Hóa học 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

10 trắc nghiệm 5 bài tập SGK 2 hỏi đáp

Nội dung bài giảng giúp các em hs hệ thống hóa kiến thức các hiđrocacbon quan trọng: ankan, anken, ankin và ankylbenzen về đặc điểm cấu tạo tính chất vật lý, tính chất hóa học, tính đặc trưng và ứng dụng. 

Tóm tắt lý thuyết

1. CTPT và đặc điểm cấu tạo của hidrocacbon

 

ANKAN

ANKEN

ANKIN

ANKYLBENZEN

1. CTPT

CnH2n+2

(n ≥ 1)

CnH2n

(n ≥ 2)

CnH2n - 2

(n ≥ 2)

CnH2n - 6

(n ≥ 6)

2. Đặc điểm cấu tạo

- Chỉ có liên kết đơn.

- Có 1 liên kết đôi C=C.

 

 

- Có một liên kết ba C≡C.

 

- Có vòng benzen.

 

3. Đồng phân

- Mạch cacbon.

- Mạch cacbon.

- Vị trí liên kết đôi

- Hình học.

- Mạch cacbon.

- Vị trí liên kết ba.

 

- Mạch cacbon của nhánh ankyl

- Vị trí tương đối của các nhóm ankyl.

4. Lí tính

- Ở điều kiện thường; từ C1 đến C4 là chất khí, C5 đến C17 là chất lỏng và còn lại là chất rắn.

- Không màu.

- Không tan trong nước.

- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng dần khi phân tử khối tăng.

2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA HIDROCACBON

 

ANKAN

ANKEN

ANKIN

ANKYLBENZEN

Phản ứng thế

Phản ứng thế với halogen

 

Phản ứng thế bằng ion kim loại

Phản ứng thế halogen, nitro hóa

Phản ứng tách

Phản ứng đehiđro hóa, crackinh

 

 

 

Phản ứng cộng

 

Phản ứng với halogen, HX, H2

Phản ứng với halogen, HX, H2 theo 2 giai đoạn

Phản ứng với H2, Cl2

Phản ứng trùng hợp

 

Phản ứng

Phản ứng đime hóa, trime hóa

 

Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (phản ứng với KMnO4)

 

Phản ứng

Phản ứng

Benzen: không làm mất màu

Ankylbenzen: làm mất màu khi đun nóng

Phản ứng cháy

nCO22O

nCO2=nH2O

nCO2>nH2O

nCO2 > nH2O

3. SỰ CHUYỂN HÓA GIỮA CÁC LOẠI HIDROCACBON

Sơ đồ chuyển hóa giữa các loại hidrocacbon

Hình: Sơ đồ chuyển hóa giữa các loại hidrocacbon

Bài tập minh họa

Bài 1:

Crackinh hoàn toàn V lít ankan X thu được hỗn hợp Y gồm 0,1V lít C3H8; 0,6V lít CH4; 1,8V lít các hidrocacbon khác. Tỉ khối của Y so với H2 là 14,4. Dẫn 1 mol Y đi qua bình chứa dung dịch Brom dư, phản ứng kết thúc thấy khối lượng bình tăng m gam. Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện, chỉ có ankan tham gia phản ứng crackinh. Giá trị của m là:

Hướng dẫn:

Do tỉ lệ mol cũng bằng tỉ lệ thể tích ở cùng điều kiện nên nếu xét 1 mol Y
\(\Rightarrow n_Y = n_{C_3H_8} + n_{CH_4} + n_{HC khac} = 0,1n_X + 0,6n_X + 1,8n_X\)
⇒ nX = 0,4 mol
Bảo toàn khối lượng: mX = mY = 2 × 14,4 × 1 = 28,8 g
⇒ MX = 72 g ⇒ X là C5H12
Các phản ứng cracking xảy ra:
+/ C5H12 → CH4 + C4H8
+/ C5H12 → C3H8 + C2H4
+/ C5H12 → C2H6 + C3H6
+/ C3H8 → CH4 + C2H4 (*) ⇒ C5H12 → CH4 + 2C2H4
⇒ ở PT (*) có: \(n_{C_2H_4} = 2(n_Y - 2n_X )= 0,4\ mol\)
\(\Rightarrow n_{C_4H_8} = 0,04\ mol;\ n_{C_3H_8} = 0,04\ mol\)
\(\Rightarrow n_{C_2H_4} = 0,44\ mol \Rightarrow n_{HC\ khac} = n_{C_4H_8} + n_{C_2H_4} + n_{C_2H_6} + n_{C_3H_6}\)
\(\Rightarrow n_{C_2H_6} = n_{C_3H_6} = 0,12\ mol\)
⇒ Brom phản ứng được với C4H8; C3H6; C2H4.
⇒ mtăng \(= m_{C_4H_8} + m_{C_2H_4} + m_{C_3H_6} = 19,6\ g\)

