Giải SGK Hóa 11 CTST Bài 12: Alkane có đáp án

- 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.

Vì sao methane được gọi là khí hồ ao?

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 …

- 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.

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

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

Vậy alkane này có 25 nguyên tử carbon.

Dựa vào thông tin nào trong Bảng 12.1 để chứng minh 4 chất đầu dãy đồng đẳng alkane đều ở thể khí?

Dựa vào thông tin nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy nhỏ hơn 0 $^{o}$C chứng minh được 4 chất đầu dãy đồng đẳng alkane ở thể khí.

CH$_{3}$ – : methyl;

C$_{2}$H$_{5}$ –: ethyl;

CH$_{3}$CH$_{2}$CH$_{2}$ –: propyl.

Khi số nguyên tử carbon tăng, thể tích của các phân tử alkane chuyển từ khí sang lỏng, rồi rắn do:

+ Khối lượng phân tử alkane tăng dần theo chiều tăng của số nguyên tử carbon;

+ Tương tác van der Waals giữa các phân tử alkane tăng.

- 2 nguyên tử carbon trong phân tử ethane (C$_{2}$H$_{6}$) cùng nằm trên một đường thẳng.

- Với các alkane mạch thẳng có số C > 3, những nguyên tử carbon của các alkane này không nằm trên cùng một đường thẳng. Do các nguyên tử C alkane ở trạng thái lai hoá sp$^{3}$. Mỗi nguyên tử C nằm ở tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là các nguyên tử H hoặc C; các góc hoá trị $\widehat{CCC};\widehat{CCH;}\ \widehat{HCH}$ đều gần bằng 109,5$^{o}$.

Ví dụ mô hình phân tử một số alkane

- Hiện tượng:

+ Ban đầu các ống nghiệm có hai lớp, lớp dưới là bromine màu vàng, lớp trên là hexane không màu.

Sau khi lắc đều:

+ Ống nghiệm để nơi có ánh sáng mặt trời (hoặc ngâm trong cốc nước nóng) nhạt màu dần đến mất màu;

+ Ống nghiệm không để ở nơi có ánh sáng mặt trời tách thành hai lớp; lớp trên là hỗn hợp bromine và hexane còn lớp dưới là nước.

- Giải thích:

+ Khi có mặt của ánh sáng khuếch tán hoặc khi đun nóng, các alkane tham gia phản ứng thế với halogen (chlorine, bromine).

+ Với ống nghiệm không để ngoài ánh sáng không xảy ra phản ứng thế, chỉ có sự hoà tan vật lí bromine vào hexane.

Cho 2 – methylbutane tác dụng với chlorine trong điều kiện chiếu sáng thu được tối đa 4 dẫn xuất monochloro là:

CH$_{2}$Cl – CH(CH$_{3}$) – CH$_{2}$ – CH$_{3}$;

CH$_{3}$ – CCl(CH$_{3}$) – CH$_{2}$ – CH$_{3}$;

CH$_{3}$ – CH(CH$_{3}$) – CHCl – CH$_{3}$;

CH$_{3}$ – CH(CH$_{3}$) – CH$_{2}$ – CH$_{2}$Cl.

C$_{10}$H$_{22}$ $\overset{{t}^{o},xt}{\rightarrow }$ C$_{3}$H$_{6}$ + C$_{7}$H$_{16}$.

C$_{10}$H$_{22}$ $\overset{{t}^{o},xt}{\rightarrow }$ C$_{4}$H$_{8}$ + C$_{6}$H$_{14}$.

C$_{10}$H$_{22}$ $\overset{{t}^{o},xt}{\rightarrow }$ C$_{5}$H$_{10}$ + C$_{5}$H$_{12}$.

Hexane bốc cháy cho ngọn lửa màu vàng.

Phương trình hoá học của phản ứng:

${C}_{6}{H}_{14}+\ \frac{19}{2}{O}_{2}\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }6C{O}_{2}+\text{7}{H}_{2}O$

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

+ Khí thải do các phương tiện giao thông hoạt động thải ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu.

+ Khí thải do đốt cháy các nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp …

Một số biện pháp hạn chế tình trạng ô nhiễm hiện nay:

- Sử dụng các phương tiện công cộng thay cho phương tiện cá nhân.

- Giảm bớt lượng chì (lead) có trong nhiên liệu.

- Tăng hiệu suất đốt cháy nhiên liệu động cơ.

- Đưa thêm chất xúc tác vào ống xả động cơ nhằm tiếp tục chuyển hoá alkane trong khí thải động cơ thành carbon dioxide và nước.

- Trồng nhiều cây xanh….

a) Nhiệt độ sôi của 4 alkane đầu tiên tăng theo chiều tăng của số nguyên tử carbon.

Giải thích: Khi số nguyên tử carbon tăng, tương tác van der Waals giữa các phân tử alkane tăng, dẫn đến nhiệt độ sôi của các alkane cũng tăng.

b) Ở nhiệt độ phòng methane, ethane, propane và butane là những chất khí.

a) Do xăng, dầu dễ bắt lửa, dễ cháy và khi cháy toả ra lượng nhiệt lớn nên phải chứa xăng, dầu trong các thùng chứa chuyên dụng và bảo quản ở những kho riêng.

b) Do xăng, dầu nhẹ hơn nước, không tan trong nước nên nổi trên mặt nước do tác động sóng biển và thủy triều các váng xăng, dầu lan rộng làm các sinh vật biển nhiễm độc hoặc chết hàng loạt … Do đó các sự cố tràn dầu trên biển thường gây ra thảm hoạ cho một vùng biển rất rộng.

c) Không được dùng nước để dập đám cháy gây ra do xăng dầu. Bởi vì xăng dầu nhẹ hơn nước, nếu ta dập đám cháy gây ra bởi xăng dầu bằng nước thì nước lan tỏa đến đâu xăng dầu lan tỏa đến đó khiến đám cháy còn lan rộng lớn và khó dập tắt hơn.

Alkane có công thức phân tử C$_{5}$H$_{12}$, khi tác dụng với chlorine chỉ tạo ra một dẫn xuất monochloro duy nhất → alkane này có tính đối xứng cao.

Vậy alkane thoả mãn là:

: 2,2 – dimethylpropane.