Ankan - Tính chất hóa học, điều chế, ứng dụng

ANKAN  - TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ, ỨNG DỤNG

III. Tính chất hoá học

Phản ứng đặc trưng là phản ứng thế và phản ứng huỷ.

1. Phản ứng nhiệt phân

Ví dụ nhiệt phân metan:

2. Phản ứng thế

a) Thế clo và brom: Xảy ra dưới tác dụng của askt hoặc nhiệt độ và tạo thành một hỗn hợp sản phẩm.

Iot không có phản ứng thế với ankan. Flo phân huỷ ankan kèm theo nổ.

Những ankan có phân tử lớn tham gia phản ứng thế êm dịu hơn và ưu tiên thế những nguyên tử H của nguyên tử C hoặc cao.

 b) Thế với HNO₃ (hơi HNO₃ ở 200^oC → 400^oC).

c) Phản ứng tách H₂: ở 400^oC → 900^oC, xúc tác Cr₂O₃ + Al₂O₃.   

3. Phản ứng oxi hoá

a) Cháy hoàn toàn: sản phẩm cháy là CO₂ và H₂O.

b) Oxi hoá không hoàn toàn:

4. Phản ứng crackinh 

(Sản phẩm là những hiđrocacbon no và không no).

IV. Điều chế

1. Điều chế metan

a) Lấy từ các nguồn thiên nhiên: khí thiên nhiên, khí hồ ao, khí dầu mỏ, khí chưng than đá.

b) Tổng hợp:

c) Từ muối của axit cacboxylic:

d) Từ hợp chất cacbua kim loại:

2. Điều chế các ankan khác

a) Lấy từ các nguồn thiên nhiên: khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, sản phẩm crackinh.

b) Tổng hợp từ các dẫn xuất halogen:

R - Cl + 2Na + Cl - R'  R - R' + 2NaCl

Ví dụ:

V. Ứng dụng

- Dùng làm nhiên liệu (CH₄ dùng trong đèn xì để hàn, cắt kim loại).

- Dùng làm dầu bôi trơn.

- Dùng làm dung môi.

- Để tổng hợp nhiều chất hữu cơ khác: CH₃Cl, CH₂Cl₂, CCl₄, CF₂Cl₂,…

- Đặc biệt từ CH₄ điều chế được nhiều chất khác nhau: hỗn hợp CO + H₂, amoniac,

CH ≡ CH, rượu metylic, anđehit fomic

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1: Một hỗn hợp 2 ankan liên tiếp trong dãy đồng đẳng có tỉ khối hơi với H₂ là 24,8.

    a. Công thức phân tử của 2 ankan là:

A. C₂H₆ và C₃H₈.                                              B. C₄H₁₀ và C₅H₁₂.     

C. C₃H₈ và C₄H₁₀.                                             D. Kết quả khác

    b. Thành phần phần trăm về thể tích của 2 ankan là:

A. 30% và 70%.                        B. 35% và 65%.          C. 60% và 40%.          D. 50% và 50%

Câu 2: Ở điều kiện tiêu chuẩn có 1 hỗn hợp khí gồm 2 hiđrocacbon no A và B, tỉ khối hơi của hỗn hợp đối với H₂ là 12.

    a. Khối lượng CO₂ và hơi H₂O sinh ra khi đốt cháy 15,68 lít hỗn hợp (ở đktc).

A. 24,2 gam và 16,2 gam.                                             B. 48,4 gam và 32,4 gam.

C. 40 gam và 30 gam.                                                   D. Kết quả khác.

    b. Công thức phân tử của A và B là:

A. CH_­4 và C₂H₆.                                    B. CH₄ và C₃H₈.        

C. CH­₄ và C₄H₁₀.                                  D. Cả  A, B và C.

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai ankan kế tiếp trong dãy đồng đẳng được 24,2 gam CO₂ và 12,6 gam H₂O. Công thức phân tử 2 ankan là:

A. CH₄ và C₂H₆.            B. C₂H₆ và C₃H₈.                   

C. C₃H₈ và C₄H₁₀.         D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

Câu 4: X là hỗn hợp 2 ankan. Để đốt cháy hết 10,2 gam X cần 25,76 lít O₂ (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư được m gam kết tủa.

     a. Giá trị m là:

A. 30,8 gam.                           B. 70 gam.                              

C. 55 gam.                              D. 15 gam

     b. Công thức phân tử của A và B là:

A. CH_­4 và C₄H₁₀.                                  B. C₂H₆ và C₄H₁₀.                  

C. C₃H­₈ và C₄H₁₀.                                 D. Cả  A, B và C.

Câu 5: Hiđrocacbon  X cháy cho thể tích hơi nước gấp 1,2 lần thể tích CO₂ (đo cùng đk). Khi tác dụng với clo tạo một dẫn xuất monoclo duy nhất. X có tên là:

A. isobutan.       B. propan.                   C. etan.           D. 2,2- đimetylpropan

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai hiđrocacbon đồng đẳng có khối lượng phân tử hơn kém nhau 28 đvC, ta thu được 4,48 l CO₂ (đktc) và 5,4 gam H₂O. CTPT của 2 hiđrocacbon trên là:

A. C₂H₄ và C₄H₈.                                  B. C₂H₂ và C₄H₆.          

C. C₃H₄ và C₅H₈.                                  D. CH₄ và C₃H₈

Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp A (đktc) gồm CH₄, C₂H₆ và C₃H₈ thu được V lít khí CO₂ (đktc) và 7,2 gam H₂O. Giá trị của V là:

A. 5,60.                          B. 6,72.                                   C. 4,48.                       D. 2,24.

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp A (đktc) gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₂H₄ và C₃H₆, thu được 11,2 lít khí CO₂ (đktc) và 12,6 gam H₂O. Tổng thể tích của C₂H₄ và C₃H₆ (đktc) trong hỗn hợp A là:

A. 5,60.                          B. 3,36.                   C. 4,48.                           D. 2,24.

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm CH₄, C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆ thu được x mol CO₂ và 18x gam H₂O. Phần trăm thể tích của CH₄ trong A là:

A. 30%.                         B. 40%.           C. 50%.                       D. 60%.

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon A và B là đồng đẳng kế tiếp thu được 96,8 gam CO₂ và 57,6 gam H₂O. Công thức phân tử của A và B là:

A. CH₄ và C₂H₆.                                    B. C₂H₆ và C₃H₈.                   

C. C₃H₈ và C₄H₁₀.                                 D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

Câu 11: Hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon A và B là đồng đẳng kế tiếp. Đốt cháy X với 64 gam O₂ (dư) rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng Ca(OH)₂ dư thu được 100 gam kết tủa. Khí ra khỏi bình có thể tích 11,2 lít ở 0^oC và 0,4 atm. Công thức phân tử của A và B là:

A. CH₄ và C₂H₆.                        B. C₂H₆ và C₃H₈.       

C. C₃H₈ và C₄H₁₀.                     D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

Câu 12: Khi đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (đktc) thu được 44 gam CO₂ và 28,8 gam H₂O. Giá trị của V là:

A. 8,96.                          B. 11,20.                                 C. 13,44.                     D. 15,68.

Câu 13: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (đktc) thu được 16,8 lít khí CO₂ (đktc) và x gam H₂O. Giá trị của x là:

A. 6,3.                B. 13,5.                       C. 18,0.           D. 19,8.

Câu 14: Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp thu được 7,84 lít khí CO₂ (đktc) và 9,0 gam H₂O. Công thức phân tử của 2 ankan là:

A. CH₄ và C₂H₆.            B. C₂H₆ và C₃H₈.                    C. C₃H₈ và C₄H₁₀.       D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂.

Câu 15: Nạp một hỗn hợp khí có 20% thể tích ankan A và 80% thể tích O₂ (dư) vào khí nhiên kế. Sau khi cho nổ rồi cho hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong khí nhiên kế giảm đi 2 lần. Thiết lập công thức phân tử của ankan A.                                                                                    

A. CH₄.                          B. C₂H₆.                      C. C₃H₈ .                     D.C₄H₁₀.

Câu 16: Craking  m gam n-butan thu được  hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₄H₈ và một phần butan chưa bị craking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam H₂O và 17,6 gam CO₂. Giá trị của m là

A. 5,8.                            B. 11,6.                                   C. 2,6.                         D. 23,2.

Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO₂ (ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là

A. 70,0 lít.                     B. 78,4 lít.                               C. 84,0 lít.                   D. 56,0 lít.

Câu 18: Đốt cháy một hỗn hợp hiđrocacbon ta thu được 2,24 lít CO₂ (đktc) và 2,7 gam H₂O thì thể tích O₂ đã tham gia phản ứng cháy (đktc) là:

A. 5,6 lít.                       B. 2,8 lít.                           C. 4,48 lít.                         D. 3,92 lít.

Câu 19: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO₂ và hơi H₂O theo tỉ lệ thể tích 11:15. Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là:

A. 18,52% ; 81,48%.                                                     B. 45% ; 55%.

C. 28,13% ; 71,87%.                                                     D. 25% ; 75%.

ĐÁP ÁN