Trong kiến thức hóa học lớp 11, hiđrocacbon là một trong những phần kiến thức quan trọng xuất hiện trong đề thi THPT quốc gia. Vậy hiđrocacbon là gì? Tìm hiểu kiến thức về hiđrocacbon không no? Trong bài viết dưới đây hãy cùng đinhnghia.vn tìm hiểu chi tiết về chủ đề này.
Tìm hiểu hiđrocacbon là gì?
Định nghĩa hiđrocacbon
Hydrocacbon, theo định nghĩa, là một loại hợp chất hữu cơ trong đó phân tử chỉ bao gồm carbon (c) và hydro (h).
Phân loại hiđrocacbon
Hydrocacbon thường được chia thành 3 loại như sau:
- Hiđrocacbon no.
- Hiđrocacbon không no.
- Hiđrocacbon thơm.
Kiến thức về hiđrocacbon no
Hiđrocacbon no là gì?
- Hiđrocacbon no là những hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ chứa liên kết đơn.
- Hydrocacbon no bao gồm 2 đại diện tiêu biểu là ankan và xicloankan.
Thuyết ankan
Định nghĩa của một ankan là gì?
Alkan (parafin) là hydrocacbon no mạch hở.
Công thức chung của ankan
(c{n}h{2n+2}, (ngeq 1))
Tên:
- Tên thay thế: số vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + a
- Tên thông thường: nếu chỉ có 1 nhánh (ch{3}) trên nguyên tử c số 2 thì thêm tiền tố iso, nếu có 2 nhánh (ch{3}) trong c số 2, thêm tiền tố neo.
Thông báo:
- Phân biệt isoalkan với isoankyl và neoalkan với neoankyl.
- Isooctan là 2,2,4-trimetylpentan.
Ankan thông thường
Tính chất vật lý của ankan:
- Ở nhiệt độ phòng, các ankan từ c1 đến c4 đều ở trạng thái khí; từ c5 đến khoảng c18 ở trạng thái lỏng; khoảng c18 trở lên ở trạng thái rắn.
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của ankan thường tăng theo số nguyên tử cacbon trong phân tử, nghĩa là chúng tăng theo khối lượng phân tử. Ankan nhẹ hơn nước.
- Ankan không tan trong nước và đều không màu.
Tính chất hóa học của ankan:
- Phản ứng halogen:
- Clo có thể thay thế mọi nguyên tử H trong phân tử metan: (ch{4} + cl{2} overset{as}{rightarrow} ch{3}cl + hcl), (ch{3}cl + cl{2} overset{as}{rightarrow} ch{2}cl{2} + hcl), (ch{2}cl{2} + cl{2} overset{as}{rightarrow} chcl{3} + hcl), (chcl{3} + cl{2} overset{as}{rightarrow} ccl{4} + hcl).
- Lưu ý: Sản phẩm được ưu tiên với H ở đầu C.
- Phản ứng tách: Chia (h{2}) (để hydro hóa): (ch{3}-ch{3} overset{xt,t^{circ}}{rightarrow} ch{2}=ch{2} + h{2}).
- Phản ứng oxi hóa hoàn toàn: phương trình đốt cháy chung: (c{n}h{2n+2} + frac{{3n+1}}{{2}}o{2} overset{t^{circ}}{rightarrow} nco{2} + (n+1)h_{2}o), (số mol nước luôn lớn hơn số mol khí cacbonic).
Điều chế ankan:
- Trong phòng thí nghiệm: (ch{3}coona + nah overset{t^{circ}}{rightarrow} ch{4} + na{2}co{3}), (al{4}c{3} + 12h{2}o rightarrow 3ch{4} + 4al(oh)_{3}).
- Trong ngành: Trong công nghiệp, khí mê-tan và các đối tác của nó được chiết xuất từ khí đốt tự nhiên và dầu mỏ.
Ứng dụng của ankan:
- Từ (c{1}) đến (c{20}) được sử dụng làm nhiên liệu.
- Nhiều ankan được sử dụng làm dung môi và chất bôi trơn cho máy móc.
- Chuẩn bị bình ngưng.
- Nhờ tác dụng của nhiệt và các phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo ra ancol metylic, axit axetic,…
Thuyết xicloankan
Định nghĩa xicloankan:
Xicloankan là những hiđrocacbon no mạch vòng chỉ chứa liên kết đơn trong phân tử.
Công thức chung của xicloankan:
(c{n}h{2n}, (ngeq 3))
Tên chu trìnhankan: tên = số vị trí nhánh + tên nhánh + chu trình + tên chuỗi mẹ + a
Tính chất hóa học của xicloankan:
- Khi được chiếu sáng hoặc đun nóng, nguyên tử hydro trong phân tử xicloankan được thay thế bằng nguyên tử halogen.
- Xiclopropan, xiclobutan ngoài các phản ứng trên còn có phản ứng cộng mở vòng.
- Riêng xiclopropan cũng tác dụng với nước brom hoặc axit.
- Phản ứng với lửa: cycloalkan tỏa nhiệt.
Kiến thức về hiđrocacbon không no
Hiđrocacbon không no là gì?
Hydrocacbon không no, theo định nghĩa, là những hydrocacbon có chứa ít nhất một hoặc nhiều liên kết đôi trong cấu trúc phân tử của chúng, nhưng không ở dạng mạch vòng như hydrocacbon thơm mà có cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh.
Hiđrocacbon không no
- Anken có công thức chung (c{n}h{2n}) với (ngeq 2).
- Ankadien có công thức chung (c{n}h{2n-2}) với (ngeq 3), trong phân tử có 2 liên kết đôi.
- Ankin có công thức chung (c{n}h{2n-2}) với (ngeq 2), trong phân tử có 1 liên kết ba.
- Hỗn hợp của ba hình thức trước đó.
Lưu ý: Một số hydrocacbon không no chứa liên kết đôi, nhưng cũng có đồng phân cis-trