BÀI 12. ALKANE
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 12. ALKANE
Ảnh
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Hình vẽ
Hình vẽ
Câu hỏi dẫn dắt bài
Câu hỏi: Viết công thức cấu tạo dạng đầy đủ của các hydrocarbon có công thức phân tử: latex(CH_4), latex(C_2H_6) và latex(C_3H_8). Dự đoán tính chất của các chất dựa trên đặc điểm liên kết của chúng.
Đáp án:
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Khái niệm và danh pháp
Em có biết
+ Alkane (acyclic alkane) và cycloalkane được gọi chung là hydrocarbon no (saturated hydrocarbon) với ý nghĩa là phân tử hydrocarbon đã bão hòa hydrogen.
Hình vẽ
1. Khái niệm
Ảnh
+ Alkane là hydrocarbon mạch hở, trong phân tử chỉ có liên kết đơn
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Mô tả hình dạng của phân tử methane và ethane.
Nguyên tử carbon trong phân tử Methane và Ethane nằm ở tâm một hình tứ diện, liên kết với bốn nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) nằm ở bốn đỉnh của hình tứ diện đó.
Trả lời:
Ảnh
2. Đồng phân
+ Các alkane có từ bốn nguyên tử C trơ lên có đồng phan về mạch carbon. + Các alkane mạch không phân nhánh có mạch carbon mà trong đó mỗi nguyên tử carbon chỉ liên kết với tối đa hai nguyên tử carbon khác nhau. + Alkane mạch phân nhánh chứa nguyên tử carbon liên kết với ba hoặc bốn nguyên tử carbon khác.
Ảnh
3. Danh pháp
Ảnh
Theo danh pháp thay thế, tên alkane gồm hai phần: + Pphần đầu (tiền tố) liên quan đến số lượng nguyên tử carbon trong mạch carbon của alkane; + Phần sau (hậu tố) là -ane với ý nghĩa chỉ hydrocarrbon no.
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Gọi tên các hợp chất isobutane, isopentane và neopentane theo danh pháp thay thế.
Trả lời:
Ảnh
Ảnh
Tính chất vật lí
Một số tính chất
Ảnh
+ Alkane thuộc loại hợp chất hữu cơ kém phân cực, do đó chúng đều kém tan trong nước và tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực. Một số tính chất vật lí của một số alkane được mô tả ở bảng sau:
Ảnh
Tính chất hóa học
1. Phản ứng thế halogen
Ảnh
+ Trong điều kiện thích hợp, alkane có thể phản ứng với halogen. Khi đó, các nguyên tử hydrogen trong phân tử alkane dâ bị thay thế bowircacs nguyên tử halogen.
Ảnh
Ảnh
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Viết công thức cấu tạo các sản phẩm monobromo có thể tạo thành trong phản ứng giữa bromine và hexane ở Thí nghiệm 1.
Trả lời:
Ảnh
2. Phản ứng cracking và phản ứng reforming
Ảnh
+ Ở điều kiện nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác thích hợp, phản ứng cracking alkane xảy ra và tạo thành những hợp chất có mạch carbon ngắn hơn.
Ảnh
Ảnh
3. Phản ứng oxi hóa
Ảnh
+ Ở nhiệt độ cao, các lkane bị õi hó bởi oxygen. Có thể xảy ra phản ứng oxi hóa hoàn toàn hay phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tùy thuộc vào điều kiện của phản ứng.
Ảnh
Nguồn alkane trong tự nhiên, ứng dụng của alkane
1. Nguồn alkane trong tự nhiên - Điều chế alkane trong công nghiệp
Ảnh
+ Biogas hay khí sinh học là một hỗn hợp khí (chủ yếu là methane, chiếm hơn 60%) được sinh ra từ quá trình phân hủy kị khí của các phụ phẩm nông nghiệp (chất thải của gia súc, gia cầm, rơm, rạ,...), rác thải hữu cơ,... Mỗi m3 biogas có thể cung cấp năng lượng tương đương với 0,4 kg dầu diesel hoặc 0,6 kg xăng hoặc 0,8 kg than. Cho biết việc sử dụng biogas có thể mang lại những lợi ích gì.
