Ankan là gì? Ankan có công thức tổng quát là gì? Tính chất vật lý và tính chất hóa học của ankan là gì?…Cùng ohay.info giải đáp và củng cố kiến thức với 4 dạng toán Ankan kinh điển cho kì thi học kì sắp tới nhé!
Định nghĩa Ankan
Ankan là hydrocacbon mạch hở. Trong phân tử ankan chỉ chứa các liên kết C-C và C-H.
Công thức chung của ankan là CnH2n+2 (với n≥1)
Hợp chất ankan có công thức đơn giản nhất là CH4 (metan)
Về khái niệm Parafin, đây là tên gọi kỹ thuật cho các ankan nói chung, nhưng phần lớn các trường hợp parafin được dùng để chỉ các ankan mạch thẳng không phân nhánh. Trong trường hợp có phân nhánh thì được gọi là isoparafin (hay isoankan).
Cách gọi tên Ankan
1. Cách gọi tên các ankan mạch thẳng: Tên mạch cacbon + “an”
Trong đó theo IUPAC, tên của 10 ankan không phân nhánh đầu tiên trong dãy đồng đẳng sẽ là:
- CH4: Metan
- C2H6: Etan
- C3H8: Propan
- C4H10: Butan
- C5H12: Pentan
- C6H14: Hexan
- C7H16: Heptan
- C8H18: Octan
- C9H20: Nonan
- C10H22: Đecan
Để dễ nhớ các danh pháp này, chúng ta có câu: Mẹ (Metan) Em (Etan) Phải (Propan) Bón (Butan) Phân (Pentan) Hóa (Hexan) Học (Heptan) Ở (Octan) Ngoài (Nonan) Đồng (Đecan).
Nhóm nguyên tử còn lại sau khi ta bớt đi một nguyên tử H từ phân tử ankan, có công thức CnH2n+1 (với n≥1) được gọi là nhóm ankyl (gốc ankyl). Tên của nhóm ankyl không nhánh lấy từ tên của ankan tương ứng, rồi đổi đuôi an thành đuôi yl.
2. Cách gọi tên Ankan khi có nhánh
Bước 1: Chọn mạch chính là mạch cacbon dài nhất, có nhiều nhóm thế nhất.
Bước 2: Đánh ѕố ᴠị trí cacbon có trong mạch chính, bắt đầu đánh từ phía gần nhánh hơn.
Bước 3: Gọi tên theo công thức: Vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch chính (là tên ankan tương ứng ᴠới ѕố nguуên tử C trong mạch chính).
Nhìn chung, cách gọi tên ankan khá đơn giản, đây cũng là “tiền đề” để gọi tên danh pháp các hợp chất hóa học hữu cơ khác nên các bạn hãy chú ý nhé!
Tính chất vật lý của Ankan
– Các ankan không tan trong nước. Khi trộn ankan vào nước thì tách lớp nổi lên trên.
– Ankan là dung môi không phân cực, hòa tan tốt các chất không phân cực như dầu, mỡ… Chúng là những chất ưa dầu mỡ và ưa bám dính lông, da, quần áo. Những ankan lỏng có thể thấm qua da cũng như màng tế bào.
– Các ankan đều là những chất không màu.
– Ở nhiệt độ thường, ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí; ankan từ C5 đến khoảng C18 ở trạng thái lỏng; ankan từ khoảng C18 trở lên thì ở trạng thái rắn.
– Khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của ankan nói chung đều tăng theo số nguyên tử Cacbon trong phân tử, nghĩa là tăng theo phân tử khối. Ankan nhẹ hơn nước.
– Các ankan nhẹ nhất như metan, etan, propan là chất khí không mùi. Ankan từ C5 đến C10 có mùi xăng, từ C10 đến C16 có mùi dầu hỏa. Các ankan rắn ít bay hơi nên hầu như không có mùi.
Tính chất hóa học của Ankan
Có 4 tính chất hóa học của Ankan tương ứng với 4 dạng toán điển hình bạn cần nhớ để làm bài tập thật trơn tru.
Phản ứng thế của Ankan
– Phản ứng thế là phản ứng đặc trưng của ankan
– Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp gồm metan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hidro bằng nguyên tử clo:
CH4 + Cl2 
CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
Các đồng đẳng khác của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự và tạo hỗn hợp chất với tỉ lệ % mội chất là khác nhau.
