Ankan Là Gì? Tính Chất Hoá Học Ankan và Tính Chất Vật Lý

Ankan là hợp chất hữu cơ căn bản mà các em sẽ được học trong chương trình Hóa học 11. Vậy, ankan là gì? Để giúp các em hiểu rõ hơn về hợp chất này, Chúng tôi sẽ tổng hợp những nội dung trọng tâm bao gồm định nghĩa, công thức, danh pháp cũng như những tính chất cơ bản của ankan trong bài viết sau.

Lý thuyết Ankan là gì?

Ankan là gì?
Ankan là gì? (Nguồn: Internet)

Ankan là những hydrocacbon no, mạch hở, trong phân tử chỉ có liên kết đơn C-C hoặc C-H.

Công thức tổng quát của ankan: CnH2n+2 (n ≥ 1)

Ankan đơn giản nhất là metan (CH4).

Công thức hóa học, đồng đẳng và đồng phân của ankan

Đồng đẳng

CH4 và các chất có công thức phân tử như C2H6, C3H8, C4H10, C5H12,… là dãy đồng đẳng ankan với công thức tổng quát CnH2n+2 (n ≥ 1).

Trong phân tử ankan (trừ C2H6), các nguyên tử cacbon trong không cùng nằm trên một đường thẳng.

Đồng phân

Các ankan từ C4H10 trở đi, ứng với mỗi công thức phân tử thì hợp chất sẽ có công thức cấu tạo là mạch cacbon phân nhánh và mạch cacbon không phân nhánh. Đây chính là đồng phân cấu tạo của ankan.

Ví dụ: C5H12 có các đồng phân cấu tạo như sau

đồng phân cấu tạo của C5H12

Danh pháp của ankan

Danh pháp của một số ankan phổ biến
Danh pháp của một số ankan phổ biến (Nguồn: Internet)

Tên gọi của các ankan có mạch cacbon thẳng: tên mạch cacbon + an.

Ví dụ: CH4 – metan, C3H8 – propan, C5H12 – pentan

Danh pháp thay thế của các ankan có mạch nhánh được gọi tên cụ thể như sau:

  • Mạch cacbon dài nhất và nhiều nhánh nhất được chọn làm mạch chính.
  • Các nguyên tử cacbon mạch chính được đánh số thứ tự từ phía gần nhánh hơn.
  • Mạch nhánh (nhóm ankyl) được gọi tên theo thứ tự vần chữ cái cùng số chỉ vị trí của nó, sau đó đến tên ankan tương ứng với mạch chính.
  Tính Chất Hóa Học Của Oxit Và Khái Quát Về Phân Loại Oxit

Ví dụ:

cách gọi tên ankan có mạch nhánh

Trong phân tử hidrocacbon no, bậc của nguyên tử C được tính bằng số liên kết của chính nó với các nguyên tử cacbon khác.

Tính chất vật lý của ankan

  • Ở điều kiện thường, 4 ankan đầu trong dãy đồng đẳng từ CH4 đến C4H10 có dạng khí. Các ankan tiếp theo ở dạng lỏng, từ C18H38 trở đi là ở dạng rắn.
  • Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cũng như khối lượng riêng của các ankan tăng dần (xét theo chiều tăng của phân tử khối).
  • Khối lượng riêng của ankan nhẹ hơn nước. Đa số, các ankan không tan trong nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ.
  • Ankan là dung môi không phân cực tan được trong các chất không phân cực như benzen, dầu mỡ,…

Tính chất hóa học ankan

Phản ứng thế

Phản ứng thế là phản ứng mà một nguyên tố hoạt động hóa học mạnh hơn trong hợp chất sẽ thay thế nguyên tố hoạt động hóa học yếu hơn.

Ví dụ: Khi đốt nóng hỗn hợp Metan và Clo sẽ xảy ra phản ứng thế các nguyên tử Hidro bằng Clo.

Phản ứng thế của Ankan
Phản ứng thế

Tương tự, các đồng đẳng của metan cũng tham gia được phản ứng thế tạo thành hỗn hợp chất với tỉ lệ % khác nhau.

CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CHBr-CH3 + HBr (sản phẩm chính)

CH3-CH2-CH3 + Br2 → CH3-CH2-CH2-Br + HBr (sản phẩm phụ)

Đới với ankan có mạch cacbon từ 3 C trở lên, clo và brom sẽ ưu tiên thế H ở các cacbon có bậc cao tạo thành sản phẩm chính.

Vì ankan có phản ứng mãnh liệt với flo nên ankan sẽ bị phân hủy thành C và HF:

CnH2n+2 + (n+1)F2 → nC + (2n+2)HF

Iot không phản ứng thế được với ankan.

Vậy khả năng phản ứng của dãy halogen với ankan sẽ giảm theo thứ tự F2 > Cl2 > Br2> I2.

Phản ứng tách (cracking ankan)

Khi bị tác động bởi nhiệt độ và chất xúc tác, ankan có phân tử khối nhỏ sẽ bị tách H thành các hidrocacbon không no tương ứng với nó. Ngoài ra, các ankan này cũng có thể bị cracking mạch cacbon và tạo thành những phân tử nhỏ hơn.

Ví dụ: Phản ứng cracking H2 hay còn gọi là phản ứng đề Hidro hóa:

Ví dụ: Phản ứng cracking H2 hay còn gọi là phản ứng đề Hidro hóa:
Phản ứng cracking H2 hay còn gọi là phản ứng đề Hidro hóa:

Phương trình tổng quát:

Ở phản ứng cracking H, các em lưu ý:

  • Những ankan có 2 nguyên tử C trở lên mới tham gia phản ứng tách H2.
  • Trong phản ứng tách H2, 2 nguyên tử H gắn với 2 nguyên tử C nằm cạnh nhau sẽ tách ra cùng nhau. Ưu tiên tách nguyên tử H ở nguyên tử C có bậc cao hơn.

Phản ứng oxi hóa

Khi bị đốt cháy, các ankan sẽ xảy ra phản ứng cháy và tỏa nhiệt. Trong điều kiện thiếu oxi, các ankan cháy không hoàn toàn, tạo thành sản phẩm gồm CO2, H2O, CO,…

Phản ứng oxi hóa ankan
Phản ứng oxi hóa

Đối với các dạng bài tập về phản ứng cháy của ankan, các em cần lưu ý những điểm sau:

Cách điều chế ankan là gì?

Trong phòng thí nghiệm

Để điều chế Metan người ta thường đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút:

Trong công nghiệp

Trong dầu mỏ, khí dầu mỏ, khí thiên nhiên,… có thể tìm thấy ankan. Thông qua phương pháp chưng cất phân đoạn, ở những phân đoạn chưng cất khác nhau có thể thu được các ankan.

Ứng dụng của Ankan

Ankan được ứng dụng nhiều trong cuộc sống thường ngày như:

  • Dùng làm dung môi, chất bôi trơn, chất chống gỉ, sáp đun nấu và pha thuốc mỡ
  • Dùng làm nguyên liệu để hàn cắt kim loại, làm đèn xi nhan

Ngoài ra trong hóa học, Ankan còn được ứng dụng để:

  •  Dùng để tổng hợp các chất hữu cơ như CH3Cl, CH2Cl2, CCl4, CF2Cl2, …
  • Đặc biệt từ CH4 điều chế được nhiều chất khác nhau: hỗn hợp CO + H2, amoniac NH3 , axit axetic CH≡CH, rượu metylic C2H5OH và anđehit fomic HCHO

Câu hỏi bài tập trắc nghiệm AnKan

Câu 1: Hợp chất hữu cơ X có tên gọi là: 2 – Clo – 3 – metylpentan. Công thức cấu tạo của X là:

A. CH3CH2CH(Cl)CH(CH3)2

B. CH3CH(Cl)CH(CH3)CH2CH3

C. CH3CH2CH(CH3)CH2CH2Cl

D. CH3CH(Cl)CH2CH(CH3)CH3

Câu 2: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C5H12?

A. 3 đồng phân

B. 4 đồng phân

C. 5 đồng phân

D. 6 đồng phân

Câu 3: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C6H14?

A. 3 đồng phân

B. 4 đồng phân

C. 5 đồng phân

D. 6 đồng phân

Câu 4: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C4H9Cl?

A. 3 đồng phân

B. 4 đồng phân

C. 5 đồng phân

D. 6 đồng phân

Câu 5: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C5H11Cl?

A. 6 đồng phân

B. 7 đồng phân

C. 5 đồng phân

D. 8 đồng phân

Câu 6: Phần trăm khối lượng cacbon trong phân tử ankan Y bằng 83,33%. Công thức phân tử của Y là:

A. C2H6

B. C3H8

C. C4H10

D. C5H12

Câu 7: Công thức đơn giản nhất của hiđrocacbon M là CnH2n+1. M thuộc dãy đồng đẳng nào?

