Bai tap ankan hóa học 9

Giới thiệu chung về Hidrocacbon Khái niệm: Hidrocacbon là hợp chất hữu cơ, trong công thức phân tử chứa hai nguyên tố C,H Phân loại Hidrocacbon Hidrocacbon no Hidrocacbon đói Hidrocacbon

Trang 1

[CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO]

I Giới thiệu chung về Hidrocacbon

Khái niệm: Hidrocacbon là hợp chất hữu cơ, trong công thức phân tử chứa hai nguyên tố

(C,H)

Phân loại Hidrocacbon Hidrocacbon no Hidrocacbon đói Hidrocacbon Ankan XicloAnkan Anken Ankadien Ankin thơm CTPT CnH2n+2 CnH2n CnH2n CnH2n-2 CnH2n-2 CnH2n-6

Đặc điểm liên kết 1 vòng và 1 liên 2 liên kết 1 liên Có vòng thơm

1 vòng Liên kết đơn liên kết đơn kết đôi đôi kết ba 3 liên kết đôi Đặc trưng Tham gia phản ứng thế Tham gia phản ứng cộng

phản ứng

Ứng dụng:

Vật liệu: Hidrocacbon có ứng dụng quan Dầu mỏ: Dầu mỏ vẫn là ngành công nghiệp trọng để sản xuất các vật liệu được ứng năng lượng quan trọng nhất Ảnh hưởng dụng phổ biến trong cuộc sống như cao sâu sắc đến cả kinh tế và chính trị

su

II Hiđrocacbon no

1 Ankan (hiđrocacbon no, mạch hở)

Đồng đẳng và đồng phân

Khái niệm: Ankan là hidrocacbon no, trong công thức phân tử chỉ chứa các liên kết đơn CTPT của Ankan là: CnH2n+2 (n≥1)

CTPT CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14

Cách viết đồng phân:

Bước 1: Căng thẳng mạch Cacbon ra

Bước 2: Giảm 1C mạch chính, xác định vị trí đối xứng rồi tiến hành cắm nhánh

Qui tắc: Không cám C đầu mạch

Chỉ cắm bên trái mạch đối xứng

R 1 ─C─R 2 → Số C(R 3 ) ≤ Số C(R 1 hoặc R 2 ) R 3

[Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation Page 1

Trang 2

Bước 3: Giảm tiếp 1C mạch chính, rồi cũng xác định vị trí đối xứng và tiến hành cắm

nhánh (Số C mạch chính ≥ 1 Số C của Ankan)

2

Bậc Cacbon: (1) (3) (2) (1) Bậc C là: số nguyên tử C khác liên kết với nĩ

C─C─C─C C

Ví dụ 1

Viết đồng phân cấu tạo của hidrocacbon no cĩ cơng thức phân tử là: C5H12

Hướng dẫn

H C CH CH CH cắm nhánh

H3C

Viết cơng thức đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon no, mạch hở C6H14

Hướng dẫn

CH3

H3C C CH2 CH3

CH3 CH3 CH3

Cách gọi tên Ankan

Bước 1: Đánh số mạch C ( Chọn mạch dài nhất, nhiều nhánh nhất làm mạch C)

Thường đánh số mạch C từ trái qua phải

Bước 2: Cơng thức gọi tên

Vị trí nhánh 1, Vị trí nhánh 2…─ (đi, tri, tetra) Tên nhánh Tên mạch chính

(Thứ tự nhánh: etyl → metyl → Propyl)

Lưu ý: Một vài Ankan cĩ ứng dụng quan trọng trong cuộc sống thì cĩ tên thơng thường

Ví dụ 3

Gọi tên các đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon no, mạch hở C5H12

Hướng dẫn

pentane

2-methylbutane CH 3 Page 2 [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation

2,2-dimethylpropane

Trang 3

Ví dụ 4

Gọi tên các đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon no, mạch hở C6H14

