Tính chất hóa học của ankan
Phản ứng đặc trưng của ankan là được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời câu hỏi liên quan đến phản ứng đặc trưng của ankan. Cũng như đưa ra các nội dung lý thuyết, câu hỏi liên quan.
>> Mời các bạn tham khảo một số tài liệu liên quan:
- Ankan có những loại đồng phân nào
- Các Ankan không tham gia loại phản ứng nào
- Có bao nhiêu đồng phân ứng với công thức phân tử C4H10
- Cho ankan A có tên gọi: 3-etyl-2,4-đimetylhexan. CTPT của A là:
Phản ứng đặc trưng của ankan là
A. phản ứng thế.
B. phản ứng cộng.
C. phản ứng oxi hóa.
D. phản ứng tách
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Phản ứng đặc trưng của ankan là phản ứng thế
Đáp án A
Phản ứng đặc trưng của ankan
Phản ứng đặc trưng của ankan là phản ứng thế vì phân tử ankan chỉ chứa liên kết đơn.
CnH2n+2 + xX2 → CnH2n+2 - xXx + xHX
Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp metan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hiđro bằng clo:
CH4 + Cl2
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự và tạo thành hỗn hợp chất với tỉ lệ % khác nhau.
Ankan tác dụng với Clo
CH3-CH2-CH3 + Cl2 → CH3-CH2-CH2Cl +HCl [43%] và CH3-CHCl-CH3 + HCl [57%]
Ankan tác dụng với brom
CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CH2-CH2Br + HBr [3%] và CH3-CHBr-CH3 + + HBr [97%]
Về nguyên tắc các nguyên tử H trong phân tử ankan có thể bị thay thế lần lượt từ 1 đến hết.
Khả năng phản ứng giảm theo thứ tự F2 > Cl2 > Br2 > I2.
Thường thì ta không gặp phản ứng của flo vì nó phản ứng quá mạnh và thường gây phản ứng hủy:
CnH2n+2 + [n+1]F2 → nC + [2n + 2]HF
còn iot lại phản ứng quá yếu nên hầu như cũng không gặp. Với clo phản ứng cần điều kiện ánh sáng còn brom thì cần phải đun nóng.
Với các nguyên tử H liên kết với các nguyên tử C khác nhau thì khả năng tham gia phản ứng khác nhau: H liên kết với Cbậc 3 > Cbậc 2 > Cbậc 1 và sản phẩm chính là sản phẩm ưu tiên thế X vào H của C bậc cao [C có ít H hơn]. Lượng sản phẩm sinh ra tỷ lệ với tích số n
Câu hỏi vận dụng liên quan
Câu 1. Ankan có những loại đồng phân nào
A. Đồng phân vị trí nhóm chức.
B. Đồng phân nhóm chức
C. Có cả 3 loại đồng phân trên.
D. Đồng phân cấu tạo
Xem đáp án
Đáp án D
Ankan có từ 4C trở đi ứng với mỗi công thức phân tử có các công thức cấu tạo mạch cacbon không phân nhánh và mạch cacbon phân nhánh của các đồng phân mạch cacbon.
Câu 2. Khi clo hóa hỗn hợp 2 ankan người ta chỉ thu được 3 sản phẩm thế monoclo tên gọi của 2 ankan đó là
A. etan và propan.
B. propan và isobutan.
C. isobutan và pentan.
D. neopentan và etan.
Xem đáp án
Đáp án A
Clo hóa 2 ankan thu đươc 3 sản phẩm thế monclo => 1 ankan tạo 1 sản phẩm và 1 ankan tạo 2 sản phẩm
A đúng vì etan tạo 1 sản phẩm, propan tạo 2 sản phẩm
B sai vì propan tạo 2 sản phẩm, iso-butan tạo 2 sản phẩm
C sai vì iso-butan tạo 2 sản phẩm, n-pentan tạo 3 sản phẩm
D sai vì neo-pentan tạo 1 sản phẩm và etan tạo 1 sản phẩm
Câu 3. Ankan y phản ứng với Clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo có tỉ khối hơi so với H2 bằng 39,25 tên của y là
A. butan
B. propan
C. iso-butan
D. 2-metylbutan
Xem đáp án
Đáp án B
Đặt công thức phân tử của ankan là CnH2n+2
Phản ứng của CnH2n+2 với clo tạo ra dẫn xuất monoclo:
CnH2n+2 + Cl2
MCnH2n+1Cl = 39,25 . 2 = 78,5 gam/mol nên ta có : 14n + 36,5 = 78,5 => n = 3
Mà ankan Y phản ứng với Cl2 thu được 2 dẫn xuất monoclo nên ankan Y là propan.
