Bài tập file word hóa học 11 chân trời sáng tạo Chương 4: Hydrocarbon(P1)

ÔN TẬP CHƯƠNG 4: HYDROCARBON

 (PHẦN 1 - 20 CÂU)

Câu 1: Alkane là gì? Nêu tính chất vật lý của Alkane và ứng dụng của nó.

Trả lời:

- Alkane là một nhóm các hợp chất hữu cơ không có nhóm chức nào khác ngoài liên kết đơn giữa các nguyên tử carbon và hydrogen. Các phân tử alkane có công thức phân tử chung là CnH2n+2, trong đó "n" là số lượng nguyên tử carbon trong phân tử.

- Tính chất vật lý: Nhẹ hơn nước, không tan trong nước, nhưng tan trong các dung môi không phân cực

- Ứng dụng: Dùng làm nhiên liệu, dung môi, dầu nhờn,… nguyên liệu tổng hợp hữu cơ

Câu 2: Trình bày phản ứng halogen hóa benzene và toluene?

Trả lời:

- Phản ứng halogen hóa benzene và toluene là quá trình thay thế hydrogen trong vòng benzen bằng halogen, thường là clorin (Cl2), bromin (Br2) hoặc iodin (I2), để tạo ra các hợp chất halogen hóa của benzene và toluene.

- Phản ứng halogen hóa benzene: Trong phản ứng halogen hóa benzene với brom, brom sẽ thay thế một trong các nguyên tử hydroxyl trong vòng benzen để tạo ra bromobenzen

- Phản ứng halogen hóa toluene: Toluene có nhóm metyl (-CH3) thì phản ứng này sẽ dễ dàng hơn. Một trong những sản phẩm chính của phản ứng halogen hóa toluene là p-bromotoluene

Câu 3: Trình bày về đồng phân hình học của alkene?

Trả lời:

Đồng phân hình học là các phân tử có cùng cấu trúc phân tử nhưng khác nhau về cách bố trí không gian của các nguyên tử trong phân tử.

- Đồng phân cis: Trong đồng phân này, hai nhóm chứa liên kết không đổi của các nguyên tử liền kề trên cùng một bên của mặt phẳng của phân tử. Đây còn được gọi là đồng phân Z.

- Đồng phân trans: Trong đồng phân này, hai nhóm chứa liên kết không đổi của các nguyên tử liền kề trên hai bên khác nhau của mặt phẳng của phân tử. Đây còn được gọi là đồng phân E.

Câu 4: Trình bày về phản ứng cộng hydrogen vào benzene?

Trả lời:

- Phản ứng cộng hydrogen vào benzene, hay còn gọi là phản ứng hydrogen hóa, là một trong những phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ. Trong phản ứng này, hydrogen được thêm vào liên kết pi của vòng benzen, tạo thành sản phẩm cyclohexane. - Phản ứng cộng hydrogen vào benzene, hay còn gọi là phản ứng hydrogen hóa, là một trong những phản ứng quan trọng trong hóa học hữu cơ. Trong phản ứng này, hydrogen được thêm vào liên kết pi của vòng benzen, tạo thành sản phẩm cyclohexane.

- Cơ chế phản ứng được giải thích bởi hiện tượng vòng hóa, trong đó các liên kết pi của vòng benzen tạo thành các liên kết sigma mới khi phản ứng cộng với hydrogen. Quá trình này làm giảm bậc của các liên kết trong vòng benzen và cải thiện tính bền của hợp chất. - Cơ chế phản ứng được giải thích bởi hiện tượng vòng hóa, trong đó các liên kết pi của vòng benzen tạo thành các liên kết sigma mới khi phản ứng cộng với hydrogen. Quá trình này làm giảm bậc của các liên kết trong vòng benzen và cải thiện tính bền của hợp chất.

Câu 5: Viết cấu tạo hóa học của 2 alkane và gọi tên theo danh pháp thay thế?