Ankan tác dụng với Clo
CH3-CH2-CH3 + Cl2 CH3-CH2-CH2Cl (43%) + HCl và CH3-CHCl-CH3 (57%) + HCl
Ankan tác dụng với Brom
CH3-CH2-CH3 + Br2 
CH3-CH2-CH2Br (3%) + HBr và CH3-CHBr-CH3 (97%) + HBr
Phản ứng tách
Phản ứng tách H2 của Ankan (n ≥ 1)
Phản ứng tách H2 của ankan còn gọi là phản ứng đề hidro hóa (dehydro)
Phương trình phản ứng: CnH2n+2 
CnH2n + H2
Ví dụ: CH3-CH3 CH2=CH2 + H2
Chú ý:
- Phản ứng đề hidro hóa chỉ xảy ra với những ankan mà trong phân tử có từ 2 nguyên tử C trở lên.
- Trong phản ứng đề hidro hóa, 2 nguyên tử H gắn với 2 nguyên tử C cạnh nhau tách ra cùng nhau và sẽ ưu tiên tách H ở C bậc cao hơn.
Một số trường hợp riêng khác:
CH3-CH2-CH2-CH3 → 2H2 + CH2=CH-CH=CH2
CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 → CH2=C(CH3)-CH=CH2 + 2H2
n-C6H14 → 4H2 + C6H6 (benzen)
n-C7H16 → 4H2 + C6H5CH3 (toluen)
Phản ứng tách mạch Cacbon của Ankan (n ≥ 3)
Phản ứng tách mạch cacbon còn gọi là phản ứng cracking (bẻ gãy liên kết mạch cacbon), xảy ra ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và có xúc tác thích hợp.
CH3-CH2-CH2-CH3 
CH4 + C3H6 hoặc C2H4 + C3H6 hoặc C4H8 + H2
Phương trình phản ứng : CnH2n+2 CxH2x+2 + CyH2y
Chú ý:
- Ankan thẳng CnH2n+2 khi cracking có thể xảy ra theo (n-2) hướng khác nhau tạo ra 2.(n-2) sản phẩm.
- Nếu hiệu suất phản ứng cracking là 100% và không có quá trình cracking thứ cấp, thì tổng số mol sản phẩm sẽ tăng gấp đôi so với các chất tham gia nên khối lượng phân tử trung bình giảm đi một nửa.
- Số mol ankan sau phản ứng luôn bằng số mol ankan ban đầu, cho dù quá trình cracking có nhiều giai đoạn.
Phản ứng oxi hóa Ankan
Phản ứng này còn gọi là phản ứng đốt cháy ankan
Phương trình phản ứng : CnH2n+2 + [(3n+1)/2]O2 → nCO2 + (n+1)H2O
Ví dụ: CH4 + 2O2 
CO2 + 2H2O
Đối với phản ứng oxi hóa ankan, khi làm bài tập cần lưu ý 2 điểm:
- nCO2 < nH2O.
- nH2O – nCO2 = nankan bị đốt cháy.
Nếu đốt cháy 1 hidrocacbon mà thu được nCO2 < nH2O hidrocacbon đem đốt cháy thuộc loại ankan.
Nếu đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon cho nCO2 < nH2O thì trong hỗn hợp đốt cháy đó chứa ít nhất 1 ankan.
Nếu cho ankan tham gia phản ứng với oxi khi có mặt Mn2+ thì xảy ra phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo ra axit RCOOH
R-CH2-CH2-R + 5/2O2 → 2RCOOH + H2O
Nếu không đủ oxi, ankan sẽ bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO2 và H2O còn tạo ra các sản phẩm như CO, muội than,… chúng làm giảm năng suất tỏa nhiệt và gây độc hại cho môi trường. Khi có chất xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan sẽ bị oxi hóa không hoàn toàn tạo dẫn xuất chứa oxi như:
CH4 + 2O2 
HCH=O + 2H2O
Phản ứng nhiệt phân
Điều chế Ankan
Trong công nghiệp
Metan và các đồng đẳng của metan được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.
Trong phòng thí nghiệm
Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat (CH3COONa) với vôi tôi xút (naOH, CaO), hoặc cho nhôm cacbua tác dụng với nước
Ứng dụng Ankan
– Dùng làm nhiên liệu (CH4 ứng dụng trong đèn xì để hàn và cắt kim loại).
