Dạng 2: Phản ứng halogen hóa Ankan - Chuyên đề Hóa 11

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

Phản ứng halogen hóa Ankan là phản ứng một hay nhiều nguyên tử H bị thay thế bởi một hay nhiều nguyên tử Halogen. Dựa vào thành phần phần trăm khối lượng, khối lượng mol của sản phẩm hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm Hidrocacbon

C_nH_2n+2 + aX₂ → C_nH_2n+2 - aX_a + aHX

Ví dụ minh họa

Bài 1: Một ankan A có thành phần phần trăm C là 83,33%. Tìm công thức phân tử và xác định công thức cấu tạo đúng của A, biết rằng khi cho A tác dụng với Cl₂ theo tỉ lệ mol 1: 1 ta chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.

Bài giải:

Gọi công thức phân tử của ankan là: C_nH_2n+2

% (m)_C = 12n/ (12n+2n+2).100% = 83,33%

⇒ n = 5.

Vậy Công thức phân tử của A là C₅H₁₂

A tác dụng với Cl₂ theo tỉ lệ mol 1: 1 ta chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.

⇒ Công thức cấu tạo đúng của A là:

Bài 2: Clo hóa ankhan X theo tỉ lệ mol 1: 1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoClo có thành phần khối lượng Clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là?

Bài giải:

C_nH_2n+2 + Cl₂ → C_nH_2n+1Cl + HCl

⇒ Công thức phân tử của X là: C₃H₈

Bài 3: Khi Brom hóa một ankhan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của ankhan là?

Bài giải:

C_nH_2n+2 + Br₂ → C_nH_2n+1Br + HBr

⇒ 14n + 81 = 75,5.2 ⇒ n = 5

⇒ Công thức phân tử của ankhan đó là: C₅H₁₂

Bài 4: Khi cho ankhan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,72%) tác dụng với Clo theo tỉ lệ số mol 1: 1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được 2 dẫn xuất monoClo đồng phân của nhau. Tên của X là/

Bài giải:

Gọi công thức phân tử của X là C_nH_2n+2

⇒ CTPT của X là: C₆H₁₄

⇒ Công thức cấu tạo của X:

Bài 5: Ankan A phản ứng vừa đủ với V lit Cl2 (đktc) thu được hh sản phẩm chỉ gồm 2 dẫn xuất monoclo và 1 chất vô cơ X. Mỗi dẫn xuất monoclo đều chứa 38,38% khối lượng là clo. Biết tổng khối lượng 2 dẫn xuất clo lớn hơn khối lượng của X là 8,4 gam. A và giá trị của V là?

Bài giải:

Công thức phân tử dẫn xuất monoclo là C_nH_2n+1Cl;

38,38% = 35,5/ (14n+36,5). 100%

⇒ n = 4

⇒ Công thức cấu tạo của A là: CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

Ta có n_Cl2 = n_dx = n_HCl = x

⇒ m_dx - m_HCl = 8,4

⇒ 92,5x – 36,5x = 8,4

⇒ x = 0,15 mol ⇒ V = 3,36 lít.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Ankan X có công thức phân tử C₅H₁₂. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoClo. Tên gọi của X là?

A. 2,2-đimetylprotan

B. 2- metylbutan

C. pentan

D. 2- đimetylpropan

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Bài 2: Ankan X có công thức phân tử C₆H₁₄. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoClo. Tên gọi của X là?

A. 2,2-đimetylbutan

B. 2- metylpentan

C. hexan

D. 2- đimetylpropan

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Bài 3: Cho 2-metylbutan tác dụng với Cl₂ (ánh sáng, tỉ lệ số mol 1: 1), số sản phẩm monoClo tối đa thu được là?

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

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Bài 4: Clo hóa ankhan X theo tỉ lệ mol 1: 1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoClo có thành phần khối lượng Clo là 38,378%. Công thức phân tử của X là?

A. C₄H₁₀ B. C₃H₈ C. C₃H₆ D. C₂H₆.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

C_nH_2n+2 + Cl₂ → C_nH_2n+1Cl + HCl

⇒ n=4 ⇒ Công thức phân tử: C₄H₁₀

Bài 5: Khí Clo hóa hoàn toàn anlan X thu được chất hữu cơ Y có khối lượng phân tử lớn hơn khối lượng phân tử của X là 138. Ankan X là?

A. CH₄ B. C₂H₆ C. C₃H₈. D. C₄H₁₀.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

C_nH_m + mCl₂ → C_nCl_m + mHCl

⇒ 35,5m – m = 138 ⇒ m = 4 ⇒ Công thức phân tử: CH₄

Bài 6: Sản phẩm của phản ứng thế clo (1: 1, ánh sáng) vào 2,2- đimetyl propan là:

(1) CH₃C (CH₃)₂CH₂Cl;

(2) CH₃C (CH₂Cl)₂CH₃;

(3) CH₃ClC (CH₃)₃

A. (1); (2) B. (2); (3) C. (2) D. (1)

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Bài 7: Iso-hexan tác dụng với clo (có chiếu sáng) có thể tạo tối đa bao nhiêu dẫn xuất monoclo?

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

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Bài 8: Cho m metan tác dụng vừa đủ với Br₂ vừa đủ chỉ thu được 2 sản phẩm gồm 37,95 gam dẫn xuất X và 36,45 gam chất vô cơ Y. Giá trị của m là?

A. 2,4 gam B. 3,2 gam C. 3,6 gam D. 2,5 gam

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

n_HBr = 36,45/81 = 0,45 mol ⇒ n_Br2 = 0,45 mol; m + 0,45.160 = 37,95 + 36,45

⇒ m = 2,4 gam.

Bài 9: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X với khí clo theo tỷ lệ mol 1: 1 thu được hh sản phẩm Y chỉ chứa hai chất. Tỉ khối hơi của Y so với hiđro là 46,25. Tên của X là

A. 2,2-đimetylpropan. B. butan. C. pentan. D. etan.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

M_Y = 46,25.2 = 92,5 ⇒ 14n + 36,5 = 92,5

⇒ n = 4 ⇒ X là C₄H₁₀

Bài 10: Cho Ankan X trong đó C chiếm 83,725% về khối lượng. Cho X tác dụng với Clo chiếu sáng thu được 2 dẫn xuất monoclo. Hãy cho biết X là chất nào sau đây?

A. neo-hexan B. butan

C. propan D. 2,3-đimetylbutan

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

83,725 = 12n/ (14n+2).100%

⇒ n = 6. X tác dụng với Cl₂ cho 2 dẫn xuất monoclo

⇒ Công thức phân tử của X là CH₃-CH (CH₃)-CH (CH₃)-CH₃

Bài trước: Dạng 1: Dạng bài tập về đồng phân, gọi tên Ankan, Xicloankan - Chuyên đề Hóa 11 Bài tiếp: Dạng 3: Phản ứng oxi hóa ankan - Chuyên đề Hóa 11