Trả lời:

Câu 6: Trình bày về phản ứng trùng hợp của alkene và alkyne?  

Trả lời:

- Phản ứng trùng hợp alkene xảy ra khi hai phân tử alkene kết hợp với nhau trong điều kiện phù hợp, ví dụ như sử dụng xúc tác kim loại như Pt, Pd hoặc Ni → tạo ra một phân tử alkene có độ phân cực thấp hơn với cùng số lượng cacbon như các phân tử ban đầu. Phương trình phản ứng: - Phản ứng trùng hợp alkene xảy ra khi hai phân tử alkene kết hợp với nhau trong điều kiện phù hợp, ví dụ như sử dụng xúc tác kim loại như Pt, Pd hoặc Ni → tạo ra một phân tử alkene có độ phân cực thấp hơn với cùng số lượng cacbon như các phân tử ban đầu. Phương trình phản ứng:

nCH2=CH2     (CH2-CH -CH2)n

- Phản ứng trùng hợp alkyne cũng tương tự như phản ứng trùng hợp alkene, nhưng các phân tử alkyne kết hợp với nhau để tạo ra một phân tử alkyne có độ phân cực thấp hơn với cùng số lượng cacbon như các phân tử ban đầu.  - Phản ứng trùng hợp alkyne cũng tương tự như phản ứng trùng hợp alkene, nhưng các phân tử alkyne kết hợp với nhau để tạo ra một phân tử alkyne có độ phân cực thấp hơn với cùng số lượng cacbon như các phân tử ban đầu.

Câu 7: 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 8: Viết thức cấu tạo các hydrocarbon có công thức cấu tạo sau:

• a. 3-etyl-1-isopropylbenzene
• b. 1,2-dibenzyletene

Câu 9:  Viết các đồng phân cấu tạo và gọi tên anken C5H10.

Trả lời:

Các đồng phân cấu tạo anken của C5H10:

CH2=CH-CH2CH2-CH3 (pent-1-en)

CH3CH=CHCH2-CH3 (pent-2-en)

CH2=CH-CH(CH3)-CH3 (3-metylbut-2-en)

CH2=C(CH2)CH2-CH3 (2-metylbut-1-en)

CH3CH=CH(CH3)-CH3 (2-metylbut-2-en)

Câu 10:  Biết rằng thành phần chủ yếu của xăng dầu là hydrocarbon. Hãy giải thích vì sao:

a) phải chứa xăng, dầu trong các thùng chứa chuyên dụng và bảo quản ở những kho riêng.

b) các sự cố tràn dầu trên biển thường gây ra thảm hoạ cho một vùng biển rất rộng.

c) khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập đám cháy.

Trả lời:

a) Do xăng, dầu dễ bắt lửa, dễ cháy và khi cháy tỏa 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.

Câu 11: Ankane còn có tên là paraffin, có nghĩa là ái lực hóa học (trơ về mặt hóa học). hãy lấy ví dụ minh họa và giải thích.

Trả lời:

Các liên kết C – H và C – C trong phân tử ankane đều là liên kết cộng hóa trị σ gần như không phân cực. hóa trị của C đã bão hòa. Vì vậy ankane tương đối trơ về mặt hóa học

Câu 12: Cho biết sản phẩm và viết phương trình phản ứng khi 2-butyene phản ứng với Br2 trong tetrachloroethylene (C2Cl4).

Trả lời:

Phản ứng oxy hóa của 2-butyene với Br2 trong tetrachloroethylene cho sản phẩm là 2,3-dibromobut-2-ene.

Phương trình phản ứng:

2-butyne + Br2 → 2,3-dibromobut-2-ene

Câu 13: Trình bày 1 thí nghiệm hóa học về phản ứng oxy hóa halogen của alkane? Có phương trình hóa học?

Trả lời:

- Một thí nghiệm đơn giản để minh họa phản ứng oxy hóa halogen của alkane là sử dụng bromine và 2-methylpropane.

+ Bước 1: Cho 2-methylpropane vào một ống nghiệm khô và sạch.