+ Tạo ra nguồn năng lượng sạch và tái tạo Sử dụng khí biogas để đun nấu thay thế cho các năng lượng hóa thạch (củi, than đá) và gas, ngoài ra còn sử dụng thắp sáng, sưởi ấm cho gia súc. Giảm chi phí về gas/ than /xăng... + Cải thiện chất lượng môi trường Hệ thống biogas giúp giảm mùi hôi và cải thiện cảnh quan,tạo ra môi trường xanh, sạch cho các hộ chăn nuôi do chất thải được tập trung và nạp vào bể biogas. + Cải thiện sức khỏe và an toàn xã hội Giảm các bệnh nhiễm khuẩn hô hấp được cải thiện do chất lượng môi trường không khí không bị ô nhiễm.
2. Ứng dụng
Ảnh
+ Alkane là thành phần chính của các loại nhiên liệu trong đời sống. + Ngoài việc sử dụng làm nhiên liệu, methane còn được sử dử làm nguyên liệu để tổng hợp acetylene, hydrogen và một số chất khác có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. + M số alkane lỏng được sử dụng làm nhiên liệu, dung môi pha sơn, chiết tách hoạt chất làm thuốc hoặc làm dung môi trong tổng hổợp hữu cơ.
3. Nhiên liệu và môi trường
Ảnh
Bài tập trắc nghiệm
Biện pháp nào sau đây không làm giảm ô nhiễm môi trường gây ra do sử dụng nhiên liệu từ dầu mỏ?
A. Đưa thêm hợp chất có chứa chì vào xăng để làm tăng chỉ số octane của xăng.
B. Đưa thêm chất xúc tác vào ống xả động cơ để chuyển hoá các khí thải độc hại.
C. Tăng cường sử dụng biogas.
D. Tổ chức thu gom và xử lí dầu cặn.
Biện pháp em đề xuất
Ảnh
Câu hỏi: Hãy đề xuất một số biện pháp góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra.
Trả lời:
+ Sử dụng nhiên liệu sinh học như xăng pha thêm ethanol (E5, E10,...), biodiesel. Ethanol vừa là phụ gia tăng chỉ số octane vừa là nhiên liệu cháy sạch. Biodiesel là methyl ester của các acid béo trong dầu mỡ động thực vật phi thực phẩm, nhiên liệu này có chỉ số cetane cao, không chứa sulfur và arene. + Sử dụng các phương tiện giao thông tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi sang các loại động cơ điện.
Bài tập
Bài tập 1
Ảnh
Bài tập 1: Viết công thức cấu tạo và gọi tên thay thế của các hydrocarbon có công thức phân tử latex(C_5H_12).
Đáp án:
Ảnh
Bài tập 2
Ảnh
Bài tập 2: Vì sao không được dùng nước để dập tắt các đám cháy xăng, dầu mà phải dùng cát hoặc latex(CO_2)?
+ Vì xăng, dầu chưa các alkane kém tan trong nước và nhẹ hơn nước. Nên khi tiếp xúc xăng, dầu sẽ nổi lên trên mặt nước. Khiến cho đám cháy càng lan rộng hơn gây hậu quả càng nghiêm trọng. Còn khi sử dụng cát hoặc bình chứa khí carbonic thì sẽ ngăn cản xăng, dầu tiếp xúc với oxygen trong không khí làm cho đám cháy bị dập tắt.
Đáp án:
Bài tập 3
Ảnh
Bài tập 3: Dầu thô có thành phần chính là các hydrocarbon. Người ta có thể phân tách các hydrocarbon có trong dầu thô bằng phương pháp chưng cất phân đoạn. Mỗi phân đoạn gồm một số hydrocarbon có nhiệt độ sôi gần nhau. a) Vì sao khó thu được hydrocarbon tinh khiết bằng cách chưng cất dầu thô? b) Undecane latex((C_11H_24)) là một hydrocarbon mạch dài có trong dầu thô. Undecane có thể bị cracking tạo thành pentane và một alkene. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.
Bài tập 4
Ảnh
Bài tập 4: Khí thải của động cơ có thể chứa những chất nào gây ô nhiễm môi trường? Có những giải pháp nào để hạn chế ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ?
Đáp án:
+ Khí thải động cơ, ngoài thành phần là carbon dioxide và hơi nước, còn có thể có carbon monoxide, các oxide của nitrogen và alkane chưa bị cháy hết. Một số biện pháp hạn chế ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ: + Sử dụng nhiên liệu cháy sạch: nhiên liệu đảm bảo nghiêm ngặt về chỉ số octane và cetane. + Sử dụng nhiên liệu sinh học như xăng pha thêm ethanol (E5, E10,...), biodiesel. + Sử dụng các phương tiện giao thông tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi sang các loại động cơ điện.
Củng cố
Nhắc lại nội dung bài học
Ảnh
Ảnh
Thank you
Ảnh