Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Ankan (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải) Hóa học 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học.

Mời các bạn đón xem:

Ankan (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

A. Lý thuyết Ankan

I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

1. Dãy đồng đẳng ankan

- Metan (CH₄) và các chất tiếp theo có công thức phân tử C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, C₅H₁₂,.. lập thành dãy đồng đẳng ankan (hay parafin) có công thức chung C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

- Trong phân tử ankan chỉ có các liên kết đơn C - C, C - H. Các nguyên tử cacbon trong phân tử ankan (trừ C₂H₆) không cùng nằm trên một đường thẳng.

Hình 1: Mô hình phân tử propan, butan và isobutan

2. Đồng phân

- Từ C₄H₁₀ trở đi, ứng với mỗi công thức phân tử có các công thức cấu tạo mạch cacbon không phân nhánh và mạch cacbon phân nhánh của các đồng phân mạch cacbon.

Thí dụ: Ứng với công thức phân tử C₅H₁₂ có các đồng phân cấu tạo sau:

3. Danh pháp

- Một số ankan mạch cacbon không phân nhánh được giới thiệu trong bảng sau:

Bảng 1: Tên và một vài hằng số vật lí của một số ankan mạch không nhánh và tên gốc ankyl tương ứng

- Các ankan có mạch nhánh được gọi tên theo danh pháp thay thế như sau:

+ Chọn mạch cacbon dài nhất và có nhiều nhánh nhất làm mạch chính.

+ Đánh số thứ tự các nguyên tử cacbon mạch chính từ phía gần nhánh hơn.

+ Gọi tên mạch nhánh (nhóm ankyl) theo thứ tự vần chữ cái cùng với số chỉ vị trí của nó, tiếp theo là tên ankan tương ứng với mạch chính (xem bảng trên).

Thí dụ:

- Một số chất có tên thông thường, thí dụ: isopentan, neopentan,...

- Bậc của nguyên tử C trong phân tử hiđrocacbon no được tính bằng số liên kết của nó với các nguyên tử cacbon khác.

Thí dụ: Trong phân tử 2-metylbutan, bậc của các nguyên tử số 2 là III; bậc của nguyên tử C số 3 là II;…

II. Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, bốn ankan đầu dãy đồng đẳng (từ CH₄ đến C₄H₁₀) là những chất khí, các ankan tiếp theo là chất lỏng, từ khoảng C₁₈H₃₈ trở đi là những chất rắn.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các ankan tăng theo chiều tăng của phân tử khối.

- Tất cả các ankan nhẹ hơn nước và hầu như không tan trong nước, nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

III. Tính chất hóa học

- Ở nhiệt độ thường, các ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hóa như dung dịch KMnO₄ (thuốc tím)...

- Khi chiếu sáng hoặc đun nóng, các ankan dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy. 

1. Phản ứng thế bởi halogen

- Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử metan.

Phương trình hóa học:

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

CH₃Cl + Cl₂$\stackrel{\mathrm{as}}{\to }$CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂$\stackrel{\mathrm{as}}{\to }$CHCl3 + HCl

CHCl₃ + Cl₂$\stackrel{\mathrm{as}}{\to }$CCl₄ + HCl

Hình 1: Clo hóa metan

- Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự metan.

Nhận xét:

- Nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc thấp hơn.

2. Phản ứng tách

- Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hiđrocacbon không no tương ứng.

Thí dụ:

CH₃ – CH₃$\stackrel{500°\mathrm{C},\mathrm{xt}}{\to }$CH₂ = CH₂ + H₂

- Ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, các ankan còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.

Thí dụ:

CH₃ – CH₂ – CH₃$\stackrel{\mathrm{t}°, \mathrm{xt}}{\to }\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6+{\mathrm{CH}}_4\\ {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_6+{\mathrm{H}}_2\end{array}\right.$

3. Phản ứng oxi hóa

- Khi bị đốt, các ankan đều cháy, tỏa nhiều nhiệt.

