CHƯƠNG 4. HYDROCACBON

BÀI 12: ALKANE

KHỞI ĐỘNG

Gas dùng làm nhiên liệu đun nấu trong gia đình có thành phần chủ yếu là propane và butane. Đây là các alkane ở thể khí trong điều kiện thường nhưng được hóa lỏng dưới áp suất cao. Alkane là gì? chúng có vai trò như thế nào đối với đời sống, sản xuất?

Đáp án chuẩn:

Alkane là những hydrocarbon no, mạch hở, trong phân tử chỉ có liên kết đơn C-C hoặc C-H.

Vai trò:

- Làm dung môi, chất bôi trơn, chất chống gỉ, sáp đun nấu và pha thuốc mỡ

- Nguyên liệu để hàn cắt kim loại, làm đèn xi nhan

- Tổng hợp các chất hữu cơ 

1. KHÁI NIỆM VỀ ALKANE

Bài 1: Vì sao methane được gọi là khí hồ ao?

Đáp án chuẩn:

Do là thành phần chính trong những các bong bóng khí ở các vùng đầm lầy 

Bài 2: 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?

Đáp án chuẩn:

Mạch hở,  liên kết đơn.Vì alkane chỉ có các liên kết đơn

Bài 3: Alkane nào dưới đây có mạch phân nhánh?

Đáp án chuẩn:

B 

Bài 4: Phân tử của một alkane trong sáp nến có 52 nguyên tử hydrogen. Hãy xác định nguyên tử Carbon trong thành phần alkane nói trên.

Đáp án chuẩn:

25 nguyên tử Carbon

2. DANH PHÁP ALKANE

Bài 1: Dựa vào thông tin nào trong bảng 12.1 để chứng minh bốn chất đầu dãy đồng đẳng alkane đều ở thể khí

Đáp án chuẩn:

Do nhiệt độ sôi của 4 chất đầu < nhiệt độ phòng

Bài 2: Gọi tên gốc alkyl sau CH₃ - , C₂H₅ - , CH₃CH₂CH₂-

Đáp án chuẩn:

Methyl; ethyl; propyl

Bài 3: Viết công thức cấu tạo và đọc tên tất cả đồng phân alkane có công thức phân tử C₅H₁₂

Đáp án chuẩn:

3. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Bài 1: Khi số nguyên tử carbon tăng, thể của các phân tử alkane chuyển từ khí sang lỏng rồi đến rắn. Giải thích

Đáp án chuẩn:

Khi số carbon tăng, kích thước tăng, electron tăng, tương tác van der Waals cũng tăng → thể của các alkane chuyển dần từ khí sang lỏng rồi đến rắn.

Bài 2: Giải thích vì sao người ta thường dùng xăng để rửa các vết bẩn dầu mỡ?

Đáp án chuẩn:

Vì dễ bị hòa tan trong dung môi xăng

4. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Bài 1: Những nguyên tử carbon trong phân tử alkane không phân nhánh nằm trên một đường thẳng không?

Đáp án chuẩn:

Không cùng.

Bài 2: Giải thích hiện tượng xảy ra trong hai ống nghiệm ở thí nghiệm 1

Đáp án chuẩn:

Hiện tượng : 2 lớp chất lỏng, lớp dưới vàng, lớp trên không màu. Chiếu sáng thì màu bị nhạt hơn so với ống không chiếu sáng.

- Do bromine tan được trong hexane dẫn đến lớp trên là hexane có chứa bromine. 

- Ở ống nghiệm có chiếu sáng: phản ứng hoá học xảy ra ở lớp trên (gồm hexane và bromine) làm lớp này bị nhạt màu.

Bài 3: Khi cho methane tác dụng với Chlorine (có chiếu sáng hoặc đun nóng), các nguyên tử hydrocarbon trong methane lần lượt bị thay thế bởi các nguyên tử chlorine,  tạo ra 4 dẫn xuất Chloro khác nhau. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra 

Đáp án chuẩn:

CH₄+ Cl₂ → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

Bài 4: Cho 2-methylbutane tác dụng với chlorine trong điều kiện chiếu sáng thu được tối đa bao nhiêu đồng phân cấu tạo dẫn xuất monochloro? 