Câu 4. Các ankan không tham gia loại phản ứng nào?
A. Phản ứng thế.
B. Phản ứng cộng.
C. Phản ứng tách.
D. Phản ứng cháy.
Xem đáp án
Đáp án B
Câu 5. Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X với hơi brom có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp Y chỉ chứa hai chất sản phẩm. Tỉ khối hơi của Y so với không khí bằng 4. Tên của X là:
A. 2,2-đimetylpropan.
B. 2-metylbutan.
C. pentan.
D. etan.
Xem đáp án
Đáp án A
Đặt công thức phân tử của ankan là CnH2n+2
+] Từ phương trình hóa học=> hỗn hợp Y gồm hai chất là : CnH2n+2-xBrx và HBr
+] Từ tỉ khối hơi của Y => lập PT ẩn x và n, sau đó biện luận tìm x và n
+] Phản ứng chỉ tạo ra 2 sản phẩm nên suy ra chỉ có một sản phẩm thế duy nhất => công thức cấu tạo của X
-------------------------
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Phản ứng đặc trưng của ankan là. Để có thể nâng cao kết quả trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán 11, Chuyên đề Hóa học 11, Giải bài tập Hoá học 11. Tài liệu học tập lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy và học tập môn học THPT, VnDoc mời các bạn truy cập nhóm riêng dành cho lớp 11 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 11 để có thể cập nhật được những tài liệu mới nhất.
AnKan là hidrocacbon no trong phân tử chỉ có liên kết đơn C-C hoặc C-H, ankan được ứng dụng nhiều trong thực tế đời sống như làm dung môi, dầu bôi trơn, nhiên liệu hàn xì cắt kim loại như CH4.
Metan CH4 chính là một trong những chất nằm trong dãy Ankan hidrocacbon no mà các em đã được giới thiệu ở lớp 9. Vậy AnKan là gì? có tính chất hóa học, tính chất vật lý đặc trưng nào? công thức cấu tạo phân tử ra sao? được ứng dụng và điều chế như thế nào trong đời sống thực tế, chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết này.
I. Ankan là gì? Công thức và cách gọi tên AnKan
Bạn đang xem: Tính chất hóa học, công thức cấu tạo của AnKan và bài tập – hóa 11 bài 25
1. Ankan là gì, công thức cấu tạo?
– Ankan là những hidrocacbon no, mạch hở trong phân tử chỉ có liên kết đơn C-C, C-H có công thức chung là: CnH2n+2 [n≥1].
– Hợp chất trong dãy Ankan có công thức đơn giản nhất chính là metan: CH4
2. Tên gọi của Ankan [danh pháp]
– Cách gọi tên Ankan mạch cacbon thẳng: Tên mạch cacbon + an
CH4: Metan ; C2H6: Etan ; C3H8: Propan ; C4H10: Butan ; C5H12: Pentan
C6H14: Hexan ; C7H16: Heptan ; C8H18: Octan ; C9H20: Nonan ; C10H22: Đecan
* Cách nhớ gợi ý: Mẹ [Metan] Em [Etan] Phải [Propan] Bón [Butan] Phân [Pentan] Hóa [Hexan] Học [Heptan] Ở [Octan] Ngoài [Nonan] Đồng [Đecan].
– Cách gọi tên Ankan khi mạch cacbon có nhánh:
+ Chọn mạch chính : là mạch dài nhất có nhiều nhóm thế nhất.
+ Đánh số vị trí cacbon trong mạch chính bắt 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].
Ví dụ:
II. Tính chất vật lý của Ankan
– Các ankan đều không tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung môi hữu cơ và đều là những chất không màu.
