Giải sách bài tập Hóa học 11 cánh diều bài 12: Alkane

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Những hợp chất mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn là hydrocarbon no.

B. Hydrocarbon chỉ có liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

C. Hydrocarbon có các liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

D. Hydrocarbon có ít nhất một liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Hydrocarbon chỉ có liên kết đơn trong phân tử là hydrocarbon no.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây về alkane là không đúng?

A. Trong phân tử alkane chỉ có liên kết đơn.

B. Chỉ các alkane là chất khí ở điều kiện thường được dùng làm nhiên liệu.

C. Các alkane lỏng được dùng sản xuất xăng, dầu và làm dung môi.

D. Các alkane rắn được dùng làm nhựa đường, nguyên liệu cho quá trình cracking.

E. Công thức chung của alkane là CxH2x+2, với x ≥ 1.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Câu 3: Số đồng phân cấu tạo ứng với công thức phân tử C$_{6}$H$_{14}$ là

A. 3.                            B. 5.                             C. 4.                          D. 6.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

C$_{6}$H$_{14}$ có 5 đồng phân cấu tạo:

Câu 4: Tên thay thế của hydrocarbon có công thức cấu tạo (CH3)3CCH2CH2CH3 là

A. 2,2-dimethylpentane.                                           B. 2,3-dimethylpentane.

C. 2,2,3-trimethylbutane.                                         D. 2,2-dimethylbutane.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Câu 5: Những yếu tố nào sau đây không quyết định đến độ lớn của nhiệt độ sôi của các alkane?

(a) Phân tử khối.                                   (b) Tương tác van der Waals giữa các phân tử.

(c) Độ tan trong nước.                          (d) Liên kết hydrogen giữa các phân tử.

Hướng dẫn trả lời:

Những yếu tố không quyết định đến độ lớn của nhiệt độ sôi của các alkane: (c), (d).

Câu 6: Khi dehydrogen hợp chất 2,3-dimethylbutane có thể thu được bao nhiêu alkene đồng phân cấu tạo của nhau?

A. 3.                       B. 4.                        C. 2.                        D. 5.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Khi dehydrogen hợp chất 2,3-dimethylbutane có thể thu được 2 alkene đồng phân cấu tạo của nhau, đó là:

Câu 7: Cho nhiệt đốt cháy hoàn toàn 1 mol các chất ethane, propane, butane và pentane lần lượt là 1 570 kJ mol$^{-1}$; 2 220 kJ mol$^{-1}$; 2 875 kJ mol$^{-1}$ và 3 536 kJ mol$^{-1}$. Khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam chất nào sẽ thu được lượng nhiệt lớn nhất?

A. Ethane.                 B. Propane.                C. Pentane.                 D. Butane.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Nhiệt đốt cháy hoàn toàn 1 mol các chất ethane, propane, butane và pentane lần lượt là 1 570 kJ mol$^{-1}$; 2 220 kJ mol$^{-1}$; 2 875 kJ mol$^{-1}$ và 3 536 kJ mol$^{-1}$.

=> Đốt cháy hoàn toàn 1 gam chất có phân tử khối nhỏ nhất sẽ được lượng nhiệt lớn nhất vì lúc đó số mol của chất là lớn nhất.

=> Khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam ethane sẽ thu được lượng nhiệt lớn nhất.

Câu 8: Nhỏ 1 mL nước bromine vào ống nghiệm đựng 1 mL hexane, chiếu sáng và lắc đều. Hiện tượng quan sát được là

A. trong ống nghiệm có chất lỏng đồng nhất.

B. màu của nước bromine bị mất.

C. màu của bromine không thay đổi.

D. trong ống nghiệm xuất hiện kết tủa.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Câu 9: Hydrocarbon Y có công thức cấu tạo như sau: (CH$_{3}$)$_{2}$CHCH$_{2}$CH$_{3}$. Khi cho Y phản ứng với bromine có thể thu được bao nhiêu dẫn xuất monobromo là đồng phân cấu tạo của nhau?

A. 3.                             B. 4.                              C. 5.                           D. 6.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Vị trí C5 giống C1 nên có 4 vị trí thế => có 4 dẫn xuất monobromo.

Câu 10: Trong phân tử hydrocarbon X, hydrogen chiếm 25% về khối lượng. Công thức phân tử của X là

A. CH$_{4}$.       B. C$_{2}$H$_{4}$.       C. C$_{2}$H$_{6}$.        D. C$_{6}$H$_{6}$.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

X là hydrocarbon nên X chỉ gồm các nguyên tố C, H.

