Bài tập Alkane: Tính chất hóa học

Bài tập Alkane: Tính chất hóa học. Hoá học 11Bài tập Alkane: Tính chất hóa học. Hoá học 11Bài tập Alkane: Tính chất hóa học. Hoá học 11 Bài tập Alkane: Tính chất hóa học. Hoá học 11

DẠNG 3: TÍNH CHẤT HÓA HỌC

DẠNG 3: TÍNH CHẤT HÓA HỌC

a Phản ứng thế halogen

- Phản ứng halogen hóa alkane là phản ứng xảy ra khi đặt bình chứa hỗn hợp của alkane với halogen ở nơi có ánh sáng hoặc ở nhiệt độ cao (đun nóng)

Phản ứng giữa methane và chlorine

- Phản ứng thế có thể tiếp tục diễn ra cho hỗn hợp các sản phẩm dichloromethane, trichloromethane và tetrachloromethane

Phản ứng tiếp tục diễn ra theo từng bậc

- Trong phản ứng thế halogen, nguyên tử H ở carbon bậc cao hơn thì dễ thế hơn.

Thế vào H ở carbon bậc 2 dễ hơn H ở carbon bậc 1

b Phản ứng cracking

- Cracking alkane là quá trình phân cắt liên kết C-C (bẻ gẫy mạch carbon) của các alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon có mạch carbon ngắn hơn, diễn

ra ở nhiệt độ cao và có mặt của chất xúc tác

Mô tả phản ứng cracking alkane

c Phản ứng reforming

- Reforming alkane là quá trình chuyển các alkane mạch không phân nhánh thành các alkane mạch phân nhánh và các hydrocarbon mạch vòng nhưng không làm thay đổi, diễn ra ở nhiệt độ cao và có xúc tác

Reforming hexane từ mạch thẳng thành mạch vòng

Reforming hexane từ mạch thẳng thành mạch nhánh

d Phản ứng oxi hóa

Ở nhiệt độ cao, các alkane dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt nên thường được dùng làm nhiên liệu

Oxi hóa hoàn toàn propane bởi oxygen

Ở nhiệt độ cao, có mặt xúc tác, alkane bị oxi hoá cắt mạch carbon bởi oxygen tạo thành hỗn hợp carboxylic acid

Ví dụ:

2C4H10 + 5O2 → 4CH3COOH + 2H2O

Oxi hóa butane thu được acetic acid

Hai sản phẩm:

Hai sản phẩm:

Câu 1 [KNTT - SBT] Cho các alkane sau:

(a) butane

(b) isobutane (2-methylpropane)

(c) neopentan (2,2-dimethylpropane).

Số dẫn xuất một lần thế được tạo thành khi chlorine hoá các hydrocarbon trên là bao nhiêu? Viết công thức cấu tạo và gọi tên các sản phẩm

BÀI TẬP MINH HỌA

Hướng dẫn giải

A

C5H12 + 8O2  t  5COCO2 + 6HH2O

C8H18 + 12,5COO2  t  8CO2 + 9HH2O

0

0

Câu 2 [KNTT - SGV]

Viết phương trình hóa học phản ứng cháy của các alkane sau:

(a) pentane

(b) isooctane (2,2,4-trimethylpentane)

Hướng dẫn giải

BÀI TẬP TỰ LUYỆN

1 Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1 Phản ứng đặc trưng của alkane là

A Phản ứng trung hòa B Phản ứng thế

Câu 2 Nguyên nhân nào làm cho các alkane tương đối trơ về mặt hóa học?

A Do phân tử ít bị phân cực B Do phân tử không chứa liên kết pi

C Do có các liên kết đơn bền vững D Do cấu trúc không gian phức tạp

Câu 3 Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:1, sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là

Câu 4 Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:2, sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là

Câu 5 Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:3, sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là

Câu 6 Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:4, sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là

Câu 7 Các alkane không tham gia loại phản ứng nào ?