2-methylpentane

2,2-dimethylbutane

CH3 CH3

2,3-dimethylbutane

Các dạng tốn quan trọng về ankan

Bài tốn 1: Phản ứng thế Halogen

Pt: CnH2n+2 + kCl2 → CnH2n+2-kCln + kHCl (tỉ lệ thế là 1: k)

1 :k

Cơng thức xác định % khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất:

%A

=

Khối lượng mol hợp chất Khối lượng mol dân xuất Halogen

Qui tắc Macopnhicop: Xác định sản phẩm chính – sản phẩm phụ

Halogen (Cl- Br- I) ưu tiên thế vào C bậc cao hơn tạo sản phẩm chính (sản phẩm chính

là sản phẩm cĩ hàm lượng nhiều hơn sản phẩm phụ)

Ví dụ 5

Trang 4

Trang 5

Khi brom hĩa một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất cĩ tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5 Tên của ankan đĩ là (cho H = 1, C = 12, Br = 80) (Ankan)

Hướng dẫn

Ankan : Cn H2n + 2 → Dân xuất:Cn H2n +1Br

Ta cĩ 

 d( H ) = 75,5 → M = 151

→ 14n + 81 = 151 →n= 5

 C H (pen tan)

 5 12

Ví dụ 6

Cho Ankan X tác dụng với Clo theo tỉ lệ mol 1:1 thu được hai dẫn xuất monoclo Y1 và Y2, trong đĩ Clo đều chiếm 45,22% về khối lượng Xác định cơng thức phân tử và cơng thức cấu tạo của X

Hướng dẫn

Dẫn xuất monoclo: CnH2n+1Cl

Khi đĩ: %Cl

=

35,5

.100% = 45,22% → n = 3 → C3 H7Cl 14n + 36,5

Vậy Ankan cĩ CTPT là: C3H8

Ví dụ 7

Cho 5,8 gam ankan X tác dụng với Brom theo tỉ lệ mol 1:1, thu được hai dẫn xuất

monobrom cĩ khối lượng lần lượt là 11,1 gam và 2,6 gam Xác định cơng thức phân tử của X

Hướng dẫn:

Phương trình: CnH2n+1H + Br2 → C n H 2n+1 Br.

Giả sử pứ 1mol: (14n+2) (14n+81) → Tăng: 79

→ MAnkan = 58

Vậy: CTPT là C4H10

+ Cl 2 11,2 : sản phẩm chính

→ CTCT của X:C-C(C)-C



Ví dụ 8

Cho 18 gam ankan X tác dụng với Brom theo tỉ lệ mol 1:1, thu được bốn dẫn xuất

monobrom cĩ tổng khối lượng 37,75 gam Gọi tên các cơng thức cấu tạo của X thỏa mãn điều kiện trên

Hướng dẫn

Phương trình: CnH2n+1H + Br2 → CnH2n+1Br

Giả sử pứ 1mol: (14n+2) (14n+81) → Tăng: 79

→ MAnkan = 72

Vậy: CTPT là C5H12

Cơng thức cấu tạo của X: H3C CH CH2 CH3

CH3 2-methylbutane

Bài tốn 2: Phản ứng đốt cháy Ankan

Trang 6

Phương pháp:

Bảo tồn C : nC(A) = nCO2 | mC = 12nCO2

Bảo tồn H : nH(A) = 2nH2O | mH = 2.nH2O mA = mCO2 + mH2O – mO2

Bảo tồn O : 2.nCO2 + nH2O = 2.nO2 mA = 12.nCO2 + 2.nH2O

mO = 16.nO Các cơng thức biện luận:

Với hiđrocacbon A: Số C = nA 2 ; Số H = nA2 ; Số O = nA(A)

(Hôn hợp)

Với hỗn hợp: Số C

=

; Số O=

n(Hôn hợp) n(Hôn hợp) n(Hôn hợp)

Đốt cháy

 Kiềm : hấp thụ cả CO và H O

Hấp thụ





H SO ,CaO ,KOH ,P O : hấp thụ H O

binh tăng = m(CO2 + H

2O)

