Tổng hợp lý thuyết ankan và một số bài tập áp dụng

Tổng hợp lý thuyết ankan và một số bài tập áp dụng giúp các bạn tổng hợp và ôn lại kiến thức cần nhớ xuyên suốt trong quá trình ôn tập, và luyện thi trung học phổ thông quốc gia. Nâng cao khả năng xử lý các bài tập một cách nhanh chóng, chúc các bạn thành công.

Hóa Học 11 – Hữu Cơ GV Biên Soạn : Nguyễn Vũ Minh Hiđrocacbon – Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên I Phân loại, khái niệm cơng thức Phân loại khái niệm Hợp chất hữu mà phân tử chứa Cacbon Hidro gọi hiđrocacbon a) Hiđrocacbon no: hiđrocacbon phân tử chứa liên kết xichma (σ) Ankan: Là hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết xichma Hoặc hiđrocacbon no mạch hở Xicloankan: hiđrocacbon no mạch vòng Xicloankan có vòng (đơn vòng) gọi mỗnicoankan, có nhiều vòng gọi polixicloankan Trong chương trình chủ yếu xét loại đơn vòng b) Hiđrocacbon khơng no: Hiđrocacbon khơng no (hay hiđrocacbon khơng bão hòa) hiđrocacbon phân tử có chứa liên kết bội ( C = C, C ≡ C ) Mạch cacbon hở vòng Tuy nhiên chương trình chủ yếu xét loại mạch cacbon hở (chưa no mạch hở) Hiđrocacbon khơng no, mạch hở có liên kết C = C gọi anken Hiđrocacbon khơng no, mạch hở có hai liên kết C = C gọi ankadien Hiđrocacbon khơng no, mạch hở có liên kết C ≡ C gọi ankin c) Hiđrocacbon phân tử có chứa vòng benzen gọi hiđrocacbon thơm aren Có loại chứa vòng benzene, có loại chứa nhiều vòng benzen Cơng thức chung a) Các hiđrocacbon biểu diễn cơng thức chung CnH2n+2-2k ( k gọi độ khơng no phân tử; k : tổng số liên kết П số vòng đơn) b) Ankan có k = → cơng thức chung ankan CnH2n+2 (n ≥ 1) c) Monoxicloankan co k = → cơng thức chung CnH2n (n ≥ 3) d) Anken có k = → cơng thức chung CnH2n (n ≥ 2) e) Ankadien có k = → cơng thức chung CnH2n-2 (n ≥ 3) f) Ankin có k = → cơng thức chung CnH2n-2 (n ≥ 2) g) Benzen ankylbebzen có k = → cơng thức chung CnH2n-6 (n ≥ 6) BÀI : ANKAN ( PARAPIN : CnH2n+2, n>= ) A/ LÝ THUYẾT I/ Cơng thức tổng qt ankan : CnH2n+ , n  II/ Đồng đẳng – Đồng phân – Danh pháp : + Đồng đẳng : Là Hydrocacbon mạch hở -chỉ mang liên kết đơn –Thỏa cơng thức : CnH2n+ , n>=1 + Đồng phân : Mạch cacbon : thẳng nhánh + Danh pháp : CT AN KAN TÊN ANKAN CT ANKYL TÊN GỐC CH4 Mêtan CH3Mêtyl C2H6 Etan C2H5Etyl C3H8 Propan C3H7Propyl C4H10 Butan C5H12 Pentan C6H14 Hexan C7H16 Helptan C8H18 Octan C9H20 Nonan C10H22 Decan Hóa Học 11 – Hữu Cơ GV Biên Soạn : Nguyễn Vũ Minh * Mạch thẳng : n - ankan * Mạch nhánh : + Bước 1: Chọn mạch dài , có nhiều nhánh làm mạch + Bước : Đánh STT cho Cacbon mang nhánh có STT nhỏ + Bước : Gọi tên : số mạch nhánh –Tên nhánh –Mạch + AN Nếu nhiều nhánh giống –Dùng tiếp đấu ngữ : Di (2) –Tri(3) –Tetra(4) Nếu nhiều nhánh khác :Xếp theo thứ tụ :A,B,C …… … Giữa số số cách dấu phẩy , số chử cách dấu - , chử chử -viết liền III/ Tính chất : *Tính chất vật lý :Ở điều kiện thường : Từ C1  C4 trạng thái khí Từ C5  C17 : lỏng Từ C18 trở -ở trạng thái rắn- nhiệt độ nóng chảy –khối lượng riêng –tăng theo số C *Tính chất hóa học : * Phản ứng với Halogen : CnH2n+2 + x Cl2 - > CnH2n+2 –xClx + xHCl Lưu ý : Từ 3C trở ngun tử Hydro liên kết với Cacbon bậc cao bị với xác suất lớn - > với X Nếu ankan có vị trí cacbon khác H có nhiêu sản phẩm *Tác dụng nhiệt : + Phản ứng tách : CH3-CH3 xt ,t CH2=CH2 + H2 + Phản ứng Crackinh :ankan + anken + Phản ứng phân huỷ : * Phản ứng oxi hóa : CH4 > C + H2 t0 + Hồn tồn : CnH2n+2 + (3n+1 ) O2  nCO2 + (n+1) H2O VI/ Điều chế : * Điều chế CH4 : C + H2 -5000C/Ni -> CH4 Từ Natri Acetat : CH3COONa + NaOH CaO/T - > CH4 + Na2 CO3 CnH2n+1COONa + NaOH CaO/T - > CnH2n+2 + Na2 CO3 Từ Nhơm Cacbua Al4C3 + 12H2O - > 4Al(OH)3 + 3CH4 + 3CH4 Al4C3 + 12HCl - > 4AlCl3 * Điều chế ankan 1500o C ,l.l.n + Phương pháp tăng mạch : CH4  2C2H2 +H2 Tổng hợp Wurtz : CH3Cl + C2H5Cl + Na > CH3-CH2-CH3 + 2NaCl Tổng hợp Kolbe : 2CH3COONa +2H2O –đpdd >CH3-CH3 + 2NaOH + 2CO2 + H2 + Phương pháp giảm mạch Cacbon : - Phương pháp Dumas : CH3COONa + NaOH -CaO/T - > CH4 + Na2 CO3 - Phương pháp Crackinh : C3H8 > CH4 + C2H4 B/ DẠNG TỐN VÀ PP GIẢI DẠNG : DANH PHÁP Viết CTCT chất có tên sau : a/ 3-etyl-2,4-dimetyl hepxan b/ 2-clo-2,3- dimetyl hepxan c/ 3-etyl-2,4,6- trimetyl octan d/ 1-brom-3-clo pentan e/ 3,4,4-trietyl-2,3,5,6-tetrametyl heptan DẠNG :PHẢN ỨNG – ĐIỀU CHẾ Bài 1.Viết phương trình phản ứng n-butan – mêtylpropan a/ Tác dụng với :Cl2 (askt) theo tỉ lệ mol 1:1 ( tạo dẫn xuất monoclo) b/ Tách phân tử hydro c/ Phản ứng phân hủy d/ Phản ứng crackinh n –butan Bài Viết phản ứng Etan Propan : a/ Thế Cl2 ( askt) tạo dẫn xuất monoclo b/ Thế với Cl2 (askt ) tạo dẫn xuất hai lần c/ Dehidro hóa –tách phân tửH2 ) d/ Phản ứng Crackinh e/ phản ứng cháy Bài 3.Các chất vơ có dủ - viết phản ứng điều chế : a/Clorofom từ nhơm cacbua b/ Diclo metan ( metilen clorua ) từ butan c/ 1,1-diclo etan từ butan d/ Etyl clorua từ cacbon Bài Bổ túc chuỗi phản ứng : Hóa Học 11 – Hữu Cơ GV Biên Soạn : Nguyễn Vũ Minh a/ CH3COONa -> CH4 -> CHCl3 b/ C4H10 -> CH4 -> CO2 -> CaCO3 d/ CH3CH2COONa -> C2H6 -> C2H4Cl2 c/ Al4C3 -> CH4 -> H2 e/ Propan -> metan -> cacbon -> metan -> axetilen -> etan -> Etyl bromua f/ Axit axetic -> natri axetat -> metan -> Metyl clorua -> metylen clorua -> clorofrom -> cacbon tetraclorua g/ n-butan -> Etan -> etyl clorua -> 1,1-diclo etan h/ Etan bromua -> butan -> metan -> hidro -> metan DẠNG : LẬP CTPT CỦA ANKAN Bài Xác định CTPT – CTCT đồng phân ankan trường hợp sau : a Ankan có khối lượng riêng 1.964 g/l ( đktc) b Ankan có chứa 14 ngun tử Hidro c Ankan có % C = 80% d/ Ankan có % H = 25% e Hóa 12g ankan (Y) chiếm thể tích thể tích gam etan điều kiện f Đốt lit ankan cần lít Oxy đk g Đốt cháy ankan thu gam CO2 gam H2O Bài Đốt cháy hồn tồn 0,72 gam HCHC , thu 1,12 lít CO2 (đktc) 1,08 gam H2O Biết phân tử khối HCHC 72 (đvC) Xác định CTPT , tìm CTCT biết HCHC với Clo (askt) tỉ lệ mol 1:1 cho sản phẩm Bài 3.Cho 1,6 gam ankan (A) tác dụng với clo (askt) , thu 8,5 gam dẫn xuất lần (B) Xác định CTPT , CTCT gọi tên (A) (B) Bài 4.Cho 8,8 gam ankan (A) phản ứng với clo (askt) , thu 15,7 gam dẫn xuất monoclo (B) Xác định CTPT , CTCT gọi tên (A) (B) Bài 5.Cho 5,6 lít ankan thể khí ( 27,3oC 2,2 atm) tác dụng hết với Clo (askt ) , cho dẫn xuất clo có khối lượng 49,5 gam a Xác định dẫn xuất clo , Viết đồng phân có gọi tên ? b Xác định % theo thể tích ankan clo hỗn hợp ban đầu , dhh/H2 = 30,375 ? DẠNG 4.TỐN HỖN HỢP Bài Đốt cháy hồn tồn 5.2g hh hai ankan liên tiếp thu 15.4g CO2 a Xác định CTPT hai ankan b Tính thể tích Oxy cần để đốt cháy hồn tồn hỗn hợp (đktc) c Tính % khối lượng ankan hỗn hợp ? Bài 2: Đốt cháy hồn tồn 19,2g hh ankan cận thu 14,56l CO2 (0oC 2atm) Tính V hh ankan b.Xđ CTPT CTCT ankan Bài 3: hh A gồm ankan kế cận có m=10,2g Đốt cháy hồn tồn hh A cần 36,8g oxi Tính klg CO2 H2O tạo thành b.Tìm CTPT ankan C/ VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP : GIẢI TOÁN HYDROCACBON A/ ĐỐT CHÁY : * Khi đốt cháy hidrocacbon tạo CO2 hidro tạo H2O + Tổng khối lượng C H CO2 H2O phải khối lượng hidrocacbon + Tổng khối lượng oxy CO2 khối lượng oxy H2O khối lượng oxy đem đốt + mA + mOxy = m CO2 + m H2O + nO2 = nCO2 + ½ nH2O Thí dụ1 Đốt cháy hồn tồn m gam hỗn hợp gồm CH4, C3H6 C4H10 thu 17,6g CO2 10,8g H2O m có giá trị là:A) 2g B) 4g C) 6g D) 8g Thí dụ2 Đốt cháy hồn tồn m gam hỗn hợp gồm CH4, C3H6 C4H10 thu 17,6g CO2 10,8g H2O Tính thể tích Oxy ( đktc) cần để đốt cháy hồn tồn hỗn hợp ? A) 15.68 lít B) 14.45 lít C)20.26lít D.12.23 lít * Khi đốt cháy ankan thu : CnH2n+2 + + nCO2 < n H2O 3n  O2  nCO2 + (n + 1) H2O + số mol ankan cháy = số mol H2O - số mol CO2 Hóa Học 11 – Hữu Cơ GV Biên Soạn : Nguyễn Vũ Minh Thí dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 0,15 mol hỗn hợp ankan thu 9,45g