Giải Hóa học 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Câu hỏi và bài tập ( trang 172 SGK Hóa học 11)

Bài 1 trang 172 SGK Hóa học 11: So sánh tính chất hóa học của:

a) anken với ankin                    b) ankan với ankylbenzen.

Cho thí dụ minh họa.

Phương pháp giải :

a) 

So sánh tính chất hóa học giống nhau ( cộng H2, cộng dd Br2dd thuốc tím)

Tính chất hóa học khác nhau: ank-1-in có phản ứng với AgNO3 trong NH3

b) 

Tính chất hóa học giống nhau: có phản ứng thế; phản ứng tách

Tính chất hóa học khác nhau: có phản ứng cộng H2 ; phản ứng làm mất màu dd thuốc tím khi đun nóng

Lời giải :

a) So sánh tính chất hóa học anken và ankin:

– Giống nhau:

+ Cộng hiđro ( xúc tác Ni, t⁰)

CH₂=CH₂ + H₂  $\stackrel{Ni,t^0}{\to }$ CH₃-CH₃

CH≡CH + H₂ $\stackrel{Ni,t^0}{\to }$ CH₃-CH₃

+ Cộng brom (dung dịch).

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br-CH₂Br

CH≡CH + 2Br₂ → CHBr₂-CHBr­₂

+ Cộng HX theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp.

+ Làm mất màu dung dịch KMnO₄.

3CH≡CH + 4H₂O + 8KMnO₄ → 3(COOH)₂ + 8MnO₂↓ + 8KOH

3CH₂=CH₂ +2KMnO₄+ 4H₂O → 3CH₂(OH)-CH₂(OH) + 2MnO₂↓ + 2KOH

– Khác nhau:

+ Anken: Không có phản ứng thế bằng ion kim loại.

+ Ankin: Ank-1-in có phản ứng thế bằng ion kim loại.

CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → Ag-CH-CH-Ag↓ (vàng) + 2NH₄NO₃

b) ankan và ankylbenzen

– Giống nhau: 

+ phản ứng thế với halogen: 

CH₃-CH₂-CH₃ + Cl₂ $\stackrel{ánhsáng}{\to }$ CH₃-CHCl-CH₃ + HCl

C₆H₅CH₃ + Cl₂ $\stackrel{ánhsáng}{\to }$ C₆H₅CH₂Cl + HCl

Khác nhau:

+ Ankan có phản ứng tách, còn ankyl benzen thì không

C₄H₁₀ → C₄H₈ + H₂

+ ankyl benzen có phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn với dd KMnO₄ còn ankan thì không có.

C₆H₅CH₃ + H₂ $\stackrel{Ni,t^0}{\to }$ C₆H₁₁CH₃

C₆H₅CH₃ +2KMnO₄ $\stackrel{t^0}{\to }$ C₆H₅COOK + 2MnO₂↓ + KOH + H₂O

Bài 2 trang 172 SGK Hóa học 11: Trình bày phương pháp hóa học:

a) Phân biệt các khí đựng trong các bình riêng biệt không dán nhãn: H₂, O₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₂.

b) tách riêng khí CH₄ từ hỗn hợp với lượng nhỏ các khí C₂H₄ và C₂H₂.

Phương pháp giải :

a) ta thấy 5 khí phân ra là 2 nhóm: 

– H₂, O₂ phân biệt O₂ bằng tàn đóm đỏ

– CH₄, C₂H₄, C₂H₂ là các hiđrocacbon => CH₄ chỉ có liên kết đơn, C₂H₄ có liên kết đôi lên có phản ứng cộng dung dịch nước brom, C₂H₂ có liên kết ba trong phân tử nên có tác dụng với Ag₂O trong NH₃ và có phản ứng với dung dịch nước brom => dựa vào đặc điểm khác nhau này để chọn thứ tự các hóa chất cho vào để phân biệt được chúng.

b) như phân tích phần a thì chỉ có CH₄  không phản ứng được với dung dịch nước brom => dùng dung dịch nước brom để tách riêng CH₄ với 2 khí còn lại

Lời giải :

a) Phân biệt các bình đựng khí riêng biệt: H₂, O₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₂.

-Dẫn từng khí qua dung dịch AgNO3 trong NH3, khí cho kết tủa vàng nhạt là C₂H₂.

CH ≡ CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC ≡ CAg ↓ + 2NH₄NO₃

-Dẫn lần lượt 4 khí còn lại qua dung dịch brom, khí nào làm mất màu dung dịch bron là khí C₂H₄.

CH₂ = CH₂ + Br₂ → CH₂Br – CH₂Br

-Ba khí còn lại, nhận ra khí O₂ bằng tàn đóm còn than hồng: khí O₂ làm tàn đóm bùng cháy.