A → 

  + mdd tăng = m(CO2 + H2 O) − mCaCO3 ↓

2



 NaOH → 

 mdd giảm = mCaCO3 ↓ −m(CO2 + H2 O)



 nCO 2 = nCaCO [ Khi Ca(OH)2 dư ]



Ví dụ 9

Đốt cháy hồn tồn hidrocacbon X cần vừa đủ 0,065 mol O2 Dẫn sản phẩm tạo thành qua bình nước vơi trong dư thì thấy xuất hiện 4 gam kết tủa trắng Xác định cơng thức phân tử của X

Trang 7

Hướng dẫn

Trang 8

Phương trình: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O

BTNT O: 2nO2 = 2nCO2 + nH2O → nH2O = 0,05 → nAnkan = 0,01 → Số C= 4 →

CTPT của Ankan là C4H10

Ví dụ 10

Oxi hĩa hồn tồn hidrocacbon X được 2,24 lít CO2 (đkc) và 2,16 gam H2O Xác định cơng thức cấu tạo và tên của X biết clo hĩa X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo được 4 sản phẩm thế Hướng dẫn:

nCO2: 0,1/ nH2O: 0,12 → nAnkan= 0,02 → Số C: 5 → CTPT Ankan là:

C5H12 Do X tạo được 4 sản phẩm thế nên X là: Isopentan (2-metylbutan)

Ví dụ 11

Đốt cháy hết V lít (đktc) hidrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa dung dịch

Ba(OH)2 dư Sau thí nghiệm thu được 7,88g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch

giảm 5,22g Giá trị của V

Hướng dẫn:

nCO2 = n BaCO3↓ = 0,04 Ta cĩ: mdd giản = m BaCO3↓ ─ m(CO2+H2O) → mH2O = 0,9 → nH2O = 0,05 → Số mol Ankan = 0,01 → Số C= 4 → V=0,224 (lít)

Ví dụ 12

Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp X gồm hai hidrocacbon liên tiếp cùng dãy đồng đẳng, thu được hỗn hợp CO2 và H2O Dẫn hợp hợp khí và hơi lần lượt đi qua:

Bình 1: Chứa dung dịch H2SO4 đặc thấy bình tăng 6,3 gam

Bình 2: Chứa Ca(OH)2 dư thấy xuất hiện 25 gam kết tủa

Cơng thức phân tử của hai hidrocacbon là

Hướng dẫn:

nCO 2 =0,25 / nH 2 O: 0,35 → nAnkan= 0,1 → Số ̅ = 2,5 → C 2 H 6 và C 3 H 8

Bài tốn 3: Phản ứng cracking

Ta cĩ CH4 →C 2 H

6 +  C 2 H 4



C 4 H8

Hợpchất no {1(mol)

Anken

Nhận xét: Mol khí sau pứ = 2.Mol C4H10 pứ

→ m1 = m2 →n 2= M trong đó 2: sau phản ứng

 nBr 2 = nAnken

Chú ý: bình Br2 hấp thụ anken (Cn H 2n) và 

m(binh Br2 )

tăng = mAnken



Hiệu suất phản ứng Cracking: nC

4 H

10 pứ 100%

nC H

4 10 ban đầu

Ví dụ 13

Dẫn 0,1 mol butan qua xúc tác Ni nung nĩng, thu được hỗn hợp khí Y Tỉ khối của Y so với

H2 bằng 17,6 Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân Butan

Trang 9

Hướng dẫn:

Ta có →m1 = m

2

→n 2 = M → M Y =0,1→ n Y= 0,165

1

Sau pứ: (0,1-x) + 2x=0,165 → x= 0,065 → Hiệu suất =0, 065 100% = 65%

0,1

2 Xicloankan (hiđrocacbon no, mạch vòng)

Xicloankan

Tên gọi: Vị trí nhánh- Tên nhánh Xiclo Tên mạch chính-an

Tính chất hoá học

Tính chất 1: Phản ứng cộng mở vòng

Vòng tam giác

Trang 10

Vòng tứ giác

Vòng 5 cạnh trở lên không cộng mở vòng (trong điều kiện như trên)

