Hóa học - Phương pháp giải bài tập về Ankan

Phát triển tư duy sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa hữu cơ 11 - Nguyễn Minh Tuấn

1

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANKAN

I. Phản ứng thế Cl2, Br2 (phản ứng clo hóa, brom hóa)

Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến phản ứng thế clo, brom là tìm công thức cấu tạo của ankan.

Phương pháp giải Tính khối lượng mol của sản phẩm hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm số nguyên tử cacbon của ankan hoặc mối liên hệ giữa số nguyên tử cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế. Từ đó xác định được số nguyên tử cacbon, clo, brom để suy ra công thức phân tử của ankan và sản phẩm thế. Dựa vào số lượng sản phẩm thế để suy ra cấu tạo của ankan và các sản phẩm thế.

PS : Nếu đề bài không cho biết sản phẩm thế là monohalogen, đihalogen,… thì ta viết phản ứng ở dạng tổng quát :

o as, t n 2n 2 2 n 2n 2 x x C H xBr C H Br xHBr     

hoặc as n 2n 2 2 n 2n 2 x x C H xCl C H Cl xHCl     

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Ankan Y phản ứng với clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo có tỉ khối hơi so với H2 bằng 39,25. Tên của Y là :

A. butan. B. propan. C. iso-butan. D. 2-metylbutan.

Phân tích và hướng dẫn giải + Vì khối lượng mol của dẫn xuất monoclo tạo ra từ Y đã biết, nên dễ dàng tìm được số nguyên tử C của Y và tên gọi của nó.

n 2n 1

as n 2n 2 2 n 2n 1

ankan Y daãn xuaát monoclo

C H Cl 3 8

2 2 3

3 2 3 2

Phöông trình phaûn öùng :

C H Cl C H Cl HCl

M 14n 36,5 39,25.2 n 3 Y laø C H (propan)

Phản ứng tạo ra hai dẫn xuất monoclo :

CH Cl CH CH HCl

CH CH CH Cl



 



  

      



  

  

14 2 43 1 4 2 43

3 3 CH CHCl CH HCl   

Ví dụ 2: Khi brom hóa một ankan X 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. 2,2,3,3-tetrametylbutan. B. 3,3-đimetylhecxan. C. 2,2-đimetylpropan. D. isopentan. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Hà Giang, năm 2015)

Hướng dẫn giải + Dựa vào số lượng sản phẩm dẫn xuất monobrom và khối lượng mol của nó, dễ dàng tìm được số nguyên tử C và công thức cấu tạo cũng như tên gọi của X.

o

n 2n 1

o

as, t n 2n 2 2 n 2n 1

ankan X daãn xuaát monobrom

C H Br 5 12

as 5 12 2 t

Phöông trình phaûn öùng :

C H Br C H Br HBr

M 14n 81 75,5.2 n 5 X laø C H .

C H Br daãn xuaát monoclo duy nhaát X laø 2,2 ñimetylpropan

Phaûn öùn



 



  

      

    



14 2 43 1 4 2 43

g taïo ra daãn xuaát monoclo duy nhaát :

as

1:1

ThuVienDeThi.com

Phát triển tư duy sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa hữu cơ 11 - Nguyễn Minh Tuấn

2

CH3 C CH3 + Br2

CH3

CH3

CH3 C CHBr + HBr

CH3

CH3

Ví dụ 3: Khi cho ankan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng hiđro bằng 16,28%) 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. butan. B. 2,3-đimetylbutan. C. 3-metylpentan. D. 2-metylpropan. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Thị Xã Quảng Trị, năm 2015)

Hướng dẫn giải + Dựa vào phần trăm khối lượng của hiđro trong X, sẽ tìm được công thức phân tử của nó. Kết hợp với giả thiết về số lượng sản phẩm monoclo tạo thành từ X sẽ suy ra được công thức cấu tạo và tên của X.

n 2n 2

6 14

2

X laø C H n 6 %H 2n 2 16,28 X laø C H %C 12n 83,72

X Cl 2 daãn xuaát monoclo X laø 2,3 ñimetylbutan

Phöông trình phaûn öùng :

             

    



CH3 CH CCl CH3 + HCl

CH3 CH3

CH3 CH CH CH3 + Cl2

CH3 CH3

CH3 CH CH CH2Cl + HCl

CH3 CH3

Ví dụ 4: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế X chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là :

A. CH3Cl. B. CH2Cl2. C. CHCl3. D. CCl4.

Phân tích và hướng dẫn giải + Trong phản ứng thế clo vào metan, mỗi nguyên tử H được thay thế bởi một nguyên tử Cl. Do đó, có thể xây dựng công thức sản phẩm thế X ở dạng tổng quát. Mặt khác, phần trăm khối lượng Cl trong X đã biết nên dễ dàng tìm được số nguyên tử H bị thay thế và công thức của X.

as 4 2 4 n n

X

3

CH nCl CH Cl nHCl

n 3 Ta coù: X laø CHCl 35,5n %Cl …