– Hai khí còn lại, cho lần lượt từng khí phản ứng với khí oxi, khí nào cho sản phẩm làm đục nước vôi trong là khí CH₄.

2H₂ + O₂ → 2H₂O

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

– Khí còn lại là khí 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 học 11: Viết phương trình hóa học của các phản ứng hoàn thành dãy chuyển hóa sau:

a) Etan  $\stackrel{(1)}{\to }$  etilen    $\stackrel{(2)}{\to }$   polietilen.

b) Metan  $\stackrel{(1)}{\to }$  axetilen  $\stackrel{(2)}{\to }$  vinylaxetilen  $\stackrel{(3)}{\to }$  butanđien  $\stackrel{(4)}{\to }$  polibutađien.

c) Benzen → brombenzen.

phương pháp giải :

Ghi nhớ: từ chất có nhiều H sang chất có ít H ta dùng phản ứng tách

Từ chất có ít H sang chất có nhiều H ta dùng phản ứng cộng với H2 ( xt Ni)

Lời giải :

a)

(1) CH₃-CH₃ $\stackrel{{500}^{0}C,xt,p}{\to }$ CH₂=CH₂ + H₂

(2) CH₂=CH₂  $\stackrel{t^0,p,xt}{\to }$ ( -CH₂-CH₂-)_n

b)

(1) 2CH₄ $\underset{làm\mathrm{l}ạ\mathrm{n}\mathrm{h}nhanh}{\overset{{1500}^{0}C}{\to }}$ C₂H₂ + 3H₂

(2)  2C₂H₂ $\stackrel{N{H}_{4}Cl,CuCl}{\to }$ CH≡C-CH=CH₂

(3) CH≡C-CH=CH₂  + H₂ $\stackrel{Pb,t^0}{\to }$ CH₂=CH-CH=CH₂

(4) CH₂=CH-CH=CH₂  $\stackrel{t^0,p,xtNa}{\to }$ (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n

Bài 4 trang 172 SGK Hóa học 11: Viết phương trình hóa học tổng quát của phản ứng đốt cháy các loại hiđrocacbon đã nêu trong bảng 7.2. Nhận xét về tỉ lệ giữa số mol CO₂ và số mol H₂O trong sản phẩm của mỗi loại hiđrocacbon.

Phương pháp giải :

Viết PTHH đốt cháy của:

– Ankan có công thức chung: C_nH_2n+2

– Anken có công thức chung: C_nH_2n

– Ankin có công thức chung: C_nH_2n-2

– Akylbenzen có công thức chung: C_nH_2n-6

Lời giải :

1. C_nH_2n+2 +$\frac{3n+1}{2}$O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + (n+1)H₂O có

$\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n+1}<1\to n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}$

2. C_nH_2n + $\frac{3n}{2}$O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$  nCO₂ + nH₂O có 

$\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n}=1\to n_{C{O}_2}=n_{H_{2}O}$

3. C_nH_2n-2 + $\frac{3n-1}{2}$O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$  nCO₂ + (n-1)H₂O có 

$\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n-1}>1\to n_{C{O}_2}>n_{H_{2}O}$

4. C_nH_2n-6 + $\frac{3n-3}{2}$O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$  nCO₂ + (n-3)H₂O có 

$\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n-3}>1\to n_{C{O}_2}>n_{H_{2}O}$

Bài 5 trang 172 SGK Hóa học 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.

Phương pháp giải :

Chất X là chất lỏng ở điều kiện thường => số C phải từ 4C trở lên

ta thấy tỉ lệ CO2 lớn hơn H2O => X phải có chứa từ 2 liên kết pi trở lên

Thấy chỉ có C6H6 là thỏa mãn

Lời giải :

Chất X là chất lỏng ở điều kiện thường => số C phải từ 5C trở lên

Khi đốt cháy X thu được CO₂ và H₂O có số mol theo tỷ lệ 2:1

$\to$ X có số C bằng số H

Thấy chỉ có C₆H₆ là thỏa mãn

Đáp án C

Lý thuyết Bài 38:Hệ thống hóa về hiđrocacbon

A. Kiến thức trọng tâm

– Hệ thống hóa các loại hiđrocacbon quan trọng: ankan, anken, ankađien, ankin và ankylbenzen về đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học đặc trưng và ứng dụng.

– Thông qua việc hệ thống hóa các loại hiđrocacbon. HS nắm mối quan hệ giữa các hiđrocacbon với nhau.

– Viết được các phương trình hóa học minh họa cho tính chất của các hiđrocacbon; chuyển hóa giữa các hiđrocacbon, nhận biết và điều chế các hiđrocacbon.

– Làm được một số bài tập về hiđrocacbon.