C_nH_{2n + 2} + $\frac{3\mathrm{n}+1}{2}$O₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$nCO₂ + (n + 1)H₂O

IV. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

- Metan được điều chế bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút:

CH₃COONa + NaOH$\stackrel{\mathrm{CaO}, \mathrm{t}°}{\to }$CH₄↑ + Na₂CO₃

Hình 2: Điều chế metan trong phòng thí nghiệm

2. Trong công nghiệp

- Các ankan là thành phần chính của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.

- Từ dầu mỏ, bằng phương pháp chưng cất phân đoạn, ta thu được các ankan ở các phân đoạn khác nhau.

- Từ khí thiên nhiên và khí mỏ dầu cũng thu được các ankan CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ ...

V. Ứng dụng của ankan

- Các ankan được dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu cho công nghiệp.

Hình 3: Một số ứng dụng của ankan

B. Bài tập Ankan

Câu 1: Công thức tổng quát của ankan là

A. C_nH_n+2 

B. C_nH_2n+2 

C. C_nH_2n

D. C_nH_2n-2 

_{Đáp án: B}

Câu 2: Hợp chất hữu cơ nào sau đây thuộc dãy đồng đẳng ankan?

A. C₁₀H₂₂

B. C₈H₁₆

C. C₆H₆

D. C_nH_2n-2

Đáp án: A

Câu 3: Phản ứng đặc trưng của ankan là:

A. Cộng với halogen

B. Thế với halogen

C. Crackinh

D. Đề hiđro hoá

Đáp án: B

Câu 4: Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C₅H₁₂ là

A. 6

B. 4

C. 5

D. 3

Đáp án: D

Câu 5: Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C₆H₁₄ là

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Đáp án: C

Câu 6: Hợp chất (CH₃)₂CHCH₂CH₂CH₃ có tên gọi là      

A. neopentan

B. 2-metylpentan

C. isopentan

D. 1,1-đimetylbutan.

Đáp án: B

Câu 7: Ankan (CH₃)₂CHCH₂C(CH₃)₃ có tên gọi là

A. 2,2,4-trimetylpentan

B. 2,2,4,4-tetrametybutan

C. 2,4,4-trimetylpentan

D. 2,4,4,4-tetrametylbutan

Đáp án: A

Câu 8: Ankan X có công thức phân tử C₅H₁₂. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoclo. Tên gọi của X là

A. 2,2-đimetylpropan

B. 2-metylbutan

C. pentan

D. 2-đimetylpropan

Đáp án: B

Câu 9: Ankan X có công thức phân tử C₆H₁₄. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoclo. Tên gọi của X là

A. 2,2-đimetylbutan

B. 3-metylpentan

C. hexan

D. 2,3-đimetylbutan

Đáp án: B

Câu 10: Cho 2-metylbutan tác dụng với Cl₂ (ánh sáng, tỉ lệ số mol 1 : 1), số sản phẩm monoclo tối đa thu được là

A. 2

B. 3

C. 5

D. 4.

Đáp án: D

Câu 11: Sản phẩm của phản ứng thế clo (1:1, ánh sáng) vào 2,2-đimetylpropan là:

(1) CH₃C(CH₃)₂CH₂Cl

(2) CH₃C(CH₂Cl)₂CH₃ 

(3) CH₃ClC(CH₃)₃

A. (1); (2).

B. (2); (3).

C. (2).

D. (1).

Đáp án: D

Câu 12: Phản úng tách butan ở 500^oC có xúc tác cho những sản phẩm nào sau đây?

A. CH₃CH=CHCH₃ và H₂

B. CH₃CH=CH₂ và CH₄

C. CH₂=CH-CH=CH₂ và H₂

D. A, B, C đều đúng.

Đáp án: D

Câu 13: Propan cháy trong oxi tạo khí cacbonic và hơi nước. Theo phương trình phản ứng thì:

A. 1 lít oxi phản ứng vừa đủ với 5 lít propan.

B. 1 lít khí cacbonic tạo ra từ 3 lít propan.

C. 1 lít nước tạo ra từ 0,8 lít oxi.

D. 1 lít oxi tham gia phản ứng tạo 0,6 lít khí cacbonic.

Đáp án: D

Câu 14: Ankan X có chứa 14 nguyên tử hiđro trong phân tử. Số nguyên tử cacbon trong một phân tử X là

