Ankan HSG va Chuyen

<span class='text_page_counter'>(1)</span>[CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO]. I. Giới thiệu chung về Hidrocacbon Khái niệm: Hidrocacbon là hợp chất hữu cơ, trong công thức phân tử chứa hai nguyên tố (C,H) Phân loại Hidrocacbon Hidrocacbon no Hidrocacbon đói Hidrocacbon thơm Ankan XicloAnkan Anken Ankadien Ankin CTPT CnH2n+2 CnH2n CnH2n CnH2n-2 CnH2n-2 CnH2n-6 Có vòng thơm Đặc điểm liên kết 1 vòng và 1 liên 2 liên kết 1 liên 1 vòng Liên kết đơn liên kết đơn kết đôi đôi kết ba 3 liên kết đôi Đặc trưng Tham gia phản ứng thế Tham gia phản ứng cộng phản ứng Ứng dụng:. Vật liệu: Hidrocacbon có ứng dụng quan trọng để sản xuất các vật liệu được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống như cao su.. Dầu mỏ: Dầu mỏ vẫn là ngành công nghiệp năng lượng quan trọng nhất. Ảnh hưởng sâu sắc đến cả kinh tế và chính trị. II. Hiđrocacbon no 1. Ankan (hiđrocacbon no, mạch hở) Đồng đẳng và đồng phân Khái niệm: Ankan là hidrocacbon no, trong công thức phân tử chỉ chứa các liên kết đơn CTPT của Ankan là: CnH2n+2 (n≥1) CTPT Tên gọi. CH4 Metan. C2H6 Etan. C3H8 Propan. C4H10 Butan. C5H12 Pentan. C6H14 Hexan. Cách viết đồng phân: Bước 1: Căng thẳng mạch Cacbon ra Bước 2: Giảm 1C mạch chính, xác định vị trí đối xứng rồi tiến hành cắm nhánh Qui tắc: Không cám C đầu mạch. Chỉ cắm bên trái mạch đối xứng R1─C─R2 → R3. Số C(R3) ≤ Số C(R1 hoặc R2). [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 1.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO] Bước 3: Giảm tiếp 1C mạch chính, rồi cũng xác định vị trí đối xứng và tiến hành cắm 1 nhánh (Số C mạch chính  Số C của Ankan) 2 Bậc Cacbon: (1) (3) (2) (1) Bậc C là: số nguyên tử C khác liên kết với nó C─C─C─C C Ví dụ 1 Viết đồng phân cấu tạo của hidrocacbon no có công thức phân tử là: C5H12 Hướng dẫn Bước 1: H3C CH2 CH2 CH2 CH3 Bước 2:. H3C CH2 CH2 CH3. Bước 3:. CH3 H3C. C. caém nhaùnh.  . H3C. CH. CH2 CH3. CH3. CH3. CH3. Ví dụ 2 Viết công thức đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon no, mạch hở C6H14 Hướng dẫn. H3C. CH2. CH2. CH2. CH2. H3C CH CH2. CH3. CH2 CH3. CH3 H3C CH2 CH CH2 CH3. CH3. CH3 H3C CH. CH. H3C C CH3. CH2 CH3. CH3. CH3 CH3. Cách gọi tên Ankan Bước 1: Đánh số mạch C ( Chọn mạch dài nhất, nhiều nhánh nhất làm mạch C) Thường đánh số mạch C từ trái qua phải Bước 2: Công thức gọi tên Vị trí nhánh 1, Vị trí nhánh 2…─ (đi, tri, tetra) Tên nhánh Tên mạch chính (Thứ tự nhánh: etyl → metyl → Propyl) Lưu ý: Một vài Ankan có ứng dụng quan trọng trong cuộc sống thì có tên thông thường Ví dụ 3 Gọi tên các đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon no, mạch hở C5H12 Hướng dẫn H3C CH2 CH2 CH2 CH3 pentane. H3C. CH. CH2 CH3. CH3. 2-methylbutane [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. CH3 H3C C CH3 CH3. Page 2 2,2-dimethylpropane.