Cracking C5H12 | Cracking pentan | C5H12 → CH4 + C4H8 | C5H12 ra CH4 | C5H12 ra C4H8

Phản ứng C₅H₁₂ hoặc Cracking pentan hoặc C₅H₁₂ hay C₅H₁₂ ra CH₄ hoặc C₅H₁₂ ra C₄H₈ thuộc loại phản ứng tách đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về C₅H₁₂ có lời giải, mời các bạn đón xem:

C₅H₁₂ CH₄ + C₄H₈

1. Phương trình phản ứng pentan ra methane

$C_5{H}_{12}\stackrel{t^{°},xt}{\to }C{H}_4+C_4{H}_8$

Phản ứng trên là phản ứng tách alkane.

2. Hiện tượng của phản ứng pentan ra methane

- Tạo khí CH₄, C₄H₈.

3. Cách tiến hành phản ứng pentan ra methane

- cracking pentan trong điều kiện nhiệt độ, xúc tác thích hợp.

4. Mở rộng về phản ứng tách alkane

- Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các alkane có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hydrocarbon không no tương ứng.

Thí dụ:

CH₃ – CH₃ $\stackrel{500{}^{o}C,xt}{\to }$CH₂ = CH₂ + H₂

- Ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, các alkane còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.

Thí dụ:

          CH₃ – CH₂ – CH₃ $\stackrel{t^o,xt}{\to }\left[\begin{array}{l}{C}_2{H}_6+C{H}_4\\ C_3{H}_6+H_2\end{array}\right.$

5. Mở rộng về điều chế alkane

5.1. Trong phòng thí nghiệm

- methane được điều chế bằng cách đun nóng sodium acetate khan với hỗn hợp vôi tôi xút:

          CH₃COONa + NaOH $\stackrel{CaO,t^o}{\to }$ CH₄↑ + Na₂CO₃

5.2. Trong công nghiệp

- Các alkane là thành phần chính của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.

- Từ dầu mỏ, bằng phương pháp chưng cất phân đoạn, ta thu được các alkane ở các phân đoạn khác nhau.

- Từ khí thiên nhiên và khí mỏ dầu cũng thu được các alkane CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ ...

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Phản ứng tách butan ở 500^oC có xúc tác cho những sản phẩm nào sau đây?

A. CH₃CH=CHCH₃ và H₂                                B. CH₃CH=CH₂ và CH₄

C. CH₂=CH-CH=CH₂ và H₂                             D. A, B, C đều đúng.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Butan: CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các alkane có thể tách hiđro thành hiđro cacbon không no tương ứng hoặc phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.

Câu 2: Phản ứng đặc trưng của alkane là:

A. Cộng với halogen                                         B. Thế với halogen

C. cracking                                                       D. Đề hiđro hoá

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Ở phân tử alkane chỉ có liên kết C-C và C-H. Đó là các liên kết xích ma bền vững, vì thế alkane tương đối trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh như KMnO₄.

Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác và nhiệt độ, alkane tham gia các phản ứng thế với halogen, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa. Tuy nhiên, phản ứng đặc trưng của alkane là thế với halogen: C_nH_2n+2 + Cl₂ $\stackrel{AS}{\to }$ C_nH_2n+1Cl + HCl

Halogen có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử alkane.

Câu 3: alkane X có công thức phân tử C₆H₁₄. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monochloro. Tên gọi của X là

A. 2,2-dimethylbutan                                              B. 3-methylpentan

C. hexan                                                                D. 2,3-dimethylbutan

Hướng dẫn giải

Đáp án B

$\begin{array}{l}\stackrel{\downarrow }{C}{H}_3–\stackrel{\downarrow }{C}{H}_2–\underset{\left|\downarrow \right.}{\stackrel{\downarrow }{C}}H–C{H}_2–C{H}_3\\ C{H}_3\end{array}$

Vị trí mũi tên cho biết Cl có thể thế H gắn với C đó

→ Clo hóa 3-methylpentan được 4 sản phẩm thế monochloro.  

Câu 4: Sản phẩm của phản ứng thế clo (1:1, ánh sáng) vào 2,2-dimethylpropan là:

(1) CH₃C(CH₃)₂CH₂Cl;                                   

(2) CH₃C(CH₂Cl)₂CH₃ ;

(3) CH₃ClC(CH₃)₃

A. (1); (2).                  B. (2); (3).                      C. (2).                        D. (1)

Hướng dẫn giải

Đáp án D

$\begin{array}{l}C{H}_3\\ C{H}_3–\underset{\left|\right.}{\overset{\left|\right.}{C}}–C{H}_3\\ C{H}_3\end{array}$

4 nhóm -CH₃ có vị trí đối xứng nhau nên chỉ có 1 sản phẩm thế clo 1:1.

Câu 5: Clo hóa alkane X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm dẫn xuất monochloro có thành phần khối lượng clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₁₀                         B. C₃H₈                         C. C₃H₆                      D. C₂H₆.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

C_nH_2n+2 + Cl₂ → C_nH_2n+1Cl + HCl

→$\frac{\mathrm{35,5}}{14n+1+\mathrm{35,5}}$ .100 = 45,223%

→ n = 3 → CTPT X: C₃H₈.