– Dùng làm dầu mỡ bôi trơn, chống gỉ. Sáp pha thuốc mỡ & đun nấu.
– Dùng làm dung môi.
– Tổng hợp các chất hữu cơ khác: CF2Cl2, CH3Cl, CH2Cl2, CCl4,…
– Đặc biệt từ CH4 có thể điều chế được nhiều chất khác nhau: hỗn hợp CO + H2, rượu metylic, amoniac, anđehit fomic,…
4 Dạng toán Ankan điển hình và bài tập
Bài tập về đồng phân và gọi tên Ankan
A. Bài tập tự luận
Bài 1: Số đồng phân cấu tạo mạch hở ứng với CTPT C5H12 là:
Hướng dẫn:
⇒ 3 đồng phân
Bài 2: Số đồng phân cấu tạo mạch hở ứng với CTPT C6H14 là:
Hướng dẫn:
⇒5 đồng phân
Bài 3: Hợp chất (CH3)2CHCH2CH2CH3 có tên gọi là:
Hướng dẫn: 2- metylpentan
Bài 4: Viết CTCT của các chất có tên gọi sau :
a) 4-etyl-3,3-dimetylhexan
b) 1-brom-2-clo-3-metylpentan
c) 1,3-diclo-2-metylbutan
d) 2,3,3-trimetylpentan.
Hướng dẫn:
a. CH3-CH2-C(CH3)2-CH(C2H5)-CH2-CH3
b. CH2Br-CHCl-CH(CH3)-CH2-CH3
c. CH2Cl-CH(CH3)-CHCl-CH3
d. CH3-C(CH3)-CH(CH3)2-CH2-CH3
B. Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Công thức tổng quát của ankan là
A. CnHn+2 B.CnH2n C.CnH2n+2 D. CnH2n-2.
Bài 2: Dãy nào sau đây chỉ gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của metan.
A. C2H2, C3H4, C4H6, C5H8 B. CH4, C2H6, C4H10, C5H12
C. CH4, C2H2, C3H4, C4H10 D. C2H6 , C3H8, C5H10, C6H12
Bài 3: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở có CTPT C5H12?
A. 4 B. 2 C. 5 D. 3
Bài 4: Ankan X có CTPT là C5H12. Clo hóa ankan X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoclo. Tên gọi của X là
A. 2,2-đimetylprotan B. pentan
C. 2- metylbutan D. 2- đimetylpropan
Bài 5: Ankan X có CTPT C6H14. Clo hóa ankan X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoclo. Tên gọi của X là
A. 2,2-dimetylbutan B. 2- metylpentan
C. 3- metylpentan D. hexan
Bài 6: Công thức cấu tạo nào sau đây có tên gọi là isopentan
A. C(CH3)3
B. CH3CH2CH(CH3)CH3
C. CH3CH2CH(CH3)CH2CH3
D. CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
Bài 7: Hợp chất hữu cơ X có tên gọi: 2-Clo-3-metylpentan. CTCT của X là:
A. CH3CH2CH(Cl)CH(CH3)2
B. CH3CH2CH(CH3)CH2CH2Cl
C. CH3CH(Cl)CH(CH3)CH2CH3
D.CH3CH(Cl)CH2CH(CH3)CH3
Bài 8: Ankan (CH3)2CHCH2C(CH3)3 có tên gọi là
A. 2,2,4-trimetylpentan
B. 2,4,4-trimetylpentan
C. 2,2,4,4-tetrametytan
D. 2,4,4,4-tetrametylbutan
Đáp án: 1.C 2.B 3.D 4.C 5.C 6.B 7.C 8.A
Bài tập phản ứng Halogen hóa
Phương pháp giải
Phản ứng halogen hóa Ankan là phản ứng thế một hay nhiều nguyên tử H bởi một hay nhiều nguyên tử Halogen. Dựa vào phần trăm khối lượng thành phẩm sản phẩm, khối lượng mol của sản phẩm, khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để đi tìm Hidrocacbon
CnH2n+2 + aX2 → CnH2n+2-aXa +aHX
Ví dụ minh họa
Bài 1: Một ankan A có thành phần phần trăm C là 83,33%. Tìm CTPT & xác định CTCT đúng của A. Biết rằng khi cho A tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1:1 chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.