B

(c) Một sản phẩm:

A Phản ứng thế B Phản ứng cộng

Câu 8 Phản ứng của alkane với Cl2 (ánh sáng) được gọi là phản ứng:

A Hydrogen hóa B Hydrate hóa C Halogen hóa D Oxi hóa

Câu 9 Đốt cháy methane trong khí chlorine sinh ra muội đen và khí làm đỏ giấy quì tím ẩm Sản phẩm phản ứng là

A CCl4 và HCl B CH2Cl2 và HCl C CH3Cl và HCl D C và HCl

Câu 10 Cho phản ứng:

Phản ứng trên thuộc loại phản ứng:

Câu 11 Cho phản ứng:

C2H4 + C7H16

C9H20

Phản ứng trên thuộc loại phản ứng:

C3H6

C4H8

+ C6H14

+ C5H12

C Phản ứng cracking D Phản ứng cháy

Câu 12 Điều kiện tối thiểu trong phản ứng thế nguyên tử hydrogen của trong alkane

bằng nguyên tử halogen là

A Bóng tối, nhiệt độ thường B Bóng tối, 250C

C Chiếu sáng hoặc đun nóng D Nhiệt độ cao

Câu 13 Reforming alkane là quá trình chuyển các alkane

A Mạch không phân nhánh thành mạch phân nhánh có số nguyên tử carbon thay đổi

B Mạch không phân nhánh thành mạch phân nhánh có số nguyên tử carbon không đổi

C Mạch không phân nhánh thành mạch vòng có số nguyên tử carbon thay đổi

D Mạch không nhánh thành mạch vòng có số nguyên tử carbon không thay đổi

Câu 14 Trong phản ứng cracking alkane thì

A Tạo hỗn hợp các alkane có tổng số C bằng số C của alkane đầu

B Tạo hỗn hợp các alkene có tổng số C bằng số C của alkane đầu

C Tạo hỗn hợp các alkane, alkene có tổng số C bằng số C của alkane đầu

D Tạo hỗn hợp các alkane, alkene có tổng số C nhiều hơn số C của alkane đầu.

Câu 15 Trong phản ứng thế nguyên tử hydrogen của alkane bằng nguyên tử halogen thì

A Nguyên tử halogen ưu tiên thế vào nguyên tử hydrogen ở carbon bậc thấp nhất

B Nguyên tử halogen ưu tiên thế vào nguyên tử hydrogen ở carbon bậc cao nhất

C Nguyên tử halogen ưu tiên thế vào nguyên tử hydrogen ở carbon có nhiều nguyên

tử H nhất làm sản phẩm chính

D Nguyên tử halogen ưu tiên thế nguyên tử hydrogen ở carbon liên kết với 2 nguyên

tử carbon xung quanh nó

Câu 16 [KNTT - SBT] Nhận xét nào sau đây là đúng về tính chất hoá học của alkane?

A Khá trơ về mặt hoá học, phản ứng đặc trưng là thế và tách

B Hoạt động hoá học mạnh, phản ứng đặc trưng là thế và tách

C Khá trơ về mặt hoá học, phản ứng đặc trưng là cộng và trùng hợp

D Hoạt động hoá học mạnh, phản ứng đặc trưng là cộng và trùng hợp

Câu 17 [KNTT - SBT] Cho các chất sau: chloromethane, dichloromethane, trichloromethane và tetrachloromethane Số chất là sản phẩm của phản ứng xảy ra khi trộn methane với chlorine và chiếu ánh sáng từ ngoại là:

2-chloropropane Sản phẩm của phản ứng monochlorine hoá propane là

khác Câu 19 [KNTT - SBT] Cracking alkane là quá trình phân cắt liên kết C-C (bẻ gãy mạch carbon) của các alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon có mạch carbon

A ngắn hơn B dài hơn C không đổi D thay đổi

A Chuyển alkane mạch không phân nhánh thành các alkane mạch phân nhánh

B Chuyển alkane mạch không phân nhánh thành các hydrocarbon mạch vòng

C Số nguyên tử carbon của chất tham gia và của sản phẩm bằng nhau

D Nhiệt độ sôi của sản phẩm lớn hơn nhiều so với alkane tham gia phản ứng

Câu 21 Phản ứng tách butane tạo sản phẩm nào sau đây không phải là phản ứng cracking?

