BÀI 17 ANKAN

CHƯƠNG 5: HIĐROCACBON NO BÀI 17: ANKAN Mục tiêu  Kiến thức + Nêu công thức chung, đặc điểm cấu tạo danh pháp ankan + Nêu tính chất vật lí chung phương pháp điều chế, ứng dụng ankan + Trình bày tính chất hoá học (phản ứng thế, phản ứng tách, phản ứng oxi hoá ankan)  Kĩ + Viết công thức cấu tạo gọi tên số ankan đồng phân mạch thẳng, mạch nhánh + Viết phương trình hố học minh hoạ tính chất hố học ankan + Giải tập liên quan đến ankan I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp a Dãy đồng đẳng ankan hiđrocacbon no, mạch hở có cơng thức chung CnH2n+2  n  1 Trong phân tử ankan có liên kết đơn C – C C – H Ví dụ: CH4, C2H6, C3H8,… b Đồng phân Ankan từ C1 đến C3: Khơng có đồng phân Từ C4 trở đi: Có đồng phân mạch cacbon: Mạch cacbon không phân nhánh Mạch cacbon phân nhánh c Danh pháp Tên thay ankan = Số vị trí nhánh + Tên nhánh + Tên mạch + “an” Trong đó: Mạch chính: Mạch dài có nhiều nhánh Đánh số thứ tự mạch từ phía gần nhánh Gọi tên nhánh theo thứ tự vần chữ với số nhánh Ví dụ: 2-metylbutan  Bậc nguyên tử cacbon phân tử hiđrocacbon no số liên kết với nguyên tử cacbon khác Ví dụ: Trong phân tử 2-meylbutan, nguyên tử C số có bậc I, C số có bậc III, C số có bậc II Tính chất vật lí Trang Ankan từ CH4 đến C4H10 chất khí, C5H12 đến C17H36 chất lỏng, từ C18H38 chất rắn Nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy khối lượng riêng ankan tăng theo chiều tăng phân tử khối Tất ankan nhẹ nước, không tan nước, tan nhiều dung môi hữu Tính chất hố học Ở điều kiện thường ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm chất oxi hoá dung dịch KMnO4,… Phản ứng halogen Dưới tác dụng ánh sáng, ankan tham gia phản ứng halogen Các nguyên tử H bị hết nguyên tử halogen a/s Cn H2n 2  Cl2   Cn H2n 1Cl  HCl as Ví dụ: CH - CH +Cl  CH - CH 2Cl + HCl  Quy tắc thế: Khi tham gia phản ứng thế, nguyên tử halogen ưu tiên tham gia vào nguyên tử H C bậc cao (có H hơn) as Ví dụ: CH - CH - CH + Br2  CH - CHBr - CH + HBr (sản phẩm chính) Phản ứng tách Dưới tác dụng nhiệt chất xúc tác thích hợp, ankan bị tách nguyên tử H t ,xt Cn H2n 2   Cn H2n  H2 o t ,xt Ví dụ: C H  C H + H o Ở nhiệt độ cao có mặt xúc tác thích hợp, ankan bị phân cắt mạch cacbon tạo thành phân tử nhỏ (phản ứng crackinh) t ,xt Cn H2n 2   Ca H2a 2  Cb H2b o (với a  1, b  a  b  n) t ,xt Ví dụ: C H 10  CH +C H o t ,xt C H 10  C H +C H o Phản ứng oxi hoá  Phản ứng oxi hố hồn tồn (phản ứng đốt cháy): Cn H 2n   3n  to O2   nCO2   n  1 H 2O Khi đốt cháy ankan ln có n H2O  n CO2 n ankan  n H2O  n CO2  Ankan bị oxi hố khơng hồn tồn tạo sản phẩm khác 2 t ,Mn RCH2  CH2 R  O2  RCOOH  RCOOH  H2O o 600-800 C, NO Ví dụ: CH +O   HCHO + H 2O o Trang Điều chế Trong phịng thí nghiệm, điều chế metan cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi xút: CaO,t CH3COONa  NaOH   CH4   Na 2CO3 o Chú ý: Một số phương pháp khác điều chế metan: 500 C, Ni  CH a) C + 2H   o b) Al 4C +12H 2O  4Al(OH)3 +3CH CaO,t c) CH (COONa)2 + 2NaOH  CH  +2Na2CO3 o Trong công nghiệp, ankan thu cách chưng cất phân đoạn dầu mỏ Ứng dụng Các ankan có ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: làm nhiên liệu, nguyên liệu cho công nghiệp,… Trang SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HOÁ ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO PHÂN TỬ Chỉ có liên kết đơn C – C C – H ANKAN Ankan hiđrocacbon no, mạch hở, có cơng thức phân tử chung CnH2n+2  n  1 TÍNH CHẤT HỐ HỌC Phản ứng a/s Cn H2n 2  Cl2   Cn H2n 1Cl  HCl Quy tắc thế: Ưu tiên vào cacbon bậc cao cho sản phẩm Phản ứng tách Tuỳ điều kiện, ankan bị tách H2 