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm methane, etan, propane bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO₂ (đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (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.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

$n_{C{O}_2}$ = 7,84 : 22,4 = 0,35 mol;

$n_{H_{2}O}$= 9,9 : 18 = 0,55 mol

Bảo toàn nguyên tố O: 2.$n_{O_2}$ = 2.$n_{C{O}_2}$ + $n_{H_{2}O}$

→ 2.$n_{O_2}$ = 2.0,35 + 0,55 →$n_{O_2}$ = 0,625 mol

$V_{O_2}$= 0,625.22,4 = 14 lít

Vì oxi chiếm $\frac{1}{5}$ V_kk → V_kk = 5.14 = 70 lít

Câu 7: Khi brom hóa một alkane chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của alkane là

A. 3,3-dimethylhexan                                               B. 2,2-dimethylpropan     

C. isopentane                                                          D. 2,2,3-trimethylpentan.

Hướng dẫn giải

Đáp án B                                

C_nH_2n+2 + Br₂ → C_nH_2n+1Br + HBr

→ 14n + 81 = 75,5.2 → n = 5 → CTPT: C₅H₁₂

Khi brom hóa alkane chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất

nên CTCT của X là:

$\begin{array}{l}C{H}_3\\ C{H}_3–\underset{\left|\right.}{\overset{\left|\right.}{C}}–C{H}_3\\ C{H}_3\end{array}$     2,2-dimethylpropan                                              

Câu 8: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO₂ và hơi nước theo tỷ lệ thể tích 11:15. Thành phần phần trăm theo khối lượng của hai chất lần lượt là: 

A. 18,5% và 81,5%                                          B. 45% và 55%

C. 28,1% và 71,9%                                          D. 25% và 75%

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Đặt $n_{C_2{H}_6}$=  a ;$n_{C_3{H}_8}$ = b;

Có $V_{C{O}_2}$:$V_{H_{2}O}$ = 11 : 15 

→ (2a + 3b) : (3a + 4b) = 11 : 15

→ b = 3a

Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol

Giả sử $n_{C_2{H}_6}$ = 1 mol →$n_{C_3{H}_8}$= 3 mol

→ mA = 1.30 + 3.44 = 162 gam

→ %$m_{C_2{H}_6}$=$\frac{30}{162}.100$= 18,5%

%$m_{C_3{H}_8}$ =$\frac{3.44}{162}.100$= 81,5%

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hydrocarbon kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được 2,24 lít CO₂ (đktc) và 3,24 gam H₂O. Hai hydrocarbon trong X là

A. C₂H₆ và C₃H₈                                                   B. CH₄ và C₂H₆ .

C. C₂H₂ và C₃H₄                                                   D. C₂H₄ và C₃H₆

Hướng dẫn giải

Đáp án B

$n_{C{O}_2}$ = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol;

$n_{H_{2}O}$= 3,24 : 18 = 0,18 mol

$n_{H_{2}O}$ > $n_{C{O}_2}$→ X là alkane → X có CTPT chung là C_nH_2n+2

n_X =$n_{H_{2}O}$-$n_{C{O}_2}$= 0,18 – 0,1 = 0,08 mol

→ n =$\frac{n_{C{O}_2}}{n_X}$=$\frac{\mathrm{0,1}}{\mathrm{0,08}}$= 1,25

→  Hai hydrocarbon kế tiếp là CH₄ và C₂H₆

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn một hydrocarbon X, dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình đựng P₂O₅ và Ca(OH)₂ thì khối lượng các bình này tăng lên lần lượt là 0,9 gam và 1,1 gam. Công thức phân tử của X là: 

A. C₄H₁₀                         B. C₃H₈                          C. C₂H₆                          D. CH₄

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Khối lượng bình P₂O₅ tăng chính là khối lượng nước

→$m_{H_{2}O}$= 0,9 gam →$n_{H_{2}O}$= 0,05 mol

Khối lượng bình Ca(OH)₂ tăng chính là khối lượng CO₂

→$m_{C{O}_2}$ = 1,1 gam →$n_{C{O}_2}$ = 0,025 mol

$n_{H_{2}O}$>$n_{C{O}_2}$→ X là alkane

→ X có CTPT chung là C_nH_2n+2

n_X =$n_{H_{2}O}$-$n_{C{O}_2}$= 0,05 – 0,025 = 0,025 mol

→ n =$\frac{n_{C{O}_2}}{n_X}$=$\frac{\mathrm{0,025}}{\mathrm{0,025}}$= 1

→ X là CH₄.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• C₅H₁₂ + Cl₂ → C₅H₁₁Cl + HCl
• C₅H₁₂ + 2Cl₂ → C₅H₁₀Cl₂ + 2HCl
• C₅H₁₂ + 8O₂ → 5CO₂ + 6H₂O
• CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ → CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃ + H₂
• C₅H₁₂ → C₂H₄ + C₃H₈
• C₅H₁₂ → C₂H₆ + C₃H₆
• C₅H₁₂ + Br₂ → C₅H₁₁Br + HBr
• C₅H₁₂ + 2Br₂ → C₅H₁₀Br₂ + 2HBr

---