Chuyên đề Ankan 2023 hay, chọn lọc - Trang Học trực tuyến

Chuyên đề Ankan

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

a. Dãy đồng đẳng ankan là những hiđrocacbon no, mạch hở có công thức chung là C_nH_2n+2

Trong phân tử ankan chỉ có liên kết đơn C – C và C – H.

Ví dụ: CH₄, C₂H₆, C₃H₈,…

b. Đồng phân

Ankan từ C₁ đến C₃: Không có đồng phân.

Từ C₄ trở đi: Có đồng phân mạch cacbon:

Mạch cacbon không phân nhánh.

Mạch cacbon phân nhánh.

c. Danh pháp

Tên thay thế của ankan = Số chỉ vị trí nhánh + Tên nhánh + Tên mạch chính + “an”

Trong đó:

Mạch chính: Mạch dài nhất và có nhiều nhánh nhất.

Đánh số thứ tự trên mạch chính từ phía gần nhánh hơn.

Gọi tên nhánh theo thứ tự vần chữ cái cùng với số chỉ của nhánh.

Ví dụ:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 1)

2-metylbutan

· Bậc của nguyên tử cacbon trong phân tử hiđrocacbon no là số liên kết của nó với các nguyên tử cacbon khác.

Ví dụ: Trong phân tử 2-meylbutan, nguyên tử C số 1 và 4 có bậc I, C số 2 có bậc III, C số 3 có bậc II.

2. Tính chất vật lí

Ankan từ CH₄ đến C₄H₁₀ là chất khí, C₅H₁₂ đến C₁₇H₃₆ là chất lỏng, từ C₁₈H₃₈ là chất rắn.

Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của ankan tăng theo chiều tăng của phân tử khối.

Tất cả các ankan nhẹ hơn nước, hầu như không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

3. Tính chất hoá học

Ở điều kiện thường ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hoá như dung dịch KMnO₄,…

Phản ứng thế bởi halogen

Dưới tác dụng của ánh sáng, các ankan tham gia phản ứng thế halogen. Các nguyên tử H có thể lần lượt bị thế hết bằng các nguyên tử halogen.

$C_{n} H_{2 n + 2} + C l_{2} \overset{a / s}{\to} C_{n} H_{2 n + 1} C l + H C l$

Ví dụ: $C H_{3} - C H_{3} + C l_{2} \overset{a s}{\to} C H_{3} - C H_{2} C l + H C l$

· Quy tắc thế: Khi tham gia phản ứng thế, nguyên tử halogen sẽ ưu tiên tham gia thế vào nguyên tử H của C bậc cao hơn (có ít H hơn).

Ví dụ: $C H_{3} - C H_{2} - C H_{3} + B r_{2} \overset{a s}{\to} C H_{3} - C H B r - C H_{3} + H B r$

(sản phẩm chính)

Phản ứng tách

Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các ankan bị tách ra 2 nguyên tử H.

$C_{n} H_{2 n + 2} \overset{t^{o}, x t}{\to} C_{n} H_{2 n} + H_{2}$

Ví dụ: $C_{3} H_{8} \overset{t^{o}, x t}{\to} C_{3} H_{6} + H_{2}$

Ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác thích hợp, ankan có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn (phản ứng crackinh).

(với $a \geq 1, b \geq 2$ và $a + b = n)$

Ví dụ: $C_{4} H_{10} \overset{t^{o}, x t}{\to} C H_{4} + C_{3} H_{6}$

$C_{4} H_{10} \overset{t^{o}, x t}{\to} C_{2} H_{6} + C_{2} H_{4}$

Phản ứng oxi hoá

· Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (phản ứng đốt cháy):

$C_{n} H_{2 n + 2} + \frac{3 n + 1}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} n C O_{2} + (n + 1) H_{2} O$

Khi đốt cháy ankan luôn có $n_{H_{2} O} > n_{C O_{2}}$ và $n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}}$

· Ankan có thể bị oxi hoá không hoàn toàn tạo ra các sản phẩm khác nhau.

$R C H_{2} - C H_{2} R^{‘} + O_{2} \overset{t^{o}, M n^{2 +}}{\to} R C O O H + R^{‘} C O O H + H_{2} O$

Ví dụ: $C H_{4} + O_{2} \overset{600 - 800^{o} C, N O}{\to} H C H O + H_{2} O$

4. Điều chế

Trong phòng thí nghiệm, điều chế metan bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút:

$C H_{3} C O O N a + N a O H \overset{C a O, t^{o}}{\to} C H_{4} ↑ + N a_{2} C O_{3}$

Chú ý: Một số phương pháp khác điều chế metan:

a) $C + 2 H_{2} \overset{500^{o} C, N i}{⇄} C H_{4}$

b) $A l_{4} C_{3} + 12 H_{2} O \to 4 A l {(O H)}_{3} + 3 C H_{4}$

c) $C H_{2} {(C O O N a)}_{2} + 2 N a O H \overset{C a O, t^{o}}{\to} C H_{4} ↑ + 2 N a_{2} C O_{3}$

Trong công nghiệp, ankan thu được bằng cách chưng cất phân đoạn dầu mỏ.

5. Ứng dụng

Các ankan có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: làm nhiên liệu, nguyên liệu cho công nghiệp,…

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 2)

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Cấu tạo, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí, ứng dụng của ankan

Kiểu hỏi 1: Liên quan đến cấu tạo, đồng phân, danh pháp của ankan

Phương pháp giải

· Công thức chung của ankan: C_nH_{2n+2 $(n \geq 1) .$}

Ví dụ: Dãy chỉ gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của metan là

A. C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆, C₅H₈.

B. CH₄, C₂H₂, C₃H₄, C₄H₁₀.

C. CH₄, C₂H₆, C₄H₁₀, C₅H₁₂.

D. C₂H₆, C₃H₈, C₅H₁₀, C₆H₁₂.

Hướng dẫn giải

Công thức chung của ankan là C_nH_{2n+2 $(n \geq 1) .$}

Dãy gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của metan là CH₄, C₂H₆, C₄H₁₀, C₅H₁₂.

$\to$ Chọn C.

· Viết đồng phân ankan:

Bước 1: Viết mạch C dài nhất trước, giảm dần mạch C đến ngắn nhất có thể.

Bước 2: Điền thêm H đảm bảo C đủ hoá trị IV.

