Bài tập về phản ứng thế halogen (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng thế halogen lớp 11 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về phản ứng thế halogen.

Bài tập về phản ứng thế halogen (cách giải + bài tập)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Phản ứng thế halogen (chlorine, bromine) của alkane:

Phản ứng thế halogen (Cl₂, Br₂ ) $\stackrel{askt}{\to }$ Dẫn xuất halogen

Tổng quát: $C_n{H}_{2n+2}+aC{l}_2\stackrel{askt}{\to }{C}_n{H}_{2n+2-a}C{l}_a+aHCl$

+ Methane thế được lần lượt 1 đến 4 nguyên tử halogen.

+ Từ C₃H₈ trở lên, tham gia phản ứng thế chlorine tương tự như methane, nhưng tuân theo quy tắc thế.

$\ast$ Qui tắc thế: nguyên tử X ưu tiên thế vào C có ít H hơn (C bậc cao hơn)

(Bậc carbon: là số nguyên tử C bên cạnh liên kết với nguyên tử C đó).

Ví dụ:

- Nhóm thế Cl, Br đọc là chloro, bromo.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Cho 2-methylpropane tác dụng với chlorine (tỉ lệ mol $1:1$, có ánh sáng) thu được tối đa bao nhiêu sản phẩm thế monochloro?

Hướng dẫn giải

Do 2-methylpropane có 3 nhóm $-{\text{CH}}_3$ có vị trí tương tự nhau nên chỉ có 2 sản phẩm thế monochloro tạo thành sau phản ứng là:

Ví dụ 2: Có bao nhiêu alkane (có số nguyên tử $\text{C}\le 5$ ) khi tác dụng với chlorine (có ánh sáng hoặc đun nóng) tạo duy nhất một sản phẩm thế monochloro?

A. 3.

B. 2.

C. 1.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Methane, ethane và 2,2-dimethylpentane khi tác dụng với chlorine (có ánh sáng hoặc đun nóng) tạo duy nhất một sản phầm thế monochloro.

C. Bài tập minh hoạ

Câu 1: Khi cho 2,2-dimethylbutane tác dụng với chlorine thu được tối đa bao nhiêu dẫn xuất monochloro?

A. 3.

B. 2.

C. 5.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Câu 2: Cho isopentane phản ứng với Cl₂ (askt) tạo ra số dẫn xuất monochloro là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Câu 3: Khi bromine hóa một alkane chỉ thu được một dẫn xuất monobromine duy nhất có tỉ khối hơi đối với hydrogen là 75,5. Tên của alkane đó là (cho H = 1, C = 12, Br = 80)

A. 3,3-dimethylhecxane.

B. 2,2-dimethylpropane.

C. isopentane.

D. 2,2,3-trimethylpentane.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Phương trình hoá học:

C_nH_2n+2 + Br₂ → C_nH_2n+1Br + HBr

M_monobromine = 14n + 81 = 75,5.2 $\Rightarrow$ n = 5.

Do khi bromine hóa một alkane chỉ thu được một dẫn xuất monobromine duy nhất nên alkane là: 2,2-dimethylpropane.

Câu 4: Đốt cháy hết 1 mol hydrocarbon X tạo ra 5 mol CO₂. Khi cho X phản ứng với Cl₂ (askt) tạo ra một dẫn xuất monochloro. Tên gọi của X là

A. isopentane.

B. cyclohexane.

C. neopentane.

D. n – butane.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Số C có trong X là: $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}=\frac{5}{1}=5.$

Khi cho X phản ứng với Cl₂ (askt) tạo ra một dẫn xuất monochloro $\Rightarrow$ X có tính đối xứng cao. Vậy X là:

neopentane.

Câu 5: Khi cho 2-methylbutane tác dụng với Cl₂ theo tỷ lệ mol 1:1 thì tạo ra sản phẩm chính là

A. 1-chloro-2-methylbutane.

B. 2-chloro-2-methylbutane.

C. 2-chloro-3-methylbutane.

D. 1-chloro-3-methylbutane.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Câu 6: Cho 4 chất: methane, ethane, propane và n-butane. Số lượng chất tạo được một sản phẩm thế monochloro duy nhất là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Hai chất thoả mãn là: methane, ethane.

Câu 7: Khi chlorine hóa hỗn hợp 2 alkane, người ta chỉ thu được 3 sản phẩm thế monochloro. Tên gọi của 2 alkane đó là

A. ethane và propane.

B. propane và isobutane.

C. isobutane và n-pentane.

D. neopentane và ethane.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

CH₃-CH₃ $\underset{-HCl}{\overset{+C{l}_2}{\to }}$ CH₃-CH₂Cl

Câu 8: Khi cho alkane X (trong phân tử có % khối lượng carbon bằng 83,72%) tác dụng với khí Cl₂ theo tỉ lệ mol 1:1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được hai dẫn xuất monochloro đồng phân của nhau. Tên của X là

A. 3-methylpentane.

B. 2,3-dimethylbutane.

C. butane.

D. 2-methylpropane.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Đặt công thức tổng quát của alkane là: C_nH_{2n + 2}.

Theo bài ra: %C = 83,72% $\Rightarrow \frac{12n}{2n+2}=\frac{83,72}{100-83,72}\Rightarrow n=6.$

Do cho alkane X tác dụng với khí Cl₂ theo tỉ lệ mol 1:1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được hai dẫn xuất monochloro đồng phân của nhau nên X là: 2,3-dimethylbutane.

Câu 9: Khi tiến hành phản ứng thế giữa alkane X với khí chlorine có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp Y chỉ chứa hai chất sản phẩm. Tỉ khối hơi của Y so với hydrogen là 35,75. Tên của X là

A. 2,2-đimethylpropane.

B. 2-methylbutane.

C. pentane.

D. ethane.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

M_Y = 35,75.2 = 71,5. Vậy Y là dẫn xuất monochloro.

Vậy Y có dạng: C_nH_{2n + 1}Cl.

Phương trình hoá học :

Hỗn hợp Y gồm: C_nH_{2n + 1}Cl và HCl tỉ lệ mol 1 : 1. Ta có:

$M_Y=\frac{(14n+36,5)+36,5}{2}=71,5\Rightarrow n=5.$

Khi tiến hành phản ứng thế giữa alkane X với khí chlorine có chiếu sáng thu được một dẫn xuất monochloro, vậy X là 2,2-đimethylpropane.

Câu 10: Alkane tác dụng với Cl₂ (askt) tạo được dẫn xuất monochloro trong đó chlorine chiếm 55,04% khối lượng. Vậy X có công thức phân tử là chất nào dưới đây?

A. CH₄.

B. C₂H₆.

C. C₃H₈.

D. C₄H₁₀.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Dẫn xuất monochloro có dạng: C_nH_2n+1Cl.

$\%Cl=55,04\%\Rightarrow \frac{35,5}{14n+1}=\frac{55,04}{100-55,04}\Rightarrow n=2.$

Vậy X có công thức phân tử là: C₂H₆.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 11 hay, chi tiết khác:

• Bài toán về năng lượng hóa học, đốt cháy nhiên liệu
• Bài tập về phản ứng cộng
• Bài tập về phản ứng trùng hợp
• Bài tập về phản ứng của alk-1-yne với dung dịch AgNO₃ trong NH₃
• Bài tập về phản ứng của alcohol với kim loại kiềm
• Bài tập về phản ứng oxi hoá alcohol

---