Bài 38 : Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Lý thuyết

I. Hidrocacbon thơm

1. Đặc điểm cấu trúc và khả năng phản ứng - Có vòng benzen. 6 nguyê bền với chất oxi hóa. 2. Phản ứng thế - Halogen thế vào nhân khi có Fe xúc tác: - Thế vào nhánh trong điều kiện chiếu sáng: - Khi có sẵn nhóm thế ở nhân benzen, sản phẩm thế được định hưởng theo quy tắc sau: + Nếu vòng benzen đã có sẵn nhóm thế loại I (-OH, ankyl, -NH₂, …) thì phản ứng thế xảy ra dễ hơn so với benzen và ưu tiên thế vào vị trí o- và p-. + Nếu vòng benzen đã có sẵn nhóm thế loại II (-COOH, -CHO, -CH=CH₂) thì phản ứng thế xảy ra khó hơn so với benzen và ưu tiên thế vào vị trí m-.   3. Phản ứng cộng Đun nóng có xúc tác kim loại, aren cộng H₂ tạo thành xicloankan. 4. Phản ứng oxi hóa - Cháy tỏa nhiều nhiệt. - Vòng benzen không bị oxi hóa, nhánh ankykl bị oxi hóa thành nhóm –COOH. Ví dụ:

II. Hidrocacbon no

1. Đặc điểm cấu trúc và khả năng phản ứng - Chỉ có các nguyên tử Csp³. - Tương đối trơ ở điều kiện thường. 2. Phản ứng thế - Khi đun nóng hoặc chiếu sáng: Clo có thể thế ở nhiều vị trí khác nhau còn brom thế ở C bậc cao.

II. Hidrocacbon no

1. Đặc điểm cấu trúc và khả năng phản ứng - Chỉ có các nguyên tử Csp³. - Tương đối trơ ở điều kiện thường. 2. Phản ứng thế - Khi đun nóng hoặc chiếu sáng: Clo có thể thế ở nhiều vị trí khác nhau còn brom thế ở C bậc cao.

4. Phản ứng oxi hóa - Cháy, tỏa nhiệt. - Dễ bị oxi hóa bởi dd KMnO₄ và các chất oxi hóa khác. Ví dụ: 3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO–CH₂–CH₂–OH + 2MnO₂↓ + 2KOH Bài 1 (trang 172 SGK Hóa 11): So sánh tính chất hoá học của: a. Anken với ankin b. Ankan với ankylbenzen Cho ví dụ minh hoạ Lời giải: ∗ So sánh tính chất hóa học anken và ankin: - Giống nhau : + Cộng hiđro. + Cộng brom (dung dịch). + Cộng HX theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp. + Làm mất màu dung dịch KMnO₄. - Khác nhau : + Anken : Không có phản ứng thế bằng ion kim loại. + Ankin : Ank-1-in có phản ứng thế bằng ion kim loại.

∗ So sánh tính chất hóa học ankan và ankybenzen: - Giống nhau: + Phản ứng thế (halogen): CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl + Phản ứng oxi hóa: CH₄ + 2O₂ → CO₂ +2H₂O C₇H₈ + 8O₂ → 7CO₂ + 4H₂O - Khác nhau: + Ankan: có phản ứng tách C₂H₆ -^{500oC, xt}→ CH₂ = CH₂ + H₂ + Ankylbenzen: có phản ứng cộng Bài 2 (trang 172 SGK Hóa 11): Trình bày phương pháp hoá học a. Phân biệt các bình đựng khí riêng biệt không dán nhãn: H₂, O₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₂ b. Tách riêng khí metan từ hỗn hợp với lượng nhỏ các chất C₂H₄, C₂H₂. Lời giải: a. Lấy các mẫu khí nhỏ từ các bình đừng khí và đánh số theo thứ tự. - Cho tàn đóm qua các mẫu khí, mẫu nào làm tàn đóm bùng cháy thì đó là O₂. - Lần lượt dẫn các mẫu khí còn lại qua dung dịch AgNO₃/NH₃, mẫu khí nào làm dung dịch xuất hiện kết tủa vàng thì đó là C₂H₂. CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ + 2NH₄NO₃ - Lần lượt dẫn các mẫu khí còn lại qua dung dịch brôm, khí nào làm nhạt màu dung dịch brôm thì đó là C₂H₄. CH₂=CH₂ + Br_{2 (nâu đỏ)} → BrCH₂-CH₂Br _{(không màu)} - Đốt cháy hai mẫu khí còn lại, dẫn sản phẩm qua bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư, nếu xuất hiện kết tủa trắng thì đó là CH₄ 2H₂ + O₂ → 2H₂O CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O - Khí còn lại là H₂ b. Cho hỗn hợp khí đi qua dung dịch Br₂ dư, C₂H₄ và C₂H₂ sẽ tác dụng hết với dung dịch Br₂, khí đi ra là metan. CH₂=CH₂ + Br_{2 (nâu đỏ)} → BrCH₂-CH₂Br _{(không màu)} CH≡CH + 2Br_{2 (nâu đỏ)} → Br₂CH-CHBr_{2 (không màu)} Bài 3 (trang 172 SGK Hóa 11): Viết các phương trình hoá học của các phản ứng hoàn thành dãy chuyển hoá sau: Lời giải: Bài 4 (trang 172 SGK Hóa 11): Viết phương trình hoá học tổng quát của phản ứng đốt cháy các loại hiđrocacbon đã nêu trong bảng 7.2. Nhận xét về tỉ lệ số mol CO₂ và số mol H₂O trong sản phẩm cháy của mỗi loại hiđrocacbon. Lời giải: Bài 5 (trang 172 SGK Hóa 11): Khi đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X (là chất lỏng ở điều kiện thường) thu được CO₂ và H₂O có số mol theo tỉ lệ 2:1. Công thức phân tử của X có thể là công thức nào sau đây? A. C₄H₄ ;                                   B. C₅H₁₂                                       C. C₆H₆ ;                                         D. C₂H₂ Lời giải: - Đáp án C - Khi đốt cháy X thu được CO₂ và H₂O có số mol theo tỉ lệ 2 : 1 ⇒ X có số C bằng số H Mà X là chất lỏng ở điều kiện thường nên X chỉ có thể là C₆H₆