A. ankan

B. không đủ dữ kiện để xác định

C. ankan hoặc xicloankan

D. xicloankan

Câu 8: Cho ankan có CTCT là: (CH3)2CHCH2C(CH3)3. Tên gọi của ankan là

A. 2,2,4-trimetylpentan.

B. 2,4-trimetylpetan.

C. 2,4,4-trimetylpentan.

D. 2-đimetyl-4-metylpentan.

Câu 9: Cho iso-pentan tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ số mol 1: 1, số sản phẩm monoclo tối đa thu được là

A. 2

B. 3.

C. 5.

D. 4.

Câu 10: Iso-hexan tác dụng với clo (có chiếu sáng) có thể tạo tối đa bao nhiêu dẫn xuất monoclo?

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Câu 11: Khi cho 2-metylbutan tác dụng với Cl2 theo tỷ lệ mol 1:1 thì tạo ra sản phẩm chính là

A. 1-clo-2-metylbutan.

B. 2-clo-2-metylbutan.

C. 2-clo-3-metylbutan.

D. 1-clo-3-metylbutan.

Câu 12: Khi clo hóa C5H12 với tỷ lệ mol 1:1 thu được 3 sản phẩm thế monoclo. Danh pháp IUPAC của ankan đó là

A. 2,2-đimetylpropan.

B. 2-metylbutan.

C. pentan.

D. 2-đimetylpropan.

Câu 13: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là

A. CH3Cl.

B. CH2Cl2.

C. CHCl3.

D. CCl4.

Câu 14: Cho 4 chất: metan, etan, propan và n-butan. Số lượng chất tạo được một sản phẩm thế monoclo duy nhất là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 15: khi clo hóa một ankan có công thức phân tử C6H14, người ta chỉ thu được 2 sản phẩm thế monoclo. Danh pháp IUPAC của ankan đó là

A. 2,2-đimetylbutan.

B. 2-metylpentan.

C. n-hexan.

D. 2,3-đimetylbutan.

Câu 16: Khi clo hóa hỗn hợp 2 ankan, người ta chỉ thu được 3 sản phẩm thế monoclo. Tên gọi của 2 ankan đó là:

A. etan và propan.

B. propan và iso-butan.

C. iso-butan và n-pentan.

D. neo-pentan và etan.

Câu 17: 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 đó là

A. 3,3-đimetylhecxan.

C. isopentan.

B. 2,2-đimetylpropan.

D. 2,2,3-trimetylpentan

Câu 18: Khi cho ankan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,72%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol 1:1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo đồng phân của nhau. Tên của X là

A. 3-metylpentan.

B. 2,3-đimetylbutan.

C. 2-metylpropan.

D. butan.

Câu 19: Hiđrocacbon mạch hở X trong phân tử chỉ chứa liên kết σ và có hai nguyên tử cacbon bậc ba trong một phân tử. Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích X sinh ra 6 thể tích CO2 (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Khi cho X tác dụng với Cl2 (theo tỉ lệ số mol 1: 1), số dẫn xuất monoclo tối đa sinh ra là

A. 3.

B. 4.

C. 2.

D. 5.

Câu 20: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X với khí clo có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp Y chỉ chứa hai chất sản phẩm. Tỉ khối hơi của Y so với hiđro là 35,75. Tên của X là:

A. 2,2-đimetylpropan.

B. 2-metylbutan.

C. pentan.

D. 2-đimetylpropan.

Câu 21: Ankan nào sau đây chỉ cho 1 sản phẩm thế duy nhất khi tác dụng với Cl2 (as) theo tỉ lệ mol (1: 1): CH3CH2CH3 (a), CH4 (b), CH3C(CH3)2CH3 (c), CH3CH3 (d), CH3CH(CH3)CH3(e)

A. (a), (e), (d)

B. (b), (c), (d)

C. (c), (d), (e)

D. (a), (b), (c), (e), (d)

Câu 22: Sản phẩm của phản ứng thế clo (1:1, ánh sáng) vào 2,2- đimetyl propan là: (1) CH3C(CH3)2CH2Cl; (2) CH3C(CH2Cl)2CH3; (3) CH3ClC(CH3)3

A. (1); (2)

B. (2); (3)

C. (2)

D. (1)

Câu 23: Có bao nhiêu ankan là chất khí ở điều kiện thường khi phản ứng với clo (có ánh sáng, tỉ lệ mol 1:1) tạo ra 2 dẫn xuất monoclo?

A . 4

B. 2

C. 5

D. 3

Câu 24: Ankan Y phản ứng với brom tạo ra 2 dẫn xuất monobrom có tỷ khối hơi so với H2 bằng 61,5. Tên của Y là:

A. butan

B. Propan

C. Iso-butan

D. 2-metylbutan

Câu 25: Xicloankan (chỉ có một vòng) A có tỉ khối so với nitơ bằng 3. A tác dụng với clo có chiếu sáng chỉ cho một dẫn xuất monoclo duy nhất, xác định công thức cấu tạo cuả A?

