Bài giảng Hóa học Lớp 11 - Hiđrocacbon no - Trường THPT Quang Trung

Hiđrocacbon no 
Giáo viên: Nguyễn Thị Minh Trang 
Trường : THPT Quang Trung 
Mục đích yêu cầu 
Học sinh cần nắm được và thuộc cách gọi tên của 10 ankan đầu tiên không nhánh và các đồng đẳng. 
Nắm được quy luật chung về trạng thái vật lí, tính tan của dãy ankan. 
Nắm được mối quan hệ giữa đặc điểm cấu tạo của ankan và tính chất hoá học của chúng. 
Tiếp tục rèn luyện kĩ năng giải bài tập lập công thức phân tử 
Nội dung 
1. Đ ồng dẳ ng, đồng phâ n, danh phá p. 
2. Tính chất vật lý. 
3.Cô ng thức cấu tạo. 
4. Tính chất hoá học. 
5. ứ ng dụng và điều chế. 
Một số kh ái niệm 
Hiđrô cacbon : l à hợp chất hữu cơ chỉ có cacbon và hiđ ro 
Hiđ rocacbon no : là hiđrocacbon chỉ có li ên kết đơn trong phân tử 
Ankan : là hiđ rocacbon no mạch hở 
Hiđ rocacbon 
Hidrocacbon no 
Hiđ rocacbon kh ô ng no 
Hiđ rocacbon th ơm 
ankan 
xicloankan 
Câu hỏi phần I 
1. Định nghĩa đồng đẳng ? Cho biết công thức của một vài đồng đẳng của CH 4 ? 
2.Cho biết công thức tổng quát của dãy đồng đẳng của metan ? 
3.Cho biết khái niệm ankan? 
4. Nhận xét về cách gọi tên ankan ? 
I. Đ ồng dẳ ng ,đ ồng phân , danh pháp 
 Dãy đ ồng đẳ ng :CH 4 , C 2 H 6. ,C 3 H 8 
CTTQ: C n H 2n+2 (n N * ) 
Ankan : là hiđrocacbon mạch hở, chỉ có liên 
 kết đơn trong phân tủ 
1.Đ ồng đẳ ng của metan 
Chứng minh cô ng thức tổng qu át của ankan : C n H 2n+2 
Gợi ý: 
Cách một : dựa vào định nghĩa dãy đồng đẳng 
Cách hai: dựa vào hoá trị của cacbon và hiđro 
Danh pháp 
Cô ng thức 
Tên gọi 
Gốc no hoá trị I 
 Tên gốc 
CH 4 
Metan 
CH 3 - 
Metyl 
C 2 H 6 Etan C 2 H 5 - Etyl 
Nhận xét : - T ên các ankan tận cùng bằng –an 
 -Tên gốc no , hoá trị một đổi –an - yl 
Xem tiếp 
 Một số ankan đầu dãy đồng đẳng 
công thức 
Tên gọi 
Gốc h t I 
Tên gốc 
CH 4 
Metan 
CH 3 - 
Metyl 
C 2 H 6 
Etan 
C 2 H 5 - 
Etyl 
C 3 H 8 
Propan 
C 3 H 7 - 
Propyl 
C 4 H 10 
Butan 
C 4 H 9 - 
Butyl 
C 5 H 12 
Pentan 
C 5 H 11 - 
Pentyl 
 C 6 H 14 
Hexan 
 C 6 H 13 - 
Hexyl 
C 7 H 16 
Heptan 
C 7 H 15 - 
Heptyl 
C 8 H 18 
Octan 
C 8 H 17 - 
Octyl 
C 9 H 20 
Nonan 
C 9 H 19 - 
Nonyl 
C 10 H 22 
Decan 
C 10 H 21 - 
Decyl 
2. Đồng phân 
Từ C 4 H 10 trở đi có đ ồng phân về mạch cac bon. 
Viết các đ ồng phân có thể có của C 5 H 12 ? 
Cần chú ý điều gì trong cách gọi tên ankan như trên ? 
Chú ý : Cách gọi tên ankan theo danh pháp thường 
n- : Chỉ mạch cacbon không phân nhánh 
iso - : Trong phân tử ankan có một nhóm CH 3 – ở vị trí nguyên tử C thứ 2 
neo- : Trong phân tử ankan có hai nhóm CH 3 – ở vị trí nguyên tử C thứ 2 
Gọi tên ankan có nhánh theo danh pháp quốc tế 
Bước 1 : Chọn mạch chính là mạch cacbon dài nhất và chứa nhiều nhánh nhất 
Bước 2: Đánh số mạch chính bắt đầu từ đầu gần nhánh hơn và tổng số chỉ vị trí nhánh là nhỏ nhất 
Bước 3: Gọi tên 
 Số chỉ vị trí nhánh - Tên nhánh Tên mạch chính 
Gọi tên các chất sau theo danh pháp quốc tế ? 