Đáp án chuẩn:

 4 

Bài 5: Viết 3 phương trình hóa học khác nhau khi cracking decane (C₁₀H₂₂) 

Đáp án chuẩn:

C₁₀H₂₂ →to,p CH₄ + C₉H₁₈

C₁₀H₂₂ →to,p C₈H₁₈ + C₂H₄ 

C₁₀H₂₂ →to,p C₃H₈ + C₇H₁₄

Bài 6: Theo ví dụ 5, nếu lấy cùng khối lượng methane và propane thì chất nào tỏa nhiệt nhiều hơn? 

Đáp án chuẩn:

methane 

Bài 7: Quan sát nhận xét màu ngọn lửa và viết phương trình hóa học của phản ứng đốt cháy hexane

Đáp án chuẩn:

Ngọn lửa có màu xanh

PTHH 2C₆H₁₄ + 19O₂ → 12CO₂ + 14H₂O

Bài 8: Sau bước 2 của thí nghiệm 3, so sánh hiện tượng xảy ra ba giữa hai ống nghiệm 

Đáp án chuẩn:

2 ống không làm mất màu KMnO₄

5. ỨNG DỤNG CỦA ALKANE VÀ ĐIỀU CHẾ ALKANE TRONG CÔNG NGHIỆP

Bài 1: Nguyên nhân nào làm gia tăng khói thải và các hạt bụi mịn vào không khí?

Đáp án chuẩn:

- Cháy rừng

- Bụi thiên nhiên

- Thời điểm giao mùa

- Giao thông vận tải

- Sinh hoạt

- Sản xuất công nghiệp

- Rác thải

- Xây dựng

- Nông nghiệp

Bài 2: Bụi mịn PM2.5 là các loại bụi mịn có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 µm. Chúng lơ lửng trong không khí và được hình thành từ các nguyên tố như C, S, N cùng với các hợp chất kim loại khác. Cho biết tác hại của bụi mịn PM2.5 đến sức khỏe.

Đáp án chuẩn:

- Ngứa ngáy, khó chịu, viêm mũi, đau mắt, các bệnh về tai mũi họng, làm suy giảm hệ miễn dịch. 

- Tăng nguy cơ tử vong ở những người mắc bệnh tim.

- Làm gia tăng tỷ lệ mắc bệnh thoái hóa não của chúng ta.

- Nguyên nhân gây ung thư và biến đổi gen ở người. 

Bài 3: Em hãy đề xuất một số giải pháp để hạn chế tình trạng ô nhiễm không khí hiện nay

Đáp án chuẩn:

- Trồng cây xanh

- Ưu tiên sử dụng các phương tiện công cộng

- Đô thị hóa đúng cách

- Xử lý khí thải trước khi xả ra môi trường.

- Không vứt rác bừa bãi.

- Ứng dụng công nghệ xanh vào việc xây dựng, trồng trọt, chăn nuôi.

- Hạn chế sử dụng các hóa chất trong nông, lâm nghiệp.

- Tuyên truyền, vận động người dân 

BÀI TẬP

Bài 1: Quan sát biểu đồ thể hiện nhiệt độ sôi của bốn alkane đầu tiên

a) Nhận xét, giải thích sự biến đổi nhiệt độ sôi của các alkane đã cho trong biểu đồ 

b) Nhiệt độ phòng methane, ethane, propane và butane là những chất lỏng hay chất khí?

Đáp án chuẩn:

a) Do từ methane đến butane phân tử khối tăng => lực liên kết Vande Waals tăng => nhiệt độ sôi tăng.

b) Chất khí

Bài 2: Biết rằng thành phần chủ yếu của xăng dầu là hydrocarbon. Hãy giải thích vì sao

a) phải chứa xăng dầu trong các thùng chứa chuyên dụng và bảo quản ở những kho riêng

b) các sự cố tràn dầu trên biển thường gây ra thảm họa cho một vùng biển rất rộng

c) khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập đám cháy

Đáp án chuẩn:

a) Xăng, dầu, dễ bay hơi và rất dễ gây ra phản ứng nổ 

b) Dầu không tan trong nước bị tác thành từng lớp nổi lên mặt nước 

c)  Không nên dùng nước dập 

Bài 3: Alkane X có công thức phân tử là C₅H₁₂. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên của alkane X, biết X chỉ có thể tạo ra một dẫn xuất monochloro duy nhất

Đáp án chuẩn:

: 2,2 – dimethylpropane.