Giải bài tập SBT Hóa 9 Bài 36: Metan

Trong tự nhiên khí metan có nhiều trong

A. khí quyển

B. mỏ khí, mỏ dầu, mỏ than

C. nước biển

D. nước ao

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết metan.

Hướng dẫn giải

Trong tự nhiên khí metan có nhiều trong mỏ khí, mỏ dầu, mỏ than

→ Đáp án B

Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít hỗn hợp khí gồm CH₄ và H₂ ở đktc thu được 16,2 gam H₂O.

a) Viết các phương trình hoá học.

b) Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp.

c) Tính thể tích khí CO₂ tạo ra ở đktc.

Phương pháp giải

Viết PTHH và lập hệ phương trình hai ẩn là số mol của metan và hiđro.

\(C{H_4} + 2{O_2}\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow C{O_2} + 2{H_2}O\)

\(2{H_2} + {O_2}\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow 2{H_2}O\)

Hướng dẫn giải

Từ (1) và (2), ta có hệ phương trình:

22,4x + 22,4y = 11,2 và 2x + y = 0,9

Giải hệ phương trình ta có: x = 0,4 (mol); y= 0,1 (mol)

b) Gọi x là số mol của CH₄ ⇒ V_CH4 = n.22,4 = 22,4x

y là số mol của H₂ ⇒ V_H2 = 22,4y

V_hh = VH₂ + VCH₄ ⇒ 22,4x + 22,4y = 11,2   (1)

nH₂O = m/M = 16,2/18 = 0,9 mol

nH₂O = 2x + y = 0,9  (2)

c) nCO₂ = 0,4mol

Thể tích của khí CO₂: VCO₂ = 0,4.22,4 = 8,96 lít

Ở điều kiện tiêu chuẩn, 2 lít hiđrocacbon A có khối lượng bằng 1 lít khí oxi. Hãy xác định công thức phân tử của A.

Phương pháp giải

Đo ở cùng điều kiện tiêu chuẩn, tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol. Tức là 2 mol A có khối lương bằng 1 mol oxi ⇒ M_A

Hướng dẫn giải

Theo đề bài: 22,4 lít O₂ có khối lượng bằng 44,8 lít hiđrocacbon A. Vậy 2 mol A có khối lượng bằng 1 mol oxi

⇒ M_A = 16 gam

⇒ công thức phân tử của A là CH₄.

Nêu phương pháp hoá học dùng để phân biệt các khí đựng trong các bình riêng biệt sau:

a) Metan, hiđro, oxi.

b) Metan, cacbon đioxit, hiđro.

c) Metan, cacbon oxit, hiđro.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của các chất để xác định

a. Metan cháy sinh ra CO₂ dẫn vào nước vôi trong dư thấy xuất hiện kết tủa; hiđro cháy cho ngọn lửa màu xanh, còn lại là oxi.

b. Dùng nước vôi trong nhận ra CO₂ vì làm dung dịch vẩn đục; đốt cháy 2 khí còn lại, dẫn qua nước vôi trong dư thấy xuất hiện kết tủa thì ban đầu là metan, còn lại là H₂

c. Đốt các khí, hiđro không sinh ra CO₂ chỉ có metan và CO; đem ngưng tụ sản phẩm nếu xuất hiện hơi nước thì ban đầu là metan

Hướng dẫn giải

a) Đốt các khí:

Khí không cháy là oxi, khí cháy tạo ra CO₂ (nhận được nhờ dung dịch Ca(OH)₂) là CH₄. Khí còn lại là H₂.

b) Nhận ra CO₂ nhờ dung dịch Ca(OH)₂, phân biệt CH₄ và H₂ tương tự câu a.

c) Đốt các khí. Khí không sinh ra CO₂ là H₂. Hai khí cháy sinh ra CO₂ đó là CH₄ và CO.

Làm lạnh sản phẩm cháy khi đốt CH₄ và CO, trường hợp nào sinh ra H₂O, đó là CH₄. Khí còn lại là CO.

Propan là hiđrocacbon có tính chất tương tự metan và có công thức phân tử C₃H₈

a) Viết công thức cấu tạo của propan.

b) Viết phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy propan.

c) Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa propan và clo khi chiếu sá để tạo ra C₃H₇Cl.

Phương pháp giải

- Trong công thức cấu tạo C₃H₈ gần giống với metan, hơn metan 2 nhóm CH₂

- Propan cháy sinh ra CO₂ và H₂O.

- Propan tham gia phản ứng thế, thay nguyên tử H bằng nguyên tử Cl, tạo ra C₃H₇Cl và HCl.

Hướng dẫn giải

a) Công thức cấu tạo của propan là C₃H₈

b) C₃H₈ + 5O₂ t^o→ 3CO₂ + 4H₂O

c) C₃H₈ + Cl₂ a/s→ C₃H₇Cl + HCl

Khi cho metan tác dụng với clo có chiếu sáng theo tỉ lệ 1:1 về số mol, người thấy ngoài sản phẩm chính là CH₃Cl còn tạo ra một hợp chất X trong phần trăm khối lượng của clo là 83,53%. Hãy xác định công thức phân tử của X.

Phương pháp giải

Gọi sản phẩm còn lại là CH_4-aCl_a từ phần trăm khối lượng của clo tính được a.

Hướng dẫn giải

Sản phẩm tạo ra có công thức: CH_4-aCl_a

⇒ \(\frac{{35,5a}}{{12 + 4 - a + 35,5a}}.100\%  = 83,53\)

⇒ a = 2. 

Vậy công thức của X là CH₂Cl₂

Hỗn hợp X gồm CH₄ và hiđrocacbon A. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít hỗn hợp X rồi cho toàn bộ sản phẩm thu được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thấy tạo ra 50 gam kết tủa và khối lượng bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ tăng thêm 34,6 gam.

Xác định công thức phân tử của A, biết trong hỗn hợp số mol của A gấp lần số mol của CH₄.

Phương pháp giải

- Gọi công thức của A là C_nH_m

- Tính được số mol của CH₄ và x, tính số mol CO₂ và H₂O do CH₄ cháy sinh ra.

- Tính được số mol CO₂ và H₂O do hỗn hợp X cháy sinh ra: số mol CO₂ dựa vào kết tủa, khối lượng bình tăng bằng tổng khối lượng CO₂ và H₂O → khối lượng và số mol H₂O → số mol CO₂ và H₂O do A sinh ra → Tìm n,m (BTNT C, H).

Hướng dẫn giải

Ta có:

n_X = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol

⇒ nCH₄ = 0,2 : 4 = 0,05 mol; n_A = 0,05.3 = 0,15 mol

Phương trình hóa học: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

C_nH_m + (n+m/4)O₂ t^o→ nCO₂ + m/2H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

nCO₂ = nCaCO₃ = 50 : 100 = 0,5 mol ⇒ nCO₂, nH₂O tạo ra khi đốt cháy A là

nCO₂ = 0,5 - 0,05 = 0,45 mol; nH₂O = 0,7 - 0,1 = 0,6 mol

⇒ Công thức của A là C₃H₈