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO]. Ví dụ 4 Gọi tên các đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon no, mạch hở C6H14 H3C. CH2. CH2. CH2. CH2. CH3. hexane. H3C CH CH2. CH2 CH3. CH3 2-methylpentane. H3C CH2 CH CH2 CH3 CH3. CH3 H3C C. 3-methylpentane. CH2 CH3. CH3 2,2-dimethylbutane. H3C CH. CH. CH3. CH3 CH3 2,3-dimethylbutane. Các dạng toán quan trọng về ankan. Bài toán 1: Phản ứng thế Halogen CnH2n+2 + kCl2 → CnH2n+2-kCln + kHCl (tỉ lệ thế là 1: k) 1 : k Công thức xác định % khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất: A.số nguyên tử A 35,5.n aùp duïng %A  .100%   %Cl  .100% Khối lượng mol hợp chất Khối lượng mol dân xuất Halogen Qui tắc Macopnhicop: Xác định sản phẩm chính – sản phẩm phụ Halogen (Cl- Br- I) ưu tiên thế vào C bậc cao hơn tạo sản phẩm chính (sản phẩm chính là sản phẩm có hàm lượng nhiều hơn sản phẩm phụ) Pt:. Ví dụ 5 [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 3.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO] Khi brom hóa một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của ankan đó là (cho H = 1, C = 12, Br = 80) (Ankan) Hướng dẫn. Ankan : Cn H2n2  Daân xuaát:Cn H2n1Br  n  5  14n  81  151   Ta có  A C5 H12 (pen tan) d( H )  75,5  M  151 2  Ví dụ 6 Cho Ankan X tác dụng với Clo theo tỉ lệ mol 1:1 thu được hai dẫn xuất monoclo Y1 và Y2, trong đó Clo đều chiếm 45,22% về khối lượng. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của X Hướng dẫn Dẫn xuất monoclo: CnH2n+1Cl. 35,5 Khi đó: %Cl  .100%  45,22%  n  3  C3 H 7Cl 14n  36,5 Vậy Ankan có CTPT là: C3H8 Ví dụ 7 Cho 5,8 gam ankan X tác dụng với Brom theo tỉ lệ mol 1:1, thu được hai dẫn xuất monobrom có khối lượng lần lượt là 11,1 gam và 2,6 gam. Xác định công thức phân tử của X. Hướng dẫn: Phương trình: CnH2n+1H + Br2 → CnH2n+1Br. Giả sử pứ 1mol: (14n+2) (14n+81) → Tăng: 79 Tăng giảm khối lượng : nAnkan = = 0,1 → MAnkan = 58 Vậy: CTPT là C4H10 11,2 : saûn phaåm chính  Cl2 X    CTCT cuûa X:C-C(C)-C 2,6:saûn phaåm phuï Ví dụ 8 Cho 18 gam ankan X tác dụng với Brom theo tỉ lệ mol 1:1, thu được bốn dẫn xuất monobrom có tổng khối lượng 37,75 gam. Gọi tên các công thức cấu tạo của X thỏa mãn điều kiện trên. Hướng dẫn Phương trình: CnH2n+1H + Br2 → CnH2n+1Br. Giả sử pứ 1mol: (14n+2) (14n+81) → Tăng: 79 Tăng giảm khối lượng : nAnkan = → MAnkan = 72 Vậy: CTPT là C5H12 Công thức cấu tạo của X:. = 0,25. H3C. CH. CH2 CH3. CH3 2-methylbutane. Bài toán 2: Phản ứng đốt cháy Ankan [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 4.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO]. Phương pháp: Bảo toàn nguyên tố Bảo toàn khối lượng Bảo toàn C : nC(A) = nCO2 | mC = 12nCO2 Bảo toàn H : nH(A) = 2nH2O | mH = 2.nH2O mA = mCO2 + mH2O – mO2 Bảo toàn O : 2.nCO2 + nH2O = 2.nO2 mA = 12.nCO2 + 2.nH2O mO = 16.nO Các công thức biện luận: nO(A) nCO2 2.nH2 O Với hiđrocacbon A: Số C = ; Số H = ; Số O = nA nA nA nO(Hôn hợp) nCO2 2.nH2 O Với hỗn hợp: Soá C  ; Soá H  ; Soá O= n(Hôn hợp) n(Hôn hợp) n(Hôn hợp) Đốt cháy.  