Bài 1 trang 115 SGK Hóa 11
Bài 1 (trang 115 SGK Hóa 11): Thế nào là hidrocacbon no, ankan, xicloankan?
Lời giải:
– Hiđrocacbon no là hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có link đơn. hiđrocacbon no được chia thành hai loại:
+ Ankan (hay parafin) là những hiđrocacbon no không có mạch vòng.
+ Xicloankan là những hiđrocacbon no có mạch vòng.
– Hiđrocacbon no là nguồn nhiên liệu chính và là nguồn nguyên liệu trọng yếu nghề công nhiệp hóa học.
Bài 2 trang 115 SGK Hóa 11
Bài 2 (trang 115 SGK Hóa 11): Viết công thức phân tử của các hidrocacbon tương ứng với các gốc ankyl sau: –CH3 ; -C3H7; -C6H13
Lời giải:
Gốc ankanCTPT của hiđrocacbon tương ứng-CH3CH4-C3H7C3H8-C6H13C6H14
Bài 3 trang 115 SGK Hóa 11
Bài 3 (trang 115 SGK Hóa 11): Viết các phương trình hóa học của các phản ứng sau:
a) Propan tác dụng với clo (theo tỉ lệ 1:1) khi chiếu sáng.
b) Tách một phân tử hidro từ phân tử propan.
c) Đốt cháy hexan.
Lời giải:
Bài 4 trang 116 SGK Hóa 11
Bài 4 (trang 116 SGK Hóa 11): Các hidrocacbon no được dùng làm nhiên liệu do nguyên nhân nào sau đây?
A. Hiđrocacbon no có phản ứng thế .
B. Hiđrocacbon no có nhiều trong tự nhiên.
C. Hiđrocacbon no là chất nhẹ hơn nước.
D. Hiđrocacbon no cháy tỏa nhiều nhiệt và có nhiều trong tự nhiên
Lời giải:
Lời giải D.
Bài 5 trang 116 SGK Hóa 11
Bài 5 (trang 116 SGK Hóa 11): Hãy giải thích:
a) Vì sao không được để các bình chứa xăng, dầu (gồm các ankan) gần lửa, trong khi đó người ta có thể nấu chảy nhựa đường để làm giao thông.
b) Không dùng nước để dập các đám cháy xăng, dầu mà phải dùng cát hoặc bình chứa khí cacbonic.
Lời giải:
a. Không được để các bình chứa xăng, dầu (gồm các ankan) gần lửu là vì: xăng dầu gồm các ankan mạch ngắn, dễ cất cánh hơi, nên dễ bắt lửa. Nhưng người ta có thể nấu chảy nhựa đường( trong thành phần cùng có các ankan) để làm đường giao thông vì nhựa đường gồm các ankan có mạch cacbon rất lớn, khó cất cánh hơi và kém bắt lửa.
b. Không dùng nước để dập các đám cháy xăng, dầu mà phải dùng cát hoặc các bình chứa khí cacbonic là vi: xăng, dầu nhẹ hơn nước; khi dùng nước thì xăng, dầu sẽ nổi lên trên mặt nước, làm cho đám cháy cháy to hơn. Còn khi sử dụng cát hoặc bình chứa khí cacbonic thì sẽ ngăn cản xăng, dầu tiếp xúc với oxi không khí là cho đám cháy bị dập tắt.
Bài 6 trang 116 SGK Hóa 11
Bài 6 (trang 116 SGK Hóa 11): Công thức cấu trúc
ứng với tên gọi nào sau đây?
A. Neopentan
B. 2-metylpentan
C. Isobutan
D. 1,1-đimetylbutan
Lời giải:
Lời giải B
Bài 7 trang 116 SGK Hóa 11
Bài 7 (trang 116 SGK Hóa 11): Khi đốt cháy hoàn toàn 3,6g ankan X thu được 5,6 lít khí CO2 (đktc). Công thức phân tử của X là:
A. C3H8 ; B. C5H10
C. C5H12 ; D. C4H10
Lời giải:
Gọi công thức phân tử của ankan là: CnH2n+2
⇒ n = 5 ⇒ ankan là C5H12
Vậy giải đáp đúng là C
Tính chất của Ankan: Tính Hóa chất, vật lí, Điều chế, Ứng dụng
Lý thuyết Ankan
I. Đồng đẳng, đồng phân
1. Đồng đẳng, cấu trúc
– Công thức tổng quát chung cho ankan là CnH2n+2 (n ≥ 1).
– Tên gọi chung là ankan hay paraffin.
– Công thức đơn giản nhất là metan (CH4).
– Mạch cacbon hở, có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh.
– Trong phân tử chỉ có link đơn (link, …) tạo thành từ 4 obitan lai hóa sp3 của nguyên tử cacbon, định hướng kiểu tứ diện đều. Do đó mạch cacbon có dạng gấp khúc. Các nguyên tử cacbon có thể quay tương đối tự do xung quanh các link đơn.
2. Đồng phân
a. Đồng phân mạch cacbon
Ankan chỉ có đồng phân mạch C khi có từ 4C trở lên.
Ví dụ: Các đồng phân của C5H12.
b. Bậc của cacbon
Bậc của 1 nguyên tử cacbon ở phân tử ankan bằng số nguyên tử C link trực tiếp với nó.
Ví dụ:
– Ankan không phân nhánh là ankan chỉ chứa nguyên tử C bậc I hoặc bậc II.
