Bài tập Alkane: Tính chất vật lý và đặc điểm cấu tạo

DẠNG 2: TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
DẠNG 2: TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
1. Đặc điểm cấu tạo
- Phân tử alkane chỉ có liên kết σ bền và kém phân cực vì vậy các alkane tương đối trơ về
mặt hóa học ở điều kiện thường.
- Mỗi nguyên tử carbon trong phân tử alkane nằm ở tâm một hình tứ diện, liên kết với 4
nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) nằm ở 4 đỉnh của hình tứ diện đó. Mỗi góc liên kết đều
gần bằng 109,5o.

Mơ hình phân tử methane
2. Tính chất vật lý
- Ở điều kiện thường, methane, ethane, propane và butane là các chất khí. Các
hydrocarbon có số carbon lớn hơn (trừ neopentane) ở thể lỏng hoặc rắn.


Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi và khối lượng riêng của alkane tăng theo chiều tăng khối
lượng phân tử.
Phân tử alkane kém phân cực nên không tan trong nước, tan tốt trong dung môi hữu cơ.
Nhẹ hơn nước.
Bảng một số tính chất vật lý của một số alkane

A TẬP MINH HỌA
BÀI
Câu 1. Cho biểu đồ thể hiện nhiệt độ sôi của 6 alkane đầu tiên:

Căn cứ trên biểu đồ, có bao nhiêu alkane ở thể khí trong điều kiện thường


Hướng dẫn giải
Căn cứ trên biểu đồ, có 4 alkane ở thể khí trong điều kiện thường là CH4, C2H6, C3H8 và
C4H10 (nhiệt độ sôi < 273K).

Câu 2. [SBT – CTST] Mặc dù có 5 nguyên tử carbon trong phân tử nhưng neopentane
(2,2- dimethylpropane) ở thể khí trong điều kiện thường. Giải thích.

Hướng dẫn giải
- Nhiệt độ sơi của neopentane chỉ là 9,5 °C, thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ sôi của
isopentane (27,7 °C) và pentane (36,0 °C). Do đó, neopentan là một chất khí ở nhiệt độ
phịng và áp suất khí quyển, trong khi hai đồng phân cịn lại là chất lỏng.
- Nhiệt độ sơi của neopentane thấp hơn 2 đồng phân với nó là do phân tử neopentane có
dạng hình cầu làm diện tích tiếp xúc giữa các phân tử neopentane kém, dẫn đến tương tác
van der Waals giữa các phân tử neopetane rất yếu.

BÀI TẬP TỰ LUYỆN
1. Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1. Chọn phát biểu sai khi nói về mơ hình phân tử alkane:
A.
Có 3 dạng mơ hình phân tử alkane.
B.
Mỗi ngun tử carbon nằm ở tâm một hình tứ diện.
C.B
Mỗi nguyên tử carbon liên kết bốn nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) khác.
D.
Bốn nguyên tử (nhóm ngun tử) nằm ở bốn đỉnh hình tứ diện.
Câu 2. Ở điều kiện thường, các alkane sau đây là chất khí, trừ:
A. Methane
B. Butane
C. Hexane
D. Propane.
Câu 3. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về tính chất vật lí của alkane:
A.
Tất cả alkane đều nhẹ hơn nước.

B.
Butane, pentane là chất lỏng hoặc chất rắn ở điều kiện thường.
C.
Nhiệt độ sôi và khối lượng riêng đều tăng theo khối lượng phân tử.
D.
Kém tan trong nước và tan nhiều trong dung môi hữu cơ.
Câu 4. Alkane thuộc loại hợp chất hữu cơ kém phân cực nên có tính chất:
A.
Nhiệt độ sôi tăng theo khối lượng phân tử.
B.
Ở điều kiện thường, alkane là chất khí.
C.
Kém tan trong nước và tan nhiều trong dung môi hữu cơ.
D.
Nhẹ hơn nước.


Câu 5. Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về đặc điểm cấu tạo alkane?
A.
Tất cả các alkane đều có carbon bậc I, II và III.


B.
Alkane có mạch carbon khơng nhánh thì chỉ chứa ngun tử carbon bậc III, bậc IV.
C.
Alkane có mạch carbon khơng nhánh thì chỉ chứa nguyên tử carbon bậc I, bậc II.
D.
Alkane có mạch carbon phân nhánh thì chỉ chứa ngun tử carbon bậc III, bậc IV.
Câu 6. [KNTT - SBT] Phát biểu nào sau đây không đúng?
A.