Ví dụ: Ankan có công thức phân tử C₅H₁₂ có số đồng phân là

A. 1. B. 2.

C. 3. D. 4.

Hướng dẫn giải

Viết khung cacbon dài nhất: 5 cacbon.

Giảm mạch C xuống 4 cacbon, thêm 1 nguyên tử C để tạo nhánh.

Giảm xuống mạch 3 cacbon, thêm 2 nguyên tử C để tạo nhánh.

Ta được các đồng phân ankan:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

$\to$ Chọn C.

· Gọi tên ankan:

Bước 1: Xác định mạch chính là mạch dài nhất, chứa nhiều nhánh nhất.

Bước 2: Đánh số thứ tự để chỉ số nhánh là nhỏ nhất.

Bước 3: Tên ankan = số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + “an”

Ví dụ: Gọi tên các ankan có công thức cấu tạo sau:

CH₃ – CH(CH₃) – CH₂ – CH₃.

Hướng dẫn giải

Mạch chính là mạch chứa 4C.

Ta có:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 4)

$\to$ Tên gọi: 2-metylbutan.

· Viết công thức cấu tạo khi biết tên gọi:

Viết mạch chính trước.

Đánh số thứ tự trên mạch chính.

Điền các nhánh.

Chú ý: Iso: có 1 nhánh CH₃ ở C số 2, tên mạch chính biểu thị số C của cả phân tử.

Neo: có 2 nhánh CH₃ ở C số 2, tên mạch chính biểu thị số C của cả phân tử.

Ví dụ: Viết công thức cấu tạo của các chất sau:

2,3-đimetylbutan; isopentan; neopentan.

Hướng dẫn giải

2,3-đimetylbutan:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 5)

Isopentan:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 6)

Neopentan:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 7)

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Tên thay thế (theo IUPAC) của (CH₃)₃C – CH₂ – CH(CH₃)₂ là

A. 2,2,4,4-tetrametylbutan. B. 2,4,4-trimeylpentan.

C. 2,2,4-trimetylpentan. D. 2,4,4,4-tetrametylbutan.

Hướng dẫn giải

Ta có:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 8)

$\to$ Tên gọi: 2,2,4-trimetylpentan.

$\to$ Chọn C.

Chú ý: Nếu có nhiều nhánh giống nhau thì nêu đầy đủ vị trí của các nhánh và thêm các tiền tố

đi (2), tri (3), tetra (4) trước tên nhánh.

Kiểu hỏi 2: Liên quan đến tính chất vật lí và ứng dụng của ankan

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Trong các chất dưới đây, chất có nhiệt độ sôi thấp nhất là

A. butan. B. etan.

C. metan. D. propan.

Hướng dẫn giải

Dựa theo phân tử khối để xác định nhiệt độ sôi thấp nhất của trong các chất.

$\to$ Chọn C.

Ví dụ 2: Ankan hoà tan tốt trong

A. nước. B. benzen.

C. dung dịch axit HCl. D. dung dịch NaOH.

Hướng dẫn giải

Ankan tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

$\to$ Chọn B.

III. Bài tập tự luyện dạng 1

Bài tập cơ bản

Câu 1: Phát biểu nào sau đây sai?

A. Tất cả các ankan đều có công thức phân tử dạng C_nH_2n+2.

B. Tất cả các chất có công thức phân tử dạng C_nH_2n+2 đều là ankan.

C. Tất cả các ankan đều chỉ có liên kết đơn trong phân tử.

D. Tất cả các chất chỉ có liên kết đơn trong phân tử đều là ankan.

Câu 2: Ankan có những loại đồng phân nào?

A. Đồng phân nhóm chức.

B. Đồng phân mạch cacbon.

C. Đồng phân vị trí nhóm chức.

D. Có cả 3 loại đồng phân trên.

Câu 3: Chất có công thức cấu tạo sau: CH₃ – CH(CH₃) – CH(CH₃) – CH₂ – CH₃ có tên gọi là

A. 2,2-đimetylpentan. B. 2,3-đimetylpentan.

C. 2,2,3-trimetylpentan. D. 2,2,3-trimetylbutan.

Câu 4: Cho các tên gọi sau: 4-metylhexan (1); n-hexan (2); 3-metyl-4-clohexan (3); 2-metylbutan (4);

2-đimetylpropan (5). Các chất có tên gọi sai là:

A. (1), (3) và (5). B. (1), (2) và (5).

C. (1), (4) và (5). D. (1), (3) và (4).

Câu 5: Có các chất sau: etan (1), propan (2), butan (3), isobutan (4). Dãy sắp xếp các chất nhiệt độ sôi tăng dần là:

A. (3), (4), (2), (1). B. (1), (2), (4), (3).

C. (3), (4), (1), (2). D. (1), (2), (3), (4).

Câu 6: Phân tử metan không tan trong nước vì

A. metan là chất khí.

B. phân tử khối của metan nhỏ.

C. metan không có liên kết đôi.

D. phân tử metan không phân cực.

Câu 7: Ở điều kiện thường dãy hiđrocacbon nào sau đây ở thể khí?

A. C₄H₁₀, C₅H₁₂. B. C₂H₆, C₆H₁₄.

C. CH₄, C₃H₈. D. C₃H₈, C₆H₁₄.

Câu 8: Cho các mệnh đề sau:

(a) Heptan không tan trong dung dịch H₂SO₄ loãng.

(b) Heptan tan tốt trong H₂SO₄ nguyên chất.

(d) Hexan tan tốt trong benzen.

Số mệnh đề đúng là

A. 1. B. 3.

C. 2. D. 4.

Bài tập nâng cao

Câu 9: Biết thành phần chủ yếu của xăng dầu là hiđrocacbon. Hãy giải thích:

a) Vì sao các tàu chở dầu khi bị tai nạn thường gây ra thảm hoạ cho vùng biển rất rộng?

b) Vì sao các chi tiết máy hoặc đồ dùng bị bẩn dầu mỡ người ta thường dùng xăng dầu hoả để lau rửa?

c) Vì sao khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập?

Dạng 2: Phản ứng thế của ankan

Phương pháp giải

Bước 1: Viết phương trình hoá học của phản ứng ankan với Cl₂ hoặc Br₂:

$C_{n} H_{2 n + 2} + x C l_{2} \overset{a s}{\to} C_{n} H_{2 n + 2 - x} C l_{x} + x H C l$

Bước 2: Tính khối lượng mol của sản phẩm thế hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm số nguyên tử cacbon trong ankan hoặc mối liên hệ giữa số cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế.

