Hoá học 11 Bài 27: Luyện tập Ankan và xicloankan

a. Các phản ứng chính của hidrocacbon no : phản ứng thế, phản ứng tách.

b. Ankan là hidrocacbon no mạch hở, có công thức phân tử chung là C_nH_{2n + 2} (n ≥1)

c. Ankan từ C₄H₁₀ trở đi có đồng phân mạch cacbon.

d. Tính chất hóa học đặc trưng của ankan và xicloankan là phản ứng thế ; riêng xicloankan vòng nhỏ còn tham gia phản ứng cộng mở vòng.

So sánh ankan và xicloankan

- Cấu tạo

+ Giống nhau: Trong phân tử đều chỉ có các liên kết đơn.

+ Khác nhau: Ankan: mạch hở; Xicloankan: mạch vòng

- Tính chất hóa học

+ Giống nhau:

• Đều có phản ứng thế
• Có phản ứng tách hidro.
• Cháy tỏa nhiệt

+ Khác nhau: Xicloankan mạch vòng 3,4 cạnh có phản ứng cộng mở vòng. 

e. Các ankan là thành phần chính trong các dạng nhiên liệu và là nguồn nguyên liệu phong phú cho công nghiệp hóa học.

Bài 1: Khi brom hóa một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của ankan đó là (cho H = 1, C = 12, Br = 80)

A. 3,3-đimetylhecxan.    

B. 2,2-đimetylpropan.

C. isopentan.    

D. 2,2,3-trimetylpentan

Hướng dẫn giải

Sản phẩm là monobrom ⇒ Công thức: C_nH_2n+1Br

d_monobrom/H₂ = 75,5 ⇒ M_monobrom = 151

⇒ 14n + 81 = 151 ⇒ n = 5. Brom hóa C₅H₁₂ chỉ thu được một dẫn xuất

⇒ Công thức cấu tạo của C₅H₁₂ là: 

   (2,2-đimetylpropan)

⇒ Đáp án B

Bài 2: Khi cho ankan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,72%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol 1:1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo đồng phân của nhau. Tên của X là :

A. 3-metylpentan.    

B. 2,3-đimetylbutan.

C. 2-metylpropan.    

D. butan.

Hướng dẫn giải

Đặt CTPT của ankan X là C_nH_2n+2. Theo giả thiết ta có :

\(\frac{{12n}}{{2n + 2}} = \frac{{83,72}}{{16,28}} \to n = 6\)

⇒ CTPT của ankan X là C₆H₁₄.

Vì X phản ứng với Cl₂ theo tỉ lệ mol 1:1 chỉ thu được hai sản phẩm thế monoclo nên X có tên là 2,3-đimetylbutan ⇒ Đáp án B

Bài 3: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là :

A. CH₃Cl.    

B. CH₂Cl₂.    

C. CHCl₃.    

D. CCl4

Hướng dẫn giải

Phản ứng của CH₄ với clo :

CH₄ + xCl₂ → CH_4-xCl_x + xHCl

Theo giả thiết ta có : 35,5x/(16-x) = 89,12/10,88 ⇒ x = 3

Vậy công thức của sản phẩm thế là : CHCl₃ ⇒ Đáp án C

Bài 1: Crackinh 1 ankan A thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 36,25 gam/mol, hiệu suất phản ứng là 60%. Công thức phân tử của A là :

A. C₄H₁₀.    

B. C₅H₁₂.    

C. C₃H₈.    

D. C₂H₆.

Hướng dẫn giải

Gọi n_ankan = 1 mol ⇒n_{ankan pư} = 0,6 mol = n _{khí tăng}

n_B = 1 + 0,6 = 1,6 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

m_A = m_B \( \to \frac{{{n_A}}}{{{n_B}}} = \frac{{{M_B}}}{{{M_A}}} \to {M_A} = \frac{{{n_B}.{M_B}}}{{{n_A}}} = \frac{{1,6.36,25}}{1} = 58g/mol\)

⇒ A là C₄H₁₀ ⇒ Đáp án A

Bài 2: Craking 40 lít n-butan thu được 56 lít hỗn hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₄H₈ và một phần n-butan chưa bị craking (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Hiệu suất phản ứng tạo ra hỗn hợp A là :

A. 40%.    

B. 20%.    

C. 80%.    

D. 20%.

Hướng dẫn giải

V_{khí tăng} = V_{ankan phản ứng} = 16 lít

H% = V_pư/V_bđ .100% = 16/40.100% = 40%

⇒ Đáp án A

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp A (đktc) gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₂H₄ và C₃H₆, thu được 11,2 lít khí CO₂ (đktc) và 12,6 gam H₂O. Tổng thể tích của C₂H₄ và C₃H₆ (đktc) trong hỗn hợp A là :

A. 5,60.    

B. 3,36.    

C. 4,48.    

D. 2,24.

Hướng dẫn giải

Trong hỗn hợp A, thay các chất CH₄, C₂H₆, C₃H₈ bằng một chất C_nH_2n+2 (x mol); thay các chất C₂H₄, C₃H₆ bằng một chất CmH₂m (y mol). Suy ra x + y = 0,3 (*).