Hướng dẫn:
Gọi CTPT của ankan là: CnH2n+2
%mC = 12n/(12n+2n+2).100% = 83,33%
⇒ n = 5. Vậy CTPT của A là C5H12
Vì A tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1:1 chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.
⇒ CTCT đúng của A là: 
Bài 2: Clo hóa ankhan X theo tỉ lệ mol 1: 1 tạo dẫn xuất monoclo có thành phần khối lượng Clo là 45,223%. CTPT của X là
Hướng dẫn:
CnH2n+2 + Cl2 → CnH2n+1Cl + HCl
⇒ CTPT: C3H8
Bài 3: Khi brom hóa một ankhanthu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi so với hiđro là 75,5. Tên gọi của ankan đó là
Hướng dẫn:
CnH2n+2 + Br2 → CnH2n+1Br + HBr
⇒ 14n + 81 = 75,5.2 ⇒ n = 5 ⇒ CTPT: C5H12
Bài 4: Khi cho ankhan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon là 83,72%) tác dụng với Clo theo tỉ lệ số mol 1:1( trong điều kiện chiếu sáng ), sau phản ứng chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo là đồng phân của nhau. Tên gọi của X là
Hướng dẫn:
Đặt CTPT X là CnH2n+2
⇒ CTPT: C6H14
⇒ CTCT: 
⇒ Tên gọi: 2,3-dimetylbutan
Bài 5: Ankan A phản ứng vừa đủ với V lit Cl2 (đktc) thu được hỗn hợp sản phẩm chỉ gồm 2 dẫn xuất monoclo và 1 chất vô cơ X. Mỗi dẫn xuất monoclo chứa 38,38% khối lượng là clo. Biết tổng khối lượng của 2 dẫn xuất clo lớn hơn khối lượng của X là 8,4 gam. CTCT của A và giá trị của V là:
Hướng dẫn:
Gọi CTPT dẫn xuất monoclo là CnH2n+1Cl ⇒ 35,5/(14n+36,5).100% = 38,38% ⇒ n = 4
⇒ CTCT của A là CH3-CH2-CH2-CH3
Ta có: nCl2 = ndx = nHCl = x ⇒ mdx – mHCl = 8,4 ⇒ 8,4 = 92,5x – 36,5x ⇒ x = 0,15 mol ⇒ V = 3,36 lít.
Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Ankan X có công thức phân tử là C5H12. Tiến hành Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm là dẫn xuất monoClo. Tên gọi của X là
A. 2,2-đimetylprotan B. 2- metylbutan
C. pentan D. 2- dimetylpropan
Bài 2: Ankan X có công thức phân tử là C6H14. Tiến hành clo hóa X, thu được 4 sản phẩm là dẫn xuất monoClo. Tên gọi của X là
A. 2,2-đimetylbutan B. 2- metylpentan
C. hexan D. 2- dimetylpropan
Bài 3: Cho 2-metylbutan tác dụng với Cl2 (điều kiện 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.
Bài 4: Clo hóa ankan X theo tỉ lệ mol 1 : 1 tạo ra sản phẩm dẫn xuất monoclo có thành phần khối lượng nguyên tử Clo là 38,378%. Công thức phân tử của X là
A. C4H10 B. C3H8 C. C2H6 D. C3H6
Bài 5: Khí Clo hóa hoàn toàn 1 ankan X thu được chất hữu cơ Y có KLPT lớn hơn KLPT của X là 138. Ankan X là
A. CH4 B. C2H6 C. C3H8. D. C4H10.
Bài 6: Sản phẩm của phản ứng thế clo (ánh sáng, 1:1) vào 2,2- đimetylpropan là:
(1) CH3C(CH3)2CH2Cl;
(2) CH3C(CH2Cl)2CH3 ;
(3) CH3ClC(CH3)3
A. (1); (2) B. (2) C. (2);(3) D. (1)
Bài 7: Isohexan tác dụng với clo (chiếu sáng) có thể tạo ra tối đa bao nhiêu dẫn xuất monoclo?
