Buzz
1. Cân bằng phản ứng sau C2H6 + Cl2 → HCl + C2H5Cl
Phản ứng giữa etan (C2H6) và clor (Cl2) là một quá trình hóa học. Để cân bằng phản ứng, cần đảm bảo số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố là như nhau trên cả hai phía của phương trình.
Ban đầu, phân tử etan (C2H6) phản ứng với clor (Cl2) để tạo ra một phân tử etyl clorua (C2H5Cl) và một phân tử axit clohidric (HCl). Để cân bằng phản ứng, cần điều chỉnh hệ số của các chất sao cho số lượng nguyên tử carbon (C), hydro (H), và clor (Cl) trên cả hai phía của phương trình là bằng nhau.
Phương trình đã được cân bằng như sau: 2C2H6 + Cl2 → 2C2H5Cl + HCl
Bằng cách nhân hệ số 2 cho C2H6 và C2H5Cl, chúng ta đã đảm bảo rằng số lượng nguyên tử của các nguyên tố ở cả hai phía của phản ứng là đồng đều.
Để cân bằng phương trình hóa học C2H6 + Cl2 → HCl + C2H5Cl một cách chính xác nhất, chúng ta có thể thực hiện các bước sau đây:
- Đầu tiên, hãy xác định số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trên cả hai phía của phương trình.
- Sau đó, điều chỉnh hệ số của từng chất để số lượng nguyên tử của các nguyên tố được cân bằng.
Phương trình gốc: C2H6 + Cl2 → HCl + C2H5Cl
Bước 1: Xác định số lượng nguyên tử của từng nguyên tố:
- Carbon (C): Bên trái có 2 nguyên tử C từ C2H6, bên phải có 2 nguyên tử C từ C2H5Cl.
- Hydro (H): Bên trái có 6 nguyên tử H từ C2H6, bên phải có 6 nguyên tử H từ C2H5Cl và thêm 1 nguyên tử H từ HCl.
- Clo (Cl): Bên trái có 2 nguyên tử Cl từ Cl2, bên phải có 1 nguyên tử Cl từ HCl và 1 nguyên tử Cl từ C2H5Cl.
Bước 2: Điều chỉnh hệ số của các chất để số nguyên tử của các nguyên tố được cân bằng:
- Thêm hệ số 2 trước C2H6 ở phía bên trái để cân bằng số nguyên tử C: 2C2H6 + Cl2 → HCl + C2H5Cl
- Đặt hệ số 3 trước HCl ở phía bên phải để cân bằng số nguyên tử H: 2C2H6 + Cl2 → 3HCl + C2H5Cl
- Thay hệ số 2 vào trước Cl2 ở phía bên trái để cân bằng số nguyên tử Cl: 2C2H6 + 2Cl2 → 3HCl + 2C2H5Cl
2. Tính chất hóa học của Ankan
2.1. Phản ứng thế
Trong các hydrocarbon, nguyên tử hydro (H) có thể bị thay thế bởi các nguyên tử halogen, tạo ra các dẫn xuất halogen tương ứng. Phương trình phản ứng được thể hiện như sau:
CnH2n+2 + xCl2 → CnH2n+2-xClx + xHCl (x ≤ 2n+2)
Với các hydrocarbon ankan có nguyên tử carbon (C) ở các bậc khác nhau, sản phẩm chủ yếu thường là các hợp chất có nguyên tử H bị thay thế ở các nguyên tử C có bậc cao hơn. Dưới đây là một số ví dụ về các sản phẩm từ các phản ứng này:
- Methan (CH4) phản ứng với clor (Cl2) tạo ra metyl clorua (clometan) và axit clohidric (HCl):
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
- Metyl clorua (clometan) phản ứng tiếp với clor (Cl2) để tạo ra metylen clorua (điclometan) và axit clohidric (HCl):
CH3Cl + Cl2 → CHCl3 + HCl
- Metylen clorua (điclometan) tiếp tục phản ứng với clor (Cl2) để hình thành clorofom (triclometan) và axit clohidric (HCl):
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl
- Cuối cùng, clorofom (triclometan) phản ứng với clor (Cl2) để hình thành cacbon tetraclorua (tetraclometan) và axit clohidric (HCl):
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
Như vậy, qua các phản ứng này, các nguyên tử hydro (H) trong hydrocarbon gốc được thay thế bởi nguyên tử clor (Cl), và các sản phẩm cuối cùng thường chứa nhiều nguyên tử clor hơn khi số bậc của nguyên tử carbon gia tăng.
2.2. Phản ứng tách
Tách hiđro (đề hiđro hóa): CnH2n+2 → (nhiệt độ, xúc tác) CnH2n+2-2x + xH2
Phản ứng bẻ gãy liên kết C-C (cracking): CnH2n+2 → (nhiệt độ, xúc tác) CmH2m + Cm’H2m’+2 (n = m + m’)
2.3. Phản ứng oxi hóa (đốt cháy)
Khi ankan cháy, nó tạo ra một lượng lớn nhiệt:
CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → nCO2 + (n+1)H2O
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
3. Bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1: Dãy nào dưới đây chỉ bao gồm các chất thuộc dãy đồng đẳng của metan?
