nhánh liên kết với q nguyên tử C ở mạch chính mà mỗi nhánh gồm 1 nguyên tử C đòi hỏi phân tử ban đầu phải có tối thiểu là 2q + 2 số nguyên tử C trong phân tửA. Nếu đốt cháy hoàn toàn A[r]
Trang 1CHUONG ANKAN
I-Danh pháp các loại hợp chất hữu cơ
1 ANKAN: CnH2n+2
a) Ankan không phân nhánh
b) Ankan phân nhánh: Số chỉ vị trí-Tên nhánh+Tên mạch chính+an
* Mạch chính là mạch dài nhất, có nhiều nhánh nhất Đánh số các nguyên tử cacbon thuộc mạch chính bắt đầu từ phía phân nhánh sớm hơn
* Gọi tên mạch nhánh (tên nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ cái Số chỉ vị trí nhánh nào đặt ngay trước gạch nối với tên nhánh đó
CH3 – CH2 –CH – CH – CH3
2’CH2 CH3 |
1’CH3 3-etyl-2-metylpentan
Chọn mạch chính:
Mạch (a): 5C, 2 nhánh } Đúng
Mạch (b): 5C, 1 nhánh } Sai
Đánh số mạch chính:
Trang 2Số 1 từ đầu bên phải vì đầu phải phân nhánh sớm hơn đầu trái
Gọi tên nhánh theo vần chữ cái (VD nhánh Etyl trước nhánh Metyl) sau đó đến tên mạch
C chính rồi đến đuôi an
2 XICLOANKAN: CnH2n (n>=3)
Tên monoxicloankan: Số chỉ vị trí nhánh-tên nhánh+xiclo+Tên mạch chính+an
Mạch chính là mạch vòng Đánh số sao cho tổng các số chỉ vị trí các mạch nhánh là nhỏ nhất
CACH VIET DONG PHAN ANKAN
VD 1:Viết các đồng phân có thể có của ankan có công thức C7H16
Giải:
Bước 1:
Viết mạch C dưới dạng mạch thẳng n nguyên tử C Được đồng phân thứ nhất
C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C (1)
Bước 2.1:
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
Di chuyển mạch nhánh từ vị trí C2 đến vị trí C n−12 nếu ( n – 1) là số chẵn, đến vị trí C n2 nếu (n -1) là số lẻ để được các đồng phân tiếp theo
C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C (2)
C
C ─ C ─ C ─ C ─ C ─ C (3)
C
Bước 2.2:
Tiếp tục bẻ 2 nguyên tử C để làm nhánh
Mạch chính bây giờ gồm a = n – 2 nguyên tử C
- Viết các đồng phân gồm hai nhánh mỗi nhánh gồm 1 nguyên tử C bằng cách cố định nhóm này di chuyển nhóm kia từ vị trí C2 đến vị trí Ca-1
C
C ─ C ─ C ─ C ─ C (4)
C
Trang 3C ─ C ─ C ─ C ─ C (5)
C C C ─ C ─ C ─ C ─ C (6)
C C Di chuyển đồng thời hai nhánh cùng lúc cùng liên kết cùng 1 nguyên tử C từ vị trí C2 lần lượt đến vị trí C a2 nếu a là số chẵn, đến vị trí C a+12 nếu a là số lẻ
C
C ─ C ─ C ─ C ─ C (7)
C Viết các đồng phân chỉ gồm 1 nhánh gồm 2 nguyên tử C làm nhánh bắt đầu từ vị trí C3 đến vị trí Ca-2 thì dừng lại để tránh trùng lặp
C ─ C ─ C ─ C ─ C (8)
C C Để thực hiện được bước viết các đồng phân chỉ gồm 1 nhánh gồm p = 2, 3, 4……… nguyên tử C làm nhánh bắt đầu từ vị trí Cp+1 đến vị trí Ca-p-1này đòi hỏi phân tử ban đầu phải có tối thiểu là 3p + 1 số nguyên tử C trong phân tử Bước 2.3: Bẻ 3 nguyên tử C để làm nhánh Mạch chính bây giờ gồm b = n – 3 nguyên tử C - Vì số nguyên tử C trong phân tử C7H16 là 7 < 3 3 + 1 nên không thể viết các đồng phân chỉ gồm 1 nhánh gồm 3 nguyên tử C làm nhánh Viết các đồng phân gồm 3 nhánh mỗi nhánh gồm 1 nguyên tử C bằng cách cố định nhóm này di chuyển nhóm kia từ vị trí C2 đến vị trí Ca-1 Để thực hiện được bước viết các đồng phân gồm q = 2, 3, 4……… nhánh mỗi nhánh gồm 1 nguyên tử C đòi hỏi phân tử ban đầu phải có tối thiểu là 2q + 1 số nguyên tử C trong phân tử C