phân cắt mạch cacbon t ,xt Cn H2n 2   Cn H2n  H2 o t ,xt Cn H2n 2   Ca H2a 2  Cb H2b o (với a  1, b  a  b  n) Phản ứng oxi hố hồn toàn Cn H 2n   3n  to O2   nCO2   n  1 H 2O Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Cấu tạo, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí, ứng dụng ankan Kiểu hỏi 1: Liên quan đến cấu tạo, đồng phân, danh pháp ankan Phương pháp giải  Công thức chung ankan: CnH2n+2  n  1 Ví dụ: Dãy gồm chất thuộc dãy đồng đẳng metan A C2H2, C3H4, C4H6, C5H8 B CH4, C2H2, C3H4, C4H10 C CH4, C2H6, C4H10, C5H12 D C2H6, C3H8, C5H10, C6H12 Hướng dẫn giải Công thức chung ankan CnH2n+2  n  1 Dãy gồm chất thuộc dãy đồng đẳng metan CH4, C2H6, C4H10, C5H12  Chọn C  Viết đồng phân ankan: Bước 1: Viết mạch C dài trước, giảm dần mạch C đến ngắn Bước 2: Điền thêm H đảm bảo C đủ hố trị IV Ví dụ: Ankan có cơng thức phân tử C5H12 có số đồng phân A B C D Hướng dẫn giải Viết khung cacbon dài nhất: cacbon Giảm mạch C xuống cacbon, thêm nguyên tử C để tạo nhánh Giảm xuống mạch cacbon, thêm nguyên tử C để tạo nhánh Ta đồng phân ankan: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3  Chọn C  Gọi tên ankan: Bước 1: Xác định mạch mạch dài nhất, chứa nhiều nhánh Bước 2: Đánh số thứ tự để số nhánh nhỏ Bước 3: Tên ankan = số vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch + “an” Ví dụ: Gọi tên ankan có công thức cấu tạo sau: Trang CH3 – CH(CH3) – CH2 – CH3 Hướng dẫn giải Mạch mạch chứa 4C Ta có:  Tên gọi: 2-metylbutan  Viết công thức cấu tạo biết tên gọi: Viết mạch trước Đánh số thứ tự mạch Điền nhánh Chú ý: Iso: có nhánh CH3 C số 2, tên mạch biểu thị số C phân tử Neo: có nhánh CH3 C số 2, tên mạch biểu thị số C phân tử Ví dụ: Viết cơng thức cấu tạo chất sau: 2,3-đimetylbutan; isopentan; neopentan Hướng dẫn giải 2,3-đimetylbutan: Isopentan: Neopentan: Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Tên thay (theo IUPAC) (CH3)3C – CH2 – CH(CH3)2 A 2,2,4,4-tetrametylbutan B 2,4,4-trimeylpentan C 2,2,4-trimetylpentan D 2,4,4,4-tetrametylbutan Hướng dẫn giải Ta có: Trang  Tên gọi: 2,2,4-trimetylpentan  Chọn C Chú ý: Nếu có nhiều nhánh giống nêu đầy đủ vị trí nhánh thêm tiền tố (2), tri (3), tetra (4) trước tên nhánh Kiểu hỏi 2: Liên quan đến tính chất vật lí ứng dụng ankan Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Trong chất đây, chất có nhiệt độ sơi thấp A butan B etan C metan D propan Hướng dẫn giải Dựa theo phân tử khối để xác định nhiệt độ sôi thấp chất  Chọn C Ví dụ 2: Ankan hồ tan tốt A nước B benzen C dung dịch axit HCl D dung dịch NaOH Hướng dẫn giải Ankan tan nhiều dung môi hữu  Chọn B Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Phát biểu sau sai? A Tất ankan có cơng thức phân tử dạng CnH2n+2 B Tất chất có cơng thức phân tử dạng CnH2n+2 ankan C Tất ankan có liên kết đơn phân tử D Tất chất có liên kết đơn phân tử ankan Câu 2: Ankan có loại đồng phân nào? A Đồng phân nhóm chức B Đồng phân mạch cacbon C Đồng phân vị trí nhóm chức D Có loại đồng phân Câu 3: Chất có công thức cấu tạo sau: CH3 – CH(CH3) – CH(CH3) – CH2 – CH3 có tên gọi A 2,2-đimetylpentan B 2,3-đimetylpentan C 2,2,3-trimetylpentan D 2,2,3-trimetylbutan Câu 4: Cho tên gọi sau: 4-metylhexan (1); n-hexan (2); 3-metyl-4-clohexan (3); 2-metylbutan (4); 2-đimetylpropan (5) Các chất có tên gọi sai là: A (1), (3) (5) B (1), (2) (5) C (1), (4) (5) D (1), (3) (4) Câu 5: Có chất sau: etan (1), propan (2), butan (3), isobutan (4) Dãy xếp chất nhiệt độ sôi tăng dần là: A (3), (4), (2), (1) B (1), (2), (4), (3) C (3), (4), (1), (2) D (1), (2), (3), (4) Câu 6: Phân tử metan