A. C2H2, C3H4, C4H6, C5H8
B. CH4, C2H2, C3H4, C4H10
C. CH4, C2H6, C4H10, C5H12
D. C2H6, C3H8, C5H10, C6H12
Đáp án: C
Dãy chất chỉ gồm các đồng đẳng của metan là CH4, C2H6, C4H10, C5H12.
Câu 2: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo dạng mạch hở của hợp chất có công thức phân tử C5H12?
A. 6
B. 4
C. 5
D. 3
Đáp án: D
Có ba đồng phân cấu tạo mạch hở của C5H12, bao gồm n-pentan, isopentan và neopentan.
Câu 3: Khi thực hiện clo hóa ankan X với tỉ lệ mol 1 : 1, sản phẩm thu được là dẫn xuất monoClo với thành phần khối lượng của Clo đạt 38,378%. Vậy công thức phân tử của X là
A. C4H10
B. C3H8
C. C3H6
D. C2H6.
Đáp án: A
Công thức phân tử của X là C4H10.
Câu 4: Để đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên chứa metan, etan, propan với 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) tối thiểu cần thiết để đốt cháy hết lượng khí thiên nhiên trên là
A. 70,0 lít
B. 78,4 lít
C. 84,0 lít
D. 56,0 lít.
Đáp án: A
Thể tích không khí tối thiểu cần thiết là 70,0 lít.
Câu 5: Khi đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X, thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. Nếu X phản ứng với khí clo theo tỷ lệ mol 1 : 1, sản phẩm thu được là một hợp chất hữu cơ duy nhất. X là gì?
A. 2,2-đimetylpropan
B. etan
C. 2-metylpropan
D. 2-metylbutan
Đáp án: A
Hiđrocacbon X có tên là 2,2-đimetylpropan.
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 2,9 gam ankan X, thu được 4,48 lít CO2 (ở điều kiện chuẩn). Công thức phân tử của X là gì?
A. C3H8
B. C4H10
C. C5H10
D. C5H12
Đáp án: B
Công thức phân tử của X là C4H10.
Câu 7: Khi clo hóa ankan X theo tỷ lệ mol 1:1, thu được sản phẩm dẫn xuất monoclo có tỷ lệ phần trăm khối lượng Clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là gì?
A. C4H10
B. C3H8
C. C3H6
D. C2H6
Đáp án: B
Công thức phân tử của X là C3H8.
Câu 8: Khi butan phản ứng với brom, sản phẩm monobrom nào dưới đây là sản phẩm chính?
A. CH3CH2CH2CH2Br
B. CH3CH2CHBrCH3
C. CH3CH2CH2CHBr2
D. CH3CH2CBr2CH3
Đáp án: D
Sản phẩm chính là D: CH3CH2CBr2CH3
Câu 9: Khi thực hiện quá trình nhiệt phân một ankan X trong điều kiện không có không khí, chúng ta thu được khí hiđro và muội than, trong đó thể tích khí hiđro gấp 5 lần thể tích của ankan X (đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất). Công thức phân tử của X là gì?
A. CH4
B. C2H6
C. C3H8
D. C4H10
Đáp án: D
Giải thích:
- Gọi công thức phân tử của ankan X là CnH2n+2 và số mol của nó là a.
- Trong phản ứng nhiệt phân, mỗi mol ankan X tạo ra n mol khí hiđro (H2) và n mol muội than (C).
- Đề bài cho biết thể tích khí hiđro thu được gấp 5 lần thể tích ankan X, vì vậy nH2 = 5a.
- Để xác định công thức phân tử của ankan X, ta cần tìm giá trị của n trong phản ứng trên.
- Theo phản ứng chuyển đổi, nH2 = nC, nên nC = 5a.
- Từ đó, ta có n + 1 = 5, suy ra n = 4.
- Do đó, công thức phân tử của ankan X là C4H10, hay còn gọi là butan.
Câu 10: Ứng dụng nào dưới đây không thuộc về ankan?
A. Dùng làm khí đốt, xăng dầu cho động cơ.
B. Dùng làm dung môi, dầu mỡ bôi trơn, nến.
C. Được sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác.
D. Dùng để tổng hợp trực tiếp các polime có nhiều ứng dụng thực tiễn.
Đáp án: D
Ứng dụng không thuộc về ankan là: Dùng để tổng hợp trực tiếp các polime có nhiều ứng dụng thực tiễn.
Câu 11: Nhận định nào dưới đây là không chính xác về ankan?
A. Nhiệt độ nóng chảy tăng lên khi phân tử khối tăng.
B. Không hòa tan trong nước, nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ.
C. Có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím.
D. Có trọng lượng nhẹ hơn nước.
Đáp án: C
Câu 12: Đôi chất nào dưới đây là các đồng đẳng của nhau?
A. CH3OH, CH3OCH3
B. CH3OCH3, CH3CHO
C. CH3OH, C2H5OH
D. CH3CH2OH, C3H6(OH)2
Đáp án: C
Đây là toàn bộ nội dung bài viết từ Mytour về cân bằng phản ứng C2H6 + Cl2 → HCl + C2H5Cl. Cảm ơn các bạn đã theo dõi và quan tâm!
