ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Khoa học tự nhiên - Phản ứng thế và phản ứng oxi hóa ankan

2,2-đimetylpropan: (CH₃)₃C-CH₃=>chỉ có 1 vị trí thế Cl

(CH₃)₃C-CH₃+ Cl₂→ (CH₃)₃C-CH₂Cl + HCl

Đáp án cần chọn là: D

Neo-pentan:

=>4 vị trí nhóm CH₃là như nhau =>thế monoclo thu được 1 sản phẩm duy nhất

Đáp án cần chọn là: D

C₅H₁₂có 3 đồng phân:

\[\mathop C\limits^1 \,{H_3} - \mathop C\limits^2 \,{H_2} - \mathop C\limits^3 \,{H_2} - C{H_2} - C{H_3}\]: có 3 vị trí thế Clo (1, 2, 3), vị trí C4 giống C2 và C5 giống C1

có 4 vị trí thế Clo (1, 2, 3, 4), vị trí C5 giống C1

(CH₃)₃C – CH₃: chỉ có 1 vị trí thế Clo vì 4 nhóm CH₃đều giống nhau

Đáp án cần chọn là: C

2,2-đimetylbutan:	Có 3 vị trí thế clo (C1, C3, C4) vì vị trí C1, C5, C6 là giống nhau và vị trí C2 không có H
2-metylpentan	Có 5 vị trí thế Cl (C1, C2, C3, C4, C5) vì vị trí C1và C6là giống nhau
n-hexan \[\mathop C\limits^1 \,{H_3} - \mathop C\limits^2 \,{H_2} - \mathop C\limits^3 \,{H_2} - C{H_2} - C{H_2} - C{H_3}\]	Có 3 vị trí thế clo (C1, C2, C3)
2,3-đimetylbutan	Có 2 vị trí thế clo (C1 và C2) vì C2 và C3 giống nhau;  C1, C4, C5, C6 giống nhau

Đáp án cần chọn là: D

- Đốt cháy 1 thể tích X sinh ra 6 thể tích CO₂=>trong X có 6 nguyên tử C

- Vì X chỉ chứa liên kết σ và có hai nguyên tử cacbon bậc ba trong một phân tử

=>X là ankan C₆H₁₄có công thức phân tử là (CH₃)₂- CH – CH(CH₃)₂

=>có 2 vị trí thế monoclo

Đáp án cần chọn là: C

Đặt CTPT của ankan là C_nH_2n+2

Phản ứng của C_nH_2n+2 với clo tạo ra dẫn xuất monoclo :

\[{C_n}{H_{2n + 2}} + C{l_2}\mathop \to \limits^{{\rm{as}}} {C_n}{H_{2n + 1}}Cl + HCl\]            (1)

Theo giả thiết ta thấy C_nH_2n+1Cl gồm hai đồng phân và

\[{M_{{C_n}{H_{2n + 1}}Cl}} = 46,25.2 = 92,5\,\,gam/mol\]

=>14n + 36,5 = 92,5 =>n = 4 =>CTPT của ankan là C₄H₁₀

+) Vì phản ứng tạo 2 dẫn xuất =>X là butan hoặc isobutan

Phương trình phản ứng :

Đáp án cần chọn là: D

Đặt CTPT của ankan là C_nH_2n+2

Phản ứng của C_nH_2n+2 với clo tạo ra dẫn xuất monoclo :

\(\)  \[{C_n}{H_{2n + 2}}\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,C{l_2}\,\,\mathop \to \limits^{{\rm{as}}} \,\,\,{C_n}{H_{2n + 1}}Cl\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,HCl\]         (1)

Theo giả thiết \[{M_{{C_n}{H_{2n + 1}}Cl}} = 53,25.2 = 106,5\,\]

=>14n + 36,5 = 106,5 =>n = 5

=>CTPT của ankan là C₅H₁₂

Vì phản ứng chỉ tạo ra một sản phẩm duy nhất nên ankan X là 2,2-đimetylpropan.

Phương trình phản ứng :

Đáp án cần chọn là: C

Đặt CTPT của ankan X là C_nH_2n+2. Theo giả thiết ta có :

\[\frac{{12n}}{{2n + 2}} = \frac{{83,72}}{{16,28}} \Rightarrow n = 6\]

=>CTPT của ankan X là C₆H₁₄

Vì X phản ứng với Cl₂theo tỉ lệ mol 1:1 chỉ thu được hai sản phẩm thế monoclo nên X có tên là 2,3-đimetylbutan. Phương trình phản ứng :         

Đáp án cần chọn là: B

Đặt CTPT của ankan là C_nH_2n+2.

