Giải sách bài tập Hóa học 11 cánh diều bài 13: Hydrocarbon không no

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng? 

A. Hydrocarbon không no là những hydrocarbon mạch hở, phân tử chỉ có liên kết đôi C=C hoặc liên kết ba C☰C. 

B. Hydrocarbon không no là những hydrocarbon mạch vòng, phân tử có liên kết đôi C=C hoặc liên kết ba C☰C.

C. Hydrocarbon không no là những hydrocarbon mạch hở, phân tử có liên kết đôi C=C hoặc liên kết ba C☰C.

D. Hydrocarbon không no là những hydrocarbon trong phân tử có chứa liên kết đôi C=C hoặc liên kết ba C☰C hoặc cả hai loại liên kết đó.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Hydrocarbon không no là những hydrocarbon trong phân tử có chứa liên kết đôi C=C hoặc liên kết ba C☰C hoặc cả hai loại liên kết đó.

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

A. Công thức chung của các hydrocarbon không no, mạch hở, phân tử có một liên kết đôi C=C là C$_{n}$H$_{2n}$, n ≥ 2.

B. Công thức phân tử của các hydrocarbon không no, mạch hở, phân tử có một liên kết ba C=C có dạng C$_{n}$H$_{2n-2}$, n ≥ 2.

C. Công thức phân tử của các hydrocarbon no, mạch hở có dạng C$_{n}$H$_{2n}$, n ≥ 2.

D. Công thức chung của các hydrocarbon là C$_{x}$H$_{y}$ với x ≥ 1.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Câu 3: Cho các chất có công thức cấu tạo sau: (1) ClCH$_{2}$CH=CHCH$_{3}$; (2) CH$_{3}$CH=CHCH$_{3}$; (3) BrCH$_{2}$C(CH$_{3}$)=C(CH$_{2}$CH$_{3}$)$_{2}$; (4) ClCH$_{2}$CH=CH$_{2}$; (5) ClCH$_{2}$CH=CHCH$_{2}$CH$_{3}$; (6) (CH$_{3}$)$_{2}$C=CH$_{2}$. Trong số các chất trên, bao nhiêu chất có đồng phân hình học?

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

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Các chất (1), (2), (5) có đồng phân hình học.

Câu 4: Cho các alkene X và Y có công thức như sau:

Tên gọi của X và Y tương ứng là

A. cis-3-methylpent-2-ene và trans-3-methylpent-3-ene.

B. trans-3-methylpent-2-ene và cis-3-methylpent-2-ene.

C. trans-3-methylpent-3-ene và cis-3-methylpent-3-ene.

D. trans-3-methylpent-3-ene và cis-3-methylpent-2-ene.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Câu 5: Các alkene không có các tính chất vật lí đặc trưng nào sau đây?

A. Tan tốt trong nước và các dung môi hữu cơ.

B. Có khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.

C. Có nhiệt độ sôi thấp hơn alkane phân tử có cùng số nguyên tử carbon.

D. Không dẫn điện.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Câu 6: Một hydrocarbon X mạch hở trong phân tử có phần trăm khối lượng carbon bằng 85,714%. Trên phổ khối lượng của X có peak ion phân tử ứng với giá trị m/z = 42. Công thức phù hợp với X là

A. CH2=CHCH3.                                                     B. CH3CH2CH3.

C. CH3CH3.                                                             D. CH☰CH.

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 H trong X là: 100% - 85,714% = 14,286%

$\frac{n_{C}}{n_{H}}=\frac{85,714:12}{14,286:1}=\frac{1}{2}$

Công thức thực nghiệm của X là CH$_{2}$.

M = 42 g mol$^{-1}$ => (CH$_{2}$)$_{n}$ = 42 hay 14n = 42 => n = 3.

Công thức phân tử của X là C$_{3}$H$_{6}$.

Vì X mạch hở, công thức phân tử dạng C$_{n}$H$_{2n}$ chứng tỏ X là alkene.

Công thức cấu tạo phù hợp với X là CH=CHCH$_{3}$.

Câu 7: But-1-ene tác dụng với HBr tạo ra sản phẩm chính có công thức cấu tạo nào sau đây?

A. CH3CHBrCHBrCH3.                                              B. CH3CH2CH2CH2Br.

C. CH3CH2CHBrCH3.                                                D. BrCH2CH2CH2CH2Br.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Quy tắc Markovnikov: Trong phản ứng cộng HX vào hydrocarbon không no, nguyên tử H ưu tiên cộng vào nguyên tử carbon mang liên kết đôi có nhiều hydrogen hơn (bậc thấp hơn) còn nguyên tử X cộng vào nguyên tử carbon mang liên kết đôi chứa ít hydrogen hơn (bậc cao hơn).