Tính chất 2: Phản ứng thế

Tính chất 3: Phản ứng oxi hoá hoàn toàn

Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (Phản ứng đốt cháy)

Pt: CnH2n + 1,5nO2 → nCO2 + nH2O

Nhận xét: nCO2 = nH2O

 Ankan : nAnk an = nH 2 O − nCO2



→ nAnk an = nH 2 O − nCO 2

Chú ý: 

Xicloankan : nH 2 O = nCO 2



Ví dụ 14

Oxi hóa hoàn toàn 0,224 lít (đkc) xicloankan A, rồi cho sản phẩm cháy vào dd Ca(OH)2

dư được 5 gam kết tủa Gọi tên các công thức cấu tạo của A

Hướng dẫn:

nCO2 = 0,05/ nA = 0,01 → Số C= 4 → CTPT của xicloankan là:

C5H12 Các công thức cấu tạo của A

CH2

methylcyclobutane

2

1,2-dimethylcyclopropane

cyclopentane

Trang 11

Bài tập vận dụng Bài vận dụng số 01

Bài 1

Đốt cháy hết V lít (đktc) hidrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa nước vơi trong dư Sau thí nghiệm thu được 15 g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch tăng 10,2 g Giá trị của V

Hướng

dẫn Ta cĩ

 nBaCO3= 0,15 → nCO 2= 0,15  nH 2O = 0,2

m

dd tăng = m(CO

2 + H 2O) − mBaCO3 → 

→ nAnkan = nH 2O − nCO 2 = 0, 05 → V = 1,12(l)



Bài 2

Đốt cháy hồn tồn một hidrocacbon A thu được CO2 và H2O cĩ tỉ lệ khối lượng là

0,44:0,21 Khi phản ứng với Clo, A tạo ra hai dẫn xuất monoclo Tên của A là

Hướng dẫn

Giả sử khối lượng:

 → Mol  7 →nA= nH2 O −nCO2 = → Số C = 6 → C6 H

14

6

 H 2 O : 21g

 H 2 O :

Do A tạo được hai dẫn xuất nên A cĩ CTCT là:

H3C CH CH CH 3

CH3 CH3 2,3-dimethylbutane

Bài 3

Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp hai hidrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được hỗn hợp

CO2 và H2O cĩ tỉ lệ thể tích là 8:13 Cơng thức phân tử của hai hidrocacbon là (Các khí

đo ở cùng điều kiện)

Hướng dẫn:

Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol



→ nAnkan = 5 → Số C = =

1,6



Giả sử số mol  H O :13 n(hôn hợp) → C H 6

Bài 4

Đốt cháy hồn tồn V lít (đkc) hỗn hợp 2 hidrocacbon là đồng đẳng liên tiếp nhau, sản phẩm cháy từ từ cho qua bình 1 đựng CaCl2 khan và bình 2 đựng KOH dư thì thấy

khối lượng bình 1 tăng 14,4 gam, bình 2 tăng 22 gam Tìm CTPT và % thể tích của

mỗi hidrocacbon

Hướng dẫn



→ nAnkan = 0,3 → Số C = =

1,67



Ta có  H O : 0,8 n(Hôn hợp) → C H 6

Trang 12

Trang 13

 CH 4: x  BTNT.C x+2y= 0,5 x= 0,1 CH 4 : 33,33%

Số mol 

C2 H6 : y → x + y = 0,3 → y = 0,2 → %V C2 H6 : 66,67%

Bài 5

Cho hỗn hợp X gồm 2 ankan đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hồn tồn 4,12 gam hỗn hợp X tạo ra 12,32 gam CO2 Tìm CTPT và % thể tích của mỗi ankan

Hướng dẫn

nCO 2 = 0,28 BTKL: mX = 12nCO 2 + 2nH 2 O → nH 2 O = 0,38 → nX = 0,1 → Số ̅ = 2,8 → C 2 H 6 và C 3 H 8 Phần trăm thể tích: 20% / 80%

