Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 37: Luyện tập Ankan và xicloankan

Hãy chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Hiđrocacbon no là hiđrocacbon không phản ứng cộng thêm hiđro.

B. Hiđrocacbon no là hiđrocacbon có công thức phân tử C_nH_2n+2

C. Hiđrocacbon không no là hiđrocacbon có phản ứng cộng với hiđro.

D. Hiđrocacbon no là hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về Hiđrocacbon no

Hướng dẫn giải

Hiđrocacbon no là hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn.

→ Chọn D.

Hãy so sánh thành phần và đặc điểm cấu trúc của ankan với xicloankan.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về cấu trúc của ankan, xicloankan.

Hướng dẫn giải

- Giống nhau: đều chứa C, H và trong phân tử chỉ chứa liên kết xich ma.

- Khác nhau:

+ Cùng số nguyên tử C thì monoxicloankan có ít số nguyên tử H hơn.

+ Cấu trúc monoxicloankan có mạch vòng, ankan có mạch cacbon tạo thành đường gấp khúc.

Hãy so sánh nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng của xicloankan (CH₂)_n (với n = 3 – 6) với các ankan tương ứng rút ra nhận xét.

Phương pháp giải

Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng của xicloankan lớn hơn ankan

Hướng dẫn giải

Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng của xicloankan lớn hơn ankan tương ứng.

Nhận xét: Khi số nguyên tử cacbon tăng lên thì nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng tăng.

Ankan còn có tên là paraffin, có nghĩa là ái lực hóa học (trơ về mặt hóa học). hãy lấy ví dụ minh họa và giải thích.

Phương pháp giải

Khả năng phản ứng của ankan phụ thuộc vào loại liên kết trong phân tử

Hướng dẫn giải

Các liên kết C – H và C – C trong phân tử ankan đều là liên kết cộng hóa trị σ gần như không phân cực. hóa trị của C đã bão hòa.

Vì vậy ankan tương đối trơ về mặt hóa học.

a) Hãy đánh dấu + vào ô xảy ra phản ứng ở bảng sau:

b) Viết phương trình và gọi tên nếu xảy ra phản ứng.

Phương pháp giải

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

Hướng dẫn giải

Câu a:

Câu b:

Các phản ứng xảy ra:

- Với H₂ (Ni, 80-120^oC)

- Với HCl

- Với Br₂

CH₃-CH₂-CH₃ + Br₂ → CH₃-CHBr-CHBr-CH₃ + HBr

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ + Br₂ → CH₃-CHBr-CH₂-CH₃ + HBr

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ + Br₂ → CH₃-CHBr-CH₂-CH₂-CH₃ + HBr

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ + Br₂ → CH₃-CH₂-CHBr-CH₂-CH₃ + HBr

a) Hãy viết đồng phân cấu tạo của C₇H₁₆, gọi tên chúng và cho biết em đã làm như thế nào để viết được đầy đủ các đồng phân cấu tạo của C₇H₁₆.

b) Cũng hỏi câu hỏi như câu a với trường hợp monoxicloankan C₆H₁₂

Phương pháp giải

Bước 1: Viết mạch C dưới dạng mạch thẳng C – C

Bước 2: Bẻ 1 nguyên tử C ở mạch chính n nguyên tử C ở trên làm mạch nhánh. Mạch chính  bây giờ gồm m = n – 1 nguyên tử C.

Bước 3: Tiếp tục bẻ 2 nguyên tử C để làm nhánh. Mạch chính bây giờ gồm a = n – 2 nguyên tử C.

Bước 4: Bẻ 3 nguyên tử C để làm nhánh. Mạch chính bây giờ gồm b = n – 3 nguyên tử C.

Bước 5: Điền H vào mạch C sao cho đúng hóa trị của các nguyên tố

Hướng dẫn giải

Câu a:

CH₃-(CH₂)₅-CH₃ : heptan

CH₃-C(CH₃)₂-CH₂-CH₂-CH₃ : 2,2 - đimetyl pentan

CH₃-CH(CH₃)-(CH₂)₃-CH₃ : 2 - metylhexan

CH₃-CH₂-C(CH₃)₂-CH₂-CH₃ : 3,3 - đmetyl pentan

CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-CH₃ : 3 - metyl hexan

CH₃-CH₂-CH(C₂H₅)-CH₂-CH₃ : 3 - etyl pentan

CH₃-CH(CH₃)-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ : 2,3 - đimetyl pentan

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH(CH₃)-CH₃ : 2,4 - đimetyl pentan

CH₃-C(CH₃)₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ : 2,2,3 - trimetyl butan

Câu b:

Hãy ghi Đ (đúng) hoặc S (sai) ở mỗi câu sau:

a) xiclopropan là hiđrocacbon không no vì có phản ứng cộng.

b) propan không làm mất màu dung dịch KMnO₄

c) xiclopropan làm mất màu dung dịch KMnO₄

d) khi đun nóng mạch propan bị tách H₂ chuyển thành xicloprpan.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm được tính chất hóa học của ankan, xicloankan để đưa ra kết luận.

Hướng dẫn giải

a) Sai 

b) Đúng

c) Sai

d) Sai

a) Hãy lập công thức % khối lượng C, H của monoxicloankan theo số lượng nguyên tử C trong phân tử. Nhận xét kết quả thu được.

b) Cũng câu hỏi a đối với ankan. Hàm lượng % C, H ở ankan C_2nH_2n+2 sẽ biến đổi như thế nào khi n→∞

Phương pháp giải

- Với xicloankan, phần trăm khối lượng C và H không dổi, không phụ thuộc vào n.

- Khi m tiến đều từ 1 đến ∞, giới hạn phần trăm khối lượng của C và H biến đổi như sau:

\(75\%  \le \% {m_C} < \frac{{600}}{7}\% ;25\%  \le \% {m_H} < \frac{{100}}{7}\% \)

Hướng dẫn giải

Câu a: C₂H_2n có % mC = (12n : 14n).100 = 85,71%

%mH = (2n : 14n).100 = 14,29%

Nhận xét: với xicloankan, phần trăm khối lượng C và H không đổi, không phụ thuộc vào n.

Câu b: C_2mH_2m+2 có

\(\begin{array}{l}
\% {m_C} = \frac{{12m}}{{14m + 2}}.100 = \mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{m.1200}}{{m.(14 + \frac{2}{m})}} = \frac{{600}}{7}\% \\
\% {m_H} = \frac{{100}}{7}\% 
\end{array}\)

Nhận xét: khi m tiến đều từ 1 đến ∞, giới hạn phần trăm khối lượng của C và H biến đổi như sau:

\(75\%  \le \% {m_C} < \frac{{600}}{7}\% ;25\%  \le \% {m_H} < \frac{{100}}{7}\% \)