Bài tập Alkane: Tính chất hóa học

DẠNG 3: TÍNH CHẤT HĨA HỌC
DẠNG 3: TÍNH CHẤT HĨA HỌC
a. Phản ứng thế halogen
- Phản ứng halogen hóa alkane là phản ứng xảy ra khi đặt bình
chứa hỗn hợp của alkane với halogen ở nơi có ánh sáng hoặc ở
nhiệt độ cao (đun nóng).

Phản ứng giữa methane và chlorine
- Phản ứng thế có thể tiếp tục diễn ra cho hỗn hợp các sản phẩm
dichloromethane, trichloromethane và tetrachloromethane.

Phản ứng tiếp tục diễn ra theo từng bậc


- Trong phản ứng thế halogen, nguyên tử H ở carbon bậc cao hơn thì dễ thế hơn.

Thế vào H ở carbon bậc 2 dễ hơn H ở carbon bậc 1
b. Phản ứng cracking
- Cracking alkane là quá trình phân cắt liên kết C-C (bẻ gẫy mạch carbon) của các
alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon có mạch carbon ngắn hơn, diễn
ra ở nhiệt độ cao và có mặt của chất xúc tác

Mơ tả phản ứng cracking alkane
c . Phản ứng reforming
- Reforming alkane là quá trình chuyển các alkane mạch không phân nhánh thành các
alkane mạch phân nhánh và các hydrocarbon mạch vịng nhưng khơng làm thay đổi,
diễn ra ở nhiệt độ cao và có xúc tác.

Reforming hexane từ mạch thẳng thành mạch vòng

Reforming hexane từ mạch thẳng thành mạch nhánh

d. Phản ứng oxi hóa
Ở nhiệt độ cao, các alkane dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt nên thường được dùng làm nhiên
liệu.

Oxi hóa hồn tồn propane bởi oxygen
Ở nhiệt độ cao, có mặt xúc tác, alkane bị oxi hố cắt mạch carbon bởi oxygen tạo thành
hỗn hợp carboxylic acid.

Ví dụ:
2C4H10 + 5O2 → 4CH3COOH + 2H2O
Oxi hóa butane thu được acetic acid

ABÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1. [KNTT - SBT] Cho các alkane sau:
(a) butane
(b) isobutane (2-methylpropane)
(c) neopentan (2,2-dimethylpropane).
Số dẫn xuất một lần thế được tạo thành khi chlorine hoá các hydrocarbon trên là bao nhiêu?
Viết công thức cấu tạo và gọi tên các sản phẩm.
Hướng dẫn giải
Hai sản phẩm:

Hai sản phẩm:


(c) Một sản phẩm:

Câu 2. [KNTT - SGV]

Viết phương trình hóa học phản ứng cháy của các alkane sau:
(a) pentane
(b) isooctane (2,2,4-trimethylpentane)
Hướng dẫn giải
0

C5H12 + 8O2 t 5COCO2 + 6HH2O
0

C8H18 + 12,5COO2 t 8CO2 + 9HH2O

BÀI TẬP TỰ LUYỆN
B
1. Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1. Phản ứng đặc trưng của alkane là
A. Phản ứng trung hòa.
B. Phản ứng thế.
C. Phản ứng cộng.
D. Phản ứng oxi hóa.
Câu 2. Nguyên nhân nào làm cho các alkane tương đối trơ về mặt hóa học?
A. Do phân tử ít bị phân cực
B. Do phân tử khơng chứa liên kết pi
C. Do có các liên kết đơn bền vững
D. Do cấu trúc không gian phức tạp
Câu 3. Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:1,
sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là
A. CH3Cl.
B. CHCl3.
C. CH2Cl2.
D. CCl4.

Câu 4. Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:2,
sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là
A. CH3Cl.
B. CHCl3.
C. CH2Cl2.
D. CCl4.
Câu 5. Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:3,
sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là
A. CH3Cl.
B. CHCl3.
C. CH2Cl2.
D. CCl4.
Câu 6. Cho methane tác dụng với khí chlorine (ánh sáng) theo tỉ lệ mol tương ứng 1:4,
sau phản ứng sản phẩm hữu cơ thu được là
A. CH3Cl.
B. CHCl3.
C. CH2Cl2.
D. CCl4.
Câu 7. Các alkane không tham gia loại phản ứng nào ?


