SBT Hóa học 11 Bài 25: Ankan | Giải SBT Hóa học lớp 11

Giải SBT Hóa học 11 Bài 25: Ankan

Bài 25.1 trang 37 SBT Hóa học 11: Cho các từ và cụm từ sau : ankan, xicloankan, hiđrocacbon no, hiđrocacbon không no, phản ứng thế. Hãy điền vào chỗ khuyết những từ thích hợp.

Hiđrocacbon mà phân tử chỉ có liên kết đơn được gọi là …………..(1) ………….. ; Hiđrocacbon no có mạch không vòng được gọi là ………….. (2) ………….. ; Hiđrocacbon no có một mạch vòng được gọi là ………….. (3) ………….. ; Tính chất hoá học đặc trưng của hiđrocacbon no là ………….. (4) ………….. .

Lời giải:

Hiđrocacbon mà phân tử chỉ có liên kết đơn được gọi là hiđrocacbon no; Hiđrocacbon no có mạch không vòng được gọi là ankan; Hiđrocacbon no có một mạch vòng được gọi là xicloankan; Tính chất hoá học đặc trưng của hiđrocacbon no là phản ứng thế.

Bài 25.2 trang 37 SBT Hóa học 11: Trong các nhận xét dưới đây, nhận xét nào sai ?

A. Tất cả các ankan đều có công thức phân tử C_nH_{2n+2 .}

B. Tất cả các chất có công thức phân tử C_nH_2n+2 đều là ankan.

C. Tất cả các ankan đều chỉ có liên kết đơn trong phân tử.

D. Tất cả các chất chỉ có liên kết đơn trong phân tử đều là ankan.

Lời giải:

Tất cả các chất chỉ có liên kết đơn trong phân tử đều là ankan

$\to$ Chọn D.

Bài 25.3 trang 37 SBT Hóa học 11:Chất 

có tên là gì?

A. 3-isopropylpentan                               

B. 2-metyl-3-etylpentan

C. 3-etyl-2-metylpentan         

D. 3-etyl-4-metylpentan

Lời giải chi tiết:

Cách chọn mạch chính và đánh số nguyên tử cacbon như sau:

 

$\to$ Chọn C.

Bài 25.4 trang 38 SBT Hóa học 11: Cho công thức:

 

A. 3-isopropyl-5,5-đimetylhexan.

B. 2,2-đimetyl-4-isopropylhexan.

C. 3-etyl-2,5,5-trimetylhexan.

D. 4-etyl-2,5,5-trimetylhexan.

Trong 4 tên đó, tên nào đúng với công thức ở trên ?

Lời giải:

Chú ý cách chọn mạch chính và đánh số nguyên tử cacbon đúng phải là:

 

$\to$ Chọn D.

Bài 25.5 trang 38 SBT Hóa học 11: Công thức cấu tạo nào sau đây phù hợp với tên 2,3- đimetylhexan?

Phương pháp giải:

Xem lại lí thuyết về cách gọi tên Ankan Tại đây.

Lời giải:

Tên gọi 2,3- đimetylhexan là tên gọi của hợp chất trong đáp án C.

$\to$ Chọn C.

Bài 25.6 trang 38 SBT Hóa học 11: Tổng số liên kết cộng hoá trị trong một phân tử C₃H₈ là bao nhiêu ?

A. 11          B. 10             C. 3             D. 8

Phương pháp giải:

Liên kết cộng hóa trị trong ankan là số liên kết C-C và C-H

Lời giải:

Trong C₃H₈ có 2 liên kết C-C và 8 liên kết C-H

$\to$ Tổng số liên kết cộng hóa trị trong C₃H₈ = 10

$\to$ Chọn B.

Bài 25.7 trang 38 SBT Hóa học 11: Hai chất 2-metylpropan và butan khác nhau về

A. công thức cấu tạo.

B. công thức phân tử.

C. số nguyên tử cacbon.                       

D. số liên kết cộng hoá trị.

Phương pháp giải:

Từ tên gọi viết CTCT của hai chất trên, từ đó rút ra kết luận.

