Giải SBT Hóa học 11 CTST Bài Ôn tập chương IV có đáp án
14 câu hỏi
Alkane (A) có công thức phân tử C8H18. (A) tác dụng với chlorine đun nóng chỉ tạo một dẫn xuất monochloro duy nhất. Tên gọi của (A) là
A. octane. B. 2-methylheptane.
C. 2,2-dimethylhexane. D. 2,2,3,3-tetramethylbutane.
Đáp án đúng là:D
Phương trình phản ứng của 2,2,3,3- tetramethylbutane phản ứng với chlorine:
Cho các alkene sau: CH2=CH-CH3; (CH3)2C=C(CH3)2; CH3CH=CHCH3 và CH3CH=CHC2H5. Số alkene có đồng phân hình học là
A. 2. B. 4. C. 1. D. 3.
Đáp án đúng là: A
Các alkene có đồng phân hình học là CH3-CH=CHCH3 và CH3CH=CHC2H5.
Arene (B) có công thức phân tử C8H8. Khi có mặt bột sắt, (B) tác dụng với bromine tạo một sản phẩm thế monobromo duy nhất, số công thức cấu tạo phù hợp với (B) là
A. 3. B. 4. C. 1. D. 2.
Đáp án đúng là: C
Phương trình phản ứng xảy ra:
Hoá lỏng một alkane ở thể khí là cách để tối ưu hoá khả năng lưu trữ alkane trong các thiết bị. Để hoá lỏng một alkane ở thể khí, người ta có thể tiến hành trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của alkane. Ví dụ chúng ta có thể hoá lỏng propane ở nhiệt độ thấp hơn -42 °C hay methane xuống thấp hơn nhiệt độ -162 °C.
Tuy nhiên cách làm này rất tốn kém, không đạt hiệu quả kinh tế nên ít được áp dụng, mà thay vào đó người ta hoá lỏng alkane bằng cách nén chúng dưới áp suất cao. Để propane là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, propane phải được giữ trong bình ở áp suất khoảng 850 kPa, tức khoảng 8,5 atm. Với methane phải khoảng 32 000 kPa, tức khoảng 320 atm và butane khoảng 230 kPa, tức khoảng 2,3 atm.
a) Alkane nào trong số 3 alkane đã nêu dễ hoá lỏng hơn?
b) Khí hoá lỏng nào trong số 3 khí hoá lỏng trên cần phải lưu trữ trong thiết bị thép cực bền? Vì sao?
a) Butane có áp suất hoá hơi thấp nhất trong số 3 alkane đã nêu là 2,3 atm, do đó butane dễ hoá lỏng nhất.
b) Methane có áp suất hoá hơi lớn nhất là 320 atm nên methane khó hoá lỏng nhất. Để giữ được áp suất cực lớn này, bình chứa methane phải là thép cực bền.
Ở các nước Mỹ, Úc và một số quốc gia khác, khí hoá lỏng (LPG - Liquefied Petroleum Gas) được sử dụng nhiều làm nhiên liệu là propane hoá lỏng. Em hãy tính xem một bình khí hoá lỏng chứa 12 kg propane có thể cung cấp bao nhiêu lít khí propane ở 25 °C, 1 bar.
Số mol propane = 12 00044 mol
Do đó thể tích khí propane = 12 000×24,7944=6 761 (L)
Quan sát biểu đồ thể hiện nhiệt độ sôi của 6 alkane đầu tiên.
▲ Biểu đồ thể hiện nhiệt độ sôi của cac alkane từ CH4
a) Có bao nhiêu alkane ở thể khí trong điều kiện thường?
b) Giải thích tại sao neopentane cũng ở thể khí trong điều kiện thường.
c) Cho biết ưu điểm và nhược điểm của propane và butane khi sử dụng chúng làm khí hoá lỏng?
a) Biểu đồ cho thấy có 4 phân tử alkane ở thể khí trong điều kiện thường là CH4, C2H6, C3H8 và C4H10.
b) Neopentane có công thức cấu tạo là
nên có cấu trúc đối xứng cao, phân tử xem như có dạng hình cầu, do đó tương tác van der Waals giữa các phân tử neopentane rất yếu, dẫn đến nhiệt độ sôi của neopeatane là 9,5 °C.