C ─ C ─ C ─ C (9)
Trang 4
C C
Để thực hiện được bước viết các đồng phân gồm q = 2, 3, 4……… nhánh liên kết với q nguyên tử C ở mạch chính mà mỗi nhánh gồm 1 nguyên tử C đòi hỏi phân
tử ban đầu phải có tối thiểu là 2q + 2 số nguyên tử C trong phân tử Phân tử C7H16 không thõa mãn điều kiện này nên nó chỉ có 9 đông phân
Bước 3: Điền H vào mạch C sao cho đúng hóa trị của các nguyên tố ta sẻ được tất cả các đồng phân cần tìm
II- Các công thức giải bài tập của ankan
1.Khối lượng hidrocacbon no ( ankan)
m = mC + mH = 12n CO2 + 2 n H2O
m ankan = mC + mH = 12n CO2 + 2n H2O
mankenvà mankintính y côngthứckhốilượngankan
2.Số mol ankan
nankan = nH2O – nCO2
3.Phương trình đốt cháy hidrocacbon no (ankan)
+Ankan Cn H 2n+2 + 3 n+12 O 2 nCO 2 + (n+1) H 2 0
4.Định luật bảo toàn nguyên tố oxi trong phản ứng đốt cháy của hidrocacbon
Ankan : 2n O2 = 2n CO2 + n H2O
5.Định luật bảo toàn khối lượng trong phản ứng đốt cháy ankan,
m ankan + m O2 = m CO2 + m H2O
6 Đốt cháy ankan thu được sản phẩm cháy gồm (CO2 và H2O).Dẫn sản phẩm cháy qua
bình 1 đựng dung dịchCa(OH)2 và bình 2 đựng dung dịch H2SO4đặc thì khối lượng bình 1 tăng 10 gam,khối lượngbình 2 tăng 6,2 gam.Tìm công thức phân tử của ankan
Giải: Khối lượng bình 1 đựngCa(OH)2 tăng = mCO2 + m H2O = 10gam
Khối lượng bình 2 đựng H2SO4 tăng = m H2O = 6,2 gam
7.Đốt cháy ankan thu được sản phẩm cháy gồm ( CO2 và H2O).Dẫn sản phẩm cháy qua
bình 1 đựng dung dịchCa(OH)2 và bình 2 đựng P2O5 thì bình 1 thu được 10 gam kết tủa
và khối lượng bình 2 tăng 6,2 gam.Tìm công thức phân tử
Giải :Bình 1 : Kết tủa chính là CaCO 3 m kettua = m CaCO3
Phươngtrình : CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
Suyra nCO2 = n CaCO3
Bình2 :Khối lượngbình 2 đựng P2O5 tăng = m H2O
8 Cho ankan tác dụng với Cl2 thu được dẫn xuất clo chứa75,55% Cl về khối lượng
CnH2n+2 + Cl2 CnH2n+1Cl + HCl
%Cl = 14 n+1+35,535,5 = 75,55100
9.Cracking ankan thu được 35 mol hỗnhợp A gồm ankan1,anken,H2 và 1 phần
ankankhông bị cracking.Cho A qua bình nước đựng brom dư thấy còn lại 20 mol lít khí Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x mol CO2
Giải :Gọi a là số mol ankan phảnứng
B làsố mol ankan còndư
amol ankan pư tạo ra a mol ankenvà a mol gồm (ankan1và H2)
Trang 5suy ra 2a+b=35
+ Cho A qua bình đựng brom thì a mol( ankan1và H2) và b mol ankan không bị cracking khôngphản ứng với brom a + b = 20
+ Đem đốt cháy hỗn hợp A thì ta coi như đem đốtcháyankan ban đầu
10 Viết phương trình phản ứng clo hóa (tỉ lệ 1 : 1), phản ứng đề hiđrohóa, phản ứng nhiệt (cho biết sản nào được ưu tiên)
CnH2n+2 + Cl2
a s
CnH2n+1Cl + HCl
CnH2n+2 t C xt0 ,
1 2 1 2 2 2 2
n n
n n n n
C H H
C H C H
Dạng 1: Viết đồng phân và gọi tên ankan
Câu 1: Số lượng đồng phân ứng với công thức phân tử C5 H 12 v à C 6 H 14 lần lượt là:
5.
