Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa học 9 Alkane (có lời giải)

Bài viết Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa học 9 Alkane gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu ôn thi Học sinh giỏi Hóa 9.

Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa học 9 Alkane (có lời giải)

Xem thử

Chỉ từ 300k mua trọn Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa học 9 sách mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1133836868 - CT TNHH DAU TU VA DV GD VIETJACK - Ngân hàng MB (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Khái niệm - Đồng đẳng - Đồng phân - Danh pháp

a. Khái niệm

- Alkane là hydrocarbon no mạch hở có công thức chung C_nH_2n+2 (n ≥ 1). Hay còn gọi là Parafin.

- Các chất CH₄, C­_2­H₆, C₃H₈ …. C_nH_2n+2 hợp thành dãy đồng đẳng của Alkane (các đồng đẳng hơn kém nhau một -CH₂).

b. Đồng phân

- Đồng phân: Các hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo.

- Các loại đồng phân của alkane

+ Đồng phân mạch Carbon.

+ Đồng phân về vị trí nhánh.

- Alkane : Từ C₄H₁₀ trở đi có đồng phân cấu tạo (đồng phân mạch C).

- Ví dụ: C₅H₁₂ có ba đồng phân:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂CH₃; CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃; CH₃-C(CH₃)₂-CH₃

c. Danh pháp

* Tên Alkane mạch không nhánh từ C₁ → C₁₀

→ Tên gọi thay thế của các alkane không phân nhánh = Phần nền + ane

- Khi lấy một nguyên tử Hydrogen ra khỏi phân tử alkane, ta được gốc alkyl

→ Tên của gốc alkyl = phần nền + yl

* Tên alkane mạch phân nhánh

- Các bước gọi tên:

+ Bước 1: Xác định mạch C chính (mạch chính là mạch dài nhất, nhiều nhánh nhất)

+ Bước 2: Đánh số nguyên tử Carbon mạch chính (Đánh số từ vị trí gần nhánh nhất để tổng vị trí nhánh là nhỏ nhất)

+ Bước 3: Xác định tên gọi các nhánh và vị trí nhánh (Nếu có nhiều nhánh giống nhau thì thêm: di- (2), tri- (3), tetra- (4), … để chỉ số lượng nhóm giống nhau; Nếu có nhiều nhánh khác nhau thì gọi tên nhánh theo bảng chữ cái ABC)

+ Bước 4: Gọi tên theo quy tắc:

Số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh + tên alkane mạch chính

- Ví dụ:

1.

2.

3.

- Một số alkane có tên riêng: C số 2 có 1 nhóm CH₃- thêm “iso”, C số 2 có 2 nhóm CH₃- thêm “neo”.

2. Tính chất vật lý

- Ở điều kiện thường: Alkane C₁ – C₄ và neopentane: chất khí (khí gas); C₅ – C₁₇ trừ neopentane: chất lỏng (xăng, dầu); C₁₈ trở lên: chất rắn (nến, sáp).

- Các alkane nhẹ hơn nước, rất ít tan trong nước, tan tốt trong dung môi không phân cực do alkane kém phân cực.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng dần theo phân tử khối, alkane mạch không phân nhánh có nhiệt độ sôi cao hơn so với mạch phân nhánh.

3. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thế bởi halogen (đặc trưng cho hydrocarbon no)

- Chlorine có thể thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử methane khi chiếu sáng.

${\mathrm{CH}}_3+{\mathrm{Cl}}_2\stackrel{\mathrm{askt}}{\to }{\mathrm{CH}}_3\mathrm{Cl}+\mathrm{HCl}$

${\mathrm{CH}}_3\mathrm{Cl}+{\mathrm{Cl}}_2\stackrel{\mathrm{askt}}{\to }{\mathrm{CH}}_2{\mathrm{Cl}}_2+\mathrm{HCl}$

${\mathrm{CH}}_2{\mathrm{Cl}}_2+{\mathrm{Cl}}_2\stackrel{\mathrm{askt}}{\to }{\mathrm{CHCl}}_3+\mathrm{HCl}$

$\mathrm{CHCl}3+\mathrm{Cl}2\stackrel{\mathrm{askt}}{\to }\mathrm{CCl}4+\mathrm{HCl}$

- Các đồng đẳng của methane cũng tham gia phản ứng thế tương tự methane.

- Nhận xét: Nguyên tử H liên kết với nguyên tử C bậc cao hơn dể bị thế hơn nguyên tử H liên kết với nguyên tử C bậc thấp hơn.

b. Phản ứng tách.

- Phản ứng tách (Cracking alkane) là quá trình phân cắt liên kết C – C (bẻ gãy mạch carbon) của các alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon mạch ngắn hơn.