2- Metyl butan 
2,3- Đimetyl butan 
Chú ý : - Nếu có nhiều nh á nh giống nhau th ì th êm tiền tố đi(2), tri(3) , tetra(4) 
 - Nhiều nh á nh kh ác nhau th ì gọi theo 
thứ tự ch ữ cái 
Viết cô ng thức cấu tạo của các chất có tê n sau? 
2,2 – Đimetyl pentan 
3- etyl - 2,2 Đimetyl pentan 
 Cá c chất này có phải là đ ồng đẳ ng của ankan kh ô ng? 
Giải đáp 
Cho biết một vài ví dụ về một số hiđrocacbon có thể gặp trong cuộc sống?Từ đó cho biết tính chất vật lí của ankan nói chung? 
Gợi ý : 
Khí bùn ao, có thành phần chính là CH 4 , không tan trong nước. 
“Ga”trong bật lửa ga thường là khí C 4 H 10 hoá lỏng 
Etxăng, dầu thắp, dầu nhờn là hỗn hợp các hiđrocacbon (thường có nhiều hiđrocacbon no) đều nhẹ hơn nước, không tan trong nước, nhưng dễ tan vào nhau vv 
II- Tính chất vật lý 
Trạng thá i : Từ C 1 C 4 là những chất khí 
 Từ C 5 C 17 là những chất lỏng 
 Từ C 18 trở lên là những chất rắn 
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng theo khối lượng phân tử 
Khối lượng riêng : nhẹ hơn nước khoảng 0,8g/ ml 
Tính tan : Không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hưu cơ ( ete, bezen, dầu hỏa ) 
 II/ Cô ng thức cấu tạo 
1/ Metan 
H 
H 
H 
H 
C 
Đặc điểm cấu tạo : phân tử CH 4 có bốn liên kết  hướng về bốn đỉnh của một tứ diện đều , mỗi góc HCH bằng 109,5 o .Toàn bộ phân tử không ở trên một mặt phẳng 
2/Đ ồng đẳ ng của metan 
Cấu tạo butan 
Nhận xét: 
Từ C 3 trở đi mạch cacbon là đư ờng gấp khúc. 
Mạch cacbon của n-butan 
1 .Quan sát mô hình phân tử metan và butan cho biết những đặc điểm chung về cấu tạo của ankan ? 
Câu hỏi phần II 
2 .Dự đoán khả năng phản ứng của ankan với dung dịch kiềm, axit và chất oxi hoá ở điều kiên thường? 
Nhận xét về cấu tạo ankan 
Trong phân tử ankan chỉ có liên kết , là loại liên kết bền vững 
Các liên kết C-H, C-C hầu như không phân cực 
Hoá trị của cacbon hầu như đã bão hoà 
Những đặc điểm này quyết định tính chất hoá học của ankan 
Tính chất hoá học 
1.Tác dụng với clo : Phản ứng thế 
2.Tác dụng của nhiệt 
 a/Phản ứng phân huỷ 
 b/Phản ứng đehiđro hoá 
 c/Phản ứng crackinh. 
3.Phản ứng oxi hoá. 
 a/Phản ứng cháy 
 b/Phản úng oxi hoá không hoàn toàn 
Tác dụng với Clo – phản ứng thế đặc trưng của ankan 
Với metan 
 CH 4 + Cl 2 CH 3 - Cl + HCl 
	 Metylclorua 
 CH 3 Cl + Cl 2 CH 2 Cl 2 + HCl 
	 Metilen clorua 
 CH 2 Cl 2 + Cl 2 CHCl 3 + HCl 
 	 Clorofom 
 CHCl 3 + Cl 2 CCl 4 + HCl 
Với các đồng phân của metan 
Viết phương trình phản ứng thế của propan với clo? 
Dự đoán sản phẩm chiếm ưu thế ? 
Phát biểu quy tắc xác định sản phẩm chính của phản ứng thê halogen ? 
Quy tắc xác định sản phẩm chính trong phản ứng thế của ankan ? 
Với các đồng đẳng của metan phản ứng thế ưu tiên thế nguyên tử hiđro của các bon bậc cao. 
Bậc của nguyên tử các bon: Là chỉ số nguyên tử cacbon liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon đó 
Hãy viết phương trình phản ứng thế của isopentan và brom? Chỉ ra sản phẩm chính của phản ứng? 
2/ Tác dụng do nhiệt 
a . Phản ứng phân huỷ 
Là phản ứng phân huỷ hiđrocacbon thành C và H 2 ở nhiệt độ cao 
 CH 4 C + 2H 2 
Chú ý: phản ứng thuận nghịch và phản ứng nghịch xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn 
Viết phương trình phản ứng phân huỷ propan? 