Vì thế tuy có 5 nguyên tử carbon trong phân tử nhưng neopentane là môt alkane ở thể khí trong điều kiện thường.
Propane có áp suất hoá hơi là 850 kPa, trong khi butane là 230 kPa nên dụng cụ chứa propane lỏng phải là thép.
| Propane | Butane |
Bảo quản | Thép do phải chịu áp suất cao. | Không cần thiết là thép, do không phải chịu áp suất cao (như bật lửa gas). |
Độ an toàn | Thấp do dễ bay hơi, vì thế nên được sử dụng ngoài trời. | Cao do khó bay hơi hơn, vì thế nên có thể sử dụng trong phòng. |
Đặc điểm | Sử dụng tốt ngay khi trời lạnh. | Không sử dụng tốt khi trời lạnh. |
Khi đốt cháy 1 mol propane toả ra lượng nhiệt là 2 220 kJ. Để đun nóng 1 gam nước tăng thêm 1°C cần cung cấp nhiệt lượng là 4,2 J. Tính khối lượng propane cần dùng để đun 1 L nước từ 25 °C lên 100 °C. Cho biết 75% nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy propane dùng để nâng nhiệt độ của nước. Khối lượng riêng của nước là 1 g/mL.
Nhiệt lượng cần cung cấp trên lí thuyết để đun nóng 1 L nước hay 1 000 gam nước từ 25 °C lên 100 °C là:
Q = 1 000×(100 - 25)×4,2 = 315 000 (J) = 315 (kJ).
Khối lượng propane trên lí thuyết cần là: mC3H8 LT=44×3152 220=6,24(g)
Khối lượng propane thực tế cần lấy: mC3H8 TT=6,24×10075=8,32(g)
Cục Quản Lí Thực Phẩm và Dược Phẩm Hoa Kì (FDA) đã công nhận ethylene là an toàn trong việc kích thích trái cây mau chín. Tuy nhiên khi vượt quá nồng độ cho phép, ví dụ đối với nồng độ 27 000 ppm, tức gấp khoảng 200 lần mức cần thiết để kích thích quá trình chín, một tia lửa điện có thể đốt cháy ethylene và gây ra vụ nổ chết người.
Trong phòng ủ chín, ethylene được sử dụng ở nồng độ 100 ppm-150 ppm. Khối lượng ethylene cần thiết sử dụng để phòng ủ chín có thể tích 50m3 đạt nồng độ 140 ppm ở 25oC và 1 bar là bao nhiêu?
Thể tích ethylene có trong phòng ủ thể tích 50 m3, tức 50 000 L là:
V=50 000×1401 000 000=7 (L)
Khối lượng ethylene cần thiết: m=7×2824,79=7,9 (g)
(A) và (B) là 2 alkyne đồng phân có cùng công thức phân tử C4H6. Phân tích phổ hồng ngoại của (A) được kết quả sau
Gọi tên các alkyne (A) và (B) theo danh pháp thay thế
Alkyne C4H6 có 2 đồng phân là but-1-yne và but-2-yne. Đặc trưng phổ hồng ngoại của các alk-1 -yne là có peak khoảng 3 300 cm-1 (xem hình dưới), do đó phổ hồng ngoại của alkyne (A) cho thấy (A) là but-2-yne và (B) là but-1-yne.
Gọi tên các hợp chất sau theo danh pháp thay thế:
a) 
: 1,3-dichlorobenzene (hay m-dichlorobenzene).
b) 
: 1- phenyl-4-methylhexane.
c) 
: 1,4-dibromo-2,5-dimethylbenzene.
d) 
: 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzene (hay 2,4,6-trinitrotoluene).