khơng tan nước A metan chất khí B phân tử khối metan nhỏ C metan liên kết đơi D phân tử metan khơng phân cực Trang Câu 7: Ở điều kiện thường dãy hiđrocacbon sau thể khí? A C4H10, C5H12 B C2H6, C6H14 C CH4, C3H8 D C3H8, C6H14 Câu 8: Cho mệnh đề sau: (a) Heptan không tan dung dịch H2SO4 loãng (b) Heptan tan tốt H2SO4 nguyên chất (c) Hexan tan dung dịch NaOH đặc (d) Hexan tan tốt benzen Số mệnh đề A B C D Bài tập nâng cao Câu 9: Biết thành phần chủ yếu xăng dầu hiđrocacbon Hãy giải thích: a) Vì tàu chở dầu bị tai nạn thường gây thảm hoạ cho vùng biển rộng? b) Vì chi tiết máy đồ dùng bị bẩn dầu mỡ người ta thường dùng xăng dầu hoả để lau rửa? c) Vì bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập? Dạng 2: Phản ứng ankan Phương pháp giải Bước 1: Viết phương trình hố học phản ứng ankan với Cl2 Br2: as Cn H2n   xCl2   Cn H2n 2x Clx  xHCl Bước 2: Tính khối lượng mol sản phẩm khối lượng mol trung bình hỗn hợp sản phẩm để tìm số nguyên tử cacbon ankan mối liên hệ số cacbon số nguyên tử clo, brom sản phẩm  Xác định số nguyên tử cacbon số nguyên tử clo, brom sản phẩm  Công thức cấu tạo ankan ban đầu công thức cấu tạo sản phẩm Chú ý: Sản phẩm phản ứng halogen vào ankan halogen vào H C bậc cao Ví dụ: Khi clo hố ankan X thu dẫn xuất monoclo có tỉ khối hiđro 53,25 Tên ankan X A 3,3-đimetylhecxan B 2,2-đimetylpropan C isopentan D 2,2,3-trimetylpentan Hướng dẫn giải Gọi công thức phân tử ankan X CnH2n+2  n  1 Phương trình hố học: as Cn H 2n 2  Cl2   Cn H 2n 1Cl  HCl (monoclo) Theo đề bài: MCn H2 n1Cl  53, 25.2  106,5  14n  36,5  106,5 n 5 Trang  Công thức phân tử ankan X C5H12 Vì phản ứng tạo sản phẩm nên ankan X 2,2-đimetylpropan  Chọn B Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Khi clo hố hỗn hợp hai ankan, người ta thu ba sản phẩm monoclo Tên gọi hai ankan A etan propan B propan iso-butan C iso-butan pentan D neo-pentan etan Hướng dẫn giải Khi clo hố ankan, Cl thay H nguyên tử C khác Etan: CH3 – CH3  sản phẩm monoclo Propan: CH3 – CH2 – CH3  sản phẩm monoclo  sản phẩm monoclo Isobutan: Pentan: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3  sản phẩm monoclo  sản phẩm monoclo Neopentan: Đáp án A thoả mãn điều kiện tạo sản phẩm monoclo  Chọn A Ví dụ 2: Ankan X có cacbon chiếm 83,33% khối lượng phân tử X tác dụng với brom đun nóng có chiếu sáng tạo bốn dẫn xuất đồng phân chứa nguyên tử brom phân tử Tên X A isobutan B neopentan C 2-metylbutan D pentan Hướng dẫn giải Gọi công thức ankan X là: Cn H 2n   n  1 Theo có: %C  12.n 100%  83,33% 14.n  n 5  Công thức phân tử X C5H12 Các cơng thức cấu tạo có cơng thức phân tử C5H12 là: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 (1) Trang (2) (3) Công thức (2) thoả mãn điều kiện phản ứng với brom tạo bốn sản phẩm khác  Tên gọi: 2-metylbutan  Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Khi cho 2-metylbutan tác dụng với Br2 có chiếu sáng theo tỉ lệ : số mol, sản phẩm thu A 2-brom-2-metylbutan B 2-brom-3-metylbutan C 1-brom-2-metylbutan D 1-brom-3-metylbutan Câu 2: Khi chiếu sáng, hiđrocacbon X phản ứng với clo theo tỉ lệ : 1, thu ba dẫn xuất monoclo đồng phân cấu tạo X A neopentan B pentan C butan D isopentan Câu 3: Khi clo hoá hỗn hợp hai ankan, người ta thu hai sản phẩm monoclo Tên gọi hai ankan A etan propan B propan isobutan C isobutan n-pentan D neopentan etan Câu 4: Ankan Y phản ứng với clo tạo hai dẫn xuất monoclo có tỉ khối so với H2 39,25 Tên Y A butan B propan C isobutan D 2-metylbutan Câu 5: Khi cho ankan X (phần trăm khối lượng cacbon phân tử 83,72%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol : (trong điều kiện chiếu sáng) thu hai dẫn xuất monoclo đồng phân Tên X A 3-metylpentan B 2,3-đimetylbutan C 2-metylpropan D butan Câu 6: Khi clo hoá metan thu sản phẩm chứa 89,12% clo khối lượng Công thức sản phẩm A CH3Cl B CH2Cl2 C CHCl3 D CCl4 Câu 7: Khi tiến hành phản ứng ankan X với brom có chiếu sáng người ta thu hỗn hợp Y chứa hai chất sản phẩm Tỉ khối Y so với khơng khí Tên X A 2,2-đimetylpropan B 2-metylbutan C pentan D etan Câu 8: Ankan X phản ứng với clo theo tỉ lệ mol : thu sản phẩm chứa 83,53% clo khối lượng Tên gọi X A metan B etan C propan D butan Bài tập nâng cao Trang 10 Câu 9: Cho m gam hiđrocacbon X thuộc dãy đồng đẳng metan tác dụng với clo có chiếu sáng, thu dẫn xuất monoclo Y có khối lượng 4,26 gam Để trung hồ hết khí HCl sinh cần 40 ml dung dịch NaOH 1M Nếu hiệu suất phản ứng clo hố 75% giá trị m A 3,60 B 3,84 C 3,50 D 2,31 Câu 10: Hiđrocacbon mạch hở X phân tử chứa liên kết đơn có hai nguyên tử cacbon bậc ba Đốt cháy hoàn toàn thể tích X thấy sinh thể tích khí CO2 điều kiện Khi cho X tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ số mol : 1, số dẫn xuất monoclo tối đa sinh A B C D Dạng 3: Phản ứng tách ankan Phương pháp giải  Trong phản ứng khối lượng bảo tồn, từ suy ra: n ankan Mankan  n hh sau Mhh sau Ví dụ: Khi crackinh hồn tồn thể tích ankan X thu ba thể tích hỗn hợp Y (các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất); tỉ khối Y so với H2 12 Công thức phân tử X A C6H14 B C3H8 C C4H10 D C5H12 Hướng dẫn giải Trong điều kiện nhiệt độ, áp suất, tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol nên: n Y  3n X Bảo toàn khối lượng: mX  mY  n X M X  n Y M Y  MX  n Y M Y 3n X M Y   3M Y nX nX  MX  3.12.2  72  Công thức phân tử X C5H12  Chọn D  Đối với phản ứng tách hiđro từ ankan thì: n H2 tạo thành  n khí tăng lên  n hh sau pư  n ankan ban đầu  Bài tốn hiệu suất phản ứng crackinh Ta có: n ankan phản ứng  n khí tăng thêm Ta có cơng thức tính hiệu suất: H  n phản ứng n ban đầu 100% Ví dụ: Crackinh C4H10 (A) thu hỗn hợp B gồm năm hiđrocacbon có tỉ khối so với H2 16,325 Hiệu suất phản ứng crackinh A 17,760% B 38,820% C 16,325% D 77,640% Hướng dẫn giải Chọn số mol C4H10 mol Bảo toàn khối lượng: mA  mB  n A M A  n B M B Trang 11  nB MA 58   n A M B 32, 65  n B  1,7764 mol Ta có: n C4H10 pư  n khí tăng lên  1,7764 1  0,7764 mol Vậy hiệu suất phản ứng bằng: H 0, 7764 100%  77, 64%  Chọn D Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Crackinh ankan A thu hỗn hợp sản phẩm B gồm năm hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình 36,25 gam/mol, hiệu suất phản ứng 60% Công thức phân tử A A C4H10 B C5H12 C C3H8 D C2H6 Hướng dẫn giải Gọi công thức A CnH2n+2  n  3 Coi n ankan  mol n ankan pư  0, mol  n B   0,6  1,6 mol Bảo tồn khối lượng ta có: mA  mB  n A M A  n B M B  MA  n B M B 1, 6.36, 25   58 nA  14n   58 n 4 Công thức phân tử A C4H10  Chọn A Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Đehiđro hoàn toàn hỗn hợp X gồm etan propan có tỉ khối so với hiđro 19,2 ta thu hỗn hợp Y gồm eten propen Thành phần phần trăm theo thể tích eten propen Y A 20% 80% B 50% 50% C 40% 60% D 60% 40% Câu 2: Crackinh 0,1 mol C4H10 thu hỗn hợp X gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6 C4H10 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, sau cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi dư Phát biểu sau đúng? A Khối lượng dung dịch giảm 40,0 gam B Khối lượng dung dịch tăng 13,4 gam C Khối lượng dung dịch giảm 13,4 gam Trang 12 D Khối lượng dung dịch tăng 35,6 gam Câu 3: Crackinh 8,8 