Câu 8: Cho các hydrocarbon: (1) CH2=C(CH3)CH2CH3; (2) (CH3)2C=CHCH3; (3) CH2=C(CH3)CH=CH2; (4) (CH3)2CHC☰CH. Những hydrocarbon nào phản ứng với HBr sinh ra sản phẩm chính là 2-bromo-2-methylbutane?

A. (1) và (2).             B. (2) và (4).             C. (1) và (3).             D. (3) và (4).

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Sử dụng quy tắc Markovnikov, hydrocarbon (1), (2) phản ứng với HBr sinh ra sản phẩm chính là 2-bromo-2-methylbutane.

Câu 9: Cho pent-2-ene phản ứng với dung dịch KMnO$_{4}$ ở nhiệt độ phòng có thể thu được sản phẩm hữu cơ có công thức cấu tạo nào sau đây?

A. CH3CH2CH(OH)CH(OH)CH3.                                    B. CH3CH2CH2CH(OH)CH3.

C. CH3CH(OH)CH2CH(OH)CH3.                                    D. CH3CH2CH(OH)CH2CH3.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Alkene phản ứng với dung dịch KMnO$_{4}$ tạo được hai nhóm -OH tại hai nguyên tử carbon của liên kết đôi C=C.

3CH3CH2CH=CHCH3 + 2KMnO$_{4}$ + 4H$_{2}$O → 3CH3CH2CH(OH)CH(OH)CH3 + 2MnO$_{2}$ + 2KOH

Câu 10: Dẫn dòng khí gồm acetylene và ethylene lần lượt đi vào ống nghiệm (1) đựng dung dịch AgNO$_{3}$/NH$_{3}$ ở điều kiện thường, sau đó dẫn tiếp qua ống nghiệm (2) đựng nước bromine. Hiện tượng thí nghiệm nào sau đây là không đúng?

A. Ở ống nghiệm (1) có kết tủa màu vàng nhạt.

B. Ở ống nghiệm (2) màu của nước bromine nhạt dần.

C. Ở ống nghiệm (2) chất lỏng chia thành hai lớp.

D. Ở ống nghiệm (2) thu được chất lỏng đồng nhất.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

• Ở ống nghiệm (1) có kết tủa màu vàng nhạt là AgC☰CAg.

• Ở ống nghiệm (2) màu của nước bromine nhạt dần do Br$_{2}$ phản ứng với ethylene (có thể có acetylene).

• Ở ống nghiệm (2): sản phẩm tạo thành là BrCH$_{2}$CH$_{2}$Br (và có thể có Br$_{2}$CHCHBr$_{2}$) không tan trong nước và nặng hơn nước nên tách thành lớp dưới lớp nước bromine.

Câu 11: Để phân biệt but-2-yne (CH$_{3}$C☰CCH$_{2}$) với but-1-yne (CH☰CCH$_{2}$CH$_{3}$) có thể dùng thuốc thử nào sau đây?

A. Dung dịch HCl.                                         B. Dung dịch AgNO$_{3}$/NH$_{3}$.

C. Nước bromine.                                          D. Dung dịch KMnO$_{4}$.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Alk-1-yne có phản ứng với dung dịch silver nitrate trong ammonia tạo kết tủa.

Vậy nên có thể dùng dung dịch AgNO$_{3}$/NH$_{3}$ để nhận biết but-1-yne.

Câu 12: Các chai lọ, túi, màng mỏng trong suốt, không độc, được sử dụng làm chai đựng nước, thực phẩm, màng bọc thực phẩm được sản xuất từ polymer của chất nào sau đây?

A. Butadiene.                                                          B. Propene.

C. Vinyl chloride.                                                   D. Ethylene.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Polyethylene (PE) là polymer của ethylene được dùng để làm chai đựng nước, thực phẩm, màng bọc thực phẩm, …

Câu 13: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế ethene bằng cách tách nước ethanol và thu bằng cách dời chỗ của nước. cho an

B. Một ứng dụng quan trọng của acetylene là làm nhiên liệu trong đèn xì oxygen - acetylene.

C. Trong công nghiệp, người ta điều chế acetylene bằng cách nhiệt phân nhanh methane có xúc tác hoặc cho calcium carbide (thành phần chính của đất đèn) tác dụng với nước.

D. Một ứng dụng quan trọng của acetylene là làm nguyên liệu tổng hợp ethylene.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Hiện nay, trong công nghiệp, người ta điều chế acetylene bằng cách nhiệt phân methane  ở nhiệt độ 1 500 °C (phản ứng thu nhiệt mạnh).

