Phản ứng propane + Cl2 tỉ lệ 1 : 1 (hay C3H8 + Cl2 tạo ra C3H7Cl) thuộc loại phản ứng thế bởi halogen , phản ứng halogen hóa đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về C3H8 có lời giải, mời các bạn đón xem:
C3H8 + Cl2 → C3H7Cl + HCl
1. Phương trình phản ứng C3H8 tác dụng với Cl2
CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 →t0CH3 – CHCl – CH3 + HCl
Phản ứng này thuộc loại phản ứng thế.
2. Hiện tượng của phản ứng C3H8 tác dụng với Cl2
– Trước khi chiếu sáng hoặc đun nóng hỗn hợp phản ứng có màu vàng lục (của khí clo). Sau khi phản ứng xảy ra hỗn hợp sản phẩm thu được không có màu.
3. Cách tiến hành phản ứng C3H8 tác dụng với Cl2
– Đun nóng hỗn hợp C3H8 và Cl2 ở nhiệt độ 150oC hoặc cho hỗn hợp chiếu ánh sáng.
4. Mở rộng về tính chất hoá học của alkane
– Ở nhiệt độ thường, các alkane không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hóa như dung dịch KMnO4 (thuốc tím)…
– Khi chiếu sáng hoặc đun nóng, các alkane dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy.
4.1. Phản ứng thế bởi halogen
– Clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử methane.
Phương trình hóa học:
CH4 + Cl2 →asCH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2→asCH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 →as CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 →as CCl4 + HCl
– Các đồng đẳng của methane cũng tham gia phản ứng thế tương tự methane.
Nhận xét:
– Nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tử hiđro liên kết với nguyên tử cacbon bậc thấp hơn.
4.2. Phản ứng tách
– Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các alkane có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hydrocarbon không no tương ứng.
Thí dụ:
CH3 – CH3 →500Co, xt CH2 = CH2 + H2
– Ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, các alkane còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.
Thí dụ:
CH3 – CH2 – CH3 →to, xtC2H6+CH4C3H6+H2
4.3. Phản ứng oxi hóa
– Khi bị đốt, các alkane đều cháy, tỏa nhiều nhiệt.
CnH2n + 2 + 3n+12O2 →to nCO2 + (n + 1)H2O
5. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Cho 2-methylbutan tác dụng với Cl2 (ánh sáng, tỉ lệ số mol 1 : 1), số sản phẩm monochloro tối đa thu được là
A. 2 B. 3 C. 5 D. 4.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
C↓H3- C↓H – C↓H2- C↓H3 CH3
Clo hóa 2-methylbutan được 4 sản phẩm thế monochloro.
Vị trí mũi tên cho biết Cl có thể thế H gắn với C đó.
Câu 2: Phản ứng đặc trưng của alkane là:
A. Cộng với halogen B. Thế với halogen
C. cracking D. Đề hiđro hoá
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Ở phân tử alkane chỉ có liên kết C-C và C-H. Đó là các liên kết xích ma bền vững, vì thế alkane tương đối trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ thường chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh như KMnO4.
Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác và nhiệt độ, alkane tham gia các phản ứng thế với halogen, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa. Tuy nhiên, phản ứng đặc trưng của alkane là thế với halogen: CnH2n+2 + Cl2 →AS CnH2n+1Cl + HCl
Halogen có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử H trong phân tử alkane.
Câu 3: alkane X có công thức phân tử C6H14. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monochloro. Tên gọi của X là
A. 2,2-dimethylbutan B. 3-methylpentan
C. hexan D. 2,3-dimethylbutan
Hướng dẫn giải
Đáp án B
C↓H3- C↓H2- C↓ ↓H – CH2- CH3 CH3
Vị trí mũi tên cho biết Cl có thể thế H gắn với C đó
→ Clo hóa 3-methylpentan được 4 sản phẩm thế monochloro.
Câu 4: Sản phẩm của phản ứng thế clo (1:1, ánh sáng) vào 2,2-dimethylpropan là:
(1) CH3C(CH3)2CH2Cl;
(2) CH3C(CH2Cl)2CH3 ;
(3) CH3ClC(CH3)3
A. (1); (2). B. (2); (3). C. (2). D. (1)
Hướng dẫn giải
Đáp án D
CH3CH3- C – CH3 CH3
4 nhóm -CH3 có vị trí đối xứng nhau nên chỉ có 1 sản phẩm thế clo 1:1.
