Bài 21. Alkane
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 21. ALKANE
Mở đầu
Câu hỏi
Khí thiên nhiên, khí mỏ dầu đều có thành phần chính là alkane và một số hydrocarbon khác. Alkane là gì? Alkane có những tính chất vật lí, hóa học nào?
- Alkane là hydrocarbon mạch hở, chỉ chứa liên kết đơn (C – C, C – H) trong phân tử. - Tính chất vật lí của alkane là: + Ở điều kiện thường, các ankan từ C1 đến C4 ở trạng thái khí, từ C5 đến khoảng C18 ở trạng thái lỏng, từ khoảng C18 trở đi ở trạng thái rắn. + Các alkane không tan trong nước và nhẹ hơn nước. - Tính chất hóa học của alkane là: + Các alkane đều cháy trong không khí tạo thành sản phẩm chủ yếu gồm carbon dioxide và nước, khi cháy tỏa nhiều nhiệt.
1.6.Câu hỏi thảo luận 2
Hãy viết công thức phân tử, công thức cấu tạo thu gọn và cho biết đặc điểm cấu tạo các alkane ở Hình 21.1
Ảnh
Ảnh
Ảnh
1. Khái niệm hydrocarbon, alkane
1.1.Lý thuyết
Khái niệm :
- Alkane là những hydrocarbon mạch hở chỉ chứa liên kết đơn trong phân tử và có công thức chung là CnH2n+2 (n1). - Nguồn alkane trong tự nhiên: dầu mỏ, khí dầu mỏ, khí ao hồ.
Danh pháp:
- Tên theo danh pháp thay thế của alkane không phân nhánh: Tiền tố ứng với số nguyên tử carbon của alkane + ane -Tên theo danh pháp thay thế của alkane phân nhánh Số chỉ vị trí nhánh-Tên nhánh + Tiền tố ứng với số nguyên tử carbon mạch chính + ane
1.2.Tính chất vật lý
- Ở điều kiện thường, các alkane từ C1 đến C4 ở thể khí. - Các alkane đều nhẹ hơn hơn nước, không tan truong nước, nhưng tan trong các dung môi không phân cực. - Khi số nguyên tử carbon tăng, nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của các alkane tăng.
1.3.Tính chất hóa học
- Phản ứng thế halogen
Ảnh
=> Phản ứng đặc trưng của alkane, nguyên tử H liên kết với nguyên tử C bậc cao dễ bị thế hơn nguyên tử H liên kết với nguyên tử C bậc thấp hơn. - Phản ứng cracking: quá trình “bẻ gãy” các phân tử alkane mạch dài thành các phân tử hydrocarbon mạch ngắn hơn.
Ảnh
- Phản ứng reforming: quá trình biển đổi cấu trúc phân tử các alkane mạch không phân nhánh, mạch hở, không thơm thành các hydrocarbon có mạch nhánh hoặc mạch vòng.
1.4. Phản ứng oxi hóa
+ Oxi hóa hoàn toàn: các alkane thường dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt.
+ Oxi hóa không hoàn toàn: trong trường hợp thiếu oxygen, phản ứng cháy xảy ra không hoàn toàn, tạo CO và có thể có C.
Ảnh
1.5.Câu hỏi thảo luận 1
Vì sao methane, ethylene được gọi là hydrocarbon?
Trong phân tử methane, ethylene chỉ chứa 2 nguyên tố C và H nên được gọi là hydrocarbon.
2. Thí nghiệm đốt cháy butane
2.1.Câu hỏi thảo luận 3
Gas dùng đun nấu có chứa alkane chủ yếu nào? Viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng cháy của chúng
Gas dùng đun nấu có chứa alkane C3H8 và C4H10 là chính. Phương trình hóa học: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O 2C4H10 + 13O2 →8CO2 +10H2O
2.2.Vận dụng
Vì sao ở các trạm xăng treo bảng báo cấm như ở hình bên dưới?
Ảnh
Do xăng, dầu dễ bay hơi, dễ bắt lửa, dễ cháy nên ở các trạm xăng thường sẽ treo các biển báo tắt máy phương tiện, không sử dụng điện thoại di động, cấm lửa, cấm hút thuốc.
3. Ứng dụng làm nhiên liệu của alkane trong thực tiễn
3.1.Lý thuyết
Trong thực tiễn, nguồn nhiên liệu của alkane được dùng làm khí đốt (gas), chạy các loại động cơ (xăng, dầu) như ô tô, máy kéo, máy nông nghiệp,…
3.2.Sơ đồ tư duy
Ảnh
3.3.Câu hỏi thảo luận 4
Vì sao một số alkane (methane, propane, butane, ...) được sử dụng làm nhiên liệu?
Các alkane được sử dụng làm nhiên liệu vì dễ cháy và khi cháy tỏa nhiều nhiệt.
3.4.Câu hỏi củng cố
Methane, propane thường được dùng làm nhiên liệu. Khi đốt cùng một khối lượng mỗi chất trên thì nhiệt lượng toả ra của chất nào lớn hơn? Biết rằng nhiệt toả ra khi cháy của methane và propane lần lượt là 890 kJ/mol và 2 219 kJ/mol.
Tính trong 1 gam mỗi chất: Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy methane là Q=LATEX(1/14).890≈63,57kJ Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy propane là Q=LATEX(1/14).2219≈50,43kJ → Khi đốt cùng một khối lượng mỗi chất trên thì nhiệt lượng toả ra của methane lớn hơn
3.5.Vận dụng
Em hãy giới thiệu một số alkane được sử dụng phổ biến trong đời sống.
Một số alkane được được sử dụng phổ biến trong đời sống như: - Hỗn hợp C3H8 và C4H10 có trong khí gas. - C4H10 có trong bật lửa. - CH4 (thành phần khí biogas) dùng làm khí đốt trong đun nấu.
4.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em đọc bài mới trước nhé!!
Cảm ơn
Ảnh