Hoá học 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Lý thuyết10 Trắc nghiệm22 BT SGK 362 FAQ

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.

YOMEDIA

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. CTPT và đặc điểm cấu tạo của hidrocacbon

1.2. Tính chất hóa học của hidrocacbon

1.3. Sự chuyển hóa giữa các loại hidrocacbon

2. Bài tập minh hoạ

3. Luyện tập Bài 38 Hóa học 11

3.1. Trắc nghiệm

3.2. Bài tập SGK và Nâng cao

4. Hỏi đáp về Bài 38 Chương 7 Hóa học 11

Tóm tắt lý thuyết

1.1. CTPT và đặc điểm cấu tạo của hidrocacbon

	ANKAN	ANKEN	ANKIN	ANKYLBENZEN
1. CTPT	C_nH_2n+2 (n ≥ 1)	CnH2n (n ≥ 2)	C_nH_{2n - 2} (n ≥ 2)	C_nH_{2n - 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.

1.2. 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, H₂theo 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

1.3. 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
⇒ M_X = 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; C₂H_4.
⇒ 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
\(\\ \Rightarrow m_{\downarrow} - (m_{CO_{2}} + m_{H_{2}O}) = 19,912 \\ \Rightarrow m_{CO_{2}} + m_{H_{2}O} = 19,488 \\ m_{C} + m_{H} = m_{hh} = 4,64 \\ X: C_{x}H_{y} \\ \left\{\begin{matrix} 12x+y = 4,64 \ \ \ \ \ \ \ \\ 44x + 18.\dfrac{y}{2} = 19,488 \end{matrix}\right. \Rightarrow \left\{\begin{matrix} x = 0,348 \\ y = 0,464 \end{matrix}\right. \\ x : y = 0,348:0,464 = 3:4 \Rightarrow C_{3}H_{4}\)

3. Luyện tập Bài 38 Hóa học 11

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.