Bài 2:

Cho hỗn hợp hai anken đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng với nước (có H2SO4 làm xúc tác) thu được hỗn hợp Z gồm hai rượu (ancol) X và Y. Đốt cháy hoàn toàn 1,06 gam hỗn hợp Z sau đó hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 2 lít dung dịch NaOH 0,1M thu được dung dịch T trong đó nồng độ của NaOH bằng 0,05M. Công thức cấu tạo thu gọn của X và Y là (Cho: H = 1; C = 12; O = 16; thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể)

Hướng dẫn:

Gọi CTPT trung bình 2 anken là \(C_{\bar{n}} H_{2\bar{n}}\)
(\(\Rightarrow\) ancol tương ứng \(C_{\bar{n}} H_{2\bar{n} +2}O\))
+ Đốt cháy: \(C_{\bar{n}} H_{2\bar{n}+2}O\ +\frac{3\bar{n}}{2}O_2\rightarrow \bar{n}CO_2+(\bar{n}+1)H_2O\)
+ Do sản phẩm cháy đi vào NaOH sau đó còn dư bazo nên CO2 tạo muối Na2CO3:
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
 \(\Rightarrow 0,5\times n_{NaOH \ pu} = n_{CO2} = 0,5\times 2\times (0,1 - 0,05) = 0,05\) (mol)
\(\Rightarrow C_{\bar{n}} H_{2\bar{n}+2}O=\frac{0,05}{\bar{n}}\) (mol)
\(\Rightarrow M_{C_{\bar{n}} H_{2\bar{n} +2}O}=14\bar{n}+18=\frac{1,06}{\frac{0,05}{\bar{n}}}\Rightarrow \bar{n}=2,5\)
\(\Rightarrow\) Mà 2 anken là đồng đẳng liên tiếp
\(\Rightarrow\) chúng là C2H5OH và C3H7OH

Bài 3:

Hấp thụ vừa đủ hỗn hợp khí X gồm etilen và propilen vào dung dịch KMnO4 31,6% ở nhiệt độ thấp thu được dung dịch Y chỉ chứa 3 chất tan là etilenglicol, propan-1-2-điol, kali hidroxit và kết tủa Z. Trong dung dịch Y nồng độ % của etilenglicol là 6,906%. Phần trăm hối lượng prpilen trong X là:

Hướng dẫn:

Gọi khối lượng anken hấp thụ là m g có x mol etilen và y mol propen.
⇒ m = 28x + 42y
Giả sử có 100g dung dịch thuốc tím ⇒ n\(\tiny KMnO_4\) = 0,2 mol
Các quá trình:
+ Cho e: anken → diol + 2e
+ Nhận e: MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH-
⇒ n e trao đổi = 2x + 2y = 0,2 × 3 = 0,6 mol (1)
⇒ m rắn không tan = 17,4 g 
⇒ m dd sau = m dd thuốc tím + m anken – m rắn = 82,6 + m
⇒ C% etilenglicol = \(\frac{62x}{82,6 +28x + 42y}\) = 0,06906 (2)
Từ 1 và 2 ⇒ x = 0,104 mol; y= 0,196 mol
%m propilen (X) = 73,75%

Bài 4:

Đốt cháy hoàn toàn 4,64 gam một hiđrocacbon X (chất khí ở điều kiện thường) rồi đem toàn  bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2. Sau các phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa và khối lượng phần dung dịch giảm bớt 19,912 gam. Công thức phân tử của X là:

Hướng dẫn:

\(m_{\downarrow} = 39,4 \ gam\)
Khối lượng dung dịch giảm bớt 19,912 gam
\(\\ \Rightarrow m_{\downarrow} - (m_{CO_{2}} + m_{H_{2}O}) = 19,912 \\ \Rightarrow m_{CO_{2}} + m_{H_{2}O} = 19,488 \\ m_{C} + m_{H} = m_{hh} = 4,64 \\ X: C_{x}H_{y} \\ \left\{\begin{matrix} 12x+y = 4,64 \ \ \ \ \ \ \ \\ 44x + 18.\dfrac{y}{2} = 19,488 \end{matrix}\right. \Rightarrow \left\{\begin{matrix} x = 0,348 \\ y = 0,464 \end{matrix}\right. \\ x : y = 0,348:0,464 = 3:4 \Rightarrow C_{3}H_{4}\)

Lời kết

Sau bài học cần nắm: 

  • Hệ thống hóa kiến thức các hiđrocacbon quan trọng: ankan, anken, ankin và ankylbenzen về đặc điểm cấu tạo tính chất vật lý, tính chất hóa học, tính đặc trưng và ứng dụng. 
  • Viết phản ứng hóa học, chuyển hóa giữa các hidrocacbon nhận biết và điều chế chúng.

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 Bài 38 và bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 38 có phương pháp và lời giải chi tiết. Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa HOC247 thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!