Bài 25: Ankan

Ankan là các hidrocacbon trong phân tử chỉ chưa liên kết đơn C-C, C- H và không có mạch vòng

I – Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

1. Dãy đồng đẳng của ankan

Metan (CH₄) và các chất tiếp theo có công thức phân tử C₂H_6,C₃H₈, C₄H_10,C₅H₁₂,… lập thành dãy đồng đẳng của ankan hay parafin có công thức chung C_nH_2n+2 (n ≥ 1).

2. Đồng phân

Đồng phân: là các chất có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo.

3. Danh pháp

Các bước gọi theo danh pháp thay thế như sau:

- Chọn mạch cacbon dài nhất và có nhiều nhánh nhất làm mạch chính

- Đánh số thứ bắt đầu từ nguyên tử cacbon gần nhánh hơn

- Gọi tên: số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh ( tên gốc ankyl ) + tên ankan tương ứng với mạch chính.

II – Tính chất vật lí

- Trạng thái tồn tại: khí (từ C1 đến C4), lỏng (từ C5 đến C18), rắn (từ C18 trở đi)

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng: theo chiều tăng dần phân tử khối:

- Tính tan: nhẹ hơn và không tan trong nước

III – Tính chất hóa học

1. Phản ứng thế

CH₄ + Cl₂ →(đk: a/s) CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ →(đk: a/s) CH₂Cl₂ + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ →(đk: a/s) CHCl₃ + HCl

CHCl₃ + Cl₂ →(đk: a/s) CCl₄ + HCl

Nhận xét: Nguyên tử hidro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tủ hidro liên kết với nguyên tử cacbon bậc thấp hơn.

2. Phân ứng tách tạo thành hidrocacbon không no tương ứng

CH₃–CH₃ →(500^oC , xt) CH₂=CH₂ + H₂

3. Phản ứng oxi hóa

C_nH_2n+2+ O₂ →(t^o) nCO₂+ (n+1) H₂O

IV – Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

CH₃COONa + NaOH →(CaO, t^o) CH₄+Na₂CO₃

2. Trong công nghiệp

Dùng phương pháp chưng cất phân đoạn.

V - Ứng dụng của ankan

Bài 1 (Trang 115 – SGK)

Thế nào là hidrocacbon no, ankan, xicloankan?

Lời giải

- Hiđrocacbon no là hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn. hiđrocacbon no được chia thành hai loại:

+ Ankan (hay parafin) là những hiđrocacbon no không có mạch vòng.

+ Xicloankan là những hiđrocacbon no có mạch vòng.

- Hiđrocacbon no là nguồn nhiên liệu chính và là nguồn nguyên liệu quan trọng ngành công nhiệp hóa học.

Bài 2 (Trang 115 – SGK)

Viết công thức phân tử của các hidrocacbon tương ứng với các gốc ankyl sau: –CH₃ ; -C₃H₇; -C₆H₁₃

Lời giải

Bài 3 (Trang 115 – SGk)

Viết các phương trình hóa học của các phản ứng sau:

a) Propan tác dụng với clo (theo tỉ lệ 1:1) khi chiếu sáng.

b) Tách một phân tử hidro từ phân tử propan.

c) Đốt cháy hexan.

Lời giải

b) \[{{H}_{3}}C-C{{H}_{2}}-C{{H}_{3}}\xrightarrow{{{t}^{0}},xt}{{H}_{2}}C=CH-C{{H}_{3}}+{{H}_{2}}\]

c) \[{{C}_{6}}{{H}_{14}}+\frac{19}{2}{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}6C{{O}_{2}}+7{{H}_{2}}O\]

Bài 4 (Trang 116 – SGK)

Các hidrocacbon no được dùng làm nhiên liệu do nguyên nhân nào sau đây?

A. Hiđrocacbon no có phản ứng thế .

B. Hiđrocacbon no có nhiều trong tự nhiên.

C. Hiđrocacbon no là chất nhẹ hơn nước.

D. Hiđrocacbon no cháy tỏa nhiều nhiệt và có nhiều trong tự nhiên

Lời giải

Đáp án D.

Bài 5 (Trang 116 – SGK)

Hãy giải thích:

a) Tại sao không được để các bình chứa xăng, dầu (gồm các ankan) gần lửa, trong khi đó người ta có thể nấu chảy nhựa đường để làm giao thông.

b) Không dùng nước để dập các đám cháy xăng, dầu mà phải dùng cát hoặc bình chứa khí cacbonic.

Lời giải

a. Không được để các bình chứa xăng, dầu (gồm các ankan) gần lửu là vì: xăng dầu gồm các ankan mạch ngắn, dễ bay hơi, nên dễ bắt lửa. Nhưng người ta có thể nấu chảy nhựa đường( trong thành phần cùng có các ankan) để làm đường giao thông vì nhựa đường gồm các ankan có mạch cacbon rất lớn, khó bay hơi và kém bắt lửa.

b. Không dùng nước để dập các đám cháy xăng, dầu mà phải dùng cát hoặc các bình chứa khí cacbonic là vi: xăng, dầu nhẹ hơn nước; khi dùng nước thì xăng, dầu sẽ nổi lên trên mặt nước, làm cho đám cháy cháy to hơn. Còn khi sử dụng cát hoặc bình chứa khí cacbonic thì sẽ ngăn cản xăng, dầu tiếp xúc với oxi không khí là cho đám cháy bị dập tắt.

Bài 6 (Trang 116 – SGK)