Phản ứng của C_nH_2n+2 với brom tạo ra hai chất sản phẩm :

\[{C_n}{H_{2n + 2}} + xB{r_2}\mathop \to \limits^{{\rm{as}}} {C_n}{H_{2n + 2 - x}}B{r_x} + xHBr\]

mol:        1                                  1                            x

Hỗn hợp Y gồm hai chất là : C_nH_2n+2-xBr_xvà HBr

Theo giả thiết và (1) ta có

\[\frac{{1.(14n + 2 + 79x) + 81x}}{{1 + x}} = 4.29 \Rightarrow 14n + 44x = 114 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{n = 5}\\{x = 1}\end{array}} \right.\]

Vì phản ứng chỉ tạo ra 2 sản phẩm nên suy ra chỉ có một sản phẩm thế duy nhất =>X là 2,2-đimetylpropan

Phương trình phản ứng :

Đáp án cần chọn là: A

Ankan X là chất khí ở điều kiện thường nên số nguyên tử C ≤ 4

→ X phản ứng với clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo

→ X có thể có các công thức cấu tạo:

CH₃-CH₂-CH₃

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

(CH₃)₃CH

Vậy có 3 chất thỏa mãn điều kiện trên.

Đáp án cần chọn là: B

Ankan X có một nguyên tử cacbon bậc III, một nguyên tử cacbon bậc II, còn lại là các nguyên tử cacbon bậc 1. Do đó X có công thức cấu tạo là :

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

Vậy khi cho X tác dụng với clo tỉ lệ 1:1:

Có 4 vị trí nguyên tử Cl có thể thế vào. Vậy có 4 dẫn xuất monoclo là đồng phân cấu tạo của nhau.

Đáp án cần chọn là: C

Số mol ankan bằng số mol dẫn xuất và bằng: 

\[n = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{5,6.2,2}}{{\frac{{22,4}}{{273}}.(273 + 27,3)}} = 0,5\]. (Hằng số \[{\rm{R}} = \frac{{22,4}}{{273}} \approx 0,082.\].)

Công thức dẫn xuất là C_nH_2n+2-xCl_xcó khối lượng phân tử: 14n + 2 - x + 35,5x = 99.

Vậy x = 2, n = 2 là phù hợp.

Đáp án cần chọn là: D

Hiđrocacbon Y mạch hở chỉ chứa liên kết σ =>Y là ankan

Đặt công thức của Y là C_nH_2n+2 (n≥1)

Trong phân tử ankan, liên kết C-C và C-H đều chứa 1 liên kết σ

+ n nguyên tử C tạo thành (n-1) liên kết C-C

+ (2n+2) nguyên tử H tạo thành (2n+2) liên kết C-H

=>∑ σ = (n-1) + (2n+2) = 19 =>n = 6

Vậy công thức ankan là C₆H₁₄.

Khi đem C₆H₁₄tham gia phản ứng thế với clo thì thu được 2 sản phẩm thế monoclo nên công thức cấu tạo của C₆H₁₄thỏa mãn là

Chất Y có tên là 2,3-đimetylbutan.

Đáp án cần chọn là: D

- n_CO2= 0,4 mol; n_H2O= 0,6 mol

- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố: n_C= n_CO2= 0,4 mol; n_H= 2.n_H2O= 1,2 mol

- Bảo toàn khối lượng: m_ankan= m_C  + m_H = 12.0,4 + 1.1,2 = 6 gam

Đáp án cần chọn là: C

n_CO2= 0,1 mol; n_H2O= 0,15 mol

Bảo toàn nguyên tố

\[2.{n_{{O_2}}} = 2.{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}} = >\,\,{n_{{O_2}}} = \frac{{2.{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}}}{2} = \frac{{2.0,1 + 0,15}}{2} = 0,175\,\,mol\]

=>V_O2= 0,175.22,4 = 3,92 lít

Đáp án cần chọn là: D

n_O2= 0,275 mol ; n_CO2= 0,15 mol

Bảo toàn nguyên tố O :

\[2.{n_{{O_2}}} = 2.{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}} = >\,\,{n_{{H_2}O}} = 2.{n_{{O_2}}} - 2.{n_{C{O_2}}} = 2.0,275 - 2.0,15 = 0,25mol\]