Trắc nghiệm 

Bài 1: Cho các chất sau : metan, etilen, but-2-in và axetilen. Kết luận đúng là A. cả 4 chất đều có khả năng làm mất màu dung dịch brom. B. có hai chất tạo kết tủa với dung dịch bạc nitrat trong dung dịch amoniac C. có 3 chất có khả năng làm mất màu dung dịch brom. D. không có chất nào làm nhạt màu dung dịch kali pemanganat.

Đáp án: C

Bài 2: Hiđro hóa hoàn toàn hiđrocacbon mạch hở X thu được isopentan. Số công thức cấu tạo có thể có của X là A.4                          B. 5                       C. 6                          D. 7

Đáp án: D CH₃ – CH(CH₃) – CH = CH₂; CH₃ – C(CH₃) = CH – CH₃; CH₂ = C(CH₃) – CH₂ – CH₃ CH₃ – C(CH₃) = C = CH₂; CH₂ = C(CH₃) – CH= CH₂; CH₃ – CH(CH₃) – C≡CH; CH₂ = C(CH₃) – C≡CH

Bài 3: Dẫn 4,48 lít (đktc) hỗn hợp X gồm hai anken kế tiếp trong dãy đồng đẳng vào lượng dư dung dịch Br₂, thấy dung dịch Br₂ nhạt màu đồng thời khối lượng bình đựng tăng 7,0 gam. Công thức của 2 anken là A. C₂H₄ và C₃H₆.                                        B. C₃H₆ và C₄H₈. C. C₄H₈ và C₅H10.                                        D. C₅H10 và C₆H₁₂.

Đáp án: A Gọi CTTB của X là: C_nH_2n n_X = 0,2 m bình brom tăng 7g ⇒ m_X = 7 ⇒ 14n = 7:0,2 = 35 ⇒ n = 2,5 ⇒ C₂H₄ và C₃H₆

Bài 4: Ba hiđrocacbon X,Y, Z là đồng dẳng kế tiếp, khối lượng phân tử của Z bằng 2 lần khối lượng phân tử của X. Các chất X, Y , Z thuộc dãy đồng đẳng A.ankan                     B. ankadien                      C. anken                         D. ankin

Đáp án: C Phân tử Z hơn phân tử X 2 nhóm CH₂ ⇒ M_Z = M_X + 28 ⇒ M_Z = 2M_X ⇒ 2M_X = M_X + 28 ⇒ M_X = 28 ⇒ X là C₂H₄ (anken)

Bài 5: Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin và viyl axetilen có tỉ khối so với H₂ là 17. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 ml hỗn hợp X rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ (dư) thì khối lượng bình tăng thêm m gam. Giá trị của m là A.5,85                      B. 3,39                     C. 6,60                        D. 7,30

Đáp án: D Đặt CTPT X: C_xH₄; M_X = 17.2 = 34 ⇒ 12x + 4 = 34 ⇒ x = 2,5 n_CO2 = 0,05.2,5 = 0,125 (mol); n_H2O = 0,05 . 2 = 0,1 mol ⇒ m = 0,125.44 + 0,1.18 = 7,3 (gam)

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 20,0 ml hỗn hợp X gồm C₃H₆, CH₄, CO (thể tích CO gấp hai lần thể tích CH₄), thu được 24,0 ml CO₂ (các thể tích khí đo cùng ở điều kiện nhiệt độ và áp suất). Tỉ khối của X so với khí hiđro là A. 22,2                       B. 25,8                     C. 12,9                  D. 11,1

