $\underset{xt}{\stackrel{t^0}{\to }}$cacbon đioxit + hiđro

- Metan còn được dùng để điều chế bột than và nhiều chất khác.

6. Cách thực hiện phản ứng

- Phân hủy khí metan (CH₄) ở nhiệt độ cao sau đó làm lạnh nhanh để tạo ra khí axetilen (C₂H₂) và khí hidro (H₂)

7. Bạn có biết

- Phản ứng trên được gọi là phản ứng phân hủy

- Sản phẩm của phản ứng làm mất màu dung dịch brom

- Phản ứng trên là phản ứng điều chế axetilen phổ biết nhất

8. Bài tập liên quan

• CH₄ + 2Cl₂ → 2HCl + CH₂Cl₂

• CH₄ + 3Cl₂ → 3HCl + CHCl₃

• CH₄ + 4Cl₂ → 4HCl + CCl₄

• CH₄ + Br₂ → CH₃Br + HBr

• CH₄ + 2Br₂ → 2HBr + CH₂Br₂

• CH₄ + H₂O → CO + 3H₂

• CH₃CH₃ + Cl₂ → CH₃CH₂Cl + HCl