Bảo toàn nguyên tố C và H : n_{C (trong X)}= n_CO2= 0,15 mol ; n_{H (trong X)}= 2.n_H2O= 0,5 mol

Bảo toàn khối lượng : m_X= m_{C (trong X)}+ m_{H (trong X)} = 12.0,15 + 0,5 = 2,3 gam

Đáp án cần chọn là: A

Đốt cháy ankan ta có n_CO2= n_H2O – n_ankan= 0,525 – 0,15 = 0,375 mol=>m_{kết tủa}= 0,375.100= 37,5 gam

Đáp án cần chọn là: A

CO₂+ Ca(OH)₂→ CaCO₃↓ + H₂O

2CO₂+ Ca(OH)₂→ Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃↓ + CO₂+ H₂O

Từ các phản ứng, ta có: n_{CO2 sinh ra}= n_CaCO3+ 2.n_Ca(HCO3)2 = 0,2 + 2.0,1 = 0,4 mol

=>số C trong \[\frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_{ankan}}}} = \frac{{0,4}}{{0,2}} = 2\]

=>X không thể là CH₄

Đáp án cần chọn là: C

Vì đốt cháy hiđrocacbon X thu được n_H2O>n_CO2=>X là ankan

n_X= n_H2O– n_CO2= 0,132 – 0,11 = 0,022 mol

=>số C trong \[X = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_{ankan}}}} = 5\]=>X là C₅H₁₂

C₅H₁₂+ Cl₂→ 4 sản phẩm monoclo =>X có CTCT: (CH₃)₂CH-CH₂-CH₃(2-metylbutan)

Đáp án cần chọn là: A

Theo giả thiết ta có :  Do đó có hai trường hợp xảy ra :

TH1:Ca(OH)₂dư, chỉ xảy ra phản ứng tạo kết tủa :

CO₂+ Ca(OH)₂→ CaCO₃+ H₂O (1)

0,03    0,03           0,03

m_{dung dịch tăng}  = \[{m_{{H_2}O}} + {m_{C{O_2}}} - {m_{CaC{O_3}}} = 0,28\,\,gam \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 0,28 + 3 - 0,03.44 = \,\,1,96\,\,gam\]

\[ \Rightarrow {n_{{H_2}O}} = 0,1088\,\,mol \Rightarrow {n_H} = 0,217\,\,mol \Rightarrow {n_C}:{n_H} = 0,03:0,217 = 1:7,3\,.\](loại)

TH2 : Ca(OH)₂phản ứng hết :

CO₂+ Ca(OH)₂→ CaCO₃+ H₂O  (1)

0,03    0,03           0,03

2CO₂+   Ca(OH)₂→ Ca(HCO₃)₂(2)

0,02        0,01    

\[ \Rightarrow {n_{C{O_2}}} = 0,05\,\,mol.\].

m_{dung dịch ăng}= \[{m_{{H_2}O}} + {m_{C{O_2}}} - {m_{CaC{O_3}}} = 0,28\,\,gam \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 0,28 + 3 - 0,05.44 = \,\,1,08\,\,gam\]

\[ \Rightarrow {n_{{H_2}O}} = 0,06\,\,mol \Rightarrow {n_H} = 0,12\,\,mol \Rightarrow {n_C}:{n_H} = 0,05:0,12 = 5:12\,\]

Vậy CTPT của ankan là C₅H₁₂

Đáp án cần chọn là: A

Phương trình phản ứng :

\[\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{C_3}{H_8}\,\,\, + \,\,\,\,\,5{O_2}\,\,\,\mathop \to \limits^{{t^o}} \,\,\,\,\,3C{O_2}\,\,\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,4{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)\]

Bđ (lit): \[x\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\]

Pứ (lit): \[\frac{x}{5}\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\frac{{3x}}{5}\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\frac{{4x}}{5}\]

Spứ (lit): \[\,\frac{{4x}}{5}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\frac{{3x}}{5}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\frac{{4x}}{5}\]

Sau phản ứng hơi nước bị ngưng tụ nên hỗn hợp khí còn lại gồm C₃H₈và CO₂sinh ra sau phản ứng. Ta có :

Đáp án cần chọn là: D

\[{n_{C{O_2}}} = \frac{{7,84}}{{22,4}} = 0,35\,\,mol;\,\,{n_{{H_2}O}} = \frac{{9,9}}{{18}} = 0,55\,\,mol.\]