Trong phân tử alkane chỉ chứa các liên kêt δ bên vững.
B.
Các phân từ alkane hầu như không phân cực.
C.
điêu kiện thường các alkane tưong đối trơ vê mặt hoá học.
D.
Trong phân tử methane, bốn liên kết C-H hướng về bốn đỉnh của một hình vng.
Câu 7. [KNTT - SBT] Phát biểu nào sau đây không đúng (ở điều kiện thường)?
Các alkane từ C1 đến C4 và neopentane ở trạng thái khí.
A.
Các alkane từ C5 đến C17 (trừ neopentane) ở trạng thái lỏng.
B.
C.
Các alkane khơng tan hoặc tan rất ít trong nước và nhẹ hơn nước.
D.
Các alkane khơng tan hoặc tan rất ít trong các dung môi hữu cơ.
Câu 8. Ở điều kiện thường hydrocarbon nào sau đây ở thể lỏng?
A. C4H10.
B. C2H6.
C. C3H8.

D. C6H14.

Câu 9 (SBT-CD). 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) Cấu hình phân tử trong không gian.
A. (a), (c).

B. (b), (d).
C. (a), (b).
D. (c), (d).
Câu 10. Trong phân tử methane, phát biểu nào sau đây khơng đúng ?
A.
Phân tử có dạng tứ diện đều
B.
Bốn liên kết C-H giống nhau tạo với nhau một góc 109,50
C.
Liên kết C - H ít bị phân cực.
D.
Các nguyên tử C và H đều thuộc một mặt phẳng.
Câu 11. Ở điều kiện thường CH4 , C3H8, C5H12 tồn tại các thể lần lượt sau đây
A.
Gas - gas- liquid
B. Gas - liquid - liquid
C. Gas - gas - liquid
D. Gas - liquid - solid
Câu 12. Metane tan ít trong dung môi nào sau đây?
A. Nước
B. Benzene
C. Hexane
D. Octane
Câu 13. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi tăng dần theo số nguyên tử carbon trong dãy alkane là do
A. Lực tương tác vanderwaals và M tăng dần
B. Phân tử khối tăng dần
C. Bán kính nguyên tử tăng dần


D. Lực liên kết hydrogen tăng dần

Câu 14. Khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập tắt vì
A. Xăng dầu nhẹ hơn nước nổi trên mặt nước, làm tăng khả năng tiếp xúc với oxygen, làm đám
cháy loang rộng hơn.
B. Xăng dầu tác dụng với nước
C. Nước xúc tác cho phản ứng cháy của xăng dầu
D. Đám cháy cung cấp nhiệt làm H2O bị phân hủy giải phóng oxygen cung cấp thêm cho đám cháy
to hơn.
Câu 15. Cho biểu đồ về nhiệt độ sôi của 1 số alkane sau:

.
Hãy cho biết nhận định nào sau đây đúng?
A. Có 4 alkane tồn tại thể khí ở điều kiện thường: methane, ethane, propane, butane
B. Nhiệt độ sô tăng dần theo M
C. Pentane, hexane tồn tại thể lỏng ở điều kiện thường
D. Methane dễ hóa lỏng nhất trong số các alkane ở thể khí điều kiện thường
Câu 16. Thành phần dầu tẩy trang hoa hồng Cocoon có C15-19 alkane, tức là các alkane có từ 15
đến 19C. Hãy cho biết vì sao người ta dùng alkane vào thành phần dầu tẩy trang?


A. Do các alkane này có khả năng làm mềm da, trơ về mặt hóa học, vơ hại với sức khỏe con người,
khơng phân cực, dễ hịa tan các chất không phân cực trong phấn, kem, bụi bẩn kéo theo và bị rửa
trôi đi
B. Do alkane dễ hoa tan trong nước
C. Do alkane dễ tác dụng với các chất trong kem, phấn bôi da thành chất tan dễ bị rửa trơi
D. Do các alkane có khả năng chống nắng tốt
Câu 17. Đặc điểm nào sau đây là của hydrocarbon no?
A. Chỉ có liên kết đơi.
B. Chỉ có liên kết đơn.
C. Có ít nhất một vịng no.
D. Có ít nhất một liên kết đôi.