Lưu ý: Hợp chất d) không gọi 1 -methyl-2,4,6-trinitrotoluene do tổng các chỉ số lớn hơn so với cách gọi 2-methyl-1,3,5-trinitrobenzene.
a) Gọi tên hydrocarbon sau theo danh pháp thay thế:
CH≡C-CH2-CH=CH2
b) Khi cho hydrocarbon trên tác dụng với bromine trong CCl4 ở -20 °C thu được 4,5-dibromopent-1-yne theo phương trình phản ứng:
CH≡C−CH2−CH=CH2+Br2→CCl4,−20oCCH≡C−CH2−CH(Br)−CH2Br
4,5-dibromopent-1 -yne
Nhận xét về tốc độ phản ứng cộng bromine vào liên kết đôi và liên kết ba. Rút ra kết luận.
a) Khi hydrocarbon vừa có liên kết đôi, vừa có liên kết ba, chú ý đánh số ưu tiên liên kết đôi hơn liên kết ba. Tên hydrocarbon đã cho là:
pent-1-ene-4-yne
b) Dựa vào phương trình phản ứng:
CH≡C-CH2-CH = CH2 + Br - Br →CCl4,−20oC CH≡C-CH-CHBr-CH2Br
pent-1 -ene-4-yne 4,5-dibromopent-1 -yne
thì tốc độ cộng bromine vào liên kết đôi lớn hơn rất nhiều so với vào liên kết ba. Điều này cũng phù hợp khi ethylene và acetylene đều có khả năng làm mất màu nước bromine ở ngay điều kiện thường, nhưng tốc độ mất màu của ethylene nhanh hơn so với acetylene. Như vậy alkene dễ cho phản ứng cộng (X2, HX, H2O) hơn so với alkyne.
(H) và (K) là 2 hydrocarbon có cùng công thức phân tử C10H14 và đều không làm mất màu nước bromine, nhưng cả hai chất này đều làm mất màu dung dịch thuốc tím đã được acid hoá (ví dụ dung dịch KMnO4 trong H2SO4), trong đó (H) tạo terephthalic acid là sản phẩm hữu cơ duy nhất, (K) tạo 2 sản phẩm hữu cơ là terephthalic acid và chất (X). Xác định công thức cấu tạo của (H), (K), (X) và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Với công thức C10H14, (H) không làm mất màu nước brom nhưng (H) làm mất màu dung dịch KMnO4 đã được acid hoá, tạo terephthalic acid là sản phẩm hữu cơ duy nhất nên (H) là một arene có công thức cấu tạo:
Phương trình phản ứng của (H):
(K) có công thức C10H14, (K) không làm mất màu nước bromine nhưng (K) làm mất màu dung dịch KMnO4 đã được acid hoá, tạo 2 sản phẩm hữu cơ là terephthalic acid và chất (X) nên (K) là một arene có công thức cấu tạo:
Phương trình phản ứng của (K):
Do đó (X) là CH3COOH.
So sánh điều kiện và khả năng phản ứng thế bromine vào vòng benzene của toluene với anisole (C6H5OCH3). Giải thích.
Nhóm methoxy trong anisole làm tăng hoạt mạnh vòng benzene đến mức anisole nhanh chóng bromine hoá trong nước bromine mà không cần xúc tác, trong khi toluene cần có xúc tác là FeBr3 hoặc AlBr3.
Giải thích tại sao m-xylene tham gia phản ứng nitro hoá nhanh hơn p-xylene 100 lần.
Trong m-xylene, vị trí ortho của cả 2 nhóm methyl hoặc vị trí ortho của nhóm methyl này nhưng là vị trí para của nhóm methyl kia đều thuận lợi cho hướng thế vào vòng benzene. Trong khi ở p-xylene, vị trí ortho của nhóm methyl này lại là vị trí meta của nhóm methyl kia. Điều này giúp m-xylene tham gia phản ứng nitro hoá nhanh hơn p-xylene 100 lần.