– Ở nhiệt độ thường, các ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí; từ C5 đến khoảng C18 ở trạng thái lỏng; từ khoảng C18 trở lên ở trạng thái rắn.
– Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của ankan nói chung đều tăng theo số nguyên tử C trong phân tử tức là tăng theo phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước.
III. Tính chất hóa học của Ankan
1. Ankan phản ứng thế bởi halogen [Cl2, Br2]
– Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp metan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hiđro bằng clo:
CH4 + Cl2
CH3Cl: metyl clorua [clometan]
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2: metylen clorua [điclometan]
CH2Cl2 + Cl2
CHCl3: clorofom [triclometan]
CHCl3 + Cl2
CCl4: cacbon tetraclorua[tetraclometan]
– Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự và tạo thành hỗn hợp chất với tỉ lệ % khác nhau, như minh họa dưới đây:
• Ankan + Cl2
CH3-CH2-CH3 + Cl2
• Ankan + Br2
CH3-CH2-CH3 + Br2
* Nhận xét và cơ chế phản ứng:
– Khả năng phản ứng: Cl2 > Br2 > I2 và Cbậc3> Cbậc2 > Cbậc1. Sản phẩm chính là sản phẩm ưu tiên thế X vào H của C bậc cao [C có ít H hơn]. C bậc a là C liên kết với a nguyên tử C khác.
– Phản ứng thế xảy ra theo cơ chế gốc tự do
– dây chuyền gồm 3 giai đoạn:
+ Khơi mào phản ứng: X2 → 2X.
+ Phát triển mạch:
X. + CnH2n+2 → CnH2n+1. + HX
CnH2n+1. + X2 → CnH2n+1X + X.
+ Tắt mạch: 2X. → X2
X. + CnH2n+1. → CnH2n+1X
CnH2n+1. + CnH2n+1. → C2nH4n+2
2. Phản ứng tách của Ankan
a] Phản ứng tách H2 của Ankan
– Phản ứng này còn gọi là phản ứng đề hidro hóa
CH3-CH3
– Tổng quát: CnH2n+2
* Chú ý:
– Chỉ những ankan trong phân tử có từ 2 nguyên tử C trở lên mới có khả năng tham gia phản ứng tách H2.
– Trong phản ứng tách H2, 2 nguyên tử H gắn với 2 nguyên tử C nằm cạnh nhau tách ra cùng nhau và ưu tiên tách H ở C bậc cao.
CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 + H2
– Một số trường hợp riêng khác:
CH3-CH2-CH2-CH3 → 2H2 + CH2=CH-CH=CH2
CH3-CH[CH3]-CH2-CH3 → CH2=C[CH3]-CH=CH2 + 2H2
n-C6H14 → 4H2 + C6H6 [benzen]
n-C7H16 → 4H2 + C6H5CH3 [toluen]
b] Phản ứng tách mạch Cacbon của Ankan [n≥ 3]
– Phản ứng này còn gọi là phản ứng cracking [bẻ gãy mạch cacbon] xảy ra ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp.
CH3-CH2-CH2-CH3
– Tổng quát: CnH2n+2
* Chú ý:
+ Ankan thẳng CnH2n+2 khi crăcking có thể xảy ra theo [n – 2] hướng khác nhau tạo ra 2[n-2] sản phẩm.
+ Nếu hiệu suất phản ứng crăcking là 100% và không có quá trình cracking thứ cấp thì tổng số mol sản phẩm tăng gấp đôi so với các chất tham gia nên KLPTTB giảm đi một nửa.
+ Số mol ankan sau phản ứng luôn bằng số mol ankan ban đầu dù quá trình cracking có nhiều giai đoạn.
b] Phản ứng phân hủy của Ankan
– Ankan bị phân hủy bởi nhiệt:
CnH2n+2
– Phản ứng phân hủy bởi halogen [Cl2 hoặc F2]:
CnH2n+2 + nCl2
3. Phản ứng cháy của Ankan
– Phản ứng này còn gọi là phản ứng oxi hóa ankan
CH4 + 2O2
– Tổng quát: CnH2n+2 + [[3n+1]/2]O2 → nCO2 + [n+1]H2O
– Đối với phản ứng cháy của ankan khi làm bài tập cần lưu ý 2 đặc điểm:
♦ nCO2 < nH2O.