Bảo toàn nguyên tố O: 2.n_O2= 2.n_CO2+ n_H2O =>2x = 0,35.2 + 0,55 =>x = 0,625

Thể tích không khí cần dùng là nhỏ nhất =>oxi trong không khí phản ứng vừa đủ

=>V_O2(đktc)= 0,625.22,4 = 14 lít

=>V_{không khí (đktc)}= 5.14 = 70 lít

Đáp án cần chọn là: A

Bước 1: Tính số mol của ankan

- n_CO2= 0,55 mol ;  n_H2O= 0,7 mol

- n_ankan= n_H2O– n_CO2= 0,7 – 0,55 = 0,15 mol

Bước 2: Xác định CTPT của 2 ankan

- Số C trung bình = n_CO2/ n_ankan= 0,55 / 0,15 = 3,66

- Vì 2 ankan liên tiếp =>2 ankan là C₃H₈và C₄H₁₀

Đáp án cần chọn là: C

n_O2= 25,76/22,4 = 1,15 mol

Đặt n_CO2= x và n_H2O= y (mol)

+ BTKL: m_CO2+ m_H2O= m_X+ m_O2

=>44x + 18y = 10,2 + 1,15.32 (1)

+ BTNT "O": 2n_CO2+ n_H2O= 2n_O2

=>2x + y = 2.1,15 (2)

Giải hệ thu được x = 0,7 và y = 0,9

Hấp thụ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư thì :

CO₂+ Ca(OH)₂→ CaCO₃↓ + H₂O

Ta thấy: n_CaCO3= n_CO2= 0,7 mol

Suy ra m = m_CaCO3= 0,7.100 = 70 gam

Đáp án cần chọn là: C

1. Đặt công thức của A là: CxHy (trong đó x và y chỉ nhận giá trị nguyên, dương) và thể tích của A đem đốt là a (lít), (a >o). Phản ứng đốt cháy A.

C_xH_y+ (x+y/4)O₂→ xCO₂+ y/2 H₂O (1)

a         a(x+y/4)          ax         ay/2           (lít)

\[ \Rightarrow a + 2a(x + \frac{y}{4}) = ax + a\frac{y}{2} + a(x + \frac{y}{4}) \Leftrightarrow y = 4\](I)

Sau khi ngưng tụ hơi nước thì thể tích giảm 40% do vậy:

\[{V_{{H_2}O}} = \frac{{40}}{{100}}[a + 2a(x + \frac{y}{4})]\]

Mặt khác theo (1) thì \[{V_{{H_2}O}} = a\frac{y}{2}\]. Nên ta có phương trình: 

\[a\frac{y}{2} = \frac{{40}}{{100}}[a + 2a(x + \frac{y}{4})]\] (II)

Thay (I) vào (II) ta có =>x = 1 =>Công thức phân tử của A là CH₄

\[{n_{C{H_4}}} = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4(mol);{n_{Ca{{(OH)}_2}}} = \frac{{22,2}}{{74}} = 0,3(mol)\]

n_CO2= n_CH4= 0,4 mol (mol). Xét tỷ lệ \[\frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_{Ca{{(OH)}_2}}}}}\] ta thấy \[1 \le \frac{{0,4}}{{0,3}} \le 2\]. 

CH₄+ 2O₂→ CO₂+ 2H₂O (2)

0,4                  0,4        0,8                     (mol)

Ca(OH)₂+ CO₂→ CaCO₃+ H₂O (3)

0,3         0,3        0,3                         (mol)

CaCO₃+ CO₂+ H₂O → Ca(HCO₃)₂(4)

0,1        0,1                      0,1              (mol)

Theo (3) n_CaCO3= n_CO2= n_Ca(OH)2= 0,3 mol

Số mol CO₂tham gia phản ứng ở (4) là: (0,4 - 0,3) = 0,1 (mol). Theo (4) =>n_CaCO3= n_CO2= 0,1 mol.

Vậy số mol CaCO₃không bị hòa tan sau phản ứng (4) là:

n_CaCO3= 0,3 - 0,1 = 0,2 mol.

Ta có: Δm _dd= m_CO2+ m_H2O- m_CaCO3= 0,4.44 + 0,8.18 - 0,2.100 = 12 gam >0

=>m = 12 gam.

Đáp án cần chọn là: B