Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 35: Ankan - Tính chất hóa học, điều chế và ứng dụng

Ống nghiệm A chứa dung dịch KOH, ống nghiệm B chứa dung dịch H₂SO₄, ống nghiệm C chứa KMnO₄, ống nghiệm D chứa nước brom. Cho vào mỗi ống nghiệm đó 1ml octan lắc đều rồi để yên.

Dự đoán hiện tượng xảy ra ở mỗi ống nghiệm và giải thích.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học của ankan

Hướng dẫn giải

Octan không tác dụng với các hóa chất này, tuy nhiên vẫn có hiện tượng tách lớp và hòa tan vào nhau.

- Ống nghiệm A, B, C có hiện tượng tách lớp vì octan không tan trong các hóa chất này.

- Ống nghiệm D màu dung dịch brom nhạt dần do octan tan trong dung dịch brom.

Hãy viết công thức phối cảnh các chất mà mô hình của chúng có ở hình 5.4.

Phương pháp giải

- Công thức phối cảnh là một loại công thức lập thể.

- Đường nét liền biểu diễn liên kết nằm trên mặt trang giấy.

- Đường nét đậm biểu diễn liên kết hướng về mắt ta (ra phía trước trang giấy).

- Đường nét đứt biểu diễn liên kết hướng ra xa mắt ta (ra phía sau trang giấy).

Hướng dẫn giải

Công thức phối cảnh của CH₃Cl; CH₂Cl₂; CHCl₃; CCl₄

Viết phương trình và gọi tên phản ứng của isobutane trong các trường hợp sau:

a) Lấy 1 mol isobutan cho tác dụng với 1 mol clo có chiếu sáng.

b) Lấy 1 mol isobutane đun nóng với 1 mol brom.

c) Nung nóng isobutane với xúc tác Cr₂O₃ để tạo thành C₄H₈(isobutin).

d) Nung nóng isobutan trong không khí.

Phương pháp giải

Phản ứng đặc trưng là phản ứng thế; phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phản ứng thế:

CH₃-CH(CH₃)-CH₃ + Cl₂ → CH₃-CH(CH₃)-CH₂Cl + HCl   (đk: ánh sáng, t^o, tỉ lệ 1:1)

                                               1-clo-2-metylpropan

CH₃-CH(CH₃)-CH₃ + Cl₂ → CH₃-CCl(CH₃)-CH₃ + HCl   (đk: ánh sáng, t^o, tỉ lệ 1:1)

                                                2-clo-2-metylpropan

Câu b: Đề bài không báo rõ là brom khan (askt). Tuy nhiên phản ứng thế của isobutan với brom hầu hết brom chỉ thế H ở bậc cao.

CH₃-CH(CH₃)-CH₃ + Br₂ → CH₃-CBr(CH₃)-CH₃  (tỉ lệ 1:1)

                                                2-brom-2-metylpropan

Câu c: Phản ứng tách

CH₃-CH(CH₃)-CH₃ → CH₃-C(CH₃)-CH₃ + H₂   (đk: Cr₂O₃, nhiệt độ)

Câu d: Phản ứng oxi hóa

2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O (phản ứng oxi hóa)

Đốt cháy hoàn toàn một mẫu hiđrocacbon người ta lấy thể tích hơi nước sinh ra gấp 1,2 lần thể tích khí cacbonic (đo trong cùng điều kiện). biết rằng hiđrocacbon đó chỉ tạo thành 1 dẫn xuất monoclo duy nhất. Hãy xác định công thức cấu tạo của nó.

Phương pháp giải

Hiđrocacbon cháy cho nH₂O = 1,2nCO₂ ⇒ nH₂O > nCO₂ ⇒ Hiđrocacbon đó là ankan

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

nH₂O = 1,2 nCO₂ ⇒  n = ?

⇒ Công thức phân tử

Hướng dẫn giải

Hiđrocacbon cháy cho nH₂O = 1,2nCO₂ ⇒ nH₂O > nCO₂ ⇒ Hiđrocacbon đó là ankan. Đặt công thức tổng quát là C_nH_2n+2

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

Ta có nH₂O = 1,2 nCO₂ ⇒ (n + 1) = 1,2n ⇒ n = 5

Do hiđrocacbon đó chỉ tạo thành 1 dẫn xuất monoclo duy nhất nên công thức phân tử C₅H₁₂

Công thức cấu tạo của hiđrocacbon

Trong mục ứng dụng của ankan nêu trong bài học, những ứng dụng cụ thể nào dựa chủ yếu vào tính chất vật lí, những ứng dụng cụ thể nào dựa chủ yếu vào tính chất hóa học.

Phương pháp giải

Cần xem lại những ứng dụng cơ bản của ankan

Hướng dẫn giải

- Những ứng dụng chủ yếu dụa vào tính chất vật lí. Làm dung môi, làm sáp, dầu bôi trơn.

- Những ứng dụng dựa chủ yếu vào tính chất hóa học: làm nguyên liệu điều chế etilen, tổng hợp PE, ancol etylic, …

Hãy ghép cụm từ cho ở cột bên phải vào chỗ trống trong các câu cho ở cột bên trái.

a) Trong bật lửa gas có chứa ankan …

b) Trong bình gas đun nấu có chứa ankan …

c) Trong dầu hỏa có chứa ankan …

d) Trong xăng có chứa các ankan …

A. C₃-C₄

B. C₅-C₆

C. C₅-C₁₀

D. C₁₀-C₁₅

Phương pháp giải

- Cần xem lại những ứng dụng cơ bản của ankan, đặc biệt là thành phần của một số ankan có trong dầu mỏ, khí thiên nhiên, sản phẩm cracking.

Hướng dẫn giải

a) Trong bật lửa gas có chứa ankan C₅-C₆

b) Trong bình gas đun nấu có chứa ankan C₃-C₄

c) Trong dầu hỏa có chứa ankan C₁₀-C₁₅

d) Trong xăng có chứa các ankan C₅-C₁₀