– Ankan phân nhánh là ankan có chứa C bậc III hoặc C bậc IV.
II. Danh pháp
– Tên gọi gồm: tên mạch cacbon có đuôi an.
CH4: Metan C2H6: Etan
C3H8: Propan C4H10: Butan
C5H12: Pentan C6H14: Hexan
C7H16: Heptan C8H18: Octan
C9H20: Nonan C10H22: Đecan
– Phân tử có mạch nhánh thì gọi theo quy tắc sau:
+ Chọn mạch chính: là mạch dài nhất có nhiều nhóm thế nhất.
+ Đánh số vị trí cacbon trong mạch chính khởi đầu từ phía gần nhánh hơn.
+ Gọi tên: Vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch chính (tên ankan tương ứng với số nguyên tử cacbon trong mạch chính).
*Lưu ý:
Tên thường:
+ Nếu chỉ có một nhánh duy nhất CH3 ở nguyên tử C số 2 thì thêm tiền tố iso.
+ Nếu có 2 nhánh CH3 ở C số 2 thì thêm tiền tố neo.
III. Cấu trúc phân tử ankan
1. Sự tạo dựng link trong phân tử ankan
– Các nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp3.
– Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm mà 4 đỉnh là các nguyên tử H hoặc C.
– Link C-C, C-H đều là link σ.
– Các góc link xấp xỉ 109,5o.
2. Cấu trúc không gian của ankan
a. Mô hình phân tử
b. Cấu dạng
– Các link đơn C-C có thể quay tự do quanh trục link tạo ra vô số dạng khác nhau về vị trí tương đối trong không gian gọi là các cấu dạng.
– Cấu dạng xen kẽ bền hơn cấu dạng che khuất.
– Các cấu dạng luôn chuyển hóa cho nhau.
IV. Tính chất vật lý
– Ở điều kiện thường, các ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí, từ C5 đến khoảng C18 ở trạng thái lỏng, từ khoảng C18 trở đi ở trạng thái rắn.
– Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng dần khi tăng số nguyên tử cacbon trong phân tử: 4 chất đầu là chất khí, các chất có n từ 5 đến 19 là chất lỏng, khi n ≥ 20 là chất rắn.
– Đều không tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung môi hữu cơ.
– Ankan đều là những chất không màu.
– Các ankan nhẹ nhất như metan, etan, propan là những khí không mùi. Ankan từ C5 − C10 có mùi xăng, từ C10 − C16 có mùi dầu hỏa. Các ankan rắn rất ít cất cánh hơi nên hầu như không mùi.
V. Tính Hóa chất
Phản ứng đặc trưng là phản ứng thế; phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy.
1. Phản ứng thế bởi halogen
Thế clo và brom: Xảy ra dưới tác dụng của askt hoặc nhiệt độ và tạo thành một hỗn hợp sản phẩm.
– Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.
– Clo thế H ở cacbon bậc khác nhau; Brom hầu như chỉ thế H ở cacbon bậc cao. Flo phản ứng mãnh liệt nên phân hủy ankan thành C và HF. Iot quá yếu nên không phản ứng với ankan.
Những ankan có phân tử lớn tham gia phản ứng thế êm dịu hơn và ưu tiên thế những nguyên tử H của nguyên tử C bậc cao cho sản phẩm chính.
2. Phản ứng tách
* Phản ứng tách hiđro: ở 400 – 900ºC, xúc tác Cr2O3 + Al2O3.
CH3–CH2-CH3 → CH3-CH=CH2 + H2
* Phản ứng phân cắt mạch cacbon:
C5H12 → C2H6 + C3H6
Nhận xét: Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr2O3, Fe, Pt, …) các ankan không những bị tách hiđro tạo thành hiđrocacbon không no mà còn bị gãy các link C−C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.
3. Phản ứng oxi hoá:
Phản ứng đốt cháy ankan tạo CO2, H2O và tỏa nhiều nhiệt:
CnH2n+2 + O2 → nCO2 + (n + 1)H2O (1)
Nhận xét:
+ Đốt ankan thu nCO2 < nH2O
+ Nếu đốt hiđrocacbon thu được nCO2 < nH2O ⇒ Hiđrocacbon đem đốt là ankan (CnH2n+2).
– Trong điều kiện thiếu oxi ngoài CO2 và H2O phản ứng còn tạo CO, muội than gây hại cho môi trường.
– Nếu có xúc tác và to thích hợp, ankan bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi.
VI. Ứng dụng và điều chế
1. Ứng dụng
– Dùng làm nhiên liệu trong hàn cắt kim loại.
– Dùng làm dầu bôi trơn, dung môi.
– Để tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác: CH3Cl, CH2Cl2, CCl4, CF2Cl2, …
– Đặc biệt từ CH4 điều chế được nhiều chất khác nhau: hỗn hợp CO + H2, ammoniac, C2H2, rượu metylic, andehit fomic, …
2. Điều chế
* Điều chế metan
– Các nguồn khí: từ khí thiên nhiên, khí hồ ao, khí dầu mỏ, khí chưng than đá.
– Tổng hợp:
– Từ khí CH3COONa khan:
– Từ Nhôm cacbua (Al4C3):
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑
* Điều chế các ankan khác
– Lấy từ các nguồn thiên nhiên: Khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, sản phẩm cracking.
– Từ các muối axit hữu cơ:
5
/
5
(
1
bình chọn
)