$\to$ Xác định được số nguyên tử cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế.

$\to$ Công thức cấu tạo của ankan ban đầu và công thức cấu tạo của các sản phẩm thế.

Chú ý: Sản phẩm chính của phản ứng thế halogen vào ankan là thế halogen vào H ở C bậc cao hơn.

Ví dụ: Khi clo hoá một ankan X chỉ thu được một dẫn xuất monoclo duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 53,25. Tên của ankan X là

A. 3,3-đimetylhecxan. B. 2,2-đimetylpropan.

C. isopentan. D. 2,2,3-trimetylpentan.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức phân tử của ankan X là C_nH_2n+2 $(n \geq 1) .$

Phương trình hoá học:

$C_{n} H_{2 n + 2} + C l_{2} \overset{a s}{\to} C_{n} H_{2 n + 1} C l + H C l$

(monoclo)

Theo đề bài: $M_{C_{n} H_{2 n + 1} C l} = 53, 25.2 = 106, 5$

$\Leftrightarrow 14 n + 36, 5 = 106, 5$

$\to n = 5$

$\to$ Công thức phân tử của ankan X là C₅H₁₂.

Vì phản ứng chỉ tạo ra một sản phẩm duy nhất nên ankan X là 2,2-đimetylpropan.

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 9)

$\to$ Chọn B.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Khi clo hoá hỗn hợp hai ankan, người ta chỉ thu được ba sản phẩm thế monoclo. Tên gọi của hai ankan đó là

A. etan và propan. B. propan và iso-butan.

C. iso-butan và pentan. D. neo-pentan và etan.

Hướng dẫn giải

Khi clo hoá ankan, Cl có thể thay thế H của các nguyên tử C khác nhau.

Etan: CH₃ – CH₃ $\to$ 1 sản phẩm monoclo.

Propan: CH₃ – CH₂ – CH₃ $\to$ 2 sản phẩm monoclo.

Isobutan:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 10)

$\to$ 2 sản phẩm monoclo.

Pentan: CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃ $\to$ 3 sản phẩm monoclo.

Neopentan:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 11)

1 $\to$ sản phẩm monoclo.

Đáp án A thoả mãn điều kiện tạo 3 sản phẩm monoclo.

$\to$ Chọn A.

Ví dụ 2: Ankan X có cacbon chiếm 83,33% khối lượng phân tử. X tác dụng với brom đun nóng có chiếu sáng có thể tạo bốn dẫn xuất đồng phân chứa một nguyên tử brom trong phân tử. Tên của X là

A. isobutan. B. neopentan.

C. 2-metylbutan. D. pentan.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của ankan X là: $C_{n} H_{2 n + 2} (n \geq 1) .$

Theo bài có: $% C = \frac{12. n}{14. n + 2} .100 % = 83, 33 %$

$\to n = 5$

$\to$ Công thức phân tử của X là C₅H₁₂.

Các công thức cấu tạo có công thức phân tử C₅H₁₂ là:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

(1)

(2)

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 13)

(3)

Công thức (2) thoả mãn điều kiện phản ứng thế với brom tạo bốn sản phẩm khác nhau.

$\to$ Tên gọi: 2-metylbutan.

$\to$ Chọn C.

IV. Bài tập tự luyện dạng 2

Bài tập cơ bản

Câu 1: Khi cho 2-metylbutan tác dụng với Br₂ có chiếu sáng theo tỉ lệ 1 : 1 về số mol, sản phẩm chính thu được là

A. 2-brom-2-metylbutan. B. 2-brom-3-metylbutan.

C. 1-brom-2-metylbutan. D. 1-brom-3-metylbutan.

Câu 2: Khi được chiếu sáng, hiđrocacbon X phản ứng với clo theo tỉ lệ 1 : 1, thu được ba dẫn xuất monoclo là đồng phân cấu tạo của nhau. X là

A. neopentan. B. pentan.

C. butan. D. isopentan.

Câu 3: Khi clo hoá hỗn hợp hai ankan, người ta chỉ thu được hai sản phẩm thế monoclo. Tên gọi của hai ankan là

A. etan và propan. B. propan và isobutan.

C. isobutan và n-pentan. D. neopentan và etan.

Câu 4: Ankan Y phản ứng với clo tạo ra hai dẫn xuất monoclo có tỉ khối hơi so với H₂ bằng 39,25. Tên của Y là

A. butan. B. propan.

C. isobutan. D. 2-metylbutan.

Câu 5: Khi cho ankan X (phần trăm khối lượng cacbon trong phân tử bằng 83,72%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol 1 : 1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được hai dẫn xuất monoclo đồng phân của nhau. Tên của X là

A. 3-metylpentan. B. 2,3-đimetylbutan.

C. 2-metylpropan. D. butan.

Câu 6: Khi clo hoá metan thu được một sản phẩm thế chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là

A. CH₃Cl. B. CH₂Cl₂.

C. CHCl₃. D. CCl₄.

Câu 7: 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.

Câu 8: Ankan X phản ứng với clo theo tỉ lệ mol 1 : 2 thu được sản phẩm chứa 83,53% clo về khối lượng. Tên gọi của X là

A. metan. B. etan.

C. propan. D. butan.

Bài tập nâng cao

Câu 9: Cho m gam hiđrocacbon X thuộc dãy đồng đẳng của metan tác dụng với clo có chiếu sáng, chỉ thu được một dẫn xuất monoclo duy nhất Y có khối lượng 4,26 gam. Để trung hoà hết khí HCl sinh ra cần 40 ml dung dịch NaOH 1M. Nếu hiệu suất phản ứng clo hoá là 75% thì giá trị của m là

A. 3,60. B. 3,84.

C. 3,50. D. 2,31.

Câu 10: Hiđrocacbon mạch hở X trong phân tử chỉ chứa liên kết đơn và có hai nguyên tử cacbon bậc ba. Đốt cháy hoàn toàn một thể tích X thì thấy sinh ra 6 thể tích khí CO₂ ở cùng điều kiện. Khi cho X tác dụng với Cl₂ theo tỉ lệ số mol là 1 : 1, số dẫn xuất monoclo tối đa sinh ra là