H2O Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng kết tủa thu là: A 37,5g B 52,5g C 15g D 42,5g Thí dụ 2: Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp hidrocacbon liên tiếp dãy đồng đẳng thu 11,2 lít CO2 (đktc) 12,6g H2O.Hai hidrocacbon thuộc dãy đồng đẳng nào? A Ankan B Anken C Ankin D Aren Thí du 3:Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp gồm ankan anken Cho sản phẩm cháy qua bình đựng P2O5 dư bình đựng KOH rắn, dư thấy bình tăng 4,14g, bình tăng 6,16g Số mol ankan có hỗn hợp là: A 0,06 B 0,09 C 0,03 D 0,045 Thí dụ 5: Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol hỗn hợp gồm CH4, C4H10 C2H4 thu 0,14 mol CO2 0,23 mol H2O Số mol ankan anken có hỗn hợp là: A 0,09 0,01 B 0,01 0,09 C 0,08 0,02 D 0,02 0,08 Dựa vào cách tính số ngun tử C số ngun tử C trung bình khối lượng mol trung bình… B/ TRẮC NGHIỆM : BÀI ANKAN Bài Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn tồn sản phẩm cháy vào dd nước vơi dư thấy có 40g↓ CTPT X : A C2H6 B C4H10 C C3H6 D C3H8 Bài Đốt cháy hồn tồn 0,15 mol hỗn hợp ankan thu 9,45g H2O Cho sản phẩm cháy qua bình đựng Ca(OH)2 dư khối lượng kết tủa thu ? A.37,5g B 52,5g C 15g D.42,5g Bài 3.Khi đốt cháy x mol ankan A thu 10,8 gam H2O v 11,2 lít khí CO2 (đktc) Giá trị x A B 0,1 C.0,5 D Bài Đốt cháy hồn tồn 2,86 g hỗn hợp gồm hexan octan người ta thu 4,48 lít CO2 (đktc) Phần trăm khối lượng hexan hỗn hợp là: A.60,1 % B 30,87 % C 70,65 % D 40,26 % Câu Đốt cháy hồn tồn a mol ankan Y Dẫn hết sản phẩm qua bình I chứa P2O5 v bình II chứa KOH đặc khối lượng bình I tăng 10,8 gam bình II tăng 22 gam Hỏi a có giá trị bao nhiêu? A a = 0,15 mol B a = 0,5 mol C a = 0,05 mol D a = 0,1 mol Câu 6: Đốt cháy hồn tồn m g hỗn hợp gồm CH4, C2H6 C4H10 thu 3,3g CO2 4,5 g H2O Giá trị m là: A 1g B 1,4 g C g D 1,8 g Câu C3H8 X + Y X, Y là: A C, H2 B CH4, C2H6 C C3H6, H2 D A, B, C Câu Al4C3 X Y C2H6 X, Y là: A CH4, C2H4 B CH4, CH3Cl C C3H8, C2H4 D Kết khc Cu 9: Đốt cháy hồn tồn 4,48 lít hỗn hợp gồm C2H6 C3H8 ( đktc) cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch H2SO4 đặc, bình đựng dung dịch nước vơi có dư thấy khối lượng bình tăng m g, bình tăng 2,2 g Giá trị m là: A,3,5g B 4,5g C 5g D 4g Cu 10: Đốt cháy hồn tồn 3,6 g ankan A thu 11g CO2 5,4g nước Khi clo hóa A theo tỉ lệ mol 1:1 tạo thành dẫn xuất monoclo CTCT A là: A CH3CH2CH2CH2CH3 B.