A. 4

B. 5

C. 6

D. 7

Đáp án: C

Câu 15: Ankan X có chứa 82,76% cacbon theo khối lượng. Số nguyên tử hiđro trong một phân tử X là

A. 6

B. 8

C. 10

D. 12.

Đáp án: C

Câu 16: Ankan X có chứa 20% hiđro theo khối lượng. Tổng số nguyên tử trong một phân tử X là

A. 8

B. 11

C. 6

D. 14.

Đáp án: A

Câu 17: Clo hóa ankan X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoclo có thành phần khối lượng clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₁₀

B. C₃H₈

C. C₃H₆

D. C₂H₆

Đáp án: B

Câu 18: Đốt cháy hoàn toàn 2,9 gam ankan X, thu được 4,48 lít CO₂ (đktc). Công thức phân tử của X là

A. C₃H₈

B. C₄H₁₀

C. C₅H₁₀

D. C₅H₁₂.

Đáp án: B

Câu 19: Ankan có những loại đồng phân nào?

A. Đồng phân nhóm chức.

B. Đồng phân cấu tạo.

C. Đồng phân vị trí nhóm chức.

D. Có cả ba loại đồng phân trên.

Đáp án: B

Câu 20: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO₂ và 0,132 mol H₂O. Khi X tác dụng với khí clo (theo tỉ lệ số mol 1:1) thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tên gọi của X là

A. 2,2-đimetylpropan

B. etan

C. 2-metylpropan

D. 2- metylbutan

Đáp án: A

Câu 21: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO₂ (đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên niên trên là

A. 70,0 lít

B. 78,4 lít

C. 84,0 lít

D. 56,0 lít.

Đáp án: A

Câu 22: Khi brom hóa một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của ankan là

A. 3,3-đimetylhexan

B. 2,2-đimetylpropan

C. isopentan

D. 2,2,3-trimetylpentan.

Đáp án: B

Câu 23: Trong công nghiệp ankan có ứng dụng là:

A. Làm nhiên liệu, nguyên liệu.

B. Làm thực phẩm.

C. Làm hương liệu.

D. Làm mĩ phẩm.

Đáp án: A

Câu 24: Trong phương pháp điều chế etan dưới đây, phương pháp nào sai?

A. Đun natri propionat với vôi xút.

B. Cho etilen cộng hợp với H₂.

C. Tách nước khỏi ancol etylic.

D. Cracking butan.

Đáp án: C

Câu 25: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO₂ và hơi nước theo tỷ lệ thể tích 11:15. Thành phần phần trăm theo khối lượng của hai chất lần lượt là: 

A. 18,5% và 81,5% 

B. 45% và 55%

C. 28,1% và 71,9% 

D. 25% và 75%

Đáp án: A

Câu 26: Công thức cấu tạo của gốc isopropyl là

A. CH₃-CH₂- 

B. CH₃-CH₂-CH₂-

C. CH₃-CH(CH₃)- 

D. CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-

Đáp án: C

Câu 27: Trong các khẳng định sau đây, khẳng định nào đúng?

A. Ankan từ C₄H₁₀ trở đi có đồng phân cấu tạo.

B. Ankan mà phân từ chỉ chứa C bậc I và C bậc II là ankan không phân nhánh.

C. Ankan có cả dạng mạch hở và mạch vòng.

D. A và B đúng.

Đáp án: D

Câu 28: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được 2,24 lít CO₂ (đktc) và 3,24 gam H₂O. Hai hiđrocacbon trong X là

A. C₂H₆ và C₃H₈

B. CH₄ và C₂H₆

C. C₂H₂ và C₃H₄

D. C₂H₄ và C₃H₆

Đáp án: B

Câu 29: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X, dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình đựng P₂O₅ và Ca(OH)₂ thì khối lượng các bình này tăng lên lần lượt là 0,9 gam và 1,1 gam. Công thức phân tử của X là: 

A. C₄H₁₀

B. C₃H₈

C. C₂H₆

D. CH₄

Đáp án: D

Câu 30: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp 2 ankan thu được 9,45 gam H₂O. Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thì khối lượng kết tủa thu được là:

A. 37,5

B. 52,5 

C. 15

D. 42,5

Đáp án: A