Câu 2: ứng với CTCT sau có tên gọi là:
CH3 C CH2
CH3
CH3
CH
CH 3
CH3
A 2,2,4-trimetyl l pentan B 2,4-trimetyl petan
Câu 3: ứng với CTCT sau có tên gọi là:
CH 3
A 2-metyl-3-butyl pentan B.3-Etyl-2-metyl heptan
C 3-isopropyl heptan D 2-Metyl-3-etyl heptan
Câu 4: Tên của ankan nào sau đây không đúng:
A 2-metyl butan B 3-metyl butan C 2,2-đimetyl butan D 2,3-đimetyl butan
Câu 5: CTCT nào sau đây ứng với tên gọi : isopentan
A B.CH3
C
CH3
CH3
CH3
CH3
CH 2
CH 3
C D.
Trang 63
3
CH
2
CH3
Dạng 2: Xác định số lượng sản phẩm thế halogen ( Cl , Br ) theo tỉ lệ 1:1
và dựa vào số sản phảm thế để xác định CTCT của ankan
Câu 1: Khi clo hóa C5H12 với tỷ lệ mol 1:1 thu được một sản phẩm thế monoclo duy nhất Danh pháp IUPAC của ankan đó là:
A pentan B 2,2-đimetyl propan
C 2-metylbutan D 2-đimetyl propan
Câu 2: Cho 4 chất: metan, etan, propan và n-butan Số lượng chất tạo được một sản phẩm thế
monoclo duy nhất là:
Câu 3: Khi clo hóa một ankan có công thức phân tử C6H14, người ta chỉ thu được 2 sản phẩm thế monoclo Danh pháp IUPAC của ankan đó là:
Câu 4: Khi cho isopentan tác dụng với Cl2 ( as) theo tỷ lệ mol 1:1 thì số lượng sản phẩm thế monoclo tạo thành là:
Câu 5: Khi cho 2-metylbutan tác dụng với Cl2 theo tỷ lệ mol 1:1 thì tạo ra sản phẩm chính là:
Câu 6: Khi clo hóa hỗn hợp 2 ankan, người ta chỉ thu được 3 sản phẩm thế monoclo Tên gọi của
2 ankan đó là:
Câu 7: Khi brom hoá một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỷ khối hơi so
với hiđro là 75,5 Tên của ankan đó là
A 3,3-đimetylhexan B isopentan
Câu 8: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế chứa 89,12% clo về khối lượng Công
thức của sản phẩm là
Dạng 3: Bài tập liên quan đến pứ đốt cháy ankan và xác định CTPT , CTCT của ankan dựa vào pứ cháy
a) Vận dụng n ankan = nH2O - nCO2
Câu 1: Khi đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu được 44 gam
CO2 và 28,8 gam H2O Giá trị của V là:
Câu 2: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu được 16,8 lít khí CO2 (đktc) và x gam H2O Giá trị của x là
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp A (đktc) gồm CH4, C2H6 và C3H8 thu được 6,72 lít khí
CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O Giá trị của V là
Trang 7Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp A gồm CH4, C2H4, C4H10 thu được 0,14 mol CO2 và 0,23mol H2O Số mol của 2 ankan trong hỗn hợp là:
A 0,01 B 0,09 C 0,05 D 0,06
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm 1 ankan A và 1 anken B thu được
22g khí CO2 (đktc) và 12,6 gam H2O CTPT của A và B là:
A C2H6 và C2H4 B CH4 và C2H4 C C2H6 và C3H6 D CH4 và C3H6
b) Vận dụng phương pháp trung bình ( M hoặc n )
Câu 1: Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp thu được 7,84 lít khí CO2
(đktc) và 9,0 gam H2O Công thức phân tử của 2 ankan là
A CH4 và C2H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C4H10 và C5H12
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon A và B là đồng đẳng kế tiếp thu
được 96,8 gam CO2 và 57,6 gam H2O Công thức phân tử của A và B là
A CH4 và C2H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C4H10 và