♦ nH2O – nCO2 = nankan bị đốt cháy.
– Nếu đốt cháy 1 hiđrocacbon mà thu được nCO2 < nH2O thì hiđrocacbon đem đốt cháy thuộc loại ankan.
– Nếu đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon cho nCO2 < nH2O thì trong hỗn hợp đốt cháy có chứa ít nhất 1 ankan.
* Chú ý: Nếu cho ankan tham gia phản ứng với oxi khi có mặt muối Mn2+ thì xảy ra phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo RCOOH.
R-CH2-CH2-R + 5/2O2 → 2RCOOH + H2O
– Các ankan đầu dãy đồng đẳng rất dễ cháy, tỏa nhiều nhiệt. Khí CO2, hơi nước và nhiệt tạo ra nhanh nên có thể gây nổ.
– Nếu không đủ oxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO2 và H2O còn tạo ra các sản phẩm như CO, muội than, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường. Khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi như:
CH4 + 2O2
IV. Điều chế và Ứng dụng của Ankan
1. Điều chế Ankan
a] Trong công nghiệp
– Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.
b] Trong phòng thí nghiệm
– Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat với vôi tôi xút, hoặc có thể cho nhôm cacbua tác dụng với nước:
– Nhiệt phân muối Natri của axit cacboxylic [phản ứng vôi tôi xút]:
CH3COONa + NaOH
– Tổng quát: CnH2n+2-x[COONa]x + xNaOH
– Riêng với CH4 có thể dùng phản ứng:
Al4C3 + 12H2O → 4Al[OH]3 + 3CH4
Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4
C + 2H2
2. Ứng dụng của Ankan
– Dùng làm dung môi, dầu bôi trơn và làm nhiên liệu như CH4 dùng trong đèn xì để hàn, cắt kim loại.
– 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, amoniac NH3 , axit axetic CH≡CH, rượu metylic C2H5OH và anđehit fomic HCHO.
V. Bài tập về Ankan
Bài 1 trang 115 SGK Hóa 11: Thế nào là hidrocacbon no, ankan, xicloankan?
* Lời giải bài 1 trang 115 SGK Hóa 11:
– Hiđrocacbon no là hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có liên kết 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 quan trọng ngành công nhiệp hóa học.
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 bài 2 trang 115 SGK Hóa 11:
– Gốc Ankan và công thức phân tử hidrocacbon tương ướng:
| -CH3 | CH4 |
| -C3H7 | C3H8 |
| -C6H13 | C6H14 |
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 3 trang 115 SGK Hóa 11:
a]
b]
c]
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 bài 4 trang 116 SGK Hóa 11:
– Đáp án: D. Hiđrocacbon no cháy tỏa nhiều nhiệt và có nhiều trong tự nhiên
Bài 5 trang 116 SGK Hóa 11: Hãy giải thích:
a] Tại 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 Bài 5 trang 116 SGK Hóa 11:
a] Không được để các bình chứa xăng, dầu [gồm các ankan] gần lửu là vì: xăng dầu gồm các ankan mạch ngắn, dễ bay 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 bay 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: Công thức cấu tạo
A. Neopentan
B. 2-metylpentan
C. Isobutan
D. 1,1-đimetylbutan
* Lời giải bài 6 trang 116 SGK Hóa 11:
– Đáp án: B. 2-metylpentan
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 bài 7 trang 116 SGK Hóa 11:
– Gọi công thức phân tử của ankan cần tìm là CnH2n+2
– Theo bài ra, thu được 5,6 lít khí CO2 [đktc] nên:
– Theo PTPƯ thì:
– Theo bài ra, số gam CnH2n+2 đốt cháy là 3,6gam nên:
⇒ ankan là: C5H12
⇒ Vậy đáp án đúng là: C. C5H12
Hy vọng với bài viết về tính chất hóa học, công thức cấu tạo của Ankan và bài tập ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo Dục