13 bài tập Khoa học tự nhiên 9 Hydrocarbon, Alkane có lời giải (Phần 1)

Đáp án

a) Alkane là những hydrocarbon mạch hở, chỉ chứa các liên kết đơn trong phân tử, có công thức chung là C$_{n}$H$_{2n+2}$ (n ≥ 1). Alkane dễ cháy, tạo ra CO$_{2}$, H$_{2}$O và sinh ra nhiều nhiệt.

b) Khi bạn cho xăng và dầu hỏa vào nước, hai chất này sẽ không hòa tan vào nước mà sẽ tạo thành hai lớp riêng biệt với nước do sự không pha trộn giữa chúng. Điều này xảy ra vì xăng và dầu hỏa là các hydrocarbon không phân cực và không tan trong nước.

Đáp án

a) Các alkane là (1) và (3).

b) Ta có alkane có công thức phân tử là C$_{n}$H$_{2n+2}$ (n ≥ 1) ⇒ 12n + (2n + 2).1 = 44

⇒ n = 3. Vậy công thức phân tử của A là C$_{3}$H$_{8}$

– Công thức cấu tạo: CH3–CH2–CH3

a) Đặc điểm chung về thành phần nguyên tố của ba chất trên là đều chứa hai nguyên tố C và H.

b)

– Phân tử methane và propane chỉ chứa các liên kết $σ$ .

– Phân tử ethylene thì có chứa một liên kết $π$ .

– Alkane là những hydrocarbon mạch hở chỉ chứa liên kết đơn trong phân tử và có công thức chung C$_{n}$H$_{2n}$ + 2 (n ≥ 1).

– Alkane được sử dụng làm nhiên liệu, dung môi, dầu nhờn, … và nguyên liệu để tổng hợp các chất hữu cơ khác nhau.

a) Methane còn được gọi là khí hồ ao vì methane được tìm thấy trong sự phân huỷ kị khí ở các ao hồ, đầm lầy …

b)

– Đặc điểm cấu tạo: Phân tử alkane chỉ chứa các liên kết đơn.

– Alkane còn được gọi là hydrocarbon bão hoà hay hydrocarbon no do phân tử chỉ chứa các liên kết đơn.

a) Trong công thức phân tử của alkane, khi tăng thêm một nguyên tử carbon thì số nguyên tử hydrogen tăng thêm 2.

b) PTHH đốt cháy methane: CH$_{4}$ + 2O$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ CO$_{2}$ + 2H$_{2}$O

PTHH đốt cháy của ethane: 2C$_{2}$H$_{6}$ + 7O$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 4CO$_{2}$ + 6H$_{2}$O

b) Phương trình tổng quát đốt cháy alkane: C$_{n}$H$_{2n}$+2 + O2 $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ nCO$_{2}$ + (n + 1)H$_{2}$O

Các ứng dụng chủ yếu của alkane:

– Khí propane và butane dễ hóa lỏng, được dùng làm nhiên liệu cho bật lửa, bếp gas,...

– Các alkane ở trạng thái lỏng có thể dùng làm nhiên liệu dưới dạng xăng, dầu hỏa, dầu dicsel và nhiên liệu phản lực.

– Các alkane ở trạng thái rắn có thể dùng làm nhiên liệu dạng nến paraffin.

a) Dẫn hỗn hợp khí qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2, khí carbonic phản ứng hết tạo kết tủa. Khí thoát ra là CH4 .

PTHH: CO$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ $\overset{}{\rightarrow }$ CaCO$_{3}$ + H$_{2}$O

b) Đốt cháy hỗn hợp khí thu được khí carbonic có lẫn hơi nước. Dẫn hỗn hợp qua bình đựng CaO, hơi nước bị giữ lại, khí thoát ra là CO2.

PTHH: CH$_{4}$ + 2O$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ CO$_{2}$ + 2H$_{2}$O

CaO + H$_{2}$O $\overset{}{\rightarrow }$ Ca(OH)$_{2}$

a) CH$_{3}$–CH$_{2}$–CH$_{3}$

b) C$_{3}$H$_{8}$ + 5O$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 3CO$_{2}$ + 4H$_{2}$O

a) Các alkane đều 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.

Một số nhiên liệu được sử dụng nhiều trong ngành giao thông công cộng ở nước ta: xăng, dầu…

b) Ở Việt Nam có những mỏ dầu như: mỏ dầu Bạch Hổ, mỏ Sư Tử Đen, mỏ Sử Tử Vàng, mỏ Sư Tử Trắng…

Công thức chung của alkane: C$_{n}$H$_{2n}$ + 2.

Do alkane có 52 nguyên tử hydrogen nên 2n + 2 = 52 ⇒ n = 25.

Vậy alkane này có 25 nguyên tử carbon.

${n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}=\frac{8{,}8}{44}$ = 0,2 mol.

⇒ Bảo toàn nguyên tố C: n$_{C}$ =${n}_{{\mathrm{CO}}_{2}}$ = 0,2 mol ⇒ m$_{C}$ = 0,2 × 12 = 2,4g.

= 0,3 mol.

⇒ Bảo toàn nguyên tố H: n$_{H}$ = ${n}_{{H}_{2}O}$ . 2 = 0,6 mol ⇒ m$_{H}$ = 0,6 × 1 = 0,6g.

= 2,4 + 0,6 = 3g = m$_{A}$ có hai nguyên tố C và H, vậy A là Hydrocarbon.

b) Đặt công thức phân tử của A là C$_{x}$H$_{y}$

Vậy CTPT của A có dạng (CH$_{3}$)n vì MA < 40

→ (CH$_{3}$)n < 40 ⇒ 15n < 40

• Nếu n = 1 ⇒ không hợp lý.

• Nếu n = 2 ⇒ CTPT của A là C$_{2}$H$_{6}$ (nhận)

c) Không làm mất màu nước bromine do không có nối đôi.