gam propan thu hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 phần propan chưa bị crackinh Biết hiệu suất phản ứng 90% Khối lượng phân tử trung bình A A 39,600 B 23,160 C 2,315 D 3,960 Câu 4: Crackinh 40 lít n-butan thu 56 lít hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 phần n-butan chưa bị crackinh (các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Giả sử có phản ứng tạo sản phẩm Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A A 40% B 60% C 80% D 20% Câu 5: Crackinh m gam butan thu hỗn hợp X gồm chất hữu Biết tỉ khối X so với hiđro 17,4 Hiệu suất phản ứng crackinh A 80,00% B 66,67% C 33,33% D 75,00% Câu 6: Nung nóng m gam propan thu hỗn hợp X chứa H2, C3H6, CH4, C2H4 C3H8 dư Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X cho sản phẩm cháy qua dung dịch nước vôi dư thu 30 gam kết tủa Giá trị m A 13,2 B 6,5 C 9,6 D 4,4 Câu 7: Khi tiến hành crackinh 22,4 lít khí C4H10 (đktc) thu hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8, H2 C4H10 dư Đốt cháy hoàn toàn A thu x gam CO2 y gam H2O Giá trị x y tương ứng A 176 180 B 44 18 C 44 72 D 176 90 Bài tập nâng cao Câu 8: Crackinh 4,4 gam propan hỗn hợp X (gồm ba hiđrocacbon) Dẫn X qua nước brom dư thấy khí có tỉ khối so với H2 10,8 Hiệu suất crackinh A 90% B 80% C 75% D 60% Câu 9: Crackinh n-butan thu 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 phần butan chưa bị crackinh Giả sử có phản ứng tạo sản phẩm Cho A qua bình nước brom dư thấy cịn lại 20 mol khí Nếu đốt cháy hồn tồn A thu x mol CO2 a) Tính hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A b) Tính giá trị x Dạng 4: Phản ứng oxi hoá ankan Phương pháp giải Khi đốt ankan ln có:  n H2O  n CO2   n ankan  n H2O  n CO2 Ta có cơng thức: Số C = n CO2 n ankan  n CO2 n H2O  n CO2 Đối với hiđrocacbon, bảo tồn ngun tố O: n O2 pư  2n CO2  n H2O Trang 13 Bảo toàn khối lượng:  mankan  mO2  mCO2  mH2O   mankan  mC  mH Chú ý: Khi gặp tập liên quan đến hỗn hợp ankan nên sử dụng phương pháp trung bình: Thay hỗn hợp ankan ankan Cn H 2n  dựa vào giả thiết để tính tốn số n Giả sử có hỗn hợp hai ankan có số cacbon tương ứng n m  n  m  , số cacbon trung bình n ta ln có n  n  m Nếu đề yêu cầu tính thành phần phần trăm số mol, thể tích khối lượng ankan có thể: + Dùng phương pháp đường chéo + Lập hệ phương trình Ví dụ: Khi đốt cháy hồn tồn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu 16,8 lít khí CO2 (đktc) x gam H2O Giá trị x A 6,3 B 13,5 C 18,0 D 19,8 Hướng dẫn giải n hh  0,35 mol; n CO2  0,75 mol Khi đốt cháy ankan ta có: n ankan  n H2O  n CO2  n H2O  n ankan  n CO2  n H2O  0,35  0, 75  1,1 mol  x  mH2O  18.1,1  19,8 gam  Chọn D Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Một hỗn hợp X chứa CH4 C3H8 có số mol Đốt cháy hết 4,48 lít hỗn hợp cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng dung dịch thay đổi nào? A tăng 11,6 gam B giảm 11,6 gam C tăng 28,4 gam D giảm 28,4 gam Hướng dẫn giải Gọi n CH4  n C3H8  a mol  2a  4, 48  0,  a  0,1 22,  n CO  a  3a  4a  0, mol Bảo toàn nguyên tố C H:   n H2O  2a  4a  6a  0, mol Dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng Ca(OH)2 dư: n CaCO3  n CO2  0, mol Trang 14   Ta có: mdd giảm  mCaCO3  mCO2  m H2O  40   0, 4.44  0, 6.18   11, gam  Chọn B Ví dụ 2: Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thuộc dãy đồng đẳng hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vơi dư thu 25 gam kết tủa khối lượng dung dịch giảm 7,7 gam Công thức phân tử hai hiđrocacbon X A CH4 C2H6 B C2H6 C3H8 C C3H8 C4H10 D C4H10 C5H12 Hướng dẫn giải Theo đề bài: n CO2  n