Lý thuyết Hệ thống hóa về hiđrocacbon (mới 2023 + Bài Tập) - Hóa học 11

Lý thuyết Hóa 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Bài giảng Hóa 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hiđrocacbon

I. Hệ thống hóa về hiđrocacbon

Bảng 1: Tóm tắt về một số loại hiđrocacbon quan trọng

	Ankan	Anken	Ankin	Ankylbenzen
Công thức phân tử	CnH2n +2 (n ≥ 1)	CnH2n (n ≥ 2)	CnH2n – 2 (n ≥ 2)	CnH2n – 6 (n ≥ 6)
Đặc điểm cấu tạo phân tử	- Chỉ có liên kết đơn C – C, C – H. - Có đồng phân mạch cacbon.	- Có một liên kết đôi C = C. - Có đồng phân mạch cacbon, đồng phân vị trí liên kết đôi và đồng phân hình học.	- Có một liên kết đôi C ≡ C. - Có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí liên kết ba.	- Có vòng benzen. - Có đồng phân mạch cacbon của nhánh ankyl và đồng phân vị trí tương đối của các nhóm ankyl.
Tính chất vật lí	- Ở điều kiện thường, các hợp chất từ C1 – C4 là chất khí; ≥ C5 là chất lỏng hoặc rắn. - Không màu. - Không tan trong nước
Tính chất hóa học	- Phản ứng thế (halogen). - Phản ứng tách. - Phản ứng oxi hóa.	- Phản ứng cộng (H­2, Br2, HX, …) - Phản ứng trùng hợp. - Phản ứng oxi hóa.	- Phản ứng cộng (H2, Br2, HX, …). - Phản ứng thế H liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của liên kết ba đầu mạch. - Phản ứng oxi hóa.	- Phản ứng thế (halogen, nitro). - Phản ứng cộng. - Phản ứng oxi hóa mạch nhánh.
Ứng dụng	Làm nhiên liệu, nguyên liệu, dung môi.	Làm nguyên liệu	Làm nguyên liệu	Làm dung môi, nguyên liệu

* Phương trình minh họa tính chất hóa học:

1. Ankan

a) Phản ứng thế

CH₄ + Cl₂ $\stackrel{as}{\to }$ CH₃Cl + HCl

b) Phản ứng tách

CH₃ – CH₂ – CH₃ $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ CH₃ – CH = CH₂ + H₂

CH₃ – CH₂ – CH₃ $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ CH₄ + CH₂ = CH₂

c) Phản ứng oxi hóa

          CH_4­ + 2O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + 2H₂O

2. Anken

a) Phản ứng cộng

CH₂ = CH₂ + H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ CH₃ – CH₃

b) Phản ứng trùng hợp

nCH₂ = CH₂ $\underset{xt}{\overset{t^o,p}{\to }}$ (– CH₂ – CH₂ –)_n

c) Phản ứng oxi hóa

3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO–CH₂–CH₂–OH + 2MnO₂↓ + 2KOH

3. Ankin

a) Phản ứng cộng

CH ≡ CH + 2H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ CH₃ – CH₃

b) Phản ứng thế bằng ion kim loại

CH ≡ CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → Ag – C ≡ C – Ag↓ + 2NH₄NO₃

c) Phản ứng oxi hóa

- Phản ứng cháy:

2C₂H₂ + 5O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 4CO₂ + 2H₂O

- Làm mất màu dung dịch thuốc tím.

4. Ankylbenzen

a) Phản ứng thế

b) Phản ứng cộng

c) Phản ứng oxi hóa

C₆H₅ – CH₃ + 2KMnO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ C₆H₅ – COOK + 2MnO₂↓ + KOH + H₂O

II. Sự chuyển hóa giữa các loại hiđrocacbon

Trắc nghiệm Hóa học lớp 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hidrocacbon thiên nhiên

Bài 1: Ankin là những hiđrocacbon không no, mạch hở, có công thức chung là

A. C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

B. C_nH_2n (n ≥ 2).

C. C_nH_2n-2 (n ≥ 2). 

D. C_nH_2n-6 (n ≥ 6).

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Ankin là những hiđrocacbon không no, mạch hở, có công thức chung là C_nH_2n-2 

(n ≥ 2).

Bài 2: Phát biểu nào sau đây không đúng ?

A. Trong hợp chất hữu cơ nguyên tử các nguyên tố liên kết với nhau đúng hóa trị theo một trật tự xác định

B. Hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có chứa cacbon và hidro có thể chứa axit, nito, lưu huỳnh…

C. Các phản ứng hữu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau 

D. Hai chất hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm CH₂ chưa chắc đã là đồng đẳng của nhau

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích: B sai vì hợp chất hữu cơ chỉ nhất thiết chứa C, có thể không có H.