A. 3. B. 4.

C. 2. D. 5.

Dạng 3: Phản ứng tách của ankan

Phương pháp giải

· Trong phản ứng khối lượng được bảo toàn, từ đó suy ra: $n_{a n k a n} . M_{a n k a n} = n_{h h s a u} . {\bar{M}}_{h h s a u}$

Ví dụ: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H₂ bằng 12. Công thức phân tử của X là

A. C₆H₁₄. B. C₃H₈.

C. C₄H₁₀. D. C₅H₁₂.

Hướng dẫn giải

Trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất, tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol nên: $n_{Y} = 3 n_{X}$

Bảo toàn khối lượng:

$m_{X} = m_{Y} \Leftrightarrow n_{X} M_{X} = n_{Y} {\bar{M}}_{Y} \to M_{X} = \frac{n_{Y} . {\bar{M}}_{Y}}{n_{X}} = \frac{3 n_{X} . {\bar{M}}_{Y}}{n_{X}} = 3 {\bar{M}}_{Y} \to M_{X} = 3.12.2 = 72$

$\to$ Công thức phân tử của X là C₅H₁₂.

$\to$ Chọn D.

· Đối với phản ứng tách hiđro từ ankan thì: $n_{H_{2 tao thanh}} = n_{khí tang len} = n_{hh sau pu} - n_{ankan ban dau}$

· Bài toán hiệu suất của phản ứng crackinh.

Ta có: $n_{ankan phan ung} = n_{khí tang them}$

Ta có công thức tính hiệu suất: $H = \frac{n_{phan ung}}{n_{ban dau}} .100 %$

Ví dụ: Crackinh C₄H₁₀ (A) thu được hỗn hợp B chỉ gồm năm hiđrocacbon có tỉ khối hơi so với H₂ là 16,325. Hiệu suất phản ứng crackinh là

A. 17,760%. B. 38,820%.

C. 16,325%. D. 77,640%.

Hướng dẫn giải

Chọn số mol của C₄H₁₀ là 1 mol.

Bảo toàn khối lượng:

$m_{A} = m_{B} \Leftrightarrow n_{A} M_{A} = n_{B} {\bar{M}}_{B} \to \frac{n_{B}}{n_{A}} = \frac{M_{A}}{{\bar{M}}_{B}} = \frac{58}{32, 65} \to n_{B} = 1, 7764 m o l$

Ta có: $n_{C_{4} H_{10} pu} = n_{khí tang len}$

$= 1, 7764 - 1 = 0, 7764 m o l$

Vậy hiệu suất phản ứng bằng:

$H = \frac{0, 7764}{1} .100 % = 77, 64 %$

$\to$ Chọn D.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Crackinh một ankan A thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm năm hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 36,25 gam/mol, hiệu suất phản ứng là 60%. Công thức phân tử của A là

A. C₄H₁₀. B. C₅H₁₂.

C. C₃H₈. D. C₂H₆.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của A là C_nH_2n+2 $(n \geq 3) .$

Coi $n_{a n k a n} = 1 m o l$ thì $n_{a n k a n pu} = 0, 6 m o l$

$\to n_{B} = 1 + 0, 6 = 1, 6 m o l .$

Bảo toàn khối lượng ta có:

$m_{A} = m_{B} \Leftrightarrow n_{A} M_{A} = n_{B} {\bar{M}}_{B} \to M_{A} = \frac{n_{B} {\bar{M}}_{B}}{n_{A}} = \frac{1, 6.36, 25}{1} = 58 \to 14 n + 2 = 58 \to n = 4$

Công thức phân tử của A là C₄H₁₀.

$\to$ Chọn A.

V. Bài tập tự luyện dạng 3

Bài tập cơ bản

Câu 1: Đehiđro hoàn toàn hỗn hợp X gồm etan và propan có tỉ khối hơi so với hiđro là 19,2 ta thu được hỗn hợp Y gồm eten và propen. Thành phần phần trăm theo thể tích của eten và propen trong Y lần lượt là

A. 20% và 80% B. 50% và 50%

C. 40% và 60% D. 60% và 40%

Câu 2: Crackinh 0,1 mol C₄H₁₀ thu được hỗn hợp X gồm CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₃H₆ và C₄H₁₀. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, sau đó cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư. Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Khối lượng dung dịch giảm 40,0 gam.

B. Khối lượng dung dịch tăng 13,4 gam.

C. Khối lượng dung dịch giảm 13,4 gam.

D. Khối lượng dung dịch tăng 35,6 gam.

Câu 3: Crackinh 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₃H₆ và một phần propan chưa bị crackinh. Biết hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung bình của A là

A. 39,600. B. 23,160.

C. 2,315. D. 3,960.

Câu 4: Crackinh 40 lít n-butan thu được 56 lít hỗn hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₄H₈ và một phần n-butan chưa bị crackinh (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Hiệu suất phản ứng tạo ra hỗn hợp A là

A. 40%. B. 60%.

C. 80%. D. 20%.

Câu 5: Crackinh m gam butan thu được hỗn hợp X gồm các chất hữu cơ. Biết tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 17,4. Hiệu suất của phản ứng crackinh là

A. 80,00%. B. 66,67%.

C. 33,33%. D. 75,00%.

Câu 6: Nung nóng m gam propan thu được hỗn hợp X chứa H₂, C₃H₆, CH₄, C₂H₄ và C₃H₈ dư. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X rồi cho sản phẩm cháy qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 30 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 13,2. B. 6,5.

C. 9,6. D. 4,4.

Câu 7: Khi tiến hành crackinh 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.

Bài tập nâng cao

Câu 8: Crackinh 4,4 gam propan được hỗn hợp X (gồm ba hiđrocacbon). Dẫn X qua nước brom dư thấy khí thoát ra có tỉ khối so với H₂ là 10,8. Hiệu suất crackinh là

A. 90%. B. 80%.

C. 75%. D. 60%.

Câu 9: Crackinh n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₄H₈ và một phần butan chưa bị crackinh. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x mol CO₂.

a) Tính hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A.

b) Tính giá trị của x.