CaCO3  0, 25 mol  Ta có: m dung dịch giảm  m  m CO2  m H2O   7,  25  0, 25.44  m H2O    mH2O  6,3 gam  n H2O  0,35 mol Nhận thấy: n H2O  n CO2 X gồm hai hiđrocacbon thuộc dãy đồng đẳng chứng tỏ X gồm hai ankan   Gọi công thức chung hai ankan X Cn H 2n  n  Cách 1: Phương trình hố học: Cn H 2n   3n  O2  nCO2  n  H 2O   0,25 Theo phương trình ta có: Cách 2: Ta có: n  0,35 mol , 25 0,35   n  2,5 n n 1 n CO2 n CO2  n H2O  0, 25  2,5 0,35  0, 25 Dựa vào đáp án  Cặp chất thoả mãn C2H6 C3H8  Chọn B Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Khi đốt cháy hồn tồn V lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu 44 gam CO2 28,8 gam H2O Giá trị V A 8,96 B 11,20 C 13,44 D 15,68 Câu 2: Một hỗn hợp X chứa CH4 C3H8 có số mol Đốt cháy hết hỗn hợp cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng bình tăng 56,8 gam Thể tích hỗn hợp X (đktc) A 2,24 lít B 8,96 lít C 4,48 lít D 13,44 lít Câu 3: Đốt cháy hồn tồn 0,05 mol ankan A dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi dư thu 20 gam kết tủa Sau thí nghiệm, khối lượng bình nước vơi A tăng 13,3 gam B giảm 13,3 gam C tăng 6,7 gam D giảm 6,7 gam Trang 15 Câu 4: Để đơn giản, ta xem loại xăng hỗn hợp heptan octan có tỉ khối so với H2 52,8 Cần trộn xăng không khí (chứa 20% thể tích oxi) theo tỉ lệ thể tích để đốt cháy vừa đủ hoàn toàn xăng? A : 58 B : 40 C : 38 D : 35 Câu 5: Một loại khí thiên nhiên chứa 80,9% metan; 6,8% etan; 2,7% propan; 1,6% butan; 7,9% nitơ 0,1% cacbon đioxit thể tích Thể tích khơng khí tối thiểu cần dùng để đốt cháy hoàn toàn m3 khí thiên nhiên (biết khơng khí có chứa 20% O2; 80%N2 khí đo đktc) A 10,475 m3 B 10,000 m3 C 11,275 m3 D 11,775 m3 Câu 6: Hỗn hợp khí A gồm etan propan Đốt cháy hỗn hợp A thu khí CO2 H2O theo tỉ lệ thể tích 11 : 15 Thành phần phần trăm theo thể tích hỗn hợp A 18,52% 81,48% B 45,00% 55,00% C 28,13% 71,87% D 25,00% 75,00% Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp, sau phản ứng thu VCO2 : VH2O  1:1, (đo điều kiện) X gồm A CH4 C2H6 B C2H4 C3H6 C C2H2 C3H6 D C3H8 C4H10 Bài tập nâng cao Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn a mol hiđrocacbon X cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch nước vơi dư thu gam kết tủa Lọc tách kết tủa, cân lại bình nước vơi thấy khối lượng giảm 1,376 gam Công thức phân tử X A C4H10 B C5H12 C C3H8 D C2H6 Câu 9: Oxi hố hồn tồn 0,1 mol hỗn hợp X gồm hai ankan Sản phẩm thu cho qua bình (1) đựng H2SO4 đặc, bình (2) đựng dung dịch Ba(OH)2 dư khối lượng bình (1) tăng 6,3 gam bình (2) có m gam kết tủa xuất Giá trị m A 68,95 B 59,10 C 49,25 D kết khác ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN Dạng 1: Cấu tạo, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí, ứng dụng ankan 1-D 2-B 3-B 4-A 5-B 6-D 7-C 8-C Câu 1: Mệnh đề sai D chất có liên kết đơn phân tử ankan xicloankan Câu 2: Ankan có liên kết đơn phân tử, từ C4 trở bắt đầu có đồng phân mạch cacbon Câu 3: Xác định mạch có cacbon, có nhóm CH3 vị trí C số số Tên gọi là: 2,3-đimetylpentan Câu 4: (1) Sai 4-metylhexan: CH3 – CH2 – CH2 – CH(CH3) – CH2 – CH3  Nhánh CH3 C số  Tên đúng: 3-metylhexan (2) Đúng n-hexan: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 (3) Sai 3-metyl-4-clohexan: CH3 – CH2 – CH(CH3) – CHCl – CH2 – CH3 Sắp xếp nhánh theo thứ tự bảng chữ  Tên đúng: 3-clo-4-metylhexan (4) Đúng 2-metylbutan: CH3 – CH(CH3) – CH2 – CH3 Trang 16 (5) Sai 2-đimetylpropan: Có nhánh CH3, phải có số nhánh tên gọi  Tên đúng: 2,2-đimetylpropan Câu 5: Nhiệt độ sôi chất tăng dần theo khối lượng mol phân tử Với chất khối lượng mol phân