A. Phản ứng thế.
B. Phản ứng cộng
C. Phản ứng tách.
D. Phản ứng cháy
Câu 8. Phản ứng của alkane với Cl2 (ánh sáng) được gọi là phản ứng:
A. Hydrogen hóa
B. Hydrate hóa
C. Halogen hóa
D. Oxi hóa

Câu 9. Đốt cháy methane trong khí chlorine sinh ra muội đen và khí làm đỏ giấy q tím ẩm.
Sản phẩm phản ứng là
A. CCl4 và HCl
B. CH2Cl2 và HCl
C. CH3Cl và HCl
D. C và HCl
Câu 10. Cho phản ứng:

.
Phản ứng trên thuộc loại phản ứng:
A. Phản ứng thế.
C. Phản cracking.
Câu 11. Cho phản ứng:

B. Reforming.
D. Phản ứng cháy.
C2H4 + C7H16

C9H20

C 3 H6

+

C6H14

C4H8

+

C5H12

Phản ứng trên thuộc loại phản ứng:
A. Phản ứng thế.
B. Reforming.
C. Phản ứng cracking.
D. Phản ứng cháy.
Câu 12. Điều kiện tối thiểu trong phản ứng thế nguyên tử hydrogen của trong alkane
bằng nguyên tử halogen là
A. Bóng tối, nhiệt độ thường.
B. Bóng tối, 250C
C. Chiếu sáng hoặc đun nóng
D. Nhiệt độ cao.
Câu 13. Reforming alkane là q trình chuyển các alkane
A. Mạch khơng phân nhánh thành mạch phân nhánh có số nguyên tử carbon thay đổi.
B. Mạch không phân nhánh thành mạch phân nhánh có số ngun tử carbon khơng đổi.
C. Mạch khơng phân nhánh thành mạch vịng có số ngun tử carbon thay đổi.
D. Mạch khơng nhánh thành mạch vịng có số ngun tử carbon không thay đổi.
Câu 14. Trong phản ứng cracking alkane thì
A. Tạo hỗn hợp các alkane có tổng số C bằng số C của alkane đầu.
B. Tạo hỗn hợp các alkene có tổng số C bằng số C của alkane đầu.
C. Tạo hỗn hợp các alkane, alkene có tổng số C bằng số C của alkane đầu.


D. Tạo hỗn hợp các alkane, alkene có tổng số C nhiều hơn số C của alkane đầu.
Câu 15. Trong phản ứng thế nguyên tử hydrogen của alkane bằng nguyên tử halogen thì
A. Nguyên tử halogen ưu tiên thế vào nguyên tử hydrogen ở carbon bậc thấp nhất.
B. Nguyên tử halogen ưu tiên thế vào nguyên tử hydrogen ở carbon bậc cao nhất.
C. Nguyên tử halogen ưu tiên thế vào nguyên tử hydrogen ở carbon có nhiều nguyên
tử H nhất làm sản phẩm chính.

D. Nguyên tử halogen ưu tiên thế nguyên tử hydrogen ở carbon liên kết với 2 nguyên
tử carbon xung quanh nó.
Câu 16. [KNTT - SBT] Nhận xét nào sau đây là đúng về tính chất hố học của alkane?
A. Khá trơ về mặt hoá học, phản ứng đặc trưng là thế và tách.
B. Hoạt động hoá học mạnh, phản ứng đặc trưng là thế và tách.
C. Khá trơ về mặt hoá học, phản ứng đặc trưng là cộng và trùng hợp.
D. Hoạt động hoá học mạnh, phản ứng đặc trưng là cộng và trùng hợp.
Câu 17. [KNTT - SBT] Cho các chất sau: chloromethane, dichloromethane,
trichloromethane và tetrachloromethane. Số chất là sản phẩm của phản ứng xảy ra khi
trộn methane với chlorine và chiếu ánh sáng từ ngoại là:
A. 1.
B. 2
C. 3.
D. 4.
Câu 18. [KNTT - SBT] Cho các chất sau: (X) 1-chloropropane và (Y) 2chloropropane. Sản phẩm của phản ứng monochlorine hoá propane là
A. (X).
B. (Y).
C. cả hai chất.
D. chất
khác. Câu 19. [KNTT - SBT] Cracking alkane là quá trình phân cắt liên kết C-C (bẻ
gãy mạch carbon) của các alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon có
mạch carbon
A. ngắn hơn.
B. dài hơn.
C. khơng đổi.
D. thay đổi.
Câu 20. [KNTT - SBT] Phát biểu nào sau đây không đúng về phản ứng reforming alkane?
A. Chuyển alkane mạch không phân nhánh thành các alkane mạch phân nhánh.
B. Chuyển alkane mạch không phân nhánh thành các hydrocarbon mạch vòng.
C. Số nguyên tử carbon của chất tham gia và của sản phẩm bằng nhau.