Kieàm : haáp thuï caû CO2 vaø H 2 O  Haáp thuï   H2 SO4 ñaëc ,CaO raén ,KOH khan ,P2 O5 : haáp thuï H 2 O  m  m(CO2  H2 O)  CO   2  O2   binh taêng A     H2 O   Ca(OH)2   m dd taêng  m(CO2  H2 O)  mCaCO3    NaOH     m dd giaûm  mCaCO3  m(CO2  H 2 O)    nCO2  nCaCO3 [ Khi Ca(OH)2 dö ]  Ví dụ 9 Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon X cần vừa đủ 0,065 mol O2. Dẫn sản phẩm tạo thành qua bình nước vôi trong dư thì thấy xuất hiện 4 gam kết tủa trắng. Xác định công thức phân tử của X. Hướng dẫn [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 5.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO] Phương trình: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O 0,04 0,04 BTNT O: 2nO2 = 2nCO2 + nH2O → nH2O = 0,05 → nAnkan = 0,01 → Số C= 4 → CTPT của Ankan là C4H10 Ví dụ 10 Oxi hóa hoàn toàn hidrocacbon X được 2,24 lít CO2 (đkc) và 2,16 gam H2O. Xác định công thức cấu tạo và tên của X biết clo hóa X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo được 4 sản phẩm thế. Hướng dẫn: nCO2: 0,1/ nH2O: 0,12 → nAnkan= 0,02 → Số C: 5 → CTPT Ankan là: C5H12. Do X tạo được 4 sản phẩm thế nên X là: Isopentan (2-metylbutan) Ví dụ 11 Đốt cháy hết V lít (đktc) hidrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa dung dịch Ba(OH)2 dư. Sau thí nghiệm thu được 7,88g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 5,22g. Giá trị của V. Hướng dẫn: nCO2 = n BaCO3↓ = 0,04. Ta có: mdd giản = m BaCO3↓ ─ m(CO2+H2O) → mH2O = 0,9 → nH2O = 0,05 → Số mol Ankan = 0,01 → Số C= 4 → V=0,224 (lít) Ví dụ 12 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hidrocacbon liên tiếp cùng dãy đồng đẳng, thu được hỗn hợp CO2 và H2O. Dẫn hợp hợp khí và hơi lần lượt đi qua: Bình 1: Chứa dung dịch H2SO4 đặc thấy bình tăng 6,3 gam Bình 2: Chứa Ca(OH)2 dư thấy xuất hiện 25 gam kết tủa Công thức phân tử của hai hidrocacbon là Hướng dẫn: nCO2=0,25 / nH2O: 0,35 → nAnkan= 0,1 → Số ̅ = 2,5 → C2H6 và C3H8. Bài toán 3: Phản ứng cracking C3 H6 CH 4 CH 4    Cracking Ta có CH 4  C2 H6  C2 H 4 CH H C H  4  2  4 8 1(mol). 1(mol) 1(mol) Hợp chất no Anken. Nhận xét: Mol khí sau pứ = 2.Mol C4H10 pứ n M 1: trước phản ứng BTKL  m1  m 2  1  2 trong đó  n2 M1 2: sau phản ứng  nBr2  nAnken Chú ý: bình Br2 hấp thụ anken (CnH2n) và   m(binh Br2 )taêng  mAnken nC4 H10 pứ Hiệu suất phản ứng Cracking: .100% nC4 H10 ban đầu Ví dụ 13 Dẫn 0,1 mol butan qua xúc tác Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y. Tỉ khối của Y so với H2 bằng 17,6. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân Butan.. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 6.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO] Hướng dẫn: BTKL Ta có  m1  m 2 . n1. n2. . M2 M1. . 58 n Y   n Y  0,165 MY 0,1. Sau pứ: (0,1-x) + 2x=0,165 → x= 0,065 → Hiệu suất =. 0,065 .100%  65% 0,1. 2. Xicloankan (hiđrocacbon no, mạch vòng) Xicloankan. Tên gọi: Vị trí nhánh- Tên nhánh Xiclo Tên mạch chính-an. Tính chất hoá học Tính chất 1: Phản ứng cộng mở vòng Vòng tam giác. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 7.