BÀI 21. ALKANE

Mở đầu: Khí tự nhiên, khí mỏ dầu đều có thành phần chính là alkane và một số hydrocarbon khác. Alkane là gì? Alkane có những tính chất vật lý, hóa học nào?

Giải nhanh:

- Alkane là hydrocarbon mạch hở, chỉ chứa liên kết đơn (C-C, C-H) trong phân tử.

- Tính chất vật lý của alkane: ở điều kiện thường, các alkane từ C₁ đến C₄ ở trạng thái khí, từ C₅ đến khoảng C₁₈ ở trạng thái lỏng, từ khoảng C₁₈ trở đi ở trạng thái rắn.

Alkane không tan trong nước. Alkane là những dung môi phân cực và đều là những chất không màu.

- Tính chất hóa học: Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác và nhiệt độ, alkane tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxy hóa.

1. KHÁI NIỆM HYDROCARBON, ALKANE

Câu 1: Vì sao methane, ethylene được gọi là hydrocarbon?

Giải nhanh:

Hợp chất này chỉ gồm nguyên tố carbon và hydrogen 

Câu 2: Hãy viết công thức phân tử, công thức cấu tạo thu gọn và cho biết đặc điểm cấu tạo các alkane ở Hình 21.1.

Giải nhanh:

Đặc điểm cấu tạo của các alkane: có mạch hở, chỉ chứa các liên kết đơn (C-C, C-H) trong phân tử.

2. THÍ NGHIỆM ĐỐT CHÁY BUTANE

Câu 3: Gas dùng đun nấu có chứa alkane chủ yếu nào? Viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng cháy của chúng 

Giải nhanh:

- Chủ yếu gồm propane C₃H₈ và butane C₄H_10.

Phương trình cháy: 

C₃H₈ + 5O₂ —> 3CO₂ + 4H₂O (có nhiệt độ)

2C₄H₁₀ + 13O₂ —> 8CO₂ + 10H₂O (có nhiệt độ)

Vận dụng: Vì sao ở các trạm xăng dầu người ta thường treo bảng cấm như ở hình bên dưới?

Giải nhanh:

Vì trong xăng dầu có nhiều alkane. Các alkane đầu dãy đồng đẳng có trong xăng dầu rất dễ cháy -> Gây nổ, rất nguy hiểm.

3. ỨNG DỤNG LÀM NHIÊN LIỆU CỦA ALKANE TRONG THỰC TIỄN

Câu 4: Vì sao một số alkane (methane, propane, butane,…) được sử dụng làm nhiên liệu?

Giải nhanh:

Các alkane cháy trong không khí tạo sản phẩm chủ yếu gồm carbon dioxide và nước, khi cháy tỏa nhiều nhiệt nên được dùng làm nhiên liệu.

Luyện tập: Methane, propane thường được dùng làm nhiên liệu. Khi đốt cùng một khối lượng mỗi chất trên thì nhiệt lượng tỏa ra của chất nào lớn hơn? Biết rằng nhiệt tỏa ra khi cháy của methane và propane lần lượt là 890 kJ/mol và 2219 kJ/mol.

Giải nhanh:

Giả sử có cùng khối lượng methane và propane là m (gam).

nCH₄=; số mol propane: nC₃H₈=

Q1=.890 = 55,625m (kJ)

Q2=.2219 ≈ 50,432m (kJ)

Vậy khi đốt cùng một khối lượng mỗi chất, methane tỏa ra nhiệt lượng lớn hơn.

Vận dụng: Em hãy giới thiệu một số alkane được sử dụng phổ biến trong đời sống

Giải nhanh:

CH₄, C₃H₈ dùng làm khí đốt, khí hóa lỏng… 

Alkane chứa từ 20 carbon trở lên dùng làm dầu mỡ bôi trơn, chống gỉ, sáp pha thuốc mỡ, nến, giấy dầu…