Bài 6

Hỗn hợp X gồm 2 ankan, phân tử khối hơn kém nhau 28 đvC Đốt cháy hồn tồn 1,76 gam hỗn hợp X cần 2,24 lít O2 ( 0oC ; 2 atm) Tìm CTPT và % thể tích của mỗi ankan Hướng dẫn

Tính số mol O2 Áp dụng CT: n = P.V → nO2 = 0,2

0,082.(to

+ 273)

 CO 2 : x →BTKL mX = 12.nCO 2 + 2.nH 2O → 12x + 2y = 1, 76  =x 0,12

Số mol  →  BTNT.O

= 2.nCO 2 + nH 2 O → 2x + y = 0, 4 →  0,16



nCO 2 C H6 : 50%

Suy ra nX = 0,04 → Số C = 3

 2

= →  C H : 50%

n(Hôn hợp)

 4 10



Bài 7

Nhiệt phân 0,2 mol propan, giả sử chỉ xảy ra phản ứng: C3H8 → CH4 + C2H4

Sau phản ứng thu được hỗn hợp: C3H8, CH4, C2H4 Số mol metan sau phản ứng là

0,07 Tính hiệu suất của phản ứng

Hướng dẫn

Theo phương trình: nCH4 = nC3H8 phản ứng

Hiệu suất phản ứng: H% = Mol phản ứng.100%

=

0,07 100% =

35%

Bài 8

Hỗn hợp X gồm Propan và Butan, cĩ tỉ khối so với H2 là 25,5 Dẫn hỗn hợp X qua xúc tác

Ni, nung nĩng Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y cĩ tỉ khối so với H2 là 13,75 Xác định hiệu suất của phản ứng cracking

Hướng dẫn:

H% = 85,45%

Bài 9

Khi crackinh tồn bộ một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y (các thể tích khí

đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 12 Tìm cơng thức phân tử cuả X

Hướng dẫn:

Tỉ khối cho biết phân tử khối → MY = 12.2 = 24

12

Bài 10

Trang 14

Crackinh 560 lít C4H10 thu được 1010 lít hỗn hợp khí X khác nhau Biết thể tích các khí đều đo ở (đkc) Tìm thể tích C4H10 chưa bị cracking và hiệu suất của phản ứng cracking Hướng dẫn

Sau pứ: (560-x) + 2x = 1010 → x = 450 → Hiệu suất = 560 450 100% = 80,36%

Bài 11

Crackinh 5,8 gam C4H10 được hỗn hợp khí X Tìm khối lượng nước thu được khi đốt cháy hồn tồn hỗn hợp X

Hướng dẫn:

cracking

Quá trình: C 4 H 10 →hỗn hợp X

0,1 →

Bảo tồn nguyên tố: H10 → H2

0,1 → 0,1.10

2

Bài 12

đốt cháy

0,5 → mH2O = 9 (gam)

Đốt cháy hết 0,2 mol hỗn hợp A gồm một ankan và 1 xicloankan, sau phản ứng thu được 11,2 lit CO2 (đktc) và 9,9 gam H 2O Thành phần % thể tích của xicloankan trong A

Hướng dẫn

CO 2 : 0,5



→ nAnkan = 0, 05 → nXicloankan = 0,2 − 0, 05 = 0,15

Ta cĩ 

 H 2 O : 0,55



%V

 Ankan : 25%

Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol → 

Xicloankan : 75%

Bài 13

Hỗn hợp B gồm một ankan và 1 xicloankan Dẫn m (g) B qua bình chứa nước brom dư thì khối lượng bình tăng 4,2 gam Đốt cháy hồn tồn m gam B thu được 11,2 lit CO2 (đktc) và

10,8 gam H2O Thành phần % khối lượng ankan trong B là

Hướng dẫn

mAnken = m bình brom tăng = 4,2 gam

= 2.nCO 2+ nH 2 O → nO 2= 0,8

2



→ nAnkan = 0,1



= mCO 2+ mH 2O → mB = 7,2

2



Suy ra →mAnkan= 3g → MAnkan = 30 → Ankan: C2H6

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	1,2 MB
File đính kèm	Hữu cơ.rar (2 MB)