D. Nhiệt độ sôi của sản phẩm lớn hơn nhiều so với alkane tham gia phản ứng.
Câu 21. Phản ứng tách butane tạo sản phẩm nào sau đây không phải là phản ứng cracking?
A. CH2=CH2 và C2H6
B. CH3CH=CH2 và CH4
C. CH≡CH, C2H6 và H2

D. CH3CH=CHCH3 và H2

Câu 22. Phản ứng nào không phải phản ứng tiêu biểu của alkane?
A. Phản ứng thế halogen.
B. Phản ứng cracking.
C. Phản ứng cháy.
D. Phản ứng trùng hợp.
Câu 23. Điền vào chỗ trống: Trong phản ứng thế halogen, nguyên tử H ở carbon …… dễ
bị thế bởi nguyên tử halogen hơn so với nguyên tử H ở carbon ……
A. Bậc cao hơn – bậc thấp.
B. Bậc thấp hơn – bậc cao.


C. Đầu mạch – cuối mạch.
D. Cuối mạch – đầu mạch.
Câu 24. Phản ứng cracking cho ra sản phẩm:
A. Có mạch carbon ngắn hơn.
B. Có mạch carbon dài hơn.
C. Có nhiều mạch nhánh hơn.
D. Có mạch vịng.
Câu 25. Phản ứng reforming làm tăng chỉ số gì của xăng, dầu?
A. Heptane
B. Octane
C. Nonane

D.
Decane Câu 26. Alkane thường được sử dụng làm nhiên liệu trong công nghiệp và trong
đời sống do phản ứng cháy có đặc tính:
A. Tỏa nhiều nhiệt.
B. Xảy ra ở nhiệt độ thường.
C. Luôn tạo ra carbon dioxide.
D. Luôn tạo ra carbon hoặc carbon monoxide.
Câu 27. Hình bên dưới mô tả phản ứng:

A. Phản ứng cracking.
B. Phản ứng thế halogen.
C. Phản ứng reforming.
D. Phản ứng oxi hóa.
Câu 28. Chọn phát biểu sai trong các phát biểu sau:
A. Trong điều kiện được chiếu sáng hoặc đun nóng, alkane có thể phản ứng với halogen.
B. Ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác, có thể xảy ra phản ứng cracking alkane.
C. Phản ứng reforming xảy ra ở nhiệt độ thường và được chiếu sáng.
D. Ở nhiệt độ cao, các alkane bị oxi hóa bởi oxygen.
Câu 29. Phản ứng nào của alkane tạo thành những hợp chất có mạch carbon ngắn hơn?
A. Phản ứng cracking.
B. Phản ứng thế halogen.
C. Phản ứng reforming.
D. Phản ứng oxi hóa.
Câu 30. Phản ứng nào của alkane từ alkane ban đầu tạo thành sản phẩm có nhiều mạch
nhánh hơn hoặc mạch vịng?
A. Phản ứng cracking.
B. Phản ứng thế halogen.
C. Phản ứng oxi hóa.
D. Phản ứng reforming.
Câu 31. Những phản ứng đặc trưng nào của alkane xảy ra trong q trình lọc hóa dầu?

A. Phản ứng cracking và thế halogen.


B. Phản ứng cracking và reforming.
C. Phản ứng oxi hóa và thế halogen.
D. Phản ứng oxi hóa và reforming.
Câu 32. Ở điều kiện nào thì alkane có thể xảy ra phản ứng reforming hoặc cracking?
A. Nhiệt độ bình thường, chiếu sáng.
B. Được chiếu sáng hoặc đun nóng.
C. Nhiệt độ cao và có chất xúc tác.
D. Nhiệt độ thấp và có chất xúc tác.
Câu 33. Propane tác dụng với chlorine trong điều kiện thích hợp tạo ra sản phẩm: 1chloropropane và 2-chloropropane. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. 1-chloropropane chiếm tỉ lệ nhiều hơn 2-chloropropane.
B. 2-chloropropane chiếm tỉ lệ nhiều hơn 1-chloropropane.
C. 1-chloropropane và 2-chloropropane chiếm tỉ lệ bằng nhau.
D. Lúc đầu 2-chloropropane nhiều hơn, lúc sau 1-chloropropane nhiều hơn.
Câu 34. Khi cho methane tác dụng với chlorine trong điều kiện thích hợp, sản phẩm đầu
tiên được tạo ra là:
A. Trichloromethane
B. Dichloromethane
C. Tetrachloromethane
D. Chloromethane
Câu 35. Ở nhiệt độ cao, các alkane bị oxi hóa bởi:
A. Hydrogen.
B. Halogen.
C. Oxygen
D. Alkene.
Câu 36. Phản ứng oxi hóa hồn tồn alkane tạo ra:
A. Carbon dioxide và nước.
B. Carbon monoxide và nước.