C5H12
Câu 3: Hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon A và B là đồng đẳng kế tiếp Đốt cháy X với 64 gam
O2 (dư) rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng Ca(OH)2 dư thu được 100 gam kết tủa Khí ra khỏi bình có thể tích 11,2 lít ở 0OC và 0,4 atm Công thức phân tử của A và B là
A CH4 và C2H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C4H10 và
C5H12
Câu 4: Đốt cháyhoàn toàn 19,2 g hỗn hợp 2 ankan kế tiếp nhau thu được 14,56 lit CO2 ( 0oC , 2atm) CTPT của 2 ankan là:
A CH4 và C2H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C4H10 và C5H12
Câu 5: Đốt cháyhoàn toàn 10,2 g hỗn hợp 2 ankan kế tiếp nhau cần dùng 36,8 g oxi
a) CTPT của 2 ankan là:
A CH4 và C2H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C4H10 và C5H12 b) Khối lượng CO2 và H2O thu được lần lượt là:
A 20,8g và 16,2g B 30,8g và 16,2g C 30,8g và 12,6g D 20,8g và 12,6g
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 29,2g hỗn hợp 2 ankan khí ( hơn kém nhau 2 nguyên tử C) Hấp thụ
hoàn toàn sản phẩm vào bình Ba(OH)2 thấy khối lượng bình tăng 134,8g CTPT của 2 ankan là:
A CH4 và C3H8 B C2H6 và C4H10 C C3H8 và C4H10 D C3H8 và C5H12
C ) Vận dụng sự so sánh nH2O > nCO2 khi đốt cháy hiđrocacbon để khẳng định đó là ankan
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon ( tỉ lệ mol 1: 2 ) cùng dãy đồng đẳng thu được
11,2 lit CO2(đktc) và 14,4g H2O CTPT của 2 hiđrocacbon là:
A CH4 và C2H6 B CH4 và C3H8 C C3H8 và C2H6 D Cả A, B đều đúng
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 1 hiđrocacbon X thu được 6,72 lit CO2(đktc) và 7,2g H2O Số CTCT tương ứng của X là:
A 1 B 2 C 3 D.4
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 14,4g một hiđrocacbon A thu được 44g CO2 CTPT của A là:
A C2H6 B C3H8 C C4H10 D
C5H12
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gồm 2 hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng Cho toàn bộ
sản phẩm lội qua bình 1 đựng dd Ba(OH)2 dư và bình 2 đựng H2SO4 đặc mắc nối tiếp Kết quả
Trang 8bình đựng 1 tăng 6,12g và thấy có 19,7g kết tủa , bình 2 tăng 0,62g Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là:
A CH4 và C4H10 B C2H6 và C4H10 C C3H8 và C4H10 D Cả A, B, C
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 2 hiđrocacbon là đồng đẳng kế tiếp Sục sản phẩm thu được qua
bình đựng Ca(OH)2 dư thu được 30 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 7,8g Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là:
A CH4 và C2H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C2H2 và
C3H4
d ) Một số dạng khác
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol một ankan thu được 44g khí CO2 CTPT của ankan là:
A C2H6 B C3H8 C C4H10 D CH4
Câu 2: Khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 Sục toàn bộ sản phẩm tạo thành vào bình đựng dd Ca(OH)2 dư thấy xuất hiện 60g kết tủa và khối lượng của bình tăng 42,6g Giá trị m là:
A 8g B 9g C 10g D 12g
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,56lit butan ( đktc) và cho sản phẩm cháy hấp thụ vào 400ml dd
Ba(OH)2 0,2M
a) Hỏi có bao nhiêu gam kết tủa tạo thành?