Lời giải:

Hai chất 2-metylpropan và butan khác nhau về công thức cấu tạo.

$\to$ Chọn A.

Bài 25.8 trang 38 SBT Hóa học 11: Tất cả các ankan có cùng công thức gì ?

A. Công thức đơn giản nhất               

B. Công thức chung

C. Công thức cấu tạo                       

D. Công thức phân tử

Lời giải:

Tất cả các ankan có cùng công thức công thức chung  

$\to$ Chọn B.

Bài 25.9 trang 38 SBT Hóa học 11: Trong các chất dưới đây, chất nào có nhiệt độ sôi thấp nhất ?

A. Butan                  B. Etan               

C. Metan                  D. Propan

Lời giải:

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

$\to$ Chọn C.

Bài 25.10 trang 38 SBT Hóa học 11: Cho pentan CH₃-[CH₂]₃-CH₃ phản ứng thế với clo thì thu được tối đa bao nhiêu dẫn xuất monoclo C₅H₁₁Cl?

A. 5 chất    B. 3 chất    

C. 2 chất    D. 1 chất

Phương pháp giải:

Viết CTCT của pentan, xác định các vị trí clo thế vào hiđro.

Chú ý các vị trí thế giống nhau của clo

Lời giải:

$C^1-C^2-C^3-C^4-C^5$

Thế vị trị C¹ giống thế vị trị C⁵

Thế vị trị C² giống thế vị trị C⁴

Vậy tổng có 3 vị trí thế của clo: C¹; C²; C³

$\to$ Chọn B.

Bài 25.11 trang 38 SBT Hóa học 11: Gọi tên IUPAC của các ankan có công thức sau đây :

1. $(C{H}_3{)}_{2}CH-C{H}_2-C(C{H}_3{)}_3$ (tên thông dụng là isooctan)

2. $C{H}_3-C{H}_2-CH(C{H}_3)-CH(C{H}_3)-[\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{]}_4-CH(C{H}_3{)}_2$

Lời giải:

1. 2,2,4-trimetylpentan

2. 3,4,9-trimetylđecan

Bài 25.12 trang 39 SBT Hóa học 11: Viết công thức cấu tạo thu gọn của :

1. 4-etyl-2,3,3-trimetylheptan.

2. 3,5-đietyl-2,2,3-trimetyloctan.

Lời giải:

Bài 25.13 trang 39 SBT Hóa học 11: Chất A là một ankan thể khí. Để đốt cháy hoàn toàn 1,2 lít A cần dùng vừa hết 6,0 lít oxi lấy ở cùng điều kiện.

1. Xác định công thức phân tử chất A.

2. Cho chất A tác dụng với khí clo ở 25°C và có ánh sáng. Hỏi có thể thu được mấy dẫn xuất monoclo của A ? Cho biết tên của mỗi dẫn xuất đó. Dẫn xuất nào thu được nhiểu hơn ?

Phương pháp giải:

1. +)  Viết PTHH $C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

+) Tính theo PTHH => CTPT của ankan.

2. Đối với ankan phân tử có các nguyên tử C có bậc khác nhau, sản phẩm chính thế H ở C bậc cao hơn.

Lời giải:

1. $C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

Đối với các chất khí, tương quan về số mol trùng với tương quan vể thể tích. Vì thế từ phương trình hoá học ở trên, ta có :

Cứ 1 lít ankan tác dụng với $\frac{3n+1}{2}$ lít O₂

Cứ 1,2 lít ankan tác dụng với 6,0 lít O₂.

$\frac{3n+1}{2}=\frac{6}{1,2}=5\Rightarrow$ n = 3 ; CTPT chất A là C₃H₈.

2. 

Bài 25.14 trang 39 SBT Hóa học 11: Để đốt cháy hoàn toàn 1,45 g một ankan phải dùng vừa hết 3,64 lít $O_2$ (lấy ở đktc).