+ Bước 2: Thêm một ít bromine lỏng vào ống nghiệm.

+ Bước 3: Lắc nhẹ ống nghiệm và quan sát thay đổi màu sắc và hiện tượng trong ống nghiệm.

- Khi bromine tác dụng với 2-methylpropane, các liên kết C-H sẽ bị phá vỡ và thay thế bằng liên kết C-Br. Trong quá trình này, bromine sẽ bị oxy hóa thành ion bromua (Br- -) và mất màu. Do đó, khi phản ứng hoàn toàn, màu đỏ nâu của bromine sẽ biến mất.

Phương trình hóa học của phản ứng:

2-methylpropane + Br2 → 2-bromo-2-methylpropane + HBr

C6H14 + Br2 → C6H13Br + HBr

Câu 14: 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 15:  Hàm lượng % của C và H trong ankane sẽ biến đổi như nào khi

Trả lời:

Ta có công thức của ankane là CnH2n+2

;

Khi n tiến tới vô cùng thì (14n+2) 14n;  (2n+2) 2n

=> ;

Câu 16: Một hỗn hợp gồm 2 mol ethene (C2H4) và 1 mol khí Oxy (O2) được đưa vào bình kín và chịu sự oxy hóa hoàn toàn. Tính khối lượng sản phẩm thu được và xác định sản phẩm là gì?

Trả lời:

- Trong phản ứng oxy hóa alkene, công thức chung là:

CnH2n + (n + 1/2)O2 → nCO2 + nH2O

Với ethene (C2H4), n = 1, ta có phương trình cụ thể là:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

-> Theo phương trình này, một mol ethene cần 3 mol oxy để hoàn toàn oxy hóa. Vì vậy, trong hỗn hợp gồm 2 mol ethene và 1 mol oxy, ta thấy oxy dư và chỉ có 2 mol ethene được oxy hóa.

- Do đó, khối lượng sản phẩm thu được sẽ bằng tổng khối lượng của sản phẩm là CO2 và H2O. Ta tính được khối lượng của mỗi sản phẩm như sau:

+ Khối lượng CO2: 2 mol x 44 g/mol = 88 g

+ Khối lượng H2O: 2 mol x 18 g/mol = 36 g

Vậy tổng khối lượng sản phẩm là: 88 g + 36 g = 124 g

Kết luận: Sản phẩm thu được sau khi oxy hóa ethene là CO2 và H2O và khối lượng sản phẩm thu được là 124 g

Câu 17: 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:

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

2. Tính số mol CO2: Số mol CO2 = 12,80 mol × 6 = 76,80 mol

3. Tính khối lượng CO2: Khối lượng CO2 = số mol CO2 × MCO2

= 76,80 mol × 44,01 g/mol = 3381,05g

4. Áp dụng hiệu suất đốt cháy:

 Số mol CO2 thực tế = số mol CO2 lý thuyết x hiệu suất đốt cháy

= 76,80 mol × 0,9 = 69,12 mol

5. Tính khối lượng CO2 thực tế:

 Khối lượng CO2 thực tế = 69,12 mol × 44,01 g/mol = 3040,76 g

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

Câu 18: Viết các đồng phân ankin của C4H6 và gọi tên?

Cho các đồng phân đó với nước brom dư; hydro dư (xt lần lượt là Ni) và AgNO3 trong dung dịch NH3 viết PTHH xảy ra?

Trả lời:

- Các đồng phân ankin của C4H6 là:

1. CH≡C-CH2-CH3 (but-1-in);

2. CH3 -C≡C-CH3 (but-2-in)

- Phương trình phản ứng:

1. CH≡C-CH2-CH3 + Br2 → CHBr2-CBr2-CH2-CH3

2. CH≡C-CH2-CH3 + H2 → CH3-CH2-CH2-CH3

3. CH≡C-CH2-CH3 + AgNO3 + NH3 → CAg≡C-CH2-CH3 + NH4NO3

4. CH3 -C≡C-CH3+ Br2 → CH3-CBr2-CBr2-CH3

5. CH3 -C≡C-CH3 + H2 → CH3-CH2-CH2-CH3

Câu 19: Để phân biệt toluene, benzene, styrene chỉ cần dùng dung dịch?