Câu 5: Clo hóa alkane X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm dẫn xuất monochloro có thành phần khối lượng clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là
A. C4H10 B. C3H8 C. C3H6 D. C2H6.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
CnH2n+2 + Cl2 → CnH2n+1Cl + HCl
→35,514n+1+35,5 .100 = 45,223%
→ n = 3 → CTPT X: C3H8.
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm methane, etan, propane bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là
A. 70,0 lít B. 78,4 lít C. 84,0 lít D. 56,0 lít.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
nCO2 = 7,84 : 22,4 = 0,35 mol;
nH2O = 9,9 : 18 = 0,55 mol
Bảo toàn nguyên tố O: 2.nO2 = 2.nCO2 + nH2O
→ 2.nO2 = 2.0,35 + 0,55 →nO2 = 0,625 mol
VO2 = 0,625.22,4 = 14 lít
Vì oxi chiếm 15Vkk → Vkk = 5.14 = 70 lít
Câu 7: Khi brom hóa một alkane chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của alkane là
A. 3,3-dimethylhexan B. 2,2-dimethylpropan
C. isopentane D. 2,2,3-trimethylpentan.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
CnH2n+2 + Br2 → CnH2n+1Br + HBr
→ 14n + 81 = 75,5.2 → n = 5 → CTPT: C5H12
Khi brom hóa alkane chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất
nên CTCT của X là:
CH3CH3- C – CH3 CH3 2,2-dimethylpropan
Câu 8: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO2 và hơi nước theo tỷ lệ thể tích 11:15. Thành phần phần trăm theo khối lượng của hai chất lần lượt là:
A. 18,5% và 81,5% B. 45% và 55%
C. 28,1% và 71,9% D. 25% và 75%
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Đặt nC2H6 = a ; nC3H8= b;
Có VCO2 : VH2O = 11 : 15
→ (2a + 3b) : (3a + 4b) = 11 : 15
→ b = 3a
Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol
Giả sử = 1 mol → = 3 mol
→ mA = 1.30 + 3.44 = 162 gam
→ %mC2H6 = 30162.100 = 18,5%
%mC3H8 = 3.44162.100 = 81,5%
Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hydrocarbon kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và 3,24 gam H2O. Hai hydrocarbon trong X là
A. C2H6 và C3H8 B. CH4 và C2H6 .
C. C2H2 và C3H4 D. C2H4 và C3H6
Hướng dẫn giải
Đáp án B
nCO2 = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol;
nH2O = 3,24 : 18 = 0,18 mol
nH2O>nCO2 → X là alkane → X có CTPT chung là CnH2n+2
nX =nH2O – nCO2 = 0,18 – 0,1 = 0,08 mol
→ n = nCO2nX = 0,10,08 = 1,25
→ Hai hydrocarbon kế tiếp là CH4 và C2H6
Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn một hydrocarbon X, dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình đựng P2O5 và Ca(OH)2 thì khối lượng các bình này tăng lên lần lượt là 0,9 gam và 1,1 gam. Công thức phân tử của X là:
A. C4H10 B. C3H8 C. C2H6 D. CH4
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Khối lượng bình P2O5 tăng chính là khối lượng nước
→ mH2O = 0,9 gam → nH2O = 0,05 mol
Khối lượng bình Ca(OH)2 tăng chính là khối lượng CO2
→ mCO2 = 1,1 gam → nCO2 = 0,025 mol
nH2O > nCO2 →X là alkane
→ X có CTPT chung là CnH2n+2
nX =nH2O – nCO2 = 0,05 – 0,025 = 0,025 mol
→ n = nCO2nX = 0,0250,025 = 1
→ X là CH4.
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
- C3H8 → CH4 + C2H4
- C3H8 → H2 + C3H6
- C3H8 + Br2 → C3H7Br + HBr
- C3H8 + 2Br2 → C3H6Br2 + 2HBr