Các phương trình phản ứng :

C_nH_2n+2 + (3n+1)/2 O₂ ^to→ nCO₂ + ( n +1)H₂O

x →     (3n+1)/2.x     xn     x(n+1)     (mol)

C_mH_2m + 3m/2O₂ ^to→ mCO₂ + mH₂O

y →     3m/2.y     ym     ym    (mol)

⇒ x = nH₂O - n_CO2 = 0,7 – 0,5 = 0,2 mol

VC₂H₄ + C₃H₆ = 0,1.22,4 = 2,24 lít. ⇒ Đáp án D

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆ thu được a mol CO₂ và 18a gam H₂O. Tổng phần trăm về thể tích của các ankan trong A là:

A. 30%.    

B. 40%.    

C. 50%.    

D. 60%.

Hướng dẫn giải

Trong hỗn hợp A, thay các chất C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆ → C_nH_2n-2 (x mol) ; thay các chất CH₄, C₂H₆, C₃H₈ → C_mH_2m+2 (y mol).

Phương trình phản ứng :

C_nH_2n+2 + (3n+1)/2 O₂ ^to→ nCO₂ + ( n +1)H₂O

x →    (3n-1)/2.x     xn     x(n+1)     (mol)

C_mH_2m-2 + (3m-1)/2O₂ ^to→ mCO₂ + (m-1)H₂O

y →    (3m-1)/2.y     ym     y(m-1)     (mol)

Ta có: n_CO2 =n_H2O = a mol

⇒ n_x + n_y = (n-1)x + (m +1)y ⇒ x =y

⇒ %V_CnH_2n+2 = % V_CnH_2n-2 = 50%

⇒ Đáp án C

Câu 1: Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dd nước vôi trong dư thấy có 40g kết tủa. CTPT X

Câu 2: Hidrocacbon mạch hở X trong phân tử chỉ chứa liên kết σ và có hai nguyên tử cacbon bậc ba trong một phân tử. Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích khí X sinh ra 6 thể tích CO₂ (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Khi cho X tác dụng với Cl₂ (theo tỉ lệ số mol 1 : 1), số dẫn xuất monocle tối đa sinh ra là:

Câu 3: Crackinh 8,8 gam propan thu được hh A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₃H₆ và một phần propan chưa bị crackinh. Biết % propan phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung bình của A là:

Câu 4: Crackinh hoàn toàn 6,6 gam propan được hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon. Dẫn toàn bộ X qua bình đựng 400 ml dung dịch brom a mol/l thấy khí thoát ra khỏi bình có tỉ khối so metan là 1,1875. Giá trị a là:

Câu 5: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO₂ và hơi H₂O theo tỉ lệ thể tích 11:15. Thành phần % theo thể tích của etan và propan lần lượt là?

Câu 1: Khi brom hóa một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hidro là 75,5. Tên của ankan đó là

A. 3,3-đimetylhecxan

B. 2,2-đimetylpropan

C. isopentan

D. 2,2,3-trimetylpentan

Câu 2: Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dd nước vôi trong dư thấy có 40g kết tủa. CTPT X

A. C₂H₆

B. C₄H₁₀

C. C₃H₆

D. C₃H₈

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lit butan ( đktc) và cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dd Ba(OH)₂ 0,2M. Số gam kết tủa tạo thành:

A. 9,85g

B. 9,98g

C. 10,4g

D.11,82g

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hi đrocacbon X. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)₂ (dư) tạo ra 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)₂ ban đầu. Công thức phân tử X là

A. C₃H₆

B. C₂H₆

C. C₃H₄

D. C₃H₈.

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon X thu được 0,11 mol CO₂ và 0,132 mol H₂O. Khi X tác dụng với khí clo (theo tỉ lệ số mol 1 : 1) thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tên gọi của X là?

A. 2-Metylbutan

B. etan

C. 2,2-Đimetylpropan

D. 2-Metylpropan.

Sau bài học cần nắm:

• vai trò của ankan và xicloankan trong công nghiệp và trong đời sống hằng ngày.
• CTCT, cách gọi tên của một số ankan và xicloankan từ CTPT. So sánh được sự giống và khác nhau về tính chất vật lý, tính chất hóa học.
• Ứng dụng của ankan và xicloankan.