1. Xác định công thức phân tử của ankan đó.

2. Viết công thức cấu tạo các đồng phân ứng với công thức phân tử đó. Ghi tên tương ứng.

Phương pháp giải:

Viết PTHH: $C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

+) Tính theo phương trình và đề bài $\to$ n

+) Viết CTCT và gọi tên chất

Lời giải:

1. $C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

Theo phương trình : Cứ (14n + 2) gam ankan tác dụng với $\frac{3n+1}{2}$ mol O₂

Theo đẩu bài : Cứ 1,45 gam ankan tác dụng với $\frac{3,64}{22,4}$ mol O₂

$\frac{14n+2}{1,45}=\frac{3n+1}{{3,25.10}^{-1}}\Rightarrow n=4$

CTPT: $C_4{H}_{10}$

2. CTCT 

Bài 25.15 trang 39 SBT Hóa học 11: Khi đốt cháy hoàn toàn 1,8 g một ankan, người ta thấy trong sản phẩm tạo thành khối lượng CO₂ nhiều hơn khối lượng H₂O là 2,8 g. 

1. Xác định công thức phân tử của ankan mang đốt.

2. Viết công thức cấu tạo và tên tất cả các đồng phân ứng với công thức phân tử đó.

Phương pháp giải:

. +) Viết PTHH: $C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

+) Dựa theo dữ kiện “khối lượng CO₂ nhiều hơn khối lượng H₂O là 2,8 g”, lập phương trình ẩn n. Giải phương trình $\to$ n $\to$ CTPT ankan.

2. Xem lại lí thuyết đồng phân và cách gọi tên của ankan 

Lời giải:

1. $C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

Khi đốt (14n + 2) g ankan thì khối lượng CO₂ thu được nhiều hơn khối lượng H₂O là 44n – 18(n + 1) = (26n – 18) g.

$\frac{14n+2}{1,8}=\frac{26n-18}{2,8}\Rightarrow n=5$

CTPT: C₅H₁₂

2. CTCT : 

Bài 25.16 trang 39 SBT Hóa học 11: Đốt cháy hoàn toàn 2,86 g hỗn hợp gồm hexan và octan người ta thu được 4,48 lít CO₂ (đktc).

Xác định phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp ankan mang đốt.

Phương pháp giải:

+) Đặt lượng C₆H₁₄ là x mol, lượng C₈H₁₈ là y mol

+) Viết PTHH: 

       2C₆H₁₄ + 19O₂ → 12CO₂ + 14H₂O

       2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O

+) Dựa theo PTHH và dữ kiện đề bài lập hệ phương trình 2 ẩn x, y. Giải hệ phương trình $\to$ % về khối lượng của từng chất.

Lời giải:

Đặt lượng C₆H₁₄ là x mol, lượng C₈H₁₈ là y mol:

86x+ 114y = 2,86 (1)

2C₆H₁₄ + 19O₂ → 12CO₂ + 14H₂O

x mol                          6x mol

2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O

y mol                             8y mol

Số mol CO₂: 6x + 8y = $\frac{4,48}{22,4}$ = 0,2. (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được x = 0,02 ; y = 0,01.

% về khối lương cùa C₆H₁₄ : $\frac{0,02\times 86}{2,86}$. 100% = 60,1%.

% về khối lượng của C₈H₁₈ : 100% – 60,1% = 39,9%.

Bài 25.17 trang 40 SBT Hóa học 11: Một loại xăng là hỗn hợp của các ankan có công thức phân tử là $C_7{H}_{16}$ và $C_8{H}_{18}$. Để đốt cháy hoàn toàn 6,95 g xăng đó phải dùng vừa hết 17,08 lít O₂ (lấy ở đktc).

Xác định phần trăm về khối lượng của từng chất trong loại xăng đó.