C. Carbon và nước.
D. Carbon và hydrogen.
Câu 37. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về alkane:
A. Trong phân tử alkane chỉ có các liên kết 𝜎 bền và kém phân cực.
B. Mỗi nguyên tử carbon cũng như hydrogen đã tạo ra số liên kết cộng hóa trị lớn nhất.
C. Các alkane tác dụng kiềm, acid và một số chất oxi hóa ở điều kiện thường.
D. Các phản ứng tiêu biểu của alkane: thế halogen, oxi hóa, cracking và reforming.
Câu 38. Alkane X có công thức phân tử C6H14. Khi cho X phản ứng thế với chlorine, thu
được 4 sản phẩm dẫn xuất monochloro. Tên gọi của X là:
A. 2,2-dimethylbutane
B. 3-methylpentane
C. hexane
D. 2,3-dimethylbutane
Câu 39. Cho 2-methylbutane tác dụng với Cl2 (ánh sáng, tỉ lệ số mol 1:1), số sản phẩm
monochloro tối đa thu được là
A. 2
B. 3
C. 5
D. 4.
Câu 40. Sản phẩm của phản ứng thế chlorine (1:1, ánh sáng) vào 2,2-dimethylpropane là:
(1) CH3C(CH3)2CH2Cl


(2)

CH3C(CH2Cl)2CH3

(3)

CH3ClC(CH3)3

A. (1) và (2).
B. (2) và (3).
C. Chỉ có (2).
D. Chỉ có (1).
2. Câu hỏi tự luận
Câu 1. Viết phương trình hóa học của các phản ứng
(1) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)
(2) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:2)
(3) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:3)
(4) Methane + chlorine (tỉ lệ mol 1:4)
(5) Ethane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)
(6) Ethane + chlorine (tỉ lệ mol 1:2)
(7) Propane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)
(8) Butane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)
(9) Isobutane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)
(10) Neopentane + chlorine (tỉ lệ mol 1:1)
(11) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) etane
(12) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) propane
(13) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) butane
(14) Tách 1 phân tử H2 (dehydrogen hóa) isobutane
(15) Viết 3 phương trình hóa học khác nhau khi cracking decane
(16) Đốt cháy alkane tổng quát
(17) Đốt cháy pentane
Câu 2. [KNTT - SGK] Thí nghiệm phản ứng bromine hóa hexane
Chuẩn bị: ống nghiệm, hexane, nước bromine, cốc thuỷ tinh.
Tiến hành:
- Cho vào ống nghiệm khoảng 1 mL hexane rồi cho tiếp vào đó khoảng 1 mL nước
bromine. Quan sát thấy ống nghiệm có hai lớp, lớp dưới là nước bromine màu vàng, lớp
trên là hexane không màu.

- Lắc đều và quan sát hiện tượng.
- Đặt ống nghiệm vào cốc nước ấm (khoảng 50 °C), quan sát hiện tượng xảy ra.
a. Nêu hiện tượng xảy ra trong q trình thí nghiệm. Giải thích.
b. Viết phương trình hố học ở dạng cơng thức phân tử của phản ứng xảy ra trong thí
nghiệm trên (nếu có), giả thiết là chỉ có một nguyên tử hydrogen được thay thế.
Câu 3. [KNTT - SGK] Viết sơ đồ phản ứng của butane với bromine trong điều kiện
có chiếu sáng, tạo thành các sản phẩm monobromine.
Câu 4.[KNTT - SGK] Thí nghiệm phản ứng oxi hố hexane


Chuẩn bị: hexane, dung dịch KMnO4, 1%, ống nghiệm, bát sứ, que đóm.
Tiến hành:
1. Phản ứng của hexane với dung dịch KMnO4
Cho khoảng 1 mL hexane vào ống nghiệm, thêm vài giọt dung dịch KMnO4 1%, lắc đều
ống nghiệm trong khoảng 5 phút, sau đó đặt ống nghiệm vào giá rồi để yên khoảng 10
phút. Quan sát thấy ống nghiệm có 2 lớp, lớp dưới là dung dịch KMnO4 trong nước màu
tím, lớp trên là hexane khơng màu.
2. Phản ứng đốt cháy hexane
cho khoảng 1 mL hexane (lưu ý không được lấy nhiều hơn) vào bát sứ nhỏ, cần thận đưa
que đóm đang cháy vào bề mặt chất lỏng, hexane bốc cháy cho ngọn lửa màu vàng.
a. Hexane có phản ứng với dung dịch KMnO4, ở điều kiện thường không? Tại sao?
b. Tại sao lại đốt cháy hexane trong bát sứ mà không nên đốt trong cốc thuỷ tinh?
Viết phương trình hố học của phản ứng xảy ra.
c. Nếu đốt cháy hexane trong điều kiện thiếu oxygen sẽ tạo ra carbon monoxide và nước.
Hãy viết phương trình hố học của phản ứng này.
Câu 5. [KNTT - SGK] Viết phương trình hố học của phản ứng đốt cháy hồn tồn
pentane.
Câu 6. [CTST - SGK]
a. Khi cho methane tác dụng với chlorine (có chiếu sáng hoặc đun nóng), các nguyên tử
hydrogen trong methane lần lượt bị thay thế bởi các nguyên tử chlorine, tạo 4 dẫn xuất