Bài 3: Khi cho toluen phản ứng với Br₂ (có mặt Fe, t^oC) theo tỉ lệ 1:1 về số mol, sản phẩm chính thu được có tên là

A. benzyl clorua 

B. 2,4-đibromtoluen

C. p-bromtoluen và o-bromtoluen

D. m-bromtoluen                                                  

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích: 

Toluen (C₆H₅CH₃) có nhóm thế CH₃^-, khi phản ứng với Br₂ (1:1) sẽ ưu tiên tạo thành o-bromtoluen và p-bromtoluen

Bài 4: Khi cho isopren tác dụng với dung dịch Br₂ theo tỉ lệ 1:1 có thể thu được bao nhiêu sản phẩm đibrom (kể cả đồng phân hình học)

A. 4

B. 2

C. 3

D. 5

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Các sản phẩm có thể thu được là:

CH₂ = C (CH₃) - CHBr - CH₂Br 

CH₂Br - C(CH₃)Br - CH = CH₂    

CH₂Br - C(CH₃) = CH - CH₂Br (cis - trans) 

Bài 5: Cho các hidrocacbon: eten; axetilen; benzen; toluen; isopentan; stiren. Số chất làm mất màu dung dịch KMnO₄ là:

A. 4

B. 5

C. 6

D. 3

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Các chất làm mất màu dung dịch KMnO₄ là 4 chất: eten; axetilen; toluen; stiren

Lưu ý: Toluen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.

Bài 6: Trong các dồng phân mạch hở có cùng công thức phân tử C₅H₈ có bao nhiêu chất khi cộng H₂ tạo sản phẩm isopentan:

A. 3

B. 5

C. 2

D. 4

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Độ bất bão hòa k = (2.5 + 2 – 8) : 2 = 2

+ TH₁: 1 liên kết ba

CH₃ – CH(CH₃) – C ≡ CH

+ TH₂: 2 liên kết đôi

CH₂ = C(CH₃) – CH = CH₃

CH₃ – C(CH₃) = C = CH₂

→ Có 3 chất thỏa mãn đề bài

Bài 7: Hiđrat hóa anken (có xúc tác) thu được một ancol duy nhất có công thức C₄H₉OH. Anken là:

A. 2-metylbut-2-en

B. but-2-en

C. 2-metylpropen

D. but-1-en

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

But-2-en có cấu tạo đối xứng, khi cộng nước thu được 1 ancol duy nhất:

CH₃-CH=CH-CH₃ + H₂O $\stackrel{\mathrm{xt},{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₃

Bài 8: Hỗn hợp X gồm 2 hidrocacbon mạch hở, có thể là ankan, anken, ankin, ankadien. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X thu được số mol CO₂ bằng số mol H₂O. X không thể gồm:

A. ankan và anken                                         

B. 2 anken                                                                                     

C. ankan và ankin                                          

D. ankan và ankadien

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Hỗn hợp gồm ankan và anken khi đốt cháy hoàn toàn sẽ thu được $n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}$.

Hỗn hợp X không thể gồm ankan và anken

Bài 9: Để đơn giản ta xem một loại xăng là hỗn hợp của pentan - hexan có tỷ khối hơi so với H₂ là 38,8. Cần trộn hơi xăng và không khí (20% thể tích là O₂) theo tỷ lệ thể tích như thế nào để đốt cháy vừa đủ và hoàn toàn xăng

A. 1:43

B. 1:40

C. đáp án khác

D. 1:35

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Đặt công thức của hỗn hợp có dạng là C_nH_2n+2

M _hh = 2.38,8 → 14n + 2 = 77,6

→ n = 5,4

Giả sử n_hh = 1 mol

$\to \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=5,4\mathrm{mol}\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=6,4\mathrm{mol}\end{array}\right.$

BTNT O:

$2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

$\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}=8,6\mathrm{mol}$

$\to {\mathrm{n}}_{\mathrm{kk}}=\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}}{20}.100=43\mathrm{mol}$

→ V_hh : V_kk = 1 : 43

Câu 10: Dẫn hỗn hợp X gồm 0,05 mol C₂H₂, 0,1 mol C₃H₄ và 0,1 mol H₂ qua ống chứa Ni nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp Y gồm 7 chất. Đốt cháy hoàn toàn Y bằng O₂ dư rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào 700 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch Z. Tổng khối lượng chất tan trong Z là

A. 35,8

B. 45,6

C. 38,2

D. 40,2

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Đốt cháy Y cũng là cháy X

BTNT “C”  

$\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2}+3{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_4}=0,4$

Lại có: $n_{C{O}_2}<n_{NaOH}<2n_{C{O}_2}$

→Hấp thụ sản phẩm cháy vào NaOH  tạo 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃

Trong đó:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}$ = 0,3 mol

→$n_{NaHC{O}_3}$ = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol

m _{chất tan trong Z} = 0,3.106 + 0,1.84 = 40,2g

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 39: Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon 

Lý thuyết Bài 40 : Ancol

Lý thuyết Bài 41: Phenol

Lý thuyết Bài 42: Luyện tập: Dẫn xuất halogen, ancol và phenol

Lý thuyết Bài 44: Anđehit – Xeton