Dạng 4: Phản ứng oxi hoá ankan

Phương pháp giải

Khi đốt ankan luôn có:

$\{\begin{cases} n_{H_{2} O} > n_{C O_{2}} \\ n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} \end{cases}$

Ta có công thức:

Số C = $\frac{n_{C O_{2}}}{n_{a n k a n}} = \frac{n_{C O_{2}}}{n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}}}$

Đối với các hiđrocacbon, bảo toàn nguyên tố O:

$n_{O_{2} pu} = \frac{2 n_{C O_{2}} + n_{H_{2} O}}{2}$

Bảo toàn khối lượng:

$\{\begin{cases} m_{a n k a n} + m_{O_{2}} = m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O} \\ m_{a n k a n} = m_{C} + m_{H} \end{cases}$

Chú ý: Khi gặp bài tập liên quan đến hỗn hợp các ankan thì nên sử dụng phương pháp trung bình: Thay hỗn hợp các ankan bằng một ankan $C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2}$ dựa vào giả thiết để tính toán số $\bar{n}$ .

Giả sử có hỗn hợp hai ankan có số cacbon tương ứng là n và m $(n < m),$ số cacbon trung bình là $\bar{n}$ thì ta luôn có $n < \bar{n} < m .$

Nếu đề bài yêu cầu tính thành phần phần trăm về số mol, thể tích hoặc khối lượng của các ankan thì có thể:

+ Dùng phương pháp đường chéo.

+ Lập hệ phương trình.

Ví dụ: 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

A. 6,3. B. 13,5.

C. 18,0. D. 19,8.

Hướng dẫn giải

$n_{h h} = 0, 35 m o l; n_{C O_{2}} = 0, 75 m o l$

Khi đốt cháy ankan ta có:

$n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} \Leftrightarrow n_{H_{2} O} = n_{a n k a n} + n_{C O_{2}} \Leftrightarrow n_{H_{2} O} = 0, 35 + 0, 75 = 1, 1 m o l \to x = m_{H_{2} O} = 18.1, 1 = 19, 8 g a m$

$\to$ Chọn D.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một hỗn hợp X chứa CH₄ và C₃H₈ có số mol bằng nhau. Đốt cháy hết 4,48 lít hỗn hợp này rồi cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư thì khối lượng dung dịch thay đổi như thế nào?

A. tăng 11,6 gam. B. giảm 11,6 gam.

C. tăng 28,4 gam. D. giảm 28,4 gam.

Hướng dẫn giải

Gọi $n_{C H_{4}} = n_{C_{3} H_{8}} = a m o l$

Bảo toàn nguyên tố C và H: $\{\begin{cases} n_{C O_{2}} = a + 3 a = 4 a = 0, 4 m o l \\ n_{H_{2} O} = 2 a + 4 a = 6 a = 0, 6 m o l \end{cases}$

Dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng Ca(OH)₂ dư: $n_{C a C O_{3}} = n_{C O_{2}} = 0, 4 m o l$

Ta có: $m_{d d giam} = m_{C a C O_{3}} - (m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O}) = 40 - (0, 4.44 + 0, 6.18) = 11, 6 g a m$

$\to$ Chọn B.

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thuộc cùng dãy đồng đẳng rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thu được 25 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 7,7 gam. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon trong X là

A. CH₄ và C₂H₆. B. C₂H₆ và C₃H₈

C. C₃H₈ và C₄H₁₀. D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂.

Hướng dẫn giải

Theo đề bài: $n_{C O_{2}} = n_{C a C O_{3}} = 0, 25 m o l$

Ta có: $m_{dung dich giam} = m_{↓} - (m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O})$

$\Leftrightarrow 7, 7 = 25 - (0, 25.44 + m_{H_{2} O}) \to m_{H_{2} O} = 6, 3 g a m \to n_{H_{2} O} = 0, 35 m o l$

Nhận thấy: $n_{H_{2} O} > n_{C O_{2}}$ và X gồm hai hiđrocacbon thuộc cùng dãy đồng đẳng chứng tỏ X gồm hai ankan.

Gọi công thức chung của hai ankan trong X là $C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} (\bar{n} > 1) .$

Cách 1: Phương trình hoá học:

$C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} + \frac{3 \bar{n} + 1}{2} O_{2} \to \bar{n} C O_{2} + (\bar{n} + 1) H_{2} O$

0,25 0,35 mol

Theo phương trình ta có: $\frac{0, 25}{\bar{n}} = \frac{0, 35}{\bar{n} + 1} \to \bar{n} = 2, 5$

Cách 2: Ta có: $\bar{n} = \frac{n_{C O_{2}}}{n_{C O_{2}} - n_{H_{2} O}} = \frac{0, 25}{0, 35 - 0, 25} = 2, 5$

Dựa vào đáp án $\to$ Cặp chất thoả mãn là C₂H₆ và C₃H₈.

$\to$ Chọn B.

VI. Bài tập tự luyện dạng 4

Bài tập cơ bản

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

A. 8,96. B. 11,20.

C. 13,44. D. 15,68.

Câu 2: Một hỗn hợp X chứa CH₄ và C₃H₈ có số mol bằng nhau. Đốt cháy hết hỗn hợp này rồi cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư thì khối lượng bình tăng 56,8 gam. Thể tích hỗn hợp X (đktc) là

A. 2,24 lít. B. 8,96 lít.

C. 4,48 lít. D. 13,44 lít.

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol ankan A rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi trong dư thu được 20 gam kết tủa. Sau thí nghiệm, khối lượng bình nước vôi trong

A. tăng 13,3 gam. B. giảm 13,3 gam.

C. tăng 6,7 gam. D. giảm 6,7 gam.

Câu 4: Để đơn giản, ta xem một loại xăng là hỗn hợp của heptan và octan có tỉ khối hơi so với H₂ là 52,8. Cần trộn hơi xăng và không khí (chứa 20% thể tích là oxi) theo tỉ lệ thể tích như thế nào để đốt cháy vừa đủ và hoàn toàn xăng?

A. 1 : 58. B. 1 : 40.

C. 1 : 38. D. 1 : 35.

Câu 5: Một loại khí thiên nhiên chứa 80,9% metan; 6,8% etan; 2,7% propan; 1,6% butan; 7,9% nitơ và 0,1% cacbon đioxit về thể tích. Thể tích không khí tối thiểu cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 1 m³ khí thiên nhiên (biết không khí có chứa 20% O₂; 80%N₂ và các khí đo ở đktc) là

A. 10,475 m³. B. 10,000 m³.

C. 11,275 m³. D. 11,775 m³.

Câu 6: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO₂ và hơi H₂O theo tỉ lệ thể tích 11 : 15. Thành phần phần trăm theo thể tích của hỗn hợp là

A. 18,52% và 81,48%.

B. 45,00% và 55,00%.

C. 28,13% và 71,87%.

D. 25,00% và 75,00%.

Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp, sau phản ứng thu được (đo cùng điều kiện). X gồm

A. CH₄ và C₂H₆. B. C₂H₄ và C₃H₆

C. C₂H₂ và C₃H₆. D. C₃H₈ và C₄H₁₀.

Bài tập nâng cao

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn a mol một hiđrocacbon X rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư thì thu được 4 gam kết tủa. Lọc tách kết tủa, cân lại bình nước vôi trong thì thấy khối lượng giảm đi 1,376 gam. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₁₀. B. C₅H₁₂.