Trả lời:

- Benzen không làm mất màu dung dịch thuốc tím ở mọi điều kiện.

- Toluen làm mất màu dung dịch thuốc tím trong điều kiện có nhiệt độ từ 80℃ đến 100℃

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

- Stiren làm mất màu dd thuốc tím ở điều kiện thường:

3C6H5-CH=CH -CH=CH2+2KMnO +2KMnO4+4H +4H2O → 3C6H5-CHOH-CH -CHOH-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH

Câu 20: Hỗn hợp A gồm các hydrocarbon no C6H14, B gồm các hidrocacbon không no C6H10 và C gồm các hidrocacbon no C8H18. Đốt cháy 50ml hỗn hợp A cần 200ml khí O2 (đktc) và sản phẩm cháy là 80ml khí CO2 (đktc) và 75ml khí H2O (đktc). Đốt cháy 50ml hỗn hợp B cần 200ml khí O2 (đktc) và sản phẩm cháy là 60ml khí CO2 (đktc) và 50ml khí H2O (đktc). Đốt cháy 50ml hỗn hợp C cần 400ml khí O2 (đktc) và sản phẩm cháy là 160ml khí CO2 (đktc) và 200ml khí H2O (đktc). Tính tỉ khối của hỗn hợp A, B và C.

Trả lời:

PTHH:

C6H14 + 19/2O2  6CO2 + 7H2O

C6H10 + 9O2   6CO2 + 5H2O

C8H18 + 25/2O2   8CO2 + 9H2O

- Theo phương trình cháy của hidrocacbon no, 1 mol hidrocacbon cần 1 mol O2, tạo ra 1 mol CO2 và 1 mol H2O. Vì vậy, số mol hidrocacbon trong hỗn hợp A, B và C được tính như sau:

+ Số mol hidrocacbon trong hỗn hợp A = 80 : 22,4 = 3,57 mol

+ Số mol hidrocacbon trong hỗn hợp B = 60 : 22,4 = 2,68 mol

+ Số mol hidrocacbon trong hỗn hợp C = 160 : 22,4 = 7,14 mol

- Vì hỗn hợp A gồm các hydrocarbon no, nên tỉ khối của nó bằng tổng tỉ khối của các hydrocarbon trong hỗn hợp đó. Tổng tỉ khối được tính như sau:

+ Tổng tỉ khối của hỗn hợp A = (3,57 x 86) : 50 = 6,14

Trong đó, 86 là tỉ khối của hydrocarbon no C6H14.

- Hỗn hợp B gồm các hydrocarbon không no, do đó tỉ khối của nó là trung bình cộng của các tỉ khối của các hydrocarbon trong hỗn hợp đó. Tỉ khối của các hydrocarbon được tính như sau:

+ Tỉ khối của hydrocarbon 1,3-butadiene (C4H6) = 4,6 : 1 = 4,6

+ Tỉ khối của hydrocarbon cyclohexene (C6H10) = 6,9 : 1 = 6,9

+ Tỉ khối trung bình của hỗn hợp B = [(2,68 x 4,6) + (2,68 x 6,9)] : 50 = 5,77

- Hỗn hợp C gồm các hydrocarbon no, nên tỉ khối của nó bằng tổng tỉ khối của các hydrocarbon trong hỗn hợp đó. Tổng tỉ khối được tính như sau:

+ Tổng tỉ khối của hỗn hợp C = (7,14 x 114) : 50 = 16,17

Trong đó, 114 là tỉ khối của hydrocarbon no C8H18.

Vì vậy, tỉ khối của hỗn hợp A, B và C lần lượt là 6,14; 5,77 và 16,17.