tử, phân tử có cấu trúc gọn có nhiệt độ sơi thấp Etan (1) < propan (2) < isobutan (4) < butan (3) Câu 6: Các chất tan tốt nước cần có cấu trúc phân cực Phân tử metan có cấu trúc khơng phân cực, nên metan không tan nước Câu 7: Ở điều kiện thường, hiđrocacbon thể khí có số nguyên tử cacbon không vượt Câu 8: Heptan hexan ankan không tan nước, axit, bazơ, tan tốt dung môi hữu Mệnh đề đúng: (a) Heptan không tan dung dịch H2SO4 loãng (b) Hexan tan tốt benzen Câu 9: (a) Các tàu chở dầu bị tai nạn thường gây thảm họa cho vùng biển rộng dầu không tan nước, nhẹ nước (b) Các chi tiết máy đồ dùng bị bẩn dầu mỡ người ta thường dùng xăng dầu hoả để lau rửa dầu mỡ bám chi tiết máy hiđrocacbon dễ tan dung môi hữu (xăng, dầu hoả) (c) Khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập xăng dầu nhẹ nước, khơng tan nước, dùng nước dập tắt đám cháy này, xăng dầu lên trên, tiếp tục cháy làm đám cháy lan nhanh Dạng 2: Phản ứng ankan 1-A 2-B 3-D 4-B 5-B 6-C 7-A 8-A 9-B 10-C Câu 1: Br ưu tiên vào C bậc cao  Sản phẩm là: : 2-brom-2-metylbutan Câu 2: X pentan, Cl H C số 1, Câu 3: Trang 17 Etan thu sản phẩm monoclo Neopentan thu sản phẩm monoclo Câu 5: Công thức phân tử X C6H14 Để thu hai dẫn xuất monoclo cho X tác dụng với Cl2, ánh sáng, tên phù hợp X 2,3-đimetylbutan Câu 6: as Phương trình hố học: CH4  xCl2   CH4x Clx  xHCl Theo đề bài: %Cl  35,5x 100%  89,12%  x  16  34,5x Công thức sản phẩm: CHCl3 Câu 7: dY/kk   MY  116  160  Y chứa nguyên tử brom Gọi công thức X CnH2n+2  n  1  Công thức Y CnH2n+1Br as Cn H 2n   Br2   Cn H2n 1Br  HBr Y chứa hai chất: CnH2n+1Br HBr (số mol nhau) Ta có: M Y  14n  81  81.1  116  n  (C5H12)  Thu sản phẩm monobrom: 2,2-đimetylpropan Câu 9: Ta có: n HCl  n NaOH  0,04 mol Gọi công thức X CnH2n+2  n  1 as Cn H 2n 2  Cl2   Cn H 2n 1Cl  HCl 0,04  0,04 Ta có: M Y  mol 4, 26  106,5  n  0, 04 Vì H = 75% nên: m  0, 04.72 100%  3,84 75% Câu 10: X hiđrocacbon mạch hở, có liên kết đơn, có hai nguyên tử cacbon bậc ba nên X thuộc dãy ankan: CnH2n+2  n  1 Theo đề bài: VCO2 VX   n   Công thức phân tử X C6H14 Trang 18 Công thức cấu tạo X thoả mãn kiện là: Từ công thức cấu tạo ta có nhóm CH3 vai trị nhau, ngun tử cacbon bậc vai trò nên số dẫn xuất monoclo tối đa sinh Dạng 3: Phản ứng tách ankan 1-C 2-C 3-B 4-A 5-B 6-D 7-D 8-B Câu 1: Ta có: d X/H2  19,  MX  38, Áp dụng phương pháp đường chéo: n C2 H n C3H8  44  38, 30  38, Bảo toàn nguyên tố C: n C2H4  n C2H6 ; n C3H6  n C3H8   5,  8, n C2 H n C3H6  n C2 H n C3H8   %VC2H4  100%  40%; % VC3H6  100  40  60% Câu 2: Bảo toàn nguyên tố C: n CaCO3  n CO2  4n C4H10  0, mol; n H2O  5n C4H10  0,5 mol  mCaCO3  0, 4.100  40 gam   Khối lượng dung dịch giảm = mCaCO3  mCO2  m H2O  13, gam Câu 3: Ta có: n C3H8  0, mol Do %H  90%  n C3H8 pö  0, 2.90%  0,18 mol  n A  n C3H8 bñ  n C3H8 pö  0,  0,18  0,38 mol Bảo tồn khối lượng có: mC3H8  mA  M A  8,8  23,16 0,38 Câu 4: Gọi thể tích chất sinh sau: crackinh C4 H10  A  H  C H ;CH  C3H ;C H  C H ;C 4H10 dö  VC4H10 pư  VA  VC4H10 bđ  56  40  16 lít Tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol (ở điều kiện nhiệt độ áp suất) H 16 100%  40% 40 Câu 5: d X/H2  17,  M X  34,8 Trang 19 Bảo toàn khối lượng: mC4H10  mX  n X   n C4H10 pö  m mol 34,8 m m m   mol 34,8 58 87 m H 100%  87 100%  66, 67% m n C4 H10 bñ 58 n C4 H10 pư Câu 6: Bảo tồn ngun tố C: n CaCO3  n CO2  3n C3H8  0,3 mol  n C3H8  0,1 mol  m  0,1.44  4, gam Câu 7: Theo đề bài: n C4H10  mol Bảo toàn nguyên tố C H: (Đốt cháy X hay đốt cháy C4H10 ban đầu thu lượng CO2 H2O nhau)  n CO2  4n C4H10  mol  mCO2  4.44  176 gam   n H2O  5n