A. 3 B. 4 C. 6 D. 5
Bài 8: Cho m (g) metan tác dụng vừa đủ với Br2 vừa đủ chỉ thu được 2 sản phẩm gồm 37,95 g dẫn xuất X và 36,45 g chất vô cơ Y. Giá trị của m là:
A. 2,4 gam B. 3,6 gam C. 3,2 gam D. 2,5 gam
Hướng dẫn:
nHBr = 36,45/81 = 0,45 mol ⇒ nBr2 = 0,45 mol;
m + 0,45.160 = 37,95 + 36,45 ⇒ m = 2,4 gam.
Bài 9: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X và khí clo theo tỷ lệ mol 1:1 thu được hỗn hợp sản phẩm Y chỉ chứa hai chất. Tỉ khối hơi của Y so với khí hiđro là 46,25. T(1ên của X là
A. 2,2-đimetylpropan. B. etan. C. pentan. D.butan.
Hướng dẫn:
MY = 46,25.2 = 92,5
⇒ 14n + 36,5 = 92,5
Bài 10: Ankan X trong đó C chiếm 83,725% về khối lượng. Cho X tác dụng với Clo chiếu sáng thu được 2 dẫn xuất monoclo. Hãy cho biết X là chất nào sau đây?
A. neo-hexan B.propan
C. butan D. 2,3-đimetylbutan
Đáp án: 1.B 2.D 3.D 4.A 5.A 6.D 7.D 8.A 9.D 10.D
Bài tập phản ứng oxi hóa Ankan
Phương pháp giải
Phản ứng đốt cháy ankan:
Nếu có hỗn hợp gồm gồm 2 ankan:
CnH2n + 2 : x mol
CmH2m + 2 : y mol
Gọi công thức trung bình của hai ankan là:
Ví dụ minh họa
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp X gồm CH4, C2H6 và C3H8 (đktc) thu được 4,48 lit khí CO2 (đktc) và m gam H2O. Giá trị của V:
Hướng dẫn:
nX = 2,24/22,4 = 0,1 mol; nCO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol
nX = nH2O – nCO2 ⇒ nH2O = nCO2 + nX = 0,3 mol
⇒ m = 0,3.18 = 5,4 (g)
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 6(g) hỗn hợp X gồm 2 ankan cần hết 15,68 lít O2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào lượng dư nước vôi trong, thu được m (g) kết tủa. Giá trị của m là:
Hướng dẫn:
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 1 hiđrocacbon A (chất khí, đkc) rồi dẫn sản phẩm sau phản ứng lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc và bình 2 đựng NaOH dư, người ta thấy khối lượng bình 1 tăng 1,8 gam và khối lượng bình 2 tăng 3,52 gam. Xác định CTPT của hidrocacbon A.
Hướng dẫn:
Khối lượng bình 1 tăng chính là khối lượng của H2O ⇒ nH2O = 1,8/18 = 0,1 mol
Khối lượng bình 2 tăng chính là khối lượng của CO2 ⇒ nCO2 = 3,52/44 = 0,08 mol
Nhận thấy: nCO2 < nH2O ⇒ hidrocacbon A là ankan;
Số mol ankan là nankan = nH2O – nCO2 = 0,1 – 0,08 = 0,02 mol
Phương trình phản ứng:
⇒ n = 0,08/0,02 = 4
CTPT của A : C4H10
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam hỗn hợp khí X gồm: ankan A và CH4, sản phẩm cháy dẫn vào bình 1 đựng P2O5 và bình 2 chứa 1000 ml Ba(OH)2 0,5M. Sau thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 12,6g.
a. Tìm công thức phân tử của A, biết VA / VCH4 = 2/3.
b. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X.
c. Tính khối lượng muối tạo thành.
