Đề cương ôn tập Giữa kì 2 Hóa học 11 năm 2023–2024 trường THPT chuyên Lương Văn Chánh (Đắk Lắk)

A. PHẦN LÍ THUYẾT

CHƯƠNG 4. HYDROCARBON

I. BÀI 15. ALKANE

1.1. Lí thuyết cần nắm 1.1.1. Khái niệm – Danh pháp a) Khái niệm Alkane là các hydrocarbon no mạch hở chỉ chứa liên kết đơn (liên kết ?) C – H và C – C trong phân tử. Công thức chung của alkane: CnH2n + 2 (n là số nguyên, n ≥ 1). Ví dụ: CH4, C2H6, C3H8,… b) Danh pháp * Alkane không phân nhánh Phần nền (chỉ số lượng nguyên tử carbon) ane

Bảng 4.1. Tên thay thế của một số alkane không phân nhánh Số nguyên tử C Công thức alkane Phần nền Tên alkane 1 CH4 meth- methane 2 C2H6 eth- ethane 3 C3H8 prop- propane 4 C4H10 but- butane 5 C5H12 pent- pentane 6 C6H14 hex- hexane 7 C7H16 hept- heptane 8 C8H18 oct- octane 9 C9H20 non- nonane 10 C10H22 dec- decane * Alkane mạch nhánh - Gốc alkyl: Phần còn lại sau khi lấy đi một nguyên tử hydrogen từ phân tử alkane (công thức chung của gốc alkyl là CnH2n+1 −).

Phần nền (chỉ số lượng nguyên tử carbon) yl

Ví dụ: CH3– (methyl); C2H5– (ethyl); C3H7– (propyl),… - Tên theo danh pháp thay thế của alkane mạch phân nhánh:

Số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh tên alkane mạch chính Lưu ý: - Chọn mạch dài nhất, có nhiều nhánh nhất làm mạch chính. - Đánh số nguyên tử carbon mạch chính sao cho mạch nhánh có số chỉ vị trí nhỏ nhất. - Dùng chữ số (1, 2, 3,…) và gạch nối (−) để chỉ vị trí nhánh, nhóm cuối cùng viết liền với tên mạch chính. - Nếu có nhiều nhánh giống nhau: dùng các từ như di- (2), tri- (3), tetra- (4),… để chỉ số lượng nhóm giống nhau; tên nhánh viết theo thứ tự bảng chữ cái. Ví dụ: + CH3CH(CH3)CH2CH3 (2-methylbutane hoặc isopentane); + CH3C(CH3)2CH3 (2,2-dimethylpropane hoặc neopentan). 1.1.2. Tính chất vật lí

- Ở điều kiện thường, alkane từ C1 đến C4 và neopentane ở trạng thái khí, alkane từ C5 đến C17 (trừ neopentane) ở trạng thái lỏng, không màu, alkane từ C18 trở lên là chất rắn màu trắng (còn gọi là sáp paraffin). - Các alkane mạch nhánh thường có nhiệt độ sôi thấp hơn so với đồng phân alkane mạch không phân nhánh. Alkane không tan hoặc tan rất ít trong nước và nhẹ hơn nước, tan tốt hơn trong các dung môi hữu cơ. 1.1.3. Tính chất hóa học a) Phản ứng thế

Ví dụ:

3

2 2 as 4 2

3

4

CH Cl (chloromethane) + HCl

CH Cl (dichloromethane) + 2HCl CH + Cl CHCl (trichloromethane) + 3HCl

CCl (tetrachloromethane) + 4HCl

  ⎯⎯→

 

Chú ý: Khi thực hiện phản ứng thế halogen vào các alkane có từ 3 nguyên tử carbon trở lên sẽ thu được hỗn hợp các sản phẩm thế monohalogen.

Ví dụ: 2 3 2 2 Cl /as 3 2 3 1:1

3 3

CH Cl (1-chloropropane) + HCl CH CHClCH (2-chloropropane) + HCl

+  ⎯⎯⎯→



b) Phản ứng crackinh 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 có mạch carbon ngắn hơn.

Ví dụ:

2 4 7 16 crackinh 9 20 3 6 6 14

4 8 5 12

C H + C H

C H C H + C H

C H + C H

  ⎯⎯⎯→



Phản ứng cracking được ứng dụng trong công nghiệp lọc dầu. Phản ứng cracking được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ cao và thường có xúc tác. c) Phản ứng reforminh Reforming alkane là quá trình chuyển các alkane mạch không phân nhánh thành các alkane mạch phân nhánh và các hydrocarbon mạch vòng nhưng không làm thay đổi số nguyên tử carbon trong phân tử và cũng không làm thay đổi đáng kể nhiệt độ sôi của chúng. Ví dụ: Reforming alkane xảy ra quá trình đồng phân hoá (isomer hóa) và arene hoá (thơm hoá). Quá trình reforming thường được thực hiện với các alkane từ C5 đến C11 trong điều kiện nhiệt độ cao và thường có xúc tác. Quá trình reforming được ứng dụng trong công nghiệp lọc dầu để làm tăng chỉ số octane của xăng và sản xuất các arene (benzene, toluene, xylene) làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ. d) Phản ứng oxi hóa * Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (Phản ứng cháy)

ot n 2n 2 2 2 2 3n 1 C H + O nCO + (n + 1)H O 2 +

+ ⎯⎯→

CH4 + 2O2

ot ⎯⎯→ CO2 + 2H2O * Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

o xt, t 2 2 2 2 RCH CH R ' + 5/2O RCOOH + R'COOH + H O − ⎯⎯⎯ →

1.1.4. Ứng dụng

Alkane Ứng dụng C3 – C4 LPG (Liquefied Petroleum Gas) thương phẩm. Alkane lỏng Sử dụng làm nhiên …