C4H10  mol  mH2O  5.18  90 gam Câu 8: Ta có: d hh sau/H2  10,8  M hh sau  21, n hh sau  n CH4  n C3H8 dö  n C3H8 bđ Bảo tồn khối lượng: mC3H8  mhh sau  mC2H4  mC2H4  4,  0,1.21,  2, 24 gam  n C2H4  n C3H8 pö  H 2, 24  0, 08 mol 28 0, 08 100%  80% 0,1 Câu 9: a) Phương trình hoá học phản ứng: 1 C2 H  C2 H   H  C4 H8  3 CH  C3H H 2SO ,t o ,xt C4 H10  Gọi số mol C4H10 phản ứng dư a b mol Theo phương trình: n CH4 ,C2H6 ,H2   n C3H6 ,C2H4 ,C4H8   n C4H10 pö  a mol  n A  2a  b  35 * Trang 20 Khi cho hỗn hợp A qua bình đựng brom dư có C3H6, C2H4, C4H8 phản ứng bị giữ lại bình chứa brom Khí khỏi bình chứa brom H2, CH4, C2H6, C4H10 dư nên: a  b  20 ** Từ (*) (**) suy ra: a  15 b  Hiệu suất phản ứng crackinh bằng: H  15 100%  75% 15  b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy, thành phần nguyên tố A giống thành phần nguyên tố C4H10 đem phản ứng Suy ra, đốt cháy A đốt cháy lượng C4H10 ban đầu thu lượng CO2  O2 ,t C4 H10   4CO2 o  20 80 mol Vậy x  80 Dạng 4: Phản ứng oxi hoá ankan 1-C 2-B 3-A 4-A 5-A 6-D 7-A 8-B 9-C Câu 1: n CO2  mol; n H2O  1, mol Hỗn hợp khí gồm tồn ankan: n hh  n H2O  n CO2  1,   0, mol  V  0,6.22,  13, 44 lít Câu 2: Ta có: n CH4  n C3H8  a mol   n CO2  a  3a  4a mol;  n H2O  2a  4a  6a mol Ta có: mbình tăng  mCO2  mH2O  56,8 gam  4a.44  6a.18  56,8  a  0,  VX  2a.22,  8,96 lít Câu 3: Bảo toàn nguyên tố C: n CO2  n CaCO3  0, mol A ankan nên ta có: n A  n H2O  n CO2  n H2O  0, 05  0,  0, 25 mol Ta có: mbình tăng  mCO2  mH2O  0, 2.44  0, 25.18  13,3 gam Câu 4: Ta có d hh/H2  52,8  Mhh  105,6 Trang 21   Gọi công thức chung ankan Cn H 2n  n   14n   105,  n  7, Phương trình hố học: Cn H 2n    VO2  3n  to O2   nCO2  n  H 2O   3n  VCn H2 n2  11, 6VCn H2 n2  Vkk  5VO2  5.11, 6VCn H2 n2  58VCn H2 n2  VCn H2 n2 Vkk  58 Câu 6: Phương trình hố học: Cn H 2n   3n  to O2   nCO2  n  H 2O   11 Ta có phương trình: 15 mol 11 15   n  2, 75 n n 1 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có: VC2 H6 VC3H8  2, 75  2, 75   0, 25  0, 75  %VC2H6  100%  25%; %VC3H8  100  25  75% Câu 7: Theo đề bài: VH2O : VCO2  1, :1  Coi n CO2  mol  n H2O  1,6 mol   Ta thấy: VH2O  VCO2  X gồm hai ankan có cơng thức chung Cn H 2n  n  Phương trình hố học: Cn H 2n   3n  to O2   nCO2  n  H 2O   Ta có: n X  n H2O  n CO2  1,   0, mol  n   1, 67 0, X gồm hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp  X CH4 C2H6 Câu 8: Bảo toàn nguyên tố C: n CO2  n CaCO3    0, 04 mol  mCO2  1, 76 gam 100   Ta có: m dung dịch giảm  m  m H2O  mCO2  1,376   m H2O  1, 76  Trang 22  mH2O  0,864 gam  n H2O  0, 048 mol Ta thấy: n H2O  0, 048 mol  n CO2  0, 04 mol  X ankan có cơng thức dạng CnH2n+2  n  1  n X  n H2O  n CO2  0,008 mol n 0, 04 5 0, 008 Vậy X C5H12 Câu 9: Theo đề bài: mbình taêng  mH2O  6,3 gam  n H2O  0,35 mol Ta có: n ankan  n H2O  n CO2  n CO2  0,35  0,1  0, 25 mol Bảo toàn nguyên tố C: n BaCO3  n CO2  0, 25 mol  mkết tủa bình  0, 25.197  49, 25 gam Trang 23 ... giải Ankan tan nhiều dung môi hữu  Chọn B Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Phát biểu sau sai? A Tất ankan có cơng thức phân tử dạng CnH2n+2 B Tất chất có cơng thức phân tử dạng CnH2n+2 ankan. .. toàn khối lượng:  mankan  mO2  mCO2  mH2O   mankan  mC  mH Chú ý: Khi gặp tập liên quan đến hỗn hợp ankan nên sử dụng phương pháp trung bình: Thay hỗn hợp ankan ankan Cn H 2n  dựa vào... thức phân tử ankan X C5H12 Vì phản ứng tạo sản phẩm nên ankan X 2,2-đimetylpropan  Chọn B Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Khi clo hố hỗn hợp hai ankan, người ta thu ba sản phẩm monoclo Tên gọi hai ankan A etan