A 9,85g B 9,98g C 10,4g D.11,82g
b) Hỏi khối lượng dung dịch trong bình tăng hay giảm bao nhiêu gam
A Giảm 2,56g B Tăng 4,28g C Giảm 5,17g D.Tăng 6,26g
Dạng 4: Bài tập liên quan đến pứ tách của ankan ( Tách H2 và crackinh) :
Sử dụng ĐLBTKL Và ĐLBTNT
Câu 1: Khi tiến hành craking 22,4 lít khí C4H10 (đktc) thu được hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, C2H4,
C3H6, C4H8, H2 và C4H10 dư Đốt cháy hoàn toàn A thu được x gam CO2 và y gam H2O Giá trị của x và y tương ứng là:
A 176 và 180 B 44 và 18 C 44 và 72 D 176 và 90
Câu 2: Đề hiđro hoá hỗn hợp A gồm C2H6, C3H8 , C4H10 Sau một thời gian phản ứng thu được hỗn hợp khí B , dA/B =1,75 % ankan đã phản ứng đề hiđro hoá là:
A 50% B 75% C 25% D 90%
Câu 3: Khi nung nóng 5,8g C4H10 (đktc) chỉ xảy ra phản ứng crackinh và đề hiđro hoá Sau một thời gian pứ thu được 3,36lit (đktc) hỗn hợp khí A gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8, H2 và
C4H10 dư
% butan đã phản ứng là:
A 50% B 75% C 25% D Kết quả khác
Trang 9LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ANKAN 1.1 Đọc tên quốc tế (IUPAC) các chất sau :
a CH3-CH(CH3)-CH2-CH3
b CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3
c CH3-CH(Br)-CH(C2H5)-CH3
d CH3-CHCl-CHCl-CH(CH3)-CH2-CH3
e CH3-CH(CH3)-CH2-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3
1.2 Từ các tên gọi hãy viết công thức cấu tạo của các chất :
a 4-etyl-2,3-đimetyl hexan
b 3,3,5-tri metyl octan
Trang 10c 6-etyl -2,2-đimetyl octan
d 3-etyl-2,3-đi metyl heptan
e 1-brom-2-clo-3-metyl pentan
1.3 Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau :
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
a CH3COONa CH4
C2H2 C2H6 C2H4 etan
C2H6 C2H5Cl C4H10 C4H8 nbutan
C3H6 propan
npropylclorua
c nHecxan nbutan etan etylclorua
1.4 Viết phương trình phản ứng clo hóa (tỉ lệ 1 : 1), phản ứng đề hiđrohóa, phản ứng nhiệt (cho biết sản nào được ưu tiên)
a Propan + Cl2
b n-butan
Câu 2 Viết các đồng phân và gọi tên theo danh pháp quốc tế các hợp chất ứng với công thức phân tử sau: C5H12
BAI TAP TU LUAN ANKAN
Bai 1: Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của các hiđrocacbon trong mỗi trường hợp sau :
a Đốt cháy hoàn toàn 1 lít ankan A sinh ra 3 lít CO2 Các thể tích đo cùng điều kiện
b.Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon Y thu được 17,6 g CO2 và 0,6 mol H2O
c Đốt cháy hoàn toàn 1 ankan B với lượng O2 vừa đủ thì thấy tổng số mol các chất trước phản ứng bằng tổng số mol các chất sau phản ứng
Bai 2: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam hỗn hợp X gồm etan và propan Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư sau phản ứng thấy khối lượng bình đựng Ca(OH)2 tăng lên 34,6 gam Tính % khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp X