Giải SBT Hóa 11 Bài 12 (Cánh diều): Alkane

Giải SBT Hóa học 11 Bài 12: Alkane

Bài 12.1 trang 38 SBT Hóa học 11: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Những hợp chất mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn là hydrocarbon no.

B. Hydrocarbon chỉ có liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

C. Hydrocarbon có các liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

D. Hydrocarbon có ít nhất một liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Hydrocarbon chỉ có liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

Bài 12.2 trang 38 SBT Hóa học 11: Phát biểu nào sau đây về alkane là không đúng?

A. Trong phân tử alkane chỉ có liên kết đơn.

B. Chỉ các alkane là chất khí ở điều kiện thường được dùng làm nhiên liệu.

C. Các alkane lỏng được dùng sản xuất xăng, dầu và làm dung môi.

D. Các alkane rắn được dùng làm nhựa đường, nguyên liệu cho quá trình cracking.

E. Công thức chung của alkane là C_xH_2x+2, với x ≥ 1.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Một số alkane lỏng, rắn cũng có thể được sử dụng làm nhiên liệu.

Bài 12.3 trang 38 SBT Hóa học 11: Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C₆H₁₄ là

A. 3.                      B. 5.                       C. 4.                       D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

5 đồng phân của C₆H₁₄ là

Bài 12.4 trang 38 SBT Hóa học 11: Tên thay thế của hydrocarbon có công thức cấu tạo (CH₃)₃CCH₂CH₂CH₃ là

A. 2,2-dimethylpentane.                      B. 2,3-dimethylpentane.

C. 2,2,3-trimethylbutane.                     D. 2,2-dimethylbutane.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

(CH₃)₃CCH₂CH₂CH₃: 2,2-dimethylpentane.

Bài 12.5 trang 38 SBT Hóa học 11: Những yếu tố nào sau đây không quyết định đến độ lớn của nhiệt độ sôi của các alkane?

(a) Phân tử khối.                        (b) Tương tác van der Waals giữa các phân tử.

(c) Độ tan trong nước.               (d) Liên kết hydrogen giữa các phân tử.

Lời giải:

Đáp án đúng là: (c), (d).

Do không có liên kết hydrogen hình thành giữa các phân tử alkane nên độ tan trong nước và liên kết hydrogen không ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi các alkane.

Bài 12.6 trang 38 SBT Hóa học 11: Khi dehydrogen hợp chất 2,3-dimethylbutane có thể thu được bao nhiêu alkene đồng phân cấu tạo của nhau?

A. 3.                      B. 4.                       C. 2.                       D. 5.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

2 alkene đồng phân cấu tạo của nhau là:  và .

Bài 12.7 trang 39 SBT Hóa học 11: Cho nhiệt đốt cháy hoàn toàn 1 mol các chất ethane, propane, butane và pentane lần lượt là 1 570 kJ mol⁻¹; 2 220 kJ mol⁻¹; 2 875 kJ mol⁻¹ và 3 536 kJ mol⁻¹. Khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam chất nào sẽ thu được lượng nhiệt lớn nhất?

A. Ethane.              B. Propane.            C. Pentane.            D. Butane.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Nhiệt lượng khi đốt cháy 1 gam các hydrocarbon lần lượt là

Ethane: $\frac{1}{30}.1570=\mathrm{52,33}\left(kJ\right).$

Propane: $\frac{1}{44}.2220=\mathrm{50,45}\left(kJ\right).$

Butane:  $\frac{1}{58}.2875=\mathrm{49,57}\left(kJ\right).$

Pentane: $\frac{1}{72}.3536=\mathrm{49,11}\left(kJ\right).$

Vậy ethane tỏa ra nhiều nhiệt lượng nhất.

Bài 12.8 trang 39 SBT Hóa học 11: Nhỏ 1 mL nước bromine vào ống nghiệm đựng 1 mL hexane, chiếu sáng và lắc đều. Hiện tượng quan sát được là

A. trong ống nghiệm có chất lỏng đồng nhất.

B. màu của nước bromine bị mất.

C. màu của bromine không thay đổi.

D. trong ống nghiệm xuất hiện kết tủa.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Do xảy ra phản ứng thế của hexane với bromine nên màu của nước bromine bị mất.

Bài 12.9 trang 39 SBT Hóa học 11: Hydrocarbon Y có công thức cấu tạo như sau: (CH₃)₂CHCH₂CH₃. Khi cho Y phản ứng với bromine có thể thu được bao nhiêu dẫn xuất monobromo là đồng phân cấu tạo của nhau?

A. 3.                      B. 4.                       C. 5.                       D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Bromine có thể thế vào 4 vị trí của hydrocarbon Y như đánh số sau:

Vậy sẽ có 4 dẫn xuất monobromo là đồng phân cấu tạo của nhau.

Bài 12.10 trang 39 SBT Hóa học 11: Trong phân tử hydrocarbon X, hydrogen chiếm 25% về khối lượng. Công thức phân tử của X là

A. CH₄.                  B. C₂H₄.                 C. C₂H₆.                 D. C₆H₆.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Gọi công thức của hydrocarbon X là C_xH_y. Ta có:

x : y = $\frac{75}{12}:\frac{25}{1}$ = 6.25 : 25 = 1 : 4

Vậy công thức phân tử của X là CH₄.

Bài 12.11 trang 39 SBT Hóa học 11: Cho butane phản ứng với chlorine thu được sản phẩm chính là

A. 2-chlorobutane.                     B. 1-chlorobutane.

C. 3-chlorobutane.                     D. 4-chlorobutane.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Trong phản ứng thế halogen, nguyên tử H ở carbon bậc cao hơn dễ bị thế bởi nguyên tử halogen hơn so với nguyên tử H ở carbon bậc thấp.

Bài 12.12 trang 39 SBT Hóa học 11: Để tăng chất lượng của xăng, dầu, người ta thực hiện cách nào sau đây?

A. Thực hiện phản ứng reforming để thay đổi cấu trúc của các alkane mạch không nhánh thành hydrocarbon mạch nhánh hoặc mạch vòng có chỉ số octane cao.

B. Thực hiện phản ứng cracking để thay đổi cấu trúc các alkane mạch dài chuyển thành các alkene và alkane mạch ngắn hơn.

C. Thực hiện phản ứng hydrogen hoá để chuyển các alkene thành alkane.

D. Bổ sung thêm heptane vào xăng, dầu.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phản ứng reforming tạo nhiều hydrocarbon mạch nhánh, làm tăng chỉ số octane của xăng, dầu. Xăng, dầu có chỉ số octane càng cao thì càng có hiệu suất cháy cao, đồng thời giảm thiểu được ô nhiễm môi trường.

Bài 12.13 trang 39 SBT Hóa học 11: Phương pháp nào sau đây có thể được thực hiện để góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra?

A. Không sử dụng phương tiện giao thông.

B. Cấm các phương tiện giao thông tại các đô thị.

C. Sử dụng phương tiện chạy bằng điện hoặc nhiên liệu xanh.

D. Sử dụng các phương tiện chạy bằng than đá.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Sử dụng phương tiện chạy bằng điện hoặc nhiên liệu xanh.

Bài 12.14 trang 40 SBT Hóa học 11: Trong công nghiệp, các alkane được điều chế từ nguồn nào sau đây?

A. Sodium acetate.                               B. Dầu mỏ và khí mỏ dầu.

C. Aluminium carbide (Al₄C₃).            D. Khí biogas.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Alkane dùng trong công nghiệp được lấy từ nguồn alkane có trong tự nhiên, bao gồm dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.

Bài 12.15 trang 40 SBT Hóa học 11: Trong phản ứng thế nguyên tử H của phân tử alkane, bromine có tính chọn lọc cao, nghĩa là xác suất thế nguyên tử H ở nguyên tử carbon bậc ba gấp hàng trăm lần xác suất thế H ở nguyên tử carbon bậc một và bậc hai. Xác định công thức cấu tạo sản phẩm chính của phản ứng xảy ra khi cho (CH₃)₂CHCH₂CH₃ phản ứng với bromine (chiếu sáng).

Lời giải:

Do tính phản ứng chọn lọc của bromine nên sản phẩm chính là chất có nguyên tử Br ở nguyên tử carbon có bậc cao nhất: (CH₃)₂CBrCH₂CH₃.

Bài 12.16 trang 40 SBT Hóa học 11: Viết công thức cấu tạo của các hợp chất không no có thể thu được khi thực hiện phản ứng tách một phân tử hydrogen từ phân tử 2-methylbutane.

Lời giải:

Các hợp chất có thể thu được là:

CH₂=C(CH₃)CH₂CH₃, (CH₃)₂C=CHCH₃, (CH₃)₂CHCH=CH₂.

Bài 12.17 trang 40 SBT Hóa học 11: Trong quá trình khai thác hoặc vận chuyển dầu mỏ, đôi khi xảy ra sự cố tràn dầu trên biển.

a) Các sự cố tràn dầu trên biển gây ra các thảm hoạ về môi trường như thế nào?

b) Để xử lí sự cố tràn dầu trên biển, người ta thường làm như thế nào?

Giải thích lí do sử dụng các kĩ thuật đó.

Lời giải:

a) Dầu nhẹ hơn nước, không tan trong nước, bị loang ra nên che phủ bề mặt biển làm giảm khả năng hoà tan của oxygen trong không khí vào trong nước biển, làm cho các sinh vật biển bị chết…

b)

Để xử lí sự cố tràn dầu trên biển, người ta thường:

– Dùng các phao để gom dầu; việc dùng vật liệu hấp phụ dầu hiện đang nghiên cứu triển khai.

– Hút dầu vào các bể chứa (lẫn nước biển).

– Chiết tách để loại bỏ nước, thu lấy dầu.

Bài 12.18 trang 40 SBT Hóa học 11: “Băng cháy” là dạng tinh thể hydrate của methane với nước, có công thức là CH₄.nH₂O. Băng cháy được hình thành ở sâu dưới lòng đất dưới đáy biển và là nguồn methane quan trọng trong tương lai. Em hãy đề xuất biện pháp khai thác băng cháy.

Lời giải:

Phương án 1. Khai thác như khai thác than: đào mỏ; lấy các cục băng cháy, làm tan chảy thu lấy khí methane.

Phương án 2. Như kĩ thuật hiện đại khai thác sulfur: làm tan chảy băng cháy dưới lòng đất, thu khí bay lên.

Bài 12.19 trang 40 SBT Hóa học 11: Xăng làm nhiên liệu cho ô tô, xe máy là hỗn hợp của các hydrocarbon mạch nhánh C₅H₁₂ – C₁₁H₂₄, trong đó có octane là chất có khả năng chịu kích nổ tốt. Vì sao người ta không dùng một loại hydrocarbon (ví dụ octane) để làm xăng mà lại dùng hỗn hợp các hydrocarbon?

Lời giải:

Nếu chỉ dùng một loại hydrocarbon thì nhiệt giải phóng ra không đủ để khởi động động cơ. Và việc lưu trữ để đủ lượng xăng cho ô tô, xe máy sẽ khó khăn hơn (bình rất to hoặc phải là bình chịu áp suất cao).

Bài 12.20 trang 40 SBT Hóa học 11: Khi đốt cháy 1 mol các chất sau đây giải phóng ra nhiệt lượng (gọi là nhiệt đốt cháy) như bảng sau:

Chất	Nhiệt lượng (kJ mol−1)	Chất	Nhiệt lượng (kJ mol−1)
methane	783	propane	2 220
ethane	1 570	butane	2 875

a) Khi đốt 1 gam chất nào sẽ giải phóng ra lượng nhiệt lớn nhất?

b) Để đun sôi cùng một lượng nước từ cùng nhiệt độ ban đầu, với giả thiết các điều kiện khác là như nhau, cần đốt cháy khối lượng chất nào là ít nhất?

Lời giải:

a) Tính lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 gam chất.

Chất	Nhiệt lượng (kJ mol−1)	Nhiệt lượng/gam (kJ mol−1g−1)	Chất	Nhiệt lượng (kJ mol−1)	Nhiệt lượng/gam (kJ mol−1g−1)
methane	783	48,94	propane	2 220	50,45
ethane	1 570	52,33	butane	2 875	46,57

Như vậy, khi đốt cháy 1 gam mỗi chất trên, ethane sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn nhất.

b) Từ kết quả phần a), ta thấy khối lượng chất cần đốt cháy ít nhất là ethane.

Bài 12.21 trang 41 SBT Hóa học 11: Khí đốt hoá lỏng (Liquified Petroleum Gas, viết tắt là LPG) hay còn được gọi là gas, là hỗn hợp khí chủ yếu gồm propane (C₃H₈) và butane (C₄H₁₀) đã được hoá lỏng. Một loại gas dân dụng chứa khí hoá lỏng có tỉ lệ mol propane : butane là 40 : 60. Đốt cháy 1 lít khí gas này (ở 25^oC, 1 bar) thì toả ra một lượng nhiệt bằng bao nhiêu? Biết khi đốt cháy 1 mol mỗi chất propane và butane toả ra lượng nhiệt tương ứng 2 220 kJ và 2 875 kJ.

Lời giải:

Trong 1 lít khí gas có 0,4 lít propane (số mol = 0,0161 mol) và 0,6 lít butane (số mol = 0,0242).

Lượng nhiệt toả ra tương ứng:

0,0161.2 220 + 0,0242.2 875 = 35,742 + 69,575 = 105,317 (kJ).

Bài 12.22 trang 41 SBT Hóa học 11: Khí gas đun nấu có thể gây ngạt. Khí gas nặng hơn không khí (propane nặng gấp 1,55 lần; butane nặng gấp 2,07 lần không khí) nên khi thoát khỏi thiết bị chứa, gas tích tụ ở những chỗ thấp trên mặt đất và tạo thành hỗn hợp gây cháy nổ. Khi phát hiện rò rỉ khí gas trong nhà, chúng ta cần phải làm gì để đảm bảo an toàn?

Lời giải:

Khi phát hiện rò rỉ khí gas trong nhà, chúng ta cần:

– Làm thoáng không khí trong phòng bằng cách mở cửa.

– Không được bật các thiết bị điện như quạt, đèn,…

– Kiểm tra khoá bình gas, khoá lại nếu do quên chưa khóa.

– Báo cho nhà cung cấp gas để sửa chữa, thay thế nếu do van bị hỏng hoặc ống dẫn gas bị hở (do lâu ngày nên bị nứt, do chuột cắn,…).

Bài 12.23 trang 41 SBT Hóa học 11: Vì sao nói “Các phương tiện giao thông là một trong các nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ở các đô thị lớn”?

Lời giải:

Do các phương tiện giao thông đốt cháy nhiên liệu sinh ra nhiều khí carbon dioxide, các nitrogen oxide, carbon monoxide và các hạt bụi mịn do xăng, dầu cháy không hoàn toàn… nên có thể nói “Các phương tiện giao thông là một trong các nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ở các đô thị lớn”.