Hướng dẫn:
VA : VCH4 = 2 : 3 ⇒ nA : nCH4 = 2x : 3x
Khối lượng bình 1 tăng chính là khối lượng của H2O ⇒ nH2O = 12,6/18 = 0,7 mol
a. Gọi CTPT của ankan là CnH2n+2
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
3x 6x
Ta có:
2x.(14n + 2) + 3x.16 = 6,8 (1) ;
(n + 1).2x + 6x = 0,7 (2)
Từ (1), (2)⇒ x = 0,05 và n.x = 0,15 ⇒ n = 3
Vậy CTPT của A là C3H8
b. Khối lượng của mỗi an kan trong hỗn hợp X là
mC3H8 = 2.0,05.44 = 4,4 gam ⇒ mCH4 = 6,8 – 4,4 = 2,4 gam
c. Số mol CO2 tạo thành là nCO2 = 2.0,15 + 3.0,05 = 0,45 mol
Số mol Ba(OH)2 là: nBa(OH)2 = 1.0,5 = 0,5 mol
⇒ chỉ tạo muối BaCO3
Khối lượng muối tạo thành: mBaCO3 = 0,45.197 = 88,65 gam
Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hidrocacbon X. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư tạo 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dd Ba(OH)2 ban đầu. Công thức phân tử của X là
Hướng dẫn:
nC = nCO2 = nBaCO3 = 29,55/197 = 0,15 mol
mgiảm = mBaCO3 – (mCO2 + mH2O) = 19,35 ⇒ mCO2 + mH2O = 10,2g
mH2O = 10,2 – 0,15.44 = 3,6 gam ⇒ nH2O = 3,6/18 = 0,2 mol ⇒ nH = 0,4 mol
nC : nH = 0,15 : 0,4 = 3 : 8 ⇒ CTPT của X: C3H8
Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Đốt cháy hidrocacbon X, hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thấy có 49,25 g kết tủa xuất hiện và khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm đi 32,85 gam. CTPT của X là:
A. C5H12 B. C4H10 C. C3H8 D. C2H6
Bài 2: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6 và C3H8 (đktc) thu được 16,8 lít khí CO2 (đktc) và x gam H2O. Giá trị của x là
A. 6,3. B. 13,5. C. 18,0. D. 19,8.
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít hỗn hợp khí gồm C2H6 và C3H8 (đkc) rồi cho sản phẩm cháy đi qua bình 1 chứa H2SO4 đặc, bình 2 chứa dung dịch nước vôi trong có dư thì thấy khối lượng bình 1 tăng m gam và bình 2 tăng 2,2 gam. Tính m.
A. 3,5 B. 4,5 C. 7,2 D. 5,4
Bài 4: Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thấy có 40 gam kết tủa. CTPT X
A. C2H6 B. C4H10 C. C3H8 D. C3H6
Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lit butan ( đktc) và cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào 400ml dd Ba(OH)2 0,2M. Số gam kết tủa tạo thành:
A. 9,58g B. 9,85g C. 10,4g D.11,82g
Bài 6: Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thấy xuất hiện 40gam kết tủa. CTPT X
A. C2H6 B. C4H10 C. C3H8 D. C3H6
Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon X thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. Khi cho X tác dụng với khí Clo (tỉ lệ mol 1 : 1) thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tên gọi của X
A. 2,2-đimetylpropan B. etan
C. 2-metylbutan D. 2- metylpropan
Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan và propan bằng oxi không khí (biết trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (đktc) và 9,9 gam nước. Tính thể tích không khí (dktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí thiên niên trên là
A. 70,0 lít B. 78,4 lít C. 74,0 lít D. 56,0 lít.
Hướng dẫn:
nCO2 = 7,84/22,4 = 0,35 mol; nH2O = 9,9/18 = 0,55 mol
Bảo toàn nguyên tố O:
2nO2 = 2nCO2 + nH2O ⇒ nO2 = 0,625 mol ⇒ VO2 = 14 lit
Vì oxi chiếm 1/5 Vkk ⇒ Vkk = 5.14 = 70 (lít)
Bài tập phản ứng tách H2 và cracking ankan
Phương pháp giải
– Dưới tác dụng của nhiệt độ, chất xúc tác, ankan có thể phản ứng theo nhiều hướng:
Phản ứng cracking: Ankan −tº, xt→ Ankan khác + Anken (anken làm mất màu dd brom)
Phản ứng tách H2 (đề hidro hóa) : Ankan −tº, xt→ Anken + H2
Ví dụ:
C3H8 −tº, xt→ CH4 + C2H4 (CH2=CH2)
C3H8 −tº, xt→ H2 + C3H6 (CH2=CH–CH3)
Đặc biệt, trong điều kiện thích hợp phản ứng còn có thể:
+ Tạo ra ankin. Ví dụ: 2CH4 −1500ºC, lln→ CH≡CH + 3H2
+ Tạo ra cabon và hydro: Ví dụ: CH4 −tº, xt→ C (chất rắn) + 2H2
– Phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp:
mtrước pư = msau pư ⇒ Mt /Ms = nt/nđ
Hàm lượng C và H trước và sau phản ứng là như nhau ⇒ đốt cháy hh sau phản ứng được qui về đốt cháy hỗn hợp trước phản ứng.