C. C₃H₈. D. C₂H₆.

Câu 9: Oxi hoá hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm hai ankan. Sản phẩm thu được cho đi qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc, bình (2) đựng dung dịch Ba(OH)₂ dư thì khối lượng của bình (1) tăng 6,3 gam và bình (2) có m gam kết tủa xuất hiện. Giá trị của m là

A. 68,95. B. 59,10.

C. 49,25. D. kết quả khác.

ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Dạng 1: Cấu tạo, đồng phân, danh pháp, tính chất vật lí, ứng dụng của ankan

1-D

2-B

3-B

4-A

5-B

6-D

7-C

8-C

Câu 1:

Mệnh đề sai là D vì chất chỉ có liên kết đơn trong phân tử có thể là ankan hoặc xicloankan.

Câu 2:

Ankan chỉ có liên kết đơn trong phân tử, từ C₄ trở đi bắt đầu có đồng phân mạch cacbon.

Câu 3:

Xác định mạch chính có 5 cacbon, có 2 nhóm CH₃ ở vị trí C số 2 và số 3. Tên gọi là: 2,3-đimetylpentan.

Câu 4:

(1) Sai vì 4-metylhexan: CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH(CH₃) – CH₂ – CH₃

$\to$ Nhánh CH₃ ở C số 3 $\to$ Tên đúng: 3-metylhexan

(2) Đúng vì n-hexan: CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

(3) Sai vì 3-metyl-4-clohexan: CH₃ – CH₂ – CH(CH₃) – CHCl – CH₂ – CH₃

Sắp xếp các nhánh theo thứ tự bảng chữ cái Tên đúng: 3-clo-4-metylhexan

(4) Đúng vì 2-metylbutan: CH₃ – CH(CH₃) – CH₂ – CH₃

(5) Sai vì 2-đimetylpropan:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 14)

Có 2 nhánh CH₃, phải có 2 chỉ số nhánh trong tên gọi $\to$ Tên đúng: 2,2-đimetylpropan.

Câu 5:

Nhiệt độ sôi của các chất tăng dần theo khối lượng mol phân tử.

Với các chất cùng khối lượng mol phân tử, phân tử có cấu trúc gọn có nhiệt độ sôi thấp hơn.

Etan (1) < propan (2) < isobutan (4) < butan (3)

Câu 6:

Các chất tan tốt trong nước cần có cấu trúc phân cực.

Phân tử metan có cấu trúc không phân cực, nên metan không tan trong nước.

Câu 7:

Ở điều kiện thường, các hiđrocacbon ở thể khí có số nguyên tử cacbon không vượt quá 4.

Câu 8:

Heptan và hexan là ankan không tan trong nước, trong axit, bazơ, tan tốt trong dung môi hữu cơ.

Mệnh đề đúng:

(a) Heptan không tan trong dung dịch H₂SO₄ loãng.

(b) Hexan tan tốt trong benzen.

Câu 9:

(a) Các tàu chở dầu khi bị tai nạn thường gây ra thảm họa cho vùng biển rất rộng vì dầu không tan trong nước, nhẹ hơn nước.

(b) Các chi tiết máy hoặc đồ dùng bị bẩn dầu mỡ người ta thường dùng xăng dầu hoả để lau rửa vì dầu mỡ bám trên chi tiết máy là các hiđrocacbon dễ tan trong các dung môi hữu cơ (xăng, dầu hoả).

(c) Khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập vì xăng dầu nhẹ hơn nước, không tan trong nước, khi dùng nước dập tắt đám cháy này, xăng dầu nổi lên trên, vẫn tiếp tục cháy và làm đám cháy lan nhanh hơn.

Dạng 2: Phản ứng thế của ankan

1-A

2-B

3-D

4-B

5-B

6-C

7-A

8-A

9-B

10-C

Câu 1:

Br ưu tiên thế vào C bậc cao hơn.

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 15)

$\to$ Sản

phẩm

chính là:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 16)

: 2-brom-2-metylbutan

Câu 2:

X là pentan, Cl có thể thế H của C số 1, 2 hoặc 3.

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 17)

Câu 3:

Etan thu được 1 sản phẩm thế monoclo.

Neopentan thu được 1 sản phẩm thế monoclo.

Câu 5:

Công thức phân tử của X là C₆H₁₄.

Để thu được hai dẫn xuất monoclo khi cho X tác dụng với Cl₂, ánh sáng, tên phù hợp của X là

2,3-đimetylbutan.

Câu 6:

Phương trình hoá học: $C H_{4} + x C l_{2} \overset{a s}{\to} C H_{4 - x} C l_{x} + x H C l$

Theo đề bài: $% C l = \frac{35, 5 x}{16 + 34, 5 x} .100 % = 89, 12 % \to x = 3$

Công thức của sản phẩm: CHCl₃.

Câu 7:

$d_{Y / k k} = 4 \to M_{Y} = 116 < 160 \to$ Y chứa một nguyên tử brom.

Gọi công thức của X là C_nH_2n+2 $(n \geq 1) \to$ Công thức của Y là C_nH_2n+1Br.

$C_{n} H_{2 n + 2} + B r_{2} \overset{a s}{\to} C_{n} H_{2 n + 1} B r + H B r$

Y chứa hai chất: C_nH_2n+1Br và HBr (số mol như nhau).

Ta có: $M_{Y} = \frac{(14 n + 81) .1 + 81.1}{2} = 116 \to n = 5$ (C₅H₁₂)

$\to$ Thu được 1 sản phẩm monobrom: 2,2-đimetylpropan.