chloro khác nhau. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
b. Cho 2-methylbutane tác dụng với chlorine trong điều kiện chiếu sáng thu được tối đa
bao nhiêu đồng phân cấu tạo dẫn xuất monochloro?
Câu 7. [CTST - SGK]
a. Nếu lấy cùng khối lượng methane và propane, chất nào toả nhiều nhiệt hơn?
CH
Ho

 g  + 2O  g  tCO  g  + 2H O g ,
4

CH
3

2

2

2

r

Δ

 890 kJ

298

 g  + 5O  g  t3CO  g  + 4H O  g  , Δ Ho

8

2

2

2

r

 2219 kJ

298

b. Quan sát, nhận xét màu ngọn lửa và viết phương trình hoá học của phản ứng đốt
cháy hexane.
Câu 8. [KNTT - SBT] Monochlorine hố propane (có chiểu sáng, ở 25°C), thu được
45% 1- chloropropane và 55% 2-chloropropane; cịn monobromine hố propane (có chiếu
sáng và đun nóng đến 127°C), thu được 4% 1-bromopropane và 96% 2- bromopropane.
Dựa trên các kết quả thực nghiệm này, hãy nhận xét về:
a. Quan hệ giữa khả năng tham gia phản ứng thế của alkane và bậc của carbon.
b. Khả năng phản ứng của các halogen và tính chọn lọc vị trí thế của các halogen.
Câu 9. Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau:


a. CH4 → CH3Cl → CH2Cl2 → CHCl3 → CCl4
C2H6 → C2H5Cl
b. C4H10

1-chloropropane

C3H6 → propane

2-chloropropane
c. n-hexane → n-butane → ethane → chloroethane.
Câu 10. (SBT - CTST) Cho 2-methylpropane tác dụng với chlorine (tỉ lệ mol
1 :1, có ánh sáng) thu được tối đa bao nhiêu sản phẩm thế monochloro?
Câu 11. (SBT - CTST). Khi cho 2-methylpropane tác dụng với bromine ở
127°C thu được hỗn hợp 2 sản phẩm thế monobromo là 1-bromo-2methylpropane (0,56%) và 2-bromo-2- methylpropane (99,44%). Xác định tỉ lệ
khả năng phản ứng tương đối của nguyên tử hydrogen gắn ở nguyên tử carbon
bậc I và nguyên tử carbon bậc III trong phản ứng.
Câu 12. (SBT - CTST). Trong phản ứng thế của propane với chlorine ở nhiệt
độ phòng khi có ánh sáng, tỉ lệ khả năng phản ứng tương đối của nguyên tử
hydrogen gắn ở nguyên tử carbon bậc I và nguyên tử carbon bậc II tương ứng
là 1 : 4.
a. Xác định tỉ lệ phần trăm các sản phẩm thế monochloro thu được trong phản ứng thế
trên.
b. Dự đoán khả năng phản ứng và tỉ lệ phần trăm các sản phẩm thế thu được
khi thay chlorine bằng bromine.
Câu 13. (SBT-CD): 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 cơng thức cấu tạo sản phẩm chính của phản ứng xảy ra khi
cho (CH3)2CHCH2CH3 phản ứng với bromine (chiếu sáng).
Câu 14. (SBT-CD) Viết công thức cấu tạo của các họp chất khơng no có thể
thu được khi thực hiện phản ứng tách một phân tử hydrogen từ phân tử 2methylbutane.
Câu 15. Hai chất A, B cùng công thức phân tử C5H12 tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ
mol 1:1 thì A chỉ tạo 1 dẫn xuất duy nhất còn B tạo 4 dẫn xuất. Viết công thức


cấu tạo của A, B và các dẫn xuất chloro của chúng.