Phản ứng đehiro hoá (tách H 2 ) 
Là phản ứng tách hai nguyên tử hiđrô do tác dụng của nhiệt độ và xúc tác Ni hoặc Fe 
C n H 2n+2 C n H 2n + H 2 
(n 2) (anken) 
Chú ý so sánh điều kiện hai phản ứng sau 
 CH 4 C + 2H 2 
2CH 4 CH CH + 3H 2 
Làm lạnh nhanh 
C/ Phản ứng crackinh 
Qu á tr ì nh bẻ gãy các phân tử hidrocacbon mạch dài th à nh các hidrocacbon mạch ng ắn hơn bằ ng tác dụng của nhiệt 
CH 3 -CH 2 -CH 2 - CH 3 CH 4 + CH 3 -CH=CH 2 
t o 
 TQ : C n H 2n+2 C a H 2a +2 + C b H 2b 
 ankan ankan anken 
 đ k: a+b = n ,b>2 
Crackinh 
 t o 
Viết các sản phẩm khi đehiđro hoá và crackinh n- pentan 
H 2 
H 2 
H 2 
So sánh điều kiện phản ứng phân huỷ và phản ứng crackinh? Viết phương trình phản ứng cachkinh và phản ứng đehiđrô hoá n- pen tan 
1. Bắt đầu từ C 2 thì có phản ứng đehiro hoá 
Phản ứng cần có nhiệt độ và phải có xúc tác 
2. Từ C 3 mới có phản ứng crackinh 
 Phản ứng không cần xúc tác 
 Nếu có nhiệt độ và xúc tác từ C 3 có thể xảy ra cả phản ứng phân huỷ, đehiro hoá và crackinh cho hỗn hợp sản phẩm 
Một số phản ứng oxi hoá không hoàn toàn 
1. CH 4 + O 2  C + H 2 O 
 2. CH 4 + O 2 HCHO + H 2 O 
 3. CH 4 +1/2 O 2 CO + H 2 
4. CH 3 CH 2 -CH 2 CH 3 + 5/2O 2 2 CH 3 COOH+ H 2 O 
đốt thiếu khí 
200 at, 300 o c 
 Cu 
500 o c ,Ni 
Mn 2+ 
180 o ,50at 
3/ Tác dụng với oxi 
a. Phản ứng ch áy ( phản ứng oxi hoá hoàn toàn) 
Chú ý : n > n 
 H 2 O CO 2 
 n ankan = n n ư ớc – n cacbonnic 
C n H 2n+2 + O 2 nCO 2 +(n+1)H 2 O 
Một vài ứng dụng của ankan 
Ankan 
Nguyên liệu 
Nhiên liệu 
Khí đốt, xăng, dầu, ga 
CH 3 COOH 
C 4 H 10 
CH 4 
HCHO 
CH 3 OH 
C 2 H 2 
ứng dụng khác 
Sản xuất xà phòng 
Dung môi CHCl 3 , CH 2 Cl 2 
Dầu bôi trơn 
Chất sinh hàn CH 3 Cl, , CH 2 Cl 2 
VI /Điều chế ankan 
 a. Trong cô ng nghiệp 
 Lấy từ khí thi ên nhi ên , khí dầu mỏ 
b. . Trong phòng thí nghiệm 
 Nhiệt phân muối của axit hưu cơ 
 CH 3 COONa + NaOH r CH 4 + Na 2 CO 3 
 RCOONa + NaOH RH + Na 2 CO 3 
 Thuỷ phân nh ôm cacbua 
 Al 4 C 3 + H 2 O CH 4 + Al(OH) 3  
 Phươ ng pháp kh ác 
 C 4 H 10 CH 4 + C 3 H 6 
 C + H 2 CH 4 
CaO 
 t 0 
XICLOANKAN 
1/ Kh ái niệm : Là các RH no mạch vòng 
 CTTQ : C n H 2n với n 3 
 2/ Một số xiclo ankan 
Xiclopropan 
XICLOBUTAN 
XICLOPENTAN 
XICLOHEXAN 
Câu hỏi phần V 
1.Nhận xét về đặc điểm cấu tạo của xicloankan? So sánh với ankan? 
2. Từ đặc điểm cấu tạo của xiclo ankan hãy dự đoán những tính chất hoá học của xicloankan? So sánh với ankan ? 
3/ Tính chất 
Trong phân tử xicloankan chỉ có li ên kết đơn và là hợp chất no nên có tính chất tươ ng tự ankan 
b/. Phản ứng ch áy 
 C 6 H 12 + 9O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O 
 c/ .Phản ứng cộng mở vòng ( với còng 3 hoặc 4cạnh) 
+ Cl 2 
+ Cl 2 + HCl 
a/Phản ứng thế 
+ Cl 2 
Viết các phản ứng cộng mở vòng của xiclo butan với Cl 2 và HCl? 
Chú ý : Chỉ có vòng ba hoặc bốn cạnh có phản ứng cộng mở vòng