Câu 9:

Ta có: $n_{H C l} = n_{N a O H} = 0, 04 m o l$

Gọi công thức của X là C_nH_2n+2 $(n \geq 1) .$

$C_{n} H_{2 n + 2} + C l_{2} \overset{a s}{\to} C_{n} H_{2 n + 1} C l + H C l$

0,04 $\leftarrow$ 0,04 mol

Ta có: $M_{Y} = \frac{4, 26}{0, 04} = 106, 5 \to n = 5$

Vì H = 75% nên: $m = \frac{0, 04.72}{75 %} .100 % = 3, 84$

Câu 10:

X là hiđrocacbon mạch hở, chỉ có liên kết đơn, có hai nguyên tử cacbon bậc ba nên X thuộc dãy ankan:

C_nH_2n+2 $(n \geq 1) .$

Theo đề bài: $\frac{V_{C O_{2}}}{V_{X}} = 6 \to n = 6 \to$ Công thức phân tử của X là C₆H₁₄.

Công thức cấu tạo của X thoả mãn dữ kiện

bài là:

Chuyên đề Ankan 2022 hay, chọn lọc (ảnh 18)

Từ công thức cấu tạo ta có 4 nhóm CH₃ vai trò như nhau, 2 nguyên tử cacbon bậc 3 vai trò như nhau nên số dẫn xuất monoclo tối đa sinh ra là 2.

Dạng 3: Phản ứng tách của ankan

1-C

2-C

3-B

4-A

5-B

6-D

7-D

8-B

Câu 1:

Ta có: $d_{X / H_{2}} = 19, 2 \to \bar{M_{X}} = 38, 4$

Áp dụng phương pháp đường chéo: $\frac{n_{C_{2} H_{6}}}{n_{C_{3} H_{8}}} = \frac{|44 - 38, 4|}{|30 - 38, 4|} = \frac{5, 6}{8, 4} = \frac{2}{3}$

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{C_{2} H_{4}} = n_{C_{2} H_{6}}; n_{C_{3} H_{6}} = n_{C_{3} H_{8}} \to \frac{n_{C_{2} H_{4}}}{n_{C_{3} H_{6}}} = \frac{n_{C_{2} H_{6}}}{n_{C_{3} H_{8}}} = \frac{2}{3}$

$\to % V_{C_{2} H_{4}} = \frac{2}{5} .100 % = 40 %; % V_{C_{3} H 6} = 100 - 40 = 60 %$

Câu 2:

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{C a C O_{3}} = n_{C O_{2}} = 4 n_{C_{4} H_{10}} = 0, 4 m o l; n_{H_{2} O} = 5 n_{C_{4} H_{10}} = 0, 5 m o l$

$\to m_{C a C O_{3}} = 0, 4.100 = 40 g a m$

Khối lượng dung dịch giảm = $m_{C a C O_{3}} - (m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O}) = 13, 4 g a m$

Câu 3:

Ta có: $n_{C_{3} H_{8}} = 0, 2 m o l$

Do $% H = 90 % \to n_{C_{3} H_{8} p u} = 0, 2.90 % = 0, 18 m o l$

$\to n_{A} = n_{C_{3} H_{8} bd} + n_{C_{3} H_{8} p u} = 0, 2 + 0, 18 = 0, 38 m o l$

Bảo toàn khối lượng có: $m_{C_{3} H_{8}} = m_{A} \to {\bar{M}}_{A} = \frac{8, 8}{0, 38} = 23, 16$

Câu 4:

Gọi thể tích các chất sinh ra như sau:

$C_{4} H_{10} \overset{c r a c k i n h}{\to} A (H_{2} + C_{4} H_{8}; C H_{4} + C_{3} H_{6}; C_{2} H_{6} + C_{2} H_{4}; C_{4} H_{10} dö)$

$V_{C_{4} H_{10} pu} = V_{A} - V_{C_{4} H_{10} b d} = 56 - 40 = 16 l í t$

Tỉ lệ về thể tích chính là tỉ lệ về số mol (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).

$\to H = \frac{16}{40} .100 % = 40 %$

Câu 5:

$d_{X / H_{2}} = 17, 2 \to M_{X} = 34, 8$

Bảo toàn khối lượng: $m_{C_{4} H_{10}} = m_{X} \to n_{X} = \frac{m}{34, 8} m o l$

$\to n_{C_{4} H_{10} pu} = \frac{m}{34, 8} - \frac{m}{58} = \frac{m}{87} m o l \to H = \frac{n_{C_{4} H_{10} pu}}{n_{C_{4} H_{10} bd}} .100 % = \frac{\frac{m}{87}}{\frac{m}{58}} .100 % = 66, 67 %$

Câu 6:

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{C a C O_{3}} = n_{C O_{2}} = 3 n_{C_{3} H_{8}} = 0, 3 m o l$

$\to n_{C_{3} H_{8}} = 0, 1 m o l \to m = 0, 1.44 = 4, 4 g a m$

Câu 7:

Theo đề bài: $n_{C_{4} H_{10}} = 1 m o l$

Bảo toàn nguyên tố C và H: (Đốt cháy X hay đốt cháy C₄H₁₀ ban đầu thu được lượng CO₂ và H₂O như nhau).

$\{\begin{cases} n_{C O_{2}} = 4 n_{C_{4} H_{10}} = 4 m o l \to m_{C O_{2}} = 4.44 = 176 g a m \\ n_{H_{2} O} = 5 n_{C_{4} H_{10}} = 5 m o l \to m_{H_{2} O} = 5.18 = 90 g a m \end{cases}$

Câu 8:

Ta có: $d_{h h {sau/H}_{2}} = 10, 8 \to M_{h h sau} = 21, 6$

$n_{hh sau} = n_{C H_{4}} + n_{C_{3} H_{8} dö} = n_{C_{3} H_{8} bd}$

Bảo toàn khối lượng: $m_{C_{3} H_{8}} = m_{h h sau} + m_{C_{2} H_{4}} \to m_{C_{2} H_{4}} = 4, 4 - 0, 1.21, 6 = 2, 24 g a m$

$\to n_{C_{2} H_{4}} = n_{C_{3} H_{8} pu} = \frac{2, 24}{28} = 0, 08 m o l$

$\to H = \frac{0, 08}{0, 1} .100 % = 80 %$

Câu 9:

a) Phương trình hoá học của phản ứng:

$C_{4} H_{10} \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}, x t}{\to} ⟨\begin{array}{l} C H_{4} + C_{3} H_{6} (1) \\ C_{2} H_{6} + C_{2} H_{4} (2) \\ H_{2} + C_{4} H_{8} (3) \end{array}$

Gọi số mol C₄H₁₀ phản ứng và dư lần lượt là a và b mol.