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO]. Vòng tứ giác. Vòng 5 cạnh trở lên không cộng mở vòng (trong điều kiện như trên) Tính chất 2: Phản ứng thế. Tính chất 3: Phản ứng oxi hoá hoàn toàn Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (Phản ứng đốt cháy) Pt: CnH2n + 1,5nO2 → nCO2 + nH2O 1 n n Nhận xét: nCO2 = nH2O  Ankan : nAnk an  nH2 O  nCO2  nAnk an  nH2 O  nCO2 Chú ý:  Xicloankan : nH O  nCO  2 2  Ví dụ 14 Oxi hóa hoàn toàn 0,224 lít (đkc) xicloankan A, rồi cho sản phẩm cháy vào dd Ca(OH)2 dư được 5 gam kết tủa. Gọi tên các công thức cấu tạo của A. Hướng dẫn: nCO2 = 0,05/ nA = 0,01 → Số C= 4 → CTPT của xicloankan là: C5H12 Các công thức cấu tạo của A H3C CH H2C. CH. CH3. H2C. CH. H2C. CH2. CH3. methylcyclobutane. 1,2-dimethylcyclopropane. H2C. CH2 H 2C. CH. CH2. H2C. CH2 CH2 cyclopentane. CH3. CH2. ethylcyclopropane. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 8.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO]. Bài tập vận dụng Bài vận dụng số 01 Bài 1 Đốt cháy hết V lít (đktc) hidrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa nước vôi trong dư. Sau thí nghiệm thu được 15 g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch tăng 10,2 g. Giá trị của V. Hướng dẫn Ta có nBaCO3  0,15  nCO2  0,15 nH O  0,2  2  m dd taêng  m(CO2  H2 O)  mBaCO3  nAnkan  nH2 O  nCO2  0,05  V  1,12(l) Bài 2 Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon A thu được CO2 và H2O có tỉ lệ khối lượng là 0,44:0,21. Khi phản ứng với Clo, A tạo ra hai dẫn xuất monoclo. Tên của A là Hướng dẫn Giả sử khối lượng: CO :1  1 CO2 : 44g  2  Mol   7  nA  nH2 O  nCO2   Soá C = 6  C6 H14 6  H2 O : H2 O : 21g 6  Do A tạo được hai dẫn xuất nên A có CTCT là:. H3C CH. CH. CH3. CH3 CH3 2,3-dimethylbutane. Bài 3 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai hidrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được hỗn hợp CO2 và H2O có tỉ lệ thể tích là 8:13. Công thức phân tử của hai hidrocacbon là (Các khí đo ở cùng điều kiện) Hướng dẫn: Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol  CO : 8 nCO2  CH  nAnkan  5  Soá C   1,6   4 Giả sử số mol  2 n(hôn hợp) H2 O :13 C2 H6   Bài 4 Đốt cháy hoàn toàn V lít (đkc) hỗn hợp 2 hidrocacbon là đồng đẳng liên tiếp nhau, sản phẩm cháy từ từ cho qua bình 1 đựng CaCl2 khan và bình 2 đựng KOH dư thì thấy khối lượng bình 1 tăng 14,4 gam, bình 2 tăng 22 gam. Tìm CTPT và % thể tích của mỗi hidrocacbon Hướng dẫn CH  nCO2 CO : 0,5   nAnkan  0,3  Soá C   1,67   4 Ta coù  2 n(Hôn hợp) H2 O : 0,8 C2 H6  . [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 9.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO] BTNT.C   CH : x  CH : 33,33%  x  2y  0,5 x  0,1 Soá mol  4    %V  4 C2 H6 : y  C2 H6 : 66,67% x  y  0,3 y  0,2   Bài 5 Cho hỗn hợp X gồm 2 ankan đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàn toàn 4,12 gam hỗn hợp X tạo ra 12,32 gam CO2. Tìm CTPT và % thể tích của mỗi ankan. Hướng dẫn nCO2 = 0,28. BTKL: mX = 12nCO2 + 2nH2O → nH2O = 0,38 → nX = 0,1 → Số ̅ = 2,8 → C2H6 và C3H8. Phần trăm thể tích: 20% / 80% Bài 6 Hỗn hợp X gồm 2 ankan, phân tử khối hơn kém nhau 28 đvC. Đốt cháy hoàn toàn 1,76 gam hỗn hợp X cần 2,24 lít O2 ( 0oC ; 2 atm). Tìm CTPT và % thể tích của mỗi ankan Hướng dẫn P.V Tính số mol O2. Áp dụng CT: n  → nO2 = 0,2 0,082.