Phần trăm khối lượng của C trong X là: 100% - 25% = 75%

$\frac{n_{C}}{n_{H}}=\frac{75:12}{25:1}=\frac{1}{4}$

Công thức thực nghiệm của X là CH$_{4}$.

Công thức có thể có của X là (CH$_{4}$)$_{n}$

=> Đáp án phù hợp là A.

Câu 11: Cho butane phản ứng với chlorine thu được sản phẩm chính là

A. 2-chlorobutane.                                                    B. 1-chlorobutane.

C. 3-chlorobutane.                                                    D. 4-chlorobutane.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Trong phản ứng thế halogen, nguyên tử H ở carbon bậc cao hơn dễ bị thế bởi nguyên tử halogen hơn so với nguyên tử H ở carbon bậc thấp. 

Butane phản ứng với chlorine thu được sản phẩm chính là 2-chlorobutane vì ở trường hợp này Cl thế vị trí của nguyên tử H ở C2 là carbon bậc cao hơn.

Câu 12: Để tăng chất lượng của xăng, dầu, người ta thực hiện cách nào sau đây?

A. Thực hiện phản ứng reforming để thay đổi cấu trúc của các alkane mạch không nhánh thành hydrocarbon mạch nhánh hoặc mạch vòng có chỉ số octane cao.

B. Thực hiện phản ứng cracking để thay đổi cấu trúc các alkane mạch dài chuyển thành các alkene và alkane mạch ngắn hơn. Son lai s

C. Thực hiện phản ứng hydrogen hóa để chuyển các alkene thành alkane.

D. Bổ sung thêm heptane vào xăng, dầu.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Để tăng chất lượng của xăng, dầu, người ta thực hiện phản ứng reforming để thay đổi cấu trúc của các alkane mạch không nhánh thành hydrocarbon mạch nhánh hoặc mạch vòng có chỉ số octane cao.

Câu 13: Phương pháp nào sau đây có thể được thực hiện để góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra?

A. Không sử dụng phương tiện giao thông.

B. Cấm các phương tiện giao thông tại các đô thị.

C. Sử dụng phương tiện chạy bằng điện hoặc nhiên liệu xanh.

D. Sử dụng các phương tiện chạy bằng than đá.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Câu 14: Trong công nghiệp, các alkane được điều chế từ nguồn nào sau đây?

A. Sodium acetate.                                                         B. Dầu mỏ và khí mỏ dầu.

C. Aluminium carbide (Al$_{4}$C$_{3}$).                D. Khí biogas.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Trong công nghiệp, các alkane được điều chế từ dầu mỏ và khí mỏ dầu.

Câu 15: Trong phản ứng thế nguyên tử H của phân tử alkane, bromine có tính chọn lọc cao, nghĩa là xác suất thế nguyên tử H ở nguyên tử carbon bậc ba gấp hàng trăm lần xác suất thế H ở nguyên tử carbon bậc một và bậc hai. Xác định công thức cấu tạo sản phẩm chính của phản ứng xảy ra khi cho (CH$_{3}$)$_{2}$CHCH$_{2}$CH$_{3}$ phản ứng với bromine (chiếu sáng).

Hướng dẫn trả lời:

Do tính phản ứng chọn lọc của bromine nên sản phẩm chính là chất có nguyên tử H ở nguyên tử carbon có bậc cao nhất: (CH$_{3}$)$_{2}$CBrCH$_{2}$CH$_{3}$.

Câu 16: Viết công thức cấu tạo của các hợp chất không no có thể thu được khi thực hiện phản ứng tách một phân tử hydrogen từ phân tử 2-methylbutane.

Hướng dẫn trả lời:

CH2=C(CH3)CH2CH3, (CH3)2C=CHCH2, (CH3)2CHCH=CH2.

Câu 17: Trong quá trình khai thác hoặc vận chuyển dầu mỏ, đôi khi xảy ra sự cố tràn dầu trên biển.

a) Các sự cố tràn dầu trên biển gây ra các thảm họa về môi trường như thế nào?

b) Để xử lí sự cố tràn dầu trên biển, người ta thường làm như thế nào? Giải thích lí do sử dụng các kĩ thuật đó.

Hướng dẫn trả lời:

a) Dầu nhẹ hơn nước, không tan trong nước, bị loang ra nên che phủ bề mặt biển làm giảm khả năng hòa tan của oxygen trong không khí vào trong nước biển, làm cho các sinh vật biển bị chết.

b) - Dùng các phao để gom dầu; việc dùng vật liệu hấp phụ dầu hiện đang nghiên cứu triển khai.

    - Hút dầu vào các bể chứa (lẫn nước biển).

    - Chiết tách để loại bỏ nước, thu lấy dầu.