Phương pháp giải:

+) Đặt số mol từng chất $C_7{H}_{16}$ và $C_8{H}_{18}$ lần lượt là x, y (mol)

+) Viết PTHH

+) Dựa theo PTHH, lập hệ phương trình 2 ẩn x, y. Giải hệ phương trình $\to$ x, y $\to$ phần trăm về khối lượng của từng chất

Lời giải:

Đặt lượng $C_7{H}_{16}$ là x mol, lượng $C_8{H}_{18}$ là y mol.

100x + 114y = 6,95 (1)

$C_7{H}_{16}+11O_2\to 7C{O}_2+8H_{2}O$

x mol         11x mol

$2C_8{H}_{18}+25O_2\to 16C{O}_2+18H_{2}O$

y mol         12,5 y mol

11x + 12,5y = $\frac{17,08}{22,4}$ = 0,7625 (2)

Từ (1) và (2), tìm được x = 0,0125 ; y = 0,05.

% về khối lượng của C₇H₁₆: $\frac{0,0125\times 100}{6,95}$. 100% = 18,0%.

% về khối lượng của C₈H₁₈ : 100% – 18% = 82,0%.

Bài 25.18 trang 40 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp M chứa hai ankan kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Để đốt cháy hoàn toàn 22,20 g M cần dùng vừa hết 54,88 lít O₂ (lấy ở đktc).

Xác định công thức phân tử và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp

Phương pháp giải:

Cách 1:

+) Giả sử trong 22,2 g hỗn hợp M có x mol $C_n{H}_{2n+2}$ và y mol $C_{n+1}{H}_{2n+4}$

+) Viết PTHH

+) Dựa theo PTHH và dữ kiện đề bài lập các phương trình ẩn x, y, n. Giải biện luận phương trình tìm ra x, y, n $\to$ CTPT của chất và phần trăm về khối lượng của từng chất.

Cách 2: Sử dụng phương pháp trung bình

+) Đặt công thức chung của hai ankan là $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$

+) Tìm $\overline{n}$ $\to$ CTPT của từng chất.

+) Gọi số mol từng chất lần lượt là : x, y (mol)

+) Lập hệ phương trình ẩn x, y. Giải hệ phương trình $\to$ phần trăm về khối lượng của từng chất.

Lời giải:

Cách 1:

Giả sử trong 22,2 g hỗn hợp M có x mol $C_n{H}_{2n+2}$ và y mol $C_{n+1}{H}_{2n+4}$:

(14n + 2)x + (14n + 16)y = 22,2 (1)

$C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

x mol              $\frac{3n+1}{2}$x mol

$C_{n+1}{H}_{2n+4}+\frac{3n+4}{2}{O}_2\to (n+1)C{O}_2+(n+2)H_{2}O$

y mol                   $\frac{3n+4}{2}$y mol

Số mol $O_2$ = $\frac{(3n+1)x+(3n+4)y}{2}=\frac{54,88}{22,4}=2,45(mol)$

$\Rightarrow (3n+1)x+(3n+4)y=4,9(2)$

Nhân (2) với 14: (42n + 14)x + (42n + 56)y = 68,6 (2′)

Nhân (1) với 3: (42n + 6)x + (42n + 48)y = 66,6 (1′)

Lấy (2′) trừ đi (1′): 8x + 8y = 2

                               x + y =0,25

Biến đổi (2) : 3n(x + y) + x + 4y = 4,9

Thay x + y = 0,25               0,75n + 0,25 + 3y = 4,9

$\Rightarrow$ 3y = 4,65 – 0,75n

         y = 1,55 – 0,25n

Vì 0 < y < 0,25 $\Rightarrow$ 0 < 1,55 – 0,25n < 0,25

                                5,2 < n < 6,2

    n = 6 $\Rightarrow$ y = 1,55 – 0,25.6 = 5.${10}^{-2}$

                    x = 0,25 – 5.${10}^{-2}$ = 0,2

% về khối lượng $C_6{H}_{14}$ trong hỗn hợp M: $\frac{0,2.86}{22,2}$. 100% = 77,48%.