Bài tập về ankan

Câu 26: Hai xicloankan M và N đều có tỉ khối hơi so với metan bằng 5,25. Khi tham gia phản ứng thế clo (as, tỉ lệ mol 1:1) M cho 4 sản phẩm thế còn N cho 1 sản phẩm thế. Tên gọi của các xicloankan N và M là

A. metyl xiclopentan và đimetyl xiclobutan

B. Xiclohexan và metyl xiclopentan

C. Xiclohexan và n-propyl xiclopropan

D. Cả A, B, C đều đúng

Câu 27: Khi tiến hành craking 22,4 lít khí C4H10 (đktc) thu được hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8, H2 và C4H10 dư. Đốt cháy hoàn toàn A thu được x gam CO2 và y gam H2O. Giá trị của x và y tương ứng là

A. 176 và 180.

B. 44 và 18.

C. 44 và 72.

D. 176 và 90.

Câu 28: Craking n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x mol CO2. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là

A. 57,14%.

B. 75,00%.

C. 42,86%

D. 25,00%.

Giá trị của x là

A. 140.

B. 70.

C. 80.

D. 40.

Câu 29: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 12. Công thức phân tử của X là

A. C6H14.

B. C3H8.

C. C4H10.

D. C5H12.

Câu 30: Khi đốt cháy metan trong khí Cl2 sinh ra muội đen và một chất khí làm quỳ tím hóa đỏ. Vậy sản phẩm phản ứng là:

A. CH3Cl và HCl

B. CH2Cl2 và HCl

C. C và HCl

D. CCl4 và HCl

Câu 31: Khi crackinh hoàn toàn một ankan X thu được hỗn hợp Y (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 29. Công thức phân tử của X là

A. C6H14.

B. C3H8.

C. C4H10

D. C5H12

Câu 32: Craking 40 lít n-butan thu được 56 lít hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần n-butan chưa bị craking (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là

A. 40%.

B. 20%.

C. 80%.

D. 20%.

Câu 33: Craking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một phần propan chưa bị craking. Biết hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung bình của A là

A. 39,6.

B. 23,16.

C. 2,315.

D. 3,96.

Câu 34: Craking m gam n-butan thu được hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam H2O, 17,6 gam CO2. Giá trị của m là

A. 5,8.

B. 11,6.

C. 2,6.

D. 23,2.

Câu 35: 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 (ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là

A. 70,0 lít.

B. 78,4 lít.

C. 84,0 lít.

D. 56,0 lít.

Câu 36: Đốt cháy một hỗn hợp gồm nhiều hiđrocacbon trong cùng một dãy đồng đẳng nếu ta thu được số mol H2O > số mol CO2 thì CTPT chung của dãy là

A. CnHn, n ≥ 2

B. CnH2n+2, n ≥1 (các giá trị n đều nguyên)

C. CnH2n-2, n≥ 2

D. Tất cả đều sai

Câu 37: Đốt cháy một hỗn hợp hiđrocacbon ta thu được 2,24l CO2 (đktc) và 2,7 gam H2O thì thể tích O2 đã tham gia phản ứng cháy (đktc) là:

A. 5,6 lít

B. 2,8 lít

C. 4,48 lít

D. 3,92 lít

Câu 38: Hỗn hợp khí A gồm Etan và Propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ thể tích 11:15. thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là:

A. 18,52% ; 81,48%

B. 45% ; 55%

C. 28,13%; 71,87%

D. 25%; 75%

Câu 39: 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 thu được 4 sản phẩm monoclo. Tên gọi của X là

A. 2-Metylbutan.

B. Etan.

C. 2,2-Đimetylpropan.

D. 2-Metylpropan.

Câu 40: Một hỗn hợp 2 ankan liên tiếp trong dãy đồng đẳng có tỉ khối hơi với H2 là 24,8.

a. Công thức phân tử của 2 ankan là:

A. C2H6và C3H8

B. C4H10 và C5H12

C. C3H8 và C4H10

D. Kết quả khác

b. Thành phần phần trăm về thể tích của 2 ankan là:

A. 30% và 70%

B. 35% và 65%

C. 60% và 40%

D. 50% và 50%

Nếu bạn có thắc mắc gì có thể để lại bình luận
5/5 - (2 votes)

Check Also

Ancol Benzylic

Ancol Benzylic Là Gì? Tính Chất Vật Lý Tính Chất Hoá Học Và Ứng Dụng

Ancol Benzylic là một trong những hợp chất hữu cơ thường gặp thuộc họ Benzen …

Leave a Reply