Câu 18: “Băng cháy” là dạng tinh thể hydrate của methane với nước, có công thức là CH$_{4}$.nH$_{2}$O. Băng cháy được hình thành ở sâu dưới lòng đất dưới đáy biển và là nguồn methane quan trọng trong tương lai. Em hãy đề xuất biện pháp khai thác băng cháy.

Hướng dẫn trả lời:

• Phương án 1. Khai thác như khai thác than: đào mỏ; lấy các cục băng cháy, làm tan chảy thu lẫy khí methane.

• Phương án 2. Như kĩ thuật hiện đại khai thác sulfur: làm tan chảy băng cháy dưới lòng đất, thu khí bay lên.

Câu 19: Xăng làm nhiên liệu cho ô tô, xe máy là hỗn hợp của các hydrocarbon mạch nhánh C$_{5}$H$_{12}$ – C$_{11}$H$_{24}$, trong đó có octane là chất có khả năng chịu cuộc kích nổ tốt. Vì sao người ta không dùng một loại hydrocarbon (ví dụ octane) để làm xăng mà lại dùng hỗn hợp các hydrocarbon?

Hướng dẫn trả lời:

Nếu chỉ dùng một loại hydrocarbon thì nhiệt giải phóng ra không đủ để khởi động động cơ. Và việc lưu trữ để đủ lượng xăng cho ô tô, xe máy sẽ khó khăn hơn (bình rất to hoặc phải là bình chịu áp suất cao).

Câu 20: Khi đốt cháy 1 mol các chất sau đây giải phóng ra nhiệt lượng (gọi là nhiệt đốt cháy) như bảng sau:

a) Khi đốt 1 gam chất nào sẽ giải phóng ra lượng nhiệt lớn nhất?

b) Để đun sôi cùng một lượng nước từ cùng nhiệt độ ban đầu, với giả thiết các điều kiện khác là như nhau, cần đốt cháy khối lượng chất nào là ít nhất?

Hướng dẫn trả lời:

a) Tính lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 1 gam chất.

Như vậy, khi đốt cháy 1 gam mỗi chất trên, ethane sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn nhất.

b) Từ kết quả phần a), ta thấy khối lượng chất cần đốt cháy ít nhất là ethane.

Câu 21: Khí đốt hoá lỏng (Liquified Petroleum Gas, viết tắt là LPG) hay còn được gọi là gas, là hỗn hợp khí chủ yếu gồm propane (C$_{3}$H$_{8}$) và butane (C$_{4}$H$_{10}$) đã được hóa lỏng. Một loại gas dân dụng chứa khí hoá lỏng có tỉ lệ mol propane : butane là 40 : 60. Đốt cháy 1 lít khí gas này (ở 25 °C, 1 bar) thì tỏa ra một lượng nhiệt bằng bao nhiêu? Biết khi đốt cháy 1 mol mỗi chất propane và butane tỏa ra lượng nhiệt tương ứng 2 220 kJ và 2 875 kJ.

Hướng dẫn trả lời:

Trong 1 lít khí gas có 0,4 lít propane (số mol = 0,0161 mol) và 0,6 lít butane (số mol = 0,0242).

Lượng nhiệt tỏa ra tương ứng:

0,0161.2 220 + 0,0242.2 875 = 35,742 + 69,575 = 105,317 (kJ).

Câu 22: Khí gas đun nấu có thể gây ngạt. Khí gas nặng hơn không khí (propane nặng gấp 1,55 lần; butane nặng gấp 2,07 lần không khí) nên khi thoát khỏi thiết bị chứa, gas tích tụ ở những chỗ thấp trên mặt đất và tạo thành hỗn hợp gây cháy nổ. Khi phát hiện rò rỉ khí gas trong nhà, chúng ta cần phải làm gì để đảm bảo an toàn?

Hướng dẫn trả lời:

- Làm thoáng không khí trong phòng bằng cách mở cửa.

- Không được bật các thiết bị điện như quạt, đèn,... 

- Kiểm tra khóa bình gas, khoá lại nếu do quên chưa khóa.

- Báo cho nhà cung cấp gas để sửa chữa, thay thế nếu do van bị hỏng hoặc ống dẫn gas bị hở (do lâu ngày nên bị nứt, do chuột cắn,...).

Câu 23: Vì sao nói “Các phương tiện giao thông là một trong các nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ở các đô thị lớn”?

Hướng dẫn trả lời:

Do các phương tiện giao thông đốt cháy nhiên liệu sinh ra nhiều khí carbon dioxide, các nitrogen oxide, carbon monoxide và các hạt bụi mịn do xăng, dầu cháy không hoàn toàn.