A CH2=CH2 và C2H6 B CH3CH=CH2 và CH4

C CH≡CH, C2H6 và H2 D CH3CH=CHCH3 và H2

Câu 22 Phản ứng nào không phải phản ứng tiêu biểu của alkane?

A Phản ứng thế halogen B Phản ứng cracking

C Phản ứng cháy D Phản ứng trùng hợp

Câu 23 Điền vào chỗ trống: Trong phản ứng thế halogen, nguyên tử H ở carbon …… dễ

bị thế bởi nguyên tử halogen hơn so với nguyên tử H ở carbon ……

A Bậc cao hơn – bậc thấp B Bậc thấp hơn – bậc cao

C Đầu mạch – cuối mạch D Cuối mạch – đầu mạch.

Câu 24 Phản ứng cracking cho ra sản phẩm:

A Có mạch carbon ngắn hơn B Có mạch carbon dài hơn

C Có nhiều mạch nhánh hơn D Có mạch vòng

Câu 25 Phản ứng reforming làm tăng chỉ số gì của xăng, dầu?

A Heptane B Octane C Nonane D

Decane Câu 26 Alkane thường được sử dụng làm nhiên liệu trong công nghiệp và trong đời sống do phản ứng cháy có đặc tính:

A Tỏa nhiều nhiệt

B Xảy ra ở nhiệt độ thường

C Luôn tạo ra carbon dioxide

D Luôn tạo ra carbon hoặc carbon monoxide

Câu 27 Hình bên dưới mô tả phản ứng:

A Phản ứng cracking B Phản ứng thế halogen

C Phản ứng reforming D Phản ứng oxi hóa

Câu 28 Chọn phát biểu sai trong các phát biểu sau:

A Trong điều kiện được chiếu sáng hoặc đun nóng, alkane có thể phản ứng với halogen

B Ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác, có thể xảy ra phản ứng cracking alkane

C Phản ứng reforming xảy ra ở nhiệt độ thường và được chiếu sáng

D Ở nhiệt độ cao, các alkane bị oxi hóa bởi oxygen

Câu 29 Phản ứng nào của alkane tạo thành những hợp chất có mạch carbon ngắn hơn?

A Phản ứng cracking B Phản ứng thế halogen

C Phản ứng reforming D Phản ứng oxi hóa

Câu 30 Phản ứng nào của alkane từ alkane ban đầu tạo thành sản phẩm có nhiều mạch nhánh hơn hoặc mạch vòng?

A Phản ứng cracking B Phản ứng thế halogen

C Phản ứng oxi hóa D Phản ứng reforming

Câu 31 Những phản ứng đặc trưng nào của alkane xảy ra trong quá trình lọc hóa dầu?

A Phản ứng cracking và thế halogen

B Phản ứng cracking và reforming.

C Phản ứng oxi hóa và thế halogen

D Phản ứng oxi hóa và reforming

Câu 32 Ở điều kiện nào thì alkane có thể xảy ra phản ứng reforming hoặc cracking?

A Nhiệt độ bình thường, chiếu sáng

B Được chiếu sáng hoặc đun nóng

C Nhiệt độ cao và có chất xúc tác

D Nhiệt độ thấp và có chất xúc tác

Câu 33 Propane tác dụng với chlorine trong điều kiện thích hợp tạo ra sản phẩm: 1- chloropropane và 2-chloropropane Phát biểu nào sau đây đúng?