– Phản ứng luôn làm tăng số mol khí: nsau > ntrước ⇒ Psau > Ptrước ⇒ Mtb sau < Mtb trước (vì mtrước = msau)
Ví dụ: C3H8 −tº, xt→ CH4 + C2H4 ⇒ nsau = 2. ntrước
– Số mol anken sinh ra : nanken = ns – nt; Hiệu suất phản ứng: H = (ns– nt)/nt .100%
Ví dụ minh họa
Bài 1: Cracking butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, C2H4, H2, C3H6, C4H8 và C4H10 dư. Dẫn A lội qua bình nước brom dư thấy có 20 mol khí thoát ra khỏi bình (biết rằng chỉ có C2H4, C3H6, C4H8 phản ứng với Br2 và đều phản ứng theo tỉ lệ số mol 1:1). Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x mol CO2.
a. Tính hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A.
b. Tính giá trị của a.
Hướng dẫn:
a. Phương trình phản ứng:
C4H10 −tº, xt→ CH4 + C3H6
C4H10 −tº, xt→ C2H6 + C2H4
C4H10 −tº, xt→ H2 + C4H8
Số mol anken thu được: nanken= 35-20 = 15mol
Số mol butan ban đầu là: nđ = nbutan = ns – nanken = 35–15 = 20 mol
Hiệu suất cracking butan là H = (ns– nđ)/nđ .100 = (35-20)/20.100 = 75%
b. Đốt cháy hỗn hợp A là đốt cháy butan:
C4H10 + 11/2O2 → 4CO2 + 5H2O
20 80 mol
Vậy số mol CO2 thu được khi đốt cháy A là 80 mol
Bài 2: Craking m gam n-butan thu được hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị cracking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 g H2O và 17,6 g CO2. Giá trị của m là
nbutan = nH2O – nCO2 = 9/18 – 17,6/44 = 0,1 mol; m = 0,1.58 = 5,8 gam
Bài 3: Cracking propan thu được 67,2 lít (đktc) hỗn hợp X gồm H2, C3H6, CH4, C2H4 và C3H8. Dẫn toàn bộ X vào bình đựng dung dịch Br2 dư thấy có 160 g brom phản ứng (biết rằng chỉ có C2H4, C3H6 phản ứng với Br2 và đều phản ứng theo tỉ lệ số mol 1:1). Vậy % propan đã phản ứng là:
Hướng dẫn:
nX = 67,2/22,4 = 3 mol; nanken = nBr2 = 160/160 = 1 mol;
npropan = 3-1 = 2 mol;
⇒ H = (3-2)/2.100% = 50%
Bài 4: Đề hidro hóa hỗn hợp A gồm: C2H6, C3H8 và C4H10. Sau một thời gian thu được hh khí B, biết dA/B =1,75. Tính % ankan bị đề hidro hóa là:
Hướng dẫn:
MA/MB = 1,75 ⇒ H = (MA– MB)/MB .100 = (1,75-1)/1.100 = 75%
Bài 5: Một hỗn hợp X gồm hai ankan A, B đồng đẳng kế tiếp. Cracking 11,2 lít hỗn hợp X (đktc) thu được 22,4 lít hh Y (đktc) gồm ankan, anken và H2. Biết tỉ khối hơi của Y đối với H2 là 8,2. Vậy CTPT và số mol của A, B lần lượt là:
Hướng dẫn:
MY/MX = nX/nY = 1/2 ; MY = 8,2.2 = 16,4; MX = 16,4.2 = 32,8 = 14ntb + 2 ⇒ ntb = 2,2
CTPT của A , B lần lượt là: C2H6 ; C3H8; nA/nB = 4/1 = 0,4/0,1
Lời kết
Ohay vừa giải đáp ankan là gì? Tất tần tật kiến thức về ankan cùng 4 dạng toán kinh điển của ankan thường xuất hiện trong đề thi nhất. “Chiến” ngay các bài tập trên để đạt điểm cao trong kì thi sắp đến nhé!