% về khối lượng $C_7{H}_{16}$ trong hỗn hợp M: 100% – 77,48% = 22,52%.

Cách 2:

Đặt công thức chung của hai ankan là $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$

$C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}+\frac{3\overline{n}+1}{2}{O}_2\to \overline{n}C{O}_2+(\overline{n}+1)H_{2}O$

Theo phương trình : Cứ (14$\overline{n}$ + 2)g ankan tác dụng với $\frac{3\overline{n}+1}{2}$ mol $O_2$

 

Theo đầu bài : cứ 22,2 g ankan tác dụng với $\frac{54,88}{22,4}$ mol $O_2$

                     $\frac{14\overline{n}+2}{22,2}=\frac{3\overline{n}+1}{2.2,45}\Rightarrow \overline{n}=6,2$                     

Vậy công thức phân tử hai ankan là $C_6{H}_{14}$ và $C_7{H}_{16}$

Đặt lượng $C_6{H}_{14}$ là x mol, lượng $C_7{H}_{16}$ là y mol

$\{\begin{array}{l}86\mathrm{x}+100y=22,2\\ \frac{6\mathrm{x}+7\mathrm{y}}{x+y}=6,2\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}x={2.10}^{-1}\\ y={5.10}^{-2}\end{array}$

Từ đó, tính được $C_6{H}_{14}$ chiếm 77,48% ; $C_7{H}_{16}$ chiếm 22,52% khối lượng hỗn hợp M.

Bài 25.19 trang 40 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp X chứa ancol etylic (C₂H₅OH) và hai ankan kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy hoàn toàn 18,9g X, thu được 26,10 g H₂O và 26,88 lít CO₂ (đktc).

Xác định công thức phân tử và phần trăm về khối lượng của từng ankan trong hỗn hợp X.

Phương pháp giải:

Sử dụng phương pháp trung bình

+) Giả sử trong 18,9 g hỗn hợp X có x mol ancol etylic và y mol hai ankan (công thức chung $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$).

+) Viết PTHH

+) Dựa vào dữ kiện đề bài và PTHH lập phương trình $\to$ x, y và $\overline{n}$

+) Dựa vào  $\overline{n}$ $\to$ CT của 2 ankan.

+) Tìm số mol của từng ankan $\to$ phần trăm về khối lượng của từng ankan trong hỗn hợp X

Lời giải:

Giả sử trong 18,9 g hỗn hợp X có x mol ancol etylic và y mol hai ankan (công thức chung $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$).

46x + (14$\overline{n}$ + 2)y = 18,90 (1)

$C_2{H}_{5}OH+3O_2\to 2C{O}_2+3H_{2}O$

x mol                              2x mol      3x mol

$C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}+\frac{3\overline{n}+1}{2}{O}_2\to \overline{n}C{O}_2+(\overline{n}+1)H_{2}O$

y mol                                     $\overline{n}$y mol     ($\overline{n}$ + 1)y mol

Số mol $C{O}_2$ = 2x + $\overline{n}$y = $\frac{26,88}{22,4}$ = 1,2 (2)

Số mol $H_{2}O$ = 3x + ($\overline{n}$ + 1)y = $\frac{26,1}{18}$ = 1,45 (3)

Giải hệ phương trình (1), (2), (3) tìm được x = 0,1 ; y = 0,15 ; $\overline{n}$ = 6,6

Công thức của hai ankan là C₆H₁₄ và C₇H_16.             

Đặt lượng C₆H₁₄ là a mol, lượng C₇H₁₆ là b mol :

$\{\begin{array}{l}a+b=0,15\\ 86\mathrm{a}+100b=18,9-46.0,1=14,3\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}a=0,05\\ b=0,1\end{array}$

% về khối lượng của C₆H₁₄ : $\frac{0,05.86}{18,9}$. 100% = 22,75%.

% về khối lượng của C₇H₁₆ : $\frac{0,1.100}{18,9}$. 100% = 52,91%.