(CH3)2CHCH2CH3 C (CH3)3CCH2CH3 D (CH3)4C Câu 11 Đốt cháy hổn hợp CH4, C2H6, C3H8 thu 2,24 lit CO2 (đktc) 2,7g H2O Thể tích O2 (đktc) đ tham gia phản ứng chy l: A 2,48 l B 3,92 l C 4,53 l D 5,12 l Câu 12 Đốt cháy 2,3g hổn hợp hai hydrocacbon no liên tiếp dy đồng đẳng thu 3,36 lit CO2 (đktc) Cơng thức phân tử hai hydrocacbon là: A CH4, C2H6 B C2H6, C3H8 C C2H4, C3H6 D C3H6, C4H8 Câu 14 Trong phòng thí nghiệm điều chế metan cách sau đây? A.Nhiệt phân natri axetat với vơi tơi xút B.Crackinh butan C.Từ phản ứng nhơm cacbua với nước D.chọn A,C Câu 15 Ankan X có cơng thức phân tử C5H12, tác dụng với clo tạo dẫn xuất monoclo Tên X A pentan B iso-pentan C neo-pentan D.2,2- dimetylpropan Câu 16: Ankan có loại đồng phân nào? A Đồng phân nhóm chức C Đồng phân cấu tạo B Đồng phân vị trí nhóm chức D Có loại đồng phân Câu 17: Ankan có CTPT C5H12 có đồng phân? a b c d Câu 20: Ankan X có phần trăm khối lượng cacbon 82,76% Cơng thức phân tử X : A C4H8 B C5H12 C C4H10 D C3H8 Câu 21 : Khi thực phản ứng vơi tơi xút với RCOONa, người ta thu butan R Hóa Học 11 – Hữu Cơ GV Biên Soạn : Nguyễn Vũ Minh A C3H7 B C3H8 C C4H9 D C4H7 Câu 22 Cơng thức cấu tạo CH3CH(CH3)CH2CH2CH3 ứng với tên gọi sau đây? A 2-metylpentan B neopentan C isobutan D 1,1-đimetylbutan Câu 23.Khi đốt cháy hiđrocacbon no X thu khí cacbonic nước có tỉ lệ thể tích : Cơng thức cấu tạo X là: A C2H6 B CH3CH3 C C3H8 D CH4 Câu 24.Khi oxi hóa hồn tồn 7,0 mg hợp chất A thu 11,2 ml khí CO2 (đktc) 9,0 mg nước Tỉ khối A so với N2 2,5 Cơng thức phân tử A A C4H8 B C3H8 C C6H12 D C5H10 Câu 26: Khi cho metan tác dụng với clo ( có askt) theo tỉ lệ mol 1:2 tạo thành sản phẩm là: A.CH3Cl B CH2Cl2 C CHCl3 D CCl4  pư tạo thành sản phẩm monoclo? Câu 27: Cho phản ứng sau: (CH3)2 CH CH2CH3 + Cl2 askt A B C D C , xt   A + B A B là: Câu 28 : Cho phản ứng sau: CH3CH2CH2CH3 500 A CH3CH2CH = CH2, H2 B CH2 = CH2, CH3CH3 C CH3CH = CHCH3, H2 D Tất C , xt Câu 29: Chọn sản phẩm phản ứng sau: CH4 + O2 t  A CO2, H2O B HCHO, H2O C CO, H2O D HCHO, H2 Câu 30: Cho ankan A có CTPT C6H14, biết cho A tác dụng với clo theo tỉ lệ mol 1:1 thu sản phẩm monoclo CTCT A là: A.2,3 – dimetylbutan B Hexan C – metylpentan D 2,2 – dimetylbutan ... hồn tồn hỗn hợp (đktc) c Tính % khối lượng ankan hỗn hợp ? Bài 2: Đốt cháy hồn tồn 19,2g hh ankan cận thu 14,56l CO2 (0oC 2atm) Tính V hh ankan b.Xđ CTPT CTCT ankan Bài 3: hh A gồm ankan kế cận... LẬP CTPT CỦA ANKAN Bài Xác định CTPT – CTCT đồng phân ankan trường hợp sau : a Ankan có khối lượng riêng 1.964 g/l ( đktc) b Ankan có chứa 14 ngun tử Hidro c Ankan có % C = 80% d/ Ankan có % H... 0,02 0,08 Dựa vào cách tính số ngun tử C số ngun tử C trung bình khối lượng mol trung bình… B/ TRẮC NGHIỆM : BÀI ANKAN Bài Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn tồn sản phẩm cháy vào dd nước