(t o  273) BTKL    mX  12.nCO2  2.nH2 O  12x  2y  1,76 x  0,12 CO2 : x  Số mol    BTNT.O H2 O : y    2.nO  2.nCO  nH O  2x  y  0,4 y  0,16  2 2 2  C H : 50% nCO2  3 2 6 Suy ra nX  0,04  Soá C  n(Hôn hợp)  C4 H10 : 50% Bài 7 Nhiệt phân 0,2 mol propan, giả sử chỉ xảy ra phản ứng: C3H8 → CH4 + C2H4 Sau phản ứng thu được hỗn hợp: C3H8, CH4, C2H4. Số mol metan sau phản ứng là 0,07. Tính hiệu suất của phản ứng Hướng dẫn Theo phương trình: nCH4 = nC3H8 phản ứng Mol phản ứng 0,07 Hiệu suất phản ứng: H%  .100%  .100%  35% Mol ban đầu 0,2 Bài 8 Hỗn hợp X gồm Propan và Butan, có tỉ khối so với H2 là 25,5. Dẫn hỗn hợp X qua xúc tác Ni, nung nóng. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 là 13,75. Xác định hiệu suất của phản ứng cracking. Hướng dẫn: H% = 85,45% Bài 9 Khi crackinh toàn bộ 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 . Tìm công thức phân tử cuả X. Hướng dẫn: Tỉ khối cho biết phân tử khối → MY = 12.2 = 24 MX nY M 3 BTKL    X   M X  72  CTPT : C5 H12 MY n X 24 1 Bài 10. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 10.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> [CHUYÊN ĐỀ: HIĐROCACBON NO] Crackinh 560 lít C4H10 thu được 1010 lít hỗn hợp khí X khác nhau. Biết thể tích các khí đều đo ở (đkc). Tìm thể tích C4H10 chưa bị cracking và hiệu suất của phản ứng cracking. Hướng dẫn. Sau pứ: (560-x) + 2x = 1010 → x = 450 → Hiệu suất =. 450 .100%  80,36% 560. Bài 11 Crackinh 5,8 gam C4H10 được hỗn hợp khí X. Tìm khối lượng nước thu được khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X. Hướng dẫn: cracking. đốt cháy.  hỗn hợp X  H2O Quá trình: C4H10  0,1 → 0,5 → mH2O = 9 (gam) Bảo toàn nguyên tố: H10 → H2 0,1.10 0,1 → 2 Bài 12 Đốt cháy hết 0,2 mol hỗn hợp A gồm một ankan và 1 xicloankan, sau phản ứng thu được 11,2 lit CO2 (đktc) và 9,9 gam H2O. Thành phần % thể tích của xicloankan trong A Hướng dẫn  CO : 0,5  nAnkan  0,05  nXicloankan  0,2  0,05  0,15 Ta có  2 H O : 0,55   2. Ankan : 25% Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol  %V   Xicloankan : 75% Bài 13 Hỗn hợp B gồm một ankan và 1 xicloankan. Dẫn m (g) B qua bình chứa nước brom dư thì khối lượng bình tăng 4,2 gam. Đốt cháy hoàn toàn m gam B thu được 11,2 lit CO2 (đktc) và 10,8 gam H2O. Thành phần % khối lượng ankan trong B là. Hướng dẫn mAnken = m bình brom tăng = 4,2 gam. BTNT.O   CO2 : 0,5  2.nO2  2.nCO2  nH2 O  nO2  0,8   Ta có   nAnkan  0,1   BTKL H2 O : 0,6     mB  mO2  mCO2  mH2 O  mB  7,2 Suy ra  mAnkan  3g → MAnkan = 30 → Ankan: C2H6. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] – Victory loves preparation. Page 11.

<span class='text_page_counter'>(12)</span>