Đáp án: C Gọi số mol CH₄ là x mol ⇒ n_CO = 2x; n_C3H6 = 20 – 3x Bảo toàn C: n_CO2 = 3.(20 – 3x) + 2x + x = 24 ⇒ x = 6 mol ⇒ m_X = m_CO + m_CH4 + m_C3H6 = 12. 28 + 6.16 + 2.42 = 516 ⇒ M_X = 516 : 20 = 25,8 ⇒ d_X/H₂ = 12,9

Bài 7: Đốt cháy 6,72 lít (đktc) hỗn hợp gồm hai hiđrocacbon X và Y (M_Y > M_X) thu được 11,2 lít CO₂ (đktc) vào 10,8 gam H₂O. Công thức của X là A.C₂H₆                           B. C₂H₄               C. CH₄                 D. C₂H₂

Đáp án: C Gọi số C trong X và Y: n và m (n < m) Số mol X và Y lần lượt là: x và y x + y = 0,3 mol; CO₂ = n_x + n_y = 0,5 ⇒ n(x + y) < 0,5 ⇒ n < 1,6 ⇒ X là CH₄

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm một ankan X và một ankin Y, thu được số mol CO₂ bằng số mol H₂O. thành phần phần trăm về số mol của X và Y trong hỗn hợp m lần lượt là A. 75% và 25%                                  B. 20% vao 80% C. 35% và 65%                                  D. 50% và 50%

Đáp án: D n_H2O- n_CO2 = n_X – n_Y; ⇒ n_X = n_Y ⇒ %n_X = %n_Y =50%

Bài 9: Hỗn hợp X gồm C₂H₂ và H₂ có cùng số mol. Lấy một lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hỗn hợp Y gồm C₂H₄, C₂H₆, C₂H₂ và H₂. Sục Y vào dung dịch brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H₂ là 8. Thể tích O₂(đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là A.22,4 lít                    B. 44,8 lít                  C. 26,88 lít                 D. 33,6 lít

Đáp án: D Khí thoát ra khỏi bình Br₂ là Z: C₂H₆ và H₂; V_Z = 0,2 M_Z = 16 ⇒ n_C2H6 = n_H2 = 0,1 mol ⇒ m_Z = 0,1.30 + 0,1.2 = 3,2g m_{bình brom tăng} = m_C2H4 + m_C2H2 = 10,8g m_X = m_Y = m_C2H4 + m_C2H2 + m_Z = 14g C₂H₂ = n_H2 = x mol ⇒ 26x + 2x = 14 ⇒ x = 0,5 mol Đốt cháy Y cũng chính là đốt cháy x do vậy lượng oxi dùng là như nhau. C₂H₂ (0,5) + 5/2O₂ (1,25 mol) → 2CO₂ + H₂O H₂ (0,5) + 1/2O₂ (0,25 mol) → H₂O ⇒ n_O2 = 1,5 mol ⇒ V = 33,6lít

Bài 10: Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C₂H₂ ; 0,2 mol C₂H₄ và 0,3 mol H₂. Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H₂ bằng 11. Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br₂ trong dung dịch. Giá trị của a là A.0,1                   B. 0,2             C. 0,4                          D. 0,3

Đáp án: B BTKL: ⇒ m_Y = M_X = 0,1.26. + 0,2.28 + 0,3.2 = 8,8 (gam) ⇒ m_Y = 11.2 = 22 ⇒ n_Y = 0,4 mol Số mol H₂ tham gia phản ứng là: n_X – n_Y = (0,1 + 0,2 + 0,3) – 0,4 = 0,2 mol n_H2 (p/ư) + n_Br2 = 2n_C2H2 + n_C2H4 ⇒ n_Br2 = 2.0,1 +0,2 - 0,2 = 0,2 mol

Bài 11: Phân biệt metan và etilen dùng dung dịch nào sau đây ? A.Br₂                 B. NaOH               C. NaCl            D. AgNO₃ trong NH₃

Đáp án: A

Bài 12: Để tách etilen ra khỏi hỗn hợp gồm etilen và axetilen ta dẫn hỗn hợp qua dung dịch A.Br₂   B. KMnO₄   C. HCl    D. AgNO₃ trong NH₃

Đáp án: D

Bài 13: Cho các chất : etilen, axetilen, vinyl axetilen, but- I-in, but-2-in. Trong các chất trên,số chất phản ứng được với dung dịch AgNO₃ tạo kết tủa là A.3              B. 4                 C. 5                    D. 2

Đáp án: A

Bài 14: Chất nào sau đây làm mất màu dung dịch KMnO₄ ở điều kiện thường ? A.benzen   B. metan   C. toluen    D. axetilen

Đáp án: D

Bài 15: Chất nào dưới đây khi phản ứng với HCl thu được sản phẩm chính là 2-clobutan ? A.but-2-in    B. buta-1,3-điện   C. but-1-in    D. but-1-en

Đáp án: D

Bài 16: Công thức đơn giản nhất của một hi đrocacbon là C_nH_2n-1. Hiđrocacbon đó thuộc dãy đồng đẳng của A.ankan   B. ankin   C. anken    D. ankadien

Đáp án: A

   

Các bài viết liên quan

Các bài viết được xem nhiều nhất