Câu 18 (SBT - CTST). Đồ thị dưới đây thể hiện mối tương quan giữa nhiệt độ sôi và số nguyên tử
carbon trong phân tử alkane không phân nhánh được biểu diễn như sau:

Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nhiệt độ sôi và số nguyên tử carbon trong phân tử alkane
không phân nhánh
Dựa vào đồ thị, số phân tử alkane khơng phân nhánh ở thể khí trong điều kiện thường là
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. 1.
Câu 19. Trong các chất dưới đây, chất nào có nhiệt độ sôi thấp nhất?
A. Butane.
B. Etane.
C. Methane.
D. Propane.
Câu 20. Ở điều kiện thường alkane nào sau đây ở thể khí?
A. Hexane.
B. Heptane.
C. Pentane.
D. Neopentane
Câu 21. Alkane hòa tan tốt trong dung môi nào sau đây?
A. Nước.
B. Benzene.
C. Dung dịch HCl.
D. Dung dịch NaOH.
Câu 22. Phân tử methane không tan trong nước vì lí do nào sau đây ?
A. Methane là chất khí.
B. Phân tử methane khơng phân cực.
C. Methane khơng có liên kết đôi.
D. Phân tử khối của methane nhỏ.

Câu 23. Alkane nào dưới đây tồn tại ở thể rắn ở điều kiện thường?
A. CH4
B. C4H10
C. C6H14
D. C20H42
Câu 24. Trong các thiết bị cần gia nhiệt ở mức 180-200oC người ta thường dùng dầu paraffin gốc
với thành phần chính là alkane nào sau đây:
A. C5H12
B. C4H10
C. C6H14
D. C12H26


Câu 25. Nhận định nào sau đây là chính xác về tính chất vật lý của alkane:
A. Alkane là các chất khí, khơng màu, khơng tan trong nước.
B. Alkane là chất rắn hoặc khí, khơng tan trong nước.
C. Alkane có số cacbon từ 1 tới 4 là chất khí, khơng màu, khơng tan trong nước.
D. Alkane có thể ở trạng thái rắn, lỏng, khí, tan tốt trong nước.
2. Câu hỏi tự luận
Câu 1. [CTST - SGK] Hãy nêu nhận xét đặc điểm cấu tạo phân tử của các alkane. Vì sao alkane
còn được gọi là hydrocarbon bão hòa hay hydrocarbon no?
(a) Alkane nào dưới đây có mạch phân nhánh?
(1) CH3 CH2 CH3
CH3 CH CH3

(2)

CH3

(b) Phân tử của một alkane trong sáp nến có 52 nguyên tử hydrogen. Xác định số nguyên tử

carbon trong phân tử alkane nói trên.
Câu 2. [CTST - SGK] Khi số nguyên tử carbon tăng, thể của các phân tử alkane chuyển từ khí sang
lỏng, rồi rắn. Giải thích. Vì sao người ta thường dùng xăng để rửa sạch các vết bẩn dầu mỡ?
Câu 3. [CTST - SGK] Những nguyên tử carbon trong phân tử alkane không phân nhánh có nằm
trên một đường thẳng khơng? Giải thích.
Câu 4. [CTST - SGK] Quan sát biểu đồ thể hiện nhiệt độ sôi của bốn alkane đầu tiên.
(a) Nhận xét và giải thích sự biến đổi nhiệt độ sơi của các alkane đã cho trong biểu đồ.
(b) Ở nhiệt độ phòng, methane, ethane, propane và butane là những chất lỏng hay chất khí?

Biểu đồ thể hiện nhiệt độ sơi của các alkane từ methane đến butane
Câu 5. [SGV- KNTT] Hãy sắp xếp theo chiều tăng nhiệt độ sôi của các alkane sau:
(a) Butane, hexane và decane.
(b) 2-Methylheptane, octane và 2,2,4-trimethylpentane.


Câu 6. [SBT – CTST] So sánh và giải thích nhiệt độ sôi của alkane mạch không phân
nhánh với alkane mạch phân nhánh khi chúng có cùng số nguyên tử carbon trong phân
tử.
Câu 7. [SBT – CTST] Em hãy cho biết xăng có tan được trong nước hay khơng và chất
béo có tan được trong xăng hay khơng. Theo em, bác thợ sửa xe thường rửa tay bằng gì
để sạch các vết dầu mỡ?
Câu 8. [SBT – CTST] Vì sao khi tiếp xúc lâu dài với xăng sẽ làm cho da bị phồng rộp và
gây đau nhức?
Câu 9. [SBT – CTST] Butane là chất lỏng có thể nhìn thấy bên trong một chiếc bật lửa
trong suốt, có nhiệt độ sơi thấp hơn một ít so với nhiệt độ của nước đóng băng (-0,5 °C).
Tuy nhiên vì sao butane trong bật lửa lại khơng sơi?
Câu 10. Thí nghiệm điều chế methane được mơ tả như ảnh dưới đây:

Vì sao người ta lại thiết kế thu methane bằng phương pháp đẩy nước?