$C_n{H}_{2n+2}\stackrel{t°,\mathrm{xt}}{\to }{C}_n{H}_{2n}+H_2$

$C_n{H}_{2n+2}\stackrel{t°,\mathrm{xt}}{\to }{C}_{n\text{'}}{H}_{2n\text{'}}+C_m{H}_{2m+2}(n=n\text{'}+m)$

- Ví dụ:

${\mathrm{CH}}_3-{\mathrm{CH}}_3\stackrel{500°C,\mathrm{xt}}{\to }{\mathrm{CH}}_2={\mathrm{CH}}_2+H_2$

c. Phản ứng cháy của alkane

$C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\to \mathrm{nCO}2+\mathrm{nH}2O(n_{H_{2}O}>n_{{\mathrm{CO}}_2})$

- Khi đốt cháy alkane ta luôn có: $n_{H_{2}O}>n_{{\mathrm{CO}}_2}$ hoặc $n_{O_2}>1,5n_{{\mathrm{CO}}_2}\to n_{\mathrm{alkane}}=n_{H_{2}O}-n_{{\mathrm{CO}}_2}$

+ Ví dụ:

${\mathrm{CH}}_4+2O_2\stackrel{t°}{\to }{\mathrm{CO}}_2+2H_{2}O$

$2C_2{H}_6+7O_2\stackrel{t°}{\to }4{\mathrm{CO}}_2+6H_{2}O$

- Phản ứng đốt cháy alkane tỏa lượng nhiệt lớn để đun nấu, sưởi ấm, cung cấp năng lượng cho các ngành công nghiệp.

4. Điều chế:

a. Phòng thí nghiệm:

- Đun sôi muối sodium của carboxylic acid với hỗn hợp vôi tôi xút.

→ Tổng quát: $\mathrm{RCOONa}+\mathrm{NaOH}\underset{t°}{\overset{\mathrm{CaO}}{\to }}\mathrm{RH}+{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3$ (R là gốc Alkyl-)

* Ví dụ: Điều chế methane (CH₄) trong phòng thí nghiệm

${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COONa}+\mathrm{NaOH}\stackrel{\mathrm{CaO},t°}{\to }{\mathrm{CH}}_4\uparrow +{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3$

- Hoặc điều chế là aluminum carbide

${\mathrm{Al}}_4{C}_3+12H_{3}O\to 3{\mathrm{CH}}_4\uparrow +4\mathrm{Al}{\left(\mathrm{OH}\right)}_3$

b. Nguồn alkane trong tự nhiên, điều chế và ứng dụng của alkane

- Nguồn alkane trong tự nhiên

- Trong tự nhiên alkane có nhiều trong thành phần của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.

- Alkane thể khí được lấy từ khí thiên nhiên và khí mỏ dầu: Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) có thành phần chính là propane và butane, khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) có thành phần chính là methane.

- Alkane thể lỏng và rắn được điều chế từ dầu mỏ bằng phương pháp chưng cất phân đoạn: Xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu nhờn, … và nhựa đường.

B. BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ

I. VIẾT CÔNG THỨC CẤU TẠO CÁC ĐỒNG PHÂN – TÊN GỌI

Bài 1. Cho các công thức: CH₄, C₂H₄, C₂H₂, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₆, C₅H₁₂, C₆H₁₀, C₆H₆. Những công thức nào là của alkane? Viết công thức cấu tạo thu gọn mạch thẳng của công thức alkane đó.

Bài 2. Viết các đồng phân và gọi tên (tên thay thế và tên thông thường nếu có) của alkane có công thức C₄H₁₀, C₅H₁₂, C₆H₁₄.

Bài 43 Viết công thức cấu tạo thu gọn của các chất có tên gọi sau và xác định bậc của các nguyên tử carbon trong các công thức đó:

(1) butane;

(2) 2 – methylbutane;

(3) 2, 3 – dimethylbutane;

(4) 3 – ethyl – 2 – methylheptane;

(5) isopentane;

(6) neopentane.

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm các Chuyên đề bài tập bồi dưỡng Học sinh giỏi Hóa học lớp 9 có đáp án hay khác:

• Chuyên đề: Alkene

• Chuyên đề: Alcohol

• Chuyên đề: Carboxylic acid

• Chuyên đề: Bài tập tổng hợp về hydrocarbon

• Chuyên đề: Bài tập nâng cao về alcohol và carboxylic acid

• Chuyên đề: Ester

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:

• Giải bài tập Hóa học 9
• Giải sách bài tập Hóa 9
• Đề thi Hóa học 9
• Wiki 200 Tính chất hóa học
• Wiki 3000 Phản ứng hóa học quan trọng

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---