Câu 14: Viết công thức cấu tạo và gọi tên các alkene đồng phân cấu tạo có công thức phân tử C$_{5}$H$_{10}$. Trong số các đồng phân này, có bao nhiêu chất có đồng phân hình học? Hãy viết tên đầy đủ của các đồng phân hình học này.

Hướng dẫn trả lời:

Công thức cấu tạo và tên của các alkene có công thức phân tử C5H10:

CH2=CHCH2CH2CH3: pent-1-ene; CH2=C(CH3)CH2CH3: 2-methylbut-1-ene; CH2=CHCH(CH3)CH3: 3-methylbut-1-ene; CH3CH=CHCH2CH3; pent-2-ene CH3CH=C(CH3)CH3: 2-methylbut-2-ene.

Tên đầy đủ của các đồng phân hình học:

Câu 15: Nhiệt đốt cháy của một số chất như sau: ethane: 1 570 kJ mol$^{-1}$; methane: 783 kJ mol$^{-1}$; acetylene: 1 300 kJ mol$^{-1}$. Vì sao trong hàn, cắt kim loại, người ta dùng acetylene được điều chế từ calcium carbide CaC$_{2}$ (thành phần chính của đất đèn) mà không dùng ethane?

Hướng dẫn trả lời:

Dùng acetylene thuận lợi về kĩ thuật, do được điều chế trực tiếp từ chất rắn (CaC$_{2}$) mà việc bảo quản chất rắn (đất đèn) dễ dàng, ít tốn diện tích. Nếu dùng trực tiếp các chất khí (ví dụ khí ethylene hoặc acetylene) sẽ gặp khó khăn do cân dùng bình nén khí dung tích lớn. Ví dụ: 1 kg đất đèn (kích thước bằng nắm tay) chứa 80% calcium carbide có (800 gam CaC$_{2}$) có thể sinh ra 12,5 mol khí acetylene với thể tích 310 lít khí ở điều kiện chuẩn.

Câu 16: Trước đây, công nghiệp hoá học hữu cơ sử dụng rất nhiều acetylene làm nguyên liệu đầu. Ngày nay, acetylene được thay thế bằng ethylene. Hãy tìm hiểu và giải thích lí do của sự thay đổi này.

Hướng dẫn trả lời:

Nguyên nhân là do việc điều chế acetylene giá thành cao hơn.

Ethylene là sản phẩm phụ của quá trình hoá dầu (của quá trình cracking alkane) với lượng khí rất lớn. Nếu không tận dụng lượng khí này thì sẽ phải bỏ đi hoặc đốt cháy gây ô nhiễm môi trường.

Câu 17: Khi sục hai dòng khí như nhau của ethylene và acetylene vào dung dịch KMnO$_{4}$ thấy ethylene làm nhạt màu dung dịch nhanh hơn acetylene. Hãy giải thích nguyên nhân.

Hướng dẫn trả lời:

Phản ứng oxi hoá làm phân cắt liên kết pi ($\pi $) trong liên kết đôi C=C của phân tử ethylene và trong liên kết ba C☰C của phân tử acetylene. Do liên kết ba C☰C bền hơn liên kết đôi C=C nên khó bị phân cắt hơn.

Câu 18: Một số hydrocarbon mạch hở, đồng phân cấu tạo của nhau, trong phân tử có phần trăm khối lượng carbon bằng 85,714%. Trên phổ khối lượng của một trong các chất trên có peak ion phân tử ứng với giá trị m/z = 70. Viết công thức cấu tạo của các chất thoả mãn các đặc điểm trên.

Hướng dẫn trả lời:

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

Phần trăm khối lượng của H trong X là: 100% - 85,714% = 14,286%

$\frac{n_{C}}{n_{H}}=\frac{85,714:12}{14,286:1}=\frac{1}{2}$

Công thức thực nghiệm của chất là CH$_{2}$

M$_{X}$ = 70 gam mol$^{-1}$ => (CH$_{2}$)$_{n}$ = 70 hay 14n = 70 => n = 5.

Vậy công thức phân tử của chất là C$_{5}$H$_{10}$.

Công thức phân tử của các hydrocarbon mạch hở có dạng C$_{n}$H$_{2n}$ chứng tỏ chúng là alkene. Công thức cấu tạo của các alkene C$_{5}$H$_{10}$ là:

CH2=CHCH2CH2CH3; CH2=C(CH3)CH2CH3; CH2=CHCH(CH3)CH3; CH3CH=CHCH2CH3; CH3CH=C(CH3)CH3.