Theo phương trình: $n_{(C H_{4}, C_{2} H_{6}, H_{2})} = n_{(C_{3} H_{6}, C_{2} H_{4}, C_{4} H_{8})} = n_{C_{4} H_{10} pö} = a m o l$

Khi cho hỗn hợp A qua bình đựng brom dư thì chỉ có C₃H₆, C₂H₄, C₄H₈ phản ứng và bị giữ lại trong bình chứa brom.

Khí thoát ra khỏi bình chứa brom là H₂, CH₄, C₂H₆, C₄H₁₀ dư nên: $a + b = 20 (* *)$

Từ (*) và (**) suy ra:a = 15 và b = 5

Hiệu suất phản ứng crackinh bằng: $H = \frac{15}{15 + 5} .100 % = 75 %$

b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy, thành phần nguyên tố trong A giống như thành phần nguyên tố trong C₄H₁₀ đem phản ứng. Suy ra, đốt cháy A cũng như đốt cháy lượng C₄H₁₀ ban đầu sẽ thu được lượng CO₂ như nhau.

$C_{4} H_{10} \overset{+ O_{2}, t^{o}}{\to} 4 C O_{2}$

20 $\to$ 80 mol

Vậy x = 80

Dạng 4: Phản ứng oxi hoá ankan

1-C

2-B

3-A

4-A

5-A

6-D

7-A

8-B

9-C

Câu 1:

$n_{C O_{2}} = 1 m o l; n_{H_{2} O} = 1, 6 m o l$

Hỗn hợp khí gồm toàn ankan: $n_{h h} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 1, 6 - 1 = 0, 6 m o l$

$\to V = 0, 6.22, 4 = 13, 44 l í t$

Câu 2:

Ta có: $n_{C H_{4}} = n_{C_{3} H_{8}} = a m o l$

$\to \sum n_{C O_{2}} = a + 3 a = 4 a m o l; \sum n_{H_{2} O} = 2 a + 4 a = 6 a m o l$

Ta có: $m_{bình tang} = m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O} = 56, 8 g a m$

$\Leftrightarrow 4 a .44 + 6 a .18 = 56, 8 \to a = 0, 2 \to V_{X} = 2 a .22, 4 = 8, 96 l í t$

Câu 3:

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{C O_{2}} = n_{C a C O_{3}} = 0, 2 m o l$

A là ankan nên ta có: $n_{A} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} \to n_{H_{2} O} = 0, 05 + 0, 2 = 0, 25 m o l$

Ta có: $m_{bình tang} = m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O} = 0, 2.44 + 0, 25.18 = 13, 3 g a m$

Câu 4:

Ta có $d_{h h / H_{2}} = 52, 8 \to {\bar{M}}_{h h} = 105, 6$

Gọi công thức chung của ankan là $C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} (\bar{n} > 1) .$

Phương trình hoá học:

$C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} + \frac{3 \bar{n} + 1}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} \bar{n} C O_{2} + (\bar{n} + 1) H_{2} O \to V_{O_{2}} = \frac{3 \bar{n} + 1}{2} V_{C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2}} = 11, 6 V_{C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2}} \to V_{k k} = 5 V_{O_{2}} = 5.11, 6 V_{C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2}} = 58 V_{C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2}} \to \frac{V_{C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2}}}{V_{k k}} = \frac{1}{58}$

Câu 6:

Phương trình hoá học:

$C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} + \frac{3 \bar{n} + 1}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} \bar{n} C O_{2} + (\bar{n} + 1) H_{2} O$

11 15 mol

Ta có phương trình: $\frac{11}{\bar{n}} = \frac{15}{\bar{n} + 1} \to \bar{n} = 2, 75$

Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có: $\frac{V_{C_{2} H_{6}}}{V_{C_{3} H_{8}}} = \frac{|2, 75 - 3|}{|2, 75 - 2|} = \frac{0, 25}{0, 75} = \frac{1}{3}$

$\to % V_{C_{2} H_{6}} = \frac{1}{4} .100 % = 25 %; % V_{C_{3} H_{8}} = 100 - 25 = 75 %$

Câu 7:

Theo đề bài: $V_{H_{2} O} : V_{C O_{2}} = 1, 6 : 1 \to$ Coi $n_{C O_{2}} = 1 m o l \to n_{H_{2} O} = 1, 6 m o l$

Ta thấy: $V_{H_{2} O} > V_{C O_{2}} \to$ X gồm hai ankan có công thức chung là $C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} (\bar{n} > 1) .$

Phương trình hoá học:

$C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} + \frac{3 \bar{n} + 1}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} \bar{n} C O_{2} + (\bar{n} + 1) H_{2} O$

Ta có: $n_{X} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 1, 6 - 1 = 0, 6 m o l \to \bar{n} = \frac{1}{0, 6} = 1, 67$

X gồm hai hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp $\to$ X là CH₄ và C₂H₆.

Câu 8:

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{C O_{2}} = n_{C a C O_{3}} = \frac{4}{100} = 0, 04 m o l \to m_{C O_{2}} = 1, 76 g a m$

Ta có: $m_{dung dich giam} = m_{↓} - (m_{H_{2} O} + m_{C O_{2}}) \Leftrightarrow 1, 376 = 4 - (m_{H_{2} O} + 1, 76)$

$\to m_{H_{2} O} = 0, 864 g a m \to n_{H_{2} O} = 0, 048 m o l$

Ta thấy: $n_{H_{2} O} = 0, 048 m o l > n_{C O_{2}} = 0, 04 m o l \to$ X là ankan có công thức dạng C_nH_2n+2 $(n \geq 1) .$

$\to n_{X} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 0, 008 m o l \to n = \frac{0, 04}{0, 008} = 5$

Vậy X là C₅H₁₂.

Câu 9: Theo đề bài: $m_{bình 1 tang} = m_{H_{2} O} = 6, 3 g a m \to n_{H_{2} O} = 0, 35 m o l$

Ta có: $n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} \to n_{C O_{2}} = 0, 35 - 0, 1 = 0, 25 m o l$

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{B a C O_{3}} = n_{C O_{2}} = 0, 25 m o l$

$\to m_{ket tua bình 2} = 0, 25.197 = 49, 25 g a m$

Xem thêm

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy