Giải bài 33: Metan - Sách hướng dẫn học Khoa học Tự nhiên 9 tập 2 trang 9. Sách này nằm trong bộ VNEN của chương trình mới. Dưới đây sẽ hướng dẫn trả lời và giải đáp các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu, Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học..
A. Hoạt động khởi động
Metan là hợp chất hữu cơ thuộc loại hirdocacbon no.
Tỉ khối của metan so với không khí xấp xỉ 0,55, trong đó hàm lượng % cacbon là 75%.
Xác định công thức phân tử và dựa vào hóa trị của C và H trong hợp chất hữu cơ viết công thức cấu tạo của metan.
Hầm biogas dùng để xử lí chất thải chăn nuôi và tạo ra khí sinh học hay còn gọi là khí biogas. Khí biogas có thành phần chính là metan. Khí biogas được dùng để làm gì trong thực tiễn? Chia sẻ hiểu biết của em với bạn bên cạnh.
Trả lời:
Gọi công thức phân tử của metan là $C_xH_y$
Khối lượng mol của metan là: $M_{metan} = 0,55 \times 29 = 16 = 12x+y$ (1)
Tỉ lệ phần trăm về khối lượng của các nguyên tố trong metan: $\frac{m_C}{m_H} = \frac{12x}{y} = \frac{75}{25} = 3$ (2)
Từ (1) và (2): x = 1; y = 4. Vậy công thức phân tử của metan là: $CH_4$
Công thức cấu tạo của metan là:
Khí biogas được dùng để nấu nướng trong thực tiễn.
B. Hoạt động hình thành kiến thức
1. Cấu tạo phân tử
Quan sát mô hình phân tử metan dưới đây, so sánh với công thức cấu tạo đã viết ở hoạt động khởi động, viết công thức cấu tạo của metan và cho biết phân tử này chứa loại liên kết gì? Tại sao gọi metan là hidrocacbon no?
Trả lời:
Công thức cấu tạo viết ở phần hoạt động khởi động và công thức được được ra có sự khác nhau: Các hidro trong hình 33.2 không nằm trên cùng 1 mặt phẳng
Phân tử này chứa các liên kết đơn.
Gọi metan là hidrocacbon no vì: các nguyên tử của các nguyên tố trong metan liên kết với nhau bằng liên kết đơn.
2. Tính chất vật lý, hóa học
Quan sát thí nghiệm thử tính chất hóa học của metan, từ đó rút ra các kết luận về tính chất vật lý, hóa học của metan, viết PTHH của phản ứng xảy ra
Thí nghiệm: sgk trang 11
Trả lời:
| Thí nghiệm | Hiện tượng - Giải thích |
| Tác dụng với oxi | Hiện tượng: Khí metan cháy cho ngọn lửa màu xanh. Giái thích: Do khí metan tác dụng được với khí oxi gây ra phản ứng cháy theo PTHH: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2$ |
| Tác dụng với clo | Hiện tượng: Quỳ tím chuyển màu đỏ Giải thích: Metan tác dụng được với nước clo theo PTHH: $CH_4 + Cl_2 \rightarrow HCl + CH_3Cl$ |
3. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng
Đọc thông tin dưới đây và trả lời câu hỏi
Thông tin: Sgk trang 11
Câu hỏi: Hãy cho biết, trong tự nhiên, metan có ở những nguồn nào, ứng dụng của metan là gì?
Trả lời:
Trong tự nhiên, metan có ở các mỏ khí, mỏ dầu, mỏ than, bùn ao, khí biogas, ...
Ứng dụng của metan: Dùng làm nhiên liệu, sản xuất hidro, bột than ...
B. 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.