A 1-chloropropane chiếm tỉ lệ nhiều hơn 2-chloropropane

B 2-chloropropane chiếm tỉ lệ nhiều hơn 1-chloropropane

C 1-chloropropane và 2-chloropropane chiếm tỉ lệ bằng nhau

D Lúc đầu 2-chloropropane nhiều hơn, lúc sau 1-chloropropane nhiều hơn

Câu 34 Khi cho methane tác dụng với chlorine trong điều kiện thích hợp, sản phẩm đầu tiên được tạo ra là:

Câu 35 Ở nhiệt độ cao, các alkane bị oxi hóa bởi:

Câu 36 Phản ứng oxi hóa hoàn toàn alkane tạo ra:

A Carbon dioxide và nước B Carbon monoxide và nước

Câu 37 Phát biểu nào sau đây sai khi nói về alkane:

A Trong phân tử alkane chỉ có các liên kết 𝜎 bền và kém phân cực

B Mỗi nguyên tử carbon cũng như hydrogen đã tạo ra số liên kết cộng hóa trị lớn nhất

C Các alkane tác dụng kiềm, acid và một số chất oxi hóa ở điều kiện thường

D Các phản ứng tiêu biểu của alkane: thế halogen, oxi hóa, cracking và reforming

Câu 38 Alkane X có công thức phân tử C6H14 Khi cho X phản ứng thế với chlorine, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monochloro Tên gọi của X là:

A 2,2-dimethylbutane B 3-methylpentane

C hexane D 2,3-dimethylbutane

Câu 39 Cho 2-methylbutane tác dụng với Cl2 (ánh sáng, tỉ lệ số mol 1:1), số sản phẩm monochloro tối đa thu được là

Câu 40 Sản phẩm của phản ứng thế chlorine (1:1, ánh sáng) vào 2,2-dimethylpropane là:

(1) CH3C(CH3)2CH2Cl

(2) CH3C(CH2Cl)2CH3

(3) CH3ClC(CH3)3

A (1) và (2) B (2) và (3)

2 Câu hỏi tự luận

(1) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)

(2) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:2)

(3) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:3)

(4) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:4)

(5) Ethane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)

(6) Ethane + chlorine (tỉ lệ mol 1:2)

(7) Propane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)

(8) Butane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)

(9) Isobutane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)

(10) Neopentane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)

(11) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) etane

(12) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) propane

(13) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) butane

(14) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) isobutane

(15) Viết 3 phương trình hóa học khác nhau khi cracking decane

(16) Đốt cháy alkane tổng quát

(17) Đốt cháy pentane

Chuẩn bị: ống nghiệm, hexane, nước bromine, cốc thuỷ tinh.

Tiến hành:

- Cho vào ống nghiệm khoảng 1 mL hexane rồi cho tiếp vào đó khoảng 1 mL nước bromine Quan sát thấy ống nghiệm có hai lớp, lớp dưới là nước bromine màu vàng, lớp trên là hexane không màu

- Lắc đều và quan sát hiện tượng

- Đặt ống nghiệm vào cốc nước ấm (khoảng 50 °C), quan sát hiện tượng xảy ra

a Nêu hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm Giải thích.

b Viết phương trình hoá học ở dạng công thức phân tử của phản ứng xảy ra trong thí

nghiệm trên (nếu có), giả thiết là chỉ có một nguyên tử hydrogen được thay thế

có chiếu sáng, tạo thành các sản phẩm monobromine

Chuẩn bị: hexane, dung dịch KMnO4, 1%, ống nghiệm, bát sứ, que đóm.

Tiến hành:

1 Phản ứng của hexane với dung dịch KMnO4

Cho khoảng 1 mL hexane vào ống nghiệm, thêm vài giọt dung dịch KMnO4 1%, lắc đều ống nghiệm trong khoảng 5 phút, sau đó đặt ống nghiệm vào giá rồi để yên khoảng 10 phút Quan sát thấy ống nghiệm có 2 lớp, lớp dưới là dung dịch KMnO4 trong nước màu tím, lớp trên là hexane không màu

2 Phản ứng đốt cháy hexane

cho khoảng 1 mL hexane (lưu ý không được lấy nhiều hơn) vào bát sứ nhỏ, cần thận đưa que đóm đang cháy vào bề mặt chất lỏng, hexane bốc cháy cho ngọn lửa màu vàng

a Hexane có phản ứng với dung dịch KMnO4, ở điều kiện thường không? Tại sao?

b Tại sao lại đốt cháy hexane trong bát sứ mà không nên đốt trong cốc thuỷ tinh?

Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra

c Nếu đốt cháy hexane trong điều kiện thiếu oxygen sẽ tạo ra carbon monoxide và nước

Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng này

pentane

Câu 6 [CTST - SGK]

a Khi cho methane tác dụng với chlorine (có chiếu sáng hoặc đun nóng), các nguyên tử

hydrogen trong methane lần lượt bị thay thế bởi các nguyên tử chlorine, tạo 4 dẫn xuất chloro khác nhau Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra

b Cho 2-methylbutane tác dụng với chlorine trong điều kiện chiếu sáng thu được tối đa

bao nhiêu đồng phân cấu tạo dẫn xuất monochloro?

Câu 7 [CTST - SGK]

a Nếu lấy cùng khối lượng methane và propane, chất nào toả nhiều nhiệt hơn?

CH  g  + 2O  g  tCO  g  + 2H O g , Δ

C H  g  + 5O  g  t3CO  g  + 4H O  g  , Δ Ho  2219 kJ

b Quan sát, nhận xét màu ngọn lửa và viết phương trình hoá học của phản ứng đốt

cháy hexane

45% 1- chloropropane và 55% 2-chloropropane; còn monobromine hoá propane (có chiếu sáng và đun nóng đến 127°C), thu được 4% 1-bromopropane và 96% 2- bromopropane Dựa trên các kết quả thực nghiệm này, hãy nhận xét về:

a Quan hệ giữa khả năng tham gia phản ứng thế của alkane và bậc của carbon.

b Khả năng phản ứng của các halogen và tính chọn lọc vị trí thế của các halogen.

Câu 9 Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau:

a CH4 → CH3Cl → CH2Cl2 → CHCl3 → CCl4

C2H6 → C2H5Cl

C3H6 → propane

2-chloropropane

c n-hexane → n-butane → ethane → chloroethane.

Câu 10 (SBT - CTST) Cho 2-methylpropane tác dụng với chlorine (tỉ lệ mol

1 :1, có ánh sáng) thu được tối đa bao nhiêu sản phẩm thế monochloro?

127°C thu được hỗn hợp 2 sản phẩm thế monobromo là

1-bromo-2-methylpropane (0,56%) và 2-bromo-2- 1-bromo-2-methylpropane (99,44%) Xác định tỉ lệ

khả năng phản ứng tương đối của nguyên tử hydrogen gắn ở nguyên tử carbon

bậc I và nguyên tử carbon bậc III trong phản ứng

Câu 12 (SBT - CTST) Trong phản ứng thế của propane với chlorine ở nhiệt

độ phòng khi có ánh sáng, tỉ lệ khả năng phản ứng tương đối của nguyên tử

hydrogen gắn ở nguyên tử carbon bậc I và nguyên tử carbon bậc II tương ứng

là 1 : 4

a Xác định tỉ lệ phần trăm các sản phẩm thế monochloro thu được trong phản ứng thế

trên

b Dự đoán khả năng phản ứng và tỉ lệ phần trăm các sản phẩm thế thu được

khi thay chlorine bằng bromine

bromine có tính chọn lọc cao, nghĩa là xác suất thế nguyên tử H ở nguyên tử

carbon bậc ba gấp hàng trăm lần xác suất thế H ở nguyên tử carbon bậc một và

bậc hai Xác định công thức cấu tạo sản phẩm chính của phản ứng xảy ra khi

cho (CH3)2CHCH2CH3 phản ứng với bromine (chiếu sáng)

thu được khi thực hiện phản ứng tách một phân tử hydrogen từ phân tử

2-methylbutane

Câu 15 Hai chất A, B cùng công thức phân tử C5H12 tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ

mol 1:1 thì A chỉ tạo 1 dẫn xuất duy nhất còn B tạo 4 dẫn xuất Viết công thức

cấu tạo của A, B và các dẫn xuất chloro của chúng.