Bài tập file word hóa 11 kết nối Ôn tập chương 4: Hydrocarbon (P2)

ÔN TẬP CHƯƠNG 4: HYDROCARBON

 (PHẦN 2  - 20 CÂU) - 20 CÂU)

Câu 1: Cho biết khái niệm và công thức chung của alkane?

Trả lời:

Alkane là các hydrocarbon no mạch hở chỉ chứa liên kết đơn (liên kết σ) C-H và C-C trong phân tử.

Công thức chung của alkane: CnH2n+2(n là số nguyên, n ≥ 1).

Câu 2: Danh pháp của alkane là?

Trả lời:

Tên theo danh pháp thay thế của alkene và alkyne:

Phần nền – vị trí liên kết bội ene hoặc yne

Câu 3: Cho biết trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí của arene?

Trả lời:

Benzene, toluene, xylene, styrene ở điều kiện thường là chất lỏng không màu, trong suốt, đễ cháy và có mùi đặc trưng. Naphthalene là chất rắn màu trắng, có mùi đặc trưng (có thể phát hiện được ở nồng độ thấp).

Các arene không phân cực hoặc kém phân cực nên không tan trong nước vả thường nhẹ hơn nước, tan được trong các dung môi hữu cơ.

Câu 4: Cho biết đặc điểm cấu tạo của acetylene?

Trả lời:

Phân tử acetylene (C2H2) có 2 nguyên tử carbon và 2 nguyên tử hydrogen nằm trên một đường thẳng, góc liên kết  là 180o. Liên kết C ≡ C bao gồm một liên kết σ và hai liên kết π.

Câu 5: Cho biết đặc điểm cấu tạo của alkane?

Trả lời:

Trong phân tử alkane chỉ chứa các liên kết đơn C-C và C-H, các liên kết này là liên kết σ bền vững và kém phân cực. Do vậy, phân tử alkane hầu như không phân cực và ở điều kiện thường chúng tương đối trơ về mặt hóa học.

Trong phân tử methane, bốn liên kết C-H giống nhau tạo với nhau một góc 109,5o và hướng về bốn đỉnh của một tứ diện đều.

Câu 6: Viết phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy hoàn toàn pentane.

Trả lời:

C5H12 + 8O2 → 6H2O + 5CO2

Câu 7: Trong các chất sau, chất nào có đồng phân hình học?

a) CH2=CH-CH3;

b) CH3-CH -CH2-CH=CH-CH -CH=CH-CH3;

c) 

d) CH2=CH-CH2-CH -CH3.

Trả lời:

Chất b) CH3-CH -CH2-CH=CH-CH -CH=CH-CH3 có đồng phân hình học.

1 nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nhóm thế khác nhau (H, C2H5) và nguyên tử còn lại liên kết với hai nhóm thế khác nhau (H, CH3)

a), c), d) không có đồng phân hình học vì có nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nguyên tử hoặc hai nhóm nguyên tử giống nhau.

Câu 8:  Hoạt động nghiên cứu: phản ứng oxi hoá toluene và benzene bằng dung dịch KMnO4

- Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống 1 mL dung dịch KMnO - Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống 1 mL dung dịch KMnO4 0,05 M và 1 mL dung dịch H2SO4 2M.

- Cho tiếp vào ống (1) 1 mL benzene, ống nghiệm (2) 1 mL toluene. Lắc đều và đậy cả hai ống nghiệm bằng nút có ống thủy tinh thẳng. - Cho tiếp vào ống (1) 1 mL benzene, ống nghiệm (2) 1 mL toluene. Lắc đều và đậy cả hai ống nghiệm bằng nút có ống thủy tinh thẳng.

- Đun cách thủy hai ống nghiệm trong nồi nước nóng. Ống nghiệm (2) màu tím nhạt dần và mất màu, ống nghiệm (1) vẫn giữ nguyên màu tím. - Đun cách thủy hai ống nghiệm trong nồi nước nóng. Ống nghiệm (2) màu tím nhạt dần và mất màu, ống nghiệm (1) vẫn giữ nguyên màu tím.

Nhận xét khả năng phản ứng của benzene và toluene với KMnO4 Giải thích.

Trả lời:

Ống nghiệm (1) vẫn giữ nguyên màu tím → benzene không phản ứng với KMnO4.

Ống nghiệm (2) màu tím nhạt dần và mất màu → toluene phản ứng với KMnO4.

C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK+ 2MnO2 + H2O + KOH 

Câu 9: Trình bày về phản ứng thế halogen của alkane?

Trả lời:

- Phản ứng thế halogen của alkane là quá trình thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hydro trong phân tử alkane bằng một hoặc nhiều nguyên tử halogen, chủ yếu là clorin (Cl) hoặc bromin (Br). Đây là một trong những phản ứng hữu ích và phổ biến nhất của alkane. - Phản ứng thế halogen của alkane là quá trình thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hydro trong phân tử alkane bằng một hoặc nhiều nguyên tử halogen, chủ yếu là clorin (Cl) hoặc bromin (Br). Đây là một trong những phản ứng hữu ích và phổ biến nhất của alkane.

- PTHH minh họa: - PTHH minh họa:

1. Phản ứng thế halogen của metan với Cl2:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

2. Phản ứng thế halogen của etan với Br2:

C2H6 + Br2 → C2H5Br + HBr

3. Phản ứng thế halogen của propan với Cl2:

C3H8 + Cl2 → C3H7Cl + HCl

Câu 10: Em hãy viết công thức electron, công thức Lewis của các hydrocarbon sau: C2H6, C2H4, C2H2 Nhận xét sự khác nhau về đặc điểm liên kết trong phân tử của ba hydrocarbon trên.

Trả lời:

Câu 11: Trình bày về phản ứng oxy hóa của benzene?

Trả lời:

- Phản ứng oxy hóa của benzene là quá trình thêm nguyên tử oxy vào vòng benzen để tạo ra các hợp chất có chứa nhóm chức oxy. Trong điều kiện thích hợp, benzene có thể được oxy hóa thành các sản phẩm khác nhau, bao gồm phenol, benzoquinone, và cyclohexa-1,4-dienon.

- Tác dụng với KMnO4:

5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9 H2SO4   5C6H5COOH + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14H2O

- Phản ứng cháy:

C6H6(g) + 15/2O2(g)   6CO2(g) + 3H2O(g)

Câu 12: Viết phương trình hoá học của các phản ứng:

a) Propene tác dụng với hydrogen, xúc tác nickel.

b) Propene tác dụng với nước, xúc tác H3PO4.

c) 2-Methylpropene tác dụng với nước, xúc tác acid H3PO4.

d) But-1-ene tác dụng với HCl.

Trả lời:

a) CH2=CH-CH3 + H2 → CH3-CH -CH2-CH -CH3

b) CH2=CH-CH3 + H2O → CH3-CH(OH)-CH -CH(OH)-CH3

c) 

d) CH2=CH-CH2-CH -CH3 + HCl → CH3-CHCl-CH -CHCl-CH2-CH -CH3

Câu 13: Hoạt động thí nghiệm: phản ứng bromine hoá hexane

Chuẩn bị: ống nghiệm, hexane, nước bromine, cốc thuỷ tinh.

Tiến hành:

- Cho vào ống nghiệm khoảng 1mL hexane rồi cho tiếp vào đó khoảng 1 mL nước bromine. Quan sát thấy ống nghiệm có hai lớp, lớp dưới là nước bromine màu vàng, lớp trên là hexane không màu. - Cho vào ống nghiệm khoảng 1mL hexane rồi cho tiếp vào đó khoảng 1 mL nước bromine. Quan sát thấy ống nghiệm có hai lớp, lớp dưới là nước bromine màu vàng, lớp trên là hexane không màu.

- Lắc đều và quan sát hiện tượng. - Lắc đều và quan sát hiện tượng.

- Đặt ống nghiệm vào cốc nước ấm (khoảng 50 °C), quan sát hiện tượng xảy ra. - Đặt ống nghiệm vào cốc nước ấm (khoảng 50 °C), quan sát hiện tượng xảy ra.

Trả lời câu hỏi:

(1). Nêu hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm. Giải thích.

(2). Viết phương trình hoá học ở dạng công thức phân tử của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm trên (nếu có), giả thiết là chỉ có một nguyên tử hydrogen được thay thế.

Trả lời:

(1). Ở điều kiện thường, khi lắc đều không có hiện tượng xảy ra.

Đặt ống nghiệm trong nước ấm, nước bromine bị mất màu vàng.

Vì ở điều kiện thường các alkane kém hoạt động, nếu đun nóng hoặc chiếu sáng sẽ xảy ra phản ứng thế nguyên tử hydrogen trong alkane bằng nguyên tử halogen.

(2). PTHH: C6H14 + Br2→ C6H13Br + HBr

Câu 14:  Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi hydrogen hóa hoàn toàn toluene và p-xylene, sử dụng xúc tác nickel.

Trả lời:

2C6H5CH3 + 7H2 → 2C6H12CH3

2C6H4(CH3)2 + 7H2 → 2C6H11(CH3)2

Câu 15:  Điều chế và thử tính chất hóa học của ethylene

Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Trả lời:

Khí sinh ra làm mất màu dung dịch bromine/thuốc tím.

C2H5OH + H2SO4 → C2H4 + H2O.H2SO4

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br–CH2Br

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

Câu 16: Terephthalic acid là nguyên liệu để tổng hợp nhựa poly(ethylene terephtalate) (PET) dùng để sản xuất tơ sợi, chai nhựa. Terephthalic acid có thể được tổng hợp từ arene X có công thức phân tử C8H10, bằng cách oxi hoá X bởi dung dịch thuốc tím:

Hãy xác định công thức cấu tạo của X.

Trả lời:

X là p-xylene.

Câu 17: Tại sao ở các cây xăng, kho chứa xăng dầu thường treo các biển cấm dưới đây?

Trả lời:

Các alkane lỏng được sử dụng làm nguyên liệu xăng, dầu. Các alkane có phản ứng oxi hóa khi tiếp xúc với tia lửa: alkane bị đốt cháy tạo khí carbon dioxide, hơi nước và giải phóng năng lượng gây cháy nổ mạnh.

Câu 18: Tính toán lượng khí CO2 sinh ra khi đốt cháy 1 kg benzene với hiệu suất đốt cháy là 90%?

Trả lời:

- PTHH: C6H6 + 15/2 O2 → 6 CO2 + 3 H2O

+ MC6H6: 78,11 g/mol

+ MCO2: 44,01 g/mol

- Ta có thể tính toán lượng khí CO2 sinh ra như sau:

+ Tính số mol C6H6: 1 kg benzene = 1000 g / 78,11 g/mol = 12,80 mol

+ Tính số mol CO2: Số mol CO2 = số mol C6H6 × hệ số phân tử của CO2 trong phản ứng đốt cháy Số mol CO2 = 12,80 mol × 6 = 76,80 mol

+ Tính khối lượng CO2: Khối lượng CO2 = số mol CO2 × MCO2 = 76,80 mol × 44,01 g/mol = 3 381,05 g

+ Áp dụng hiệu suất đốt cháy: Số mol CO2 thực tế = số mol CO2 lý thuyết x hiệu suất đốt cháy Số mol CO2 thực tế = 76,80 mol × 0,9 = 69,12 mol

+ Tính khối lượng CO2 thực tế: Khối lượng CO2 thực tế = số mol CO2 thực tế x MCO2 = 69,12 mol × 44,01 g/mol = 3 040,76 g

 Vậy lượng khí CO2 sinh ra khi đốt cháy 1 kg benzene với hiệu suất đốt cháy là 90% là 3040,76 g.

Câu 19: Hỗn hợp A gồm các hidrocarbon no X và Y. Cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch Br2/CCl4, thu được hỗn hợp B gồm các sản phẩm phản ứng.

a) Viết phương trình phản ứng giữa hỗn hợp A và dung dịch Br2/CCl4.

b) Nếu thêm AgNO3 vào hỗn hợp B, sản phẩm kết tủa là gì?

Trả lời:

a) Phản ứng giữa hỗn hợp A và dung dịch Br2/CCl4 là phản ứng thế halogen của alkane. Phương trình phản ứng có thể được viết như sau:

X + Br2  XB rắn + HBr

Y + Br2  YB rắn + HBr

b) Khi thêm AgNO3 vào hỗn hợp B, sản phẩm kết tủa là AgBr. Điều này xảy ra vì Br- - là ion clo phi kim và có khả năng kết hợp với Ag+ + để tạo ra kết tủa AgBr.           

Câu 20: Đến tận đầu thế kỉ XX, đất đèn vẫn được sử dụng phổ biến để đốt đèn ở nhiều thành phố trên thế giới.

a) Viết phương trình hóa học điều chế acetylene từ đất đèn và nước.

b) Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol acetylene, tạo thành sản phẩm là carbon dioxide và hơi nước.

Cho biết:

c) Một cây đèn đất được điều chỉnh tốc độ thoát khí acetylene là 124ml (đktc)/phút.

- Công suất phát sáng của đèn đất là bao nhiêu W (1W = 1J/s)? (Giả thiết có 50% hóa năng chuyển thành quang năng)

- Cần ít nhất bao nhiêu gam đất đèn (chứa 80% CaC2 về khối lượng) để thắp sáng liên tục trong 3 giờ?

Trả lời:

a)

b)

 = 835.1 + 502.2 + 494.2,5 – 732.4 – 459.2 = -772 (kJ).

c) Số mol acetylene tiêu thụ trong 1 phút  =  = 0,005 (mol)

Nhiệt lượng tỏa ra trong 60 giây là: 772.0,005 = 3,86 (kJ) = 3860 J.

- Công suất phát sáng của đèn đất là:  = 32,2 (J/s) = 32,2 W.

- Khối lượng đèn đất tối thiểu cần dùng để thắp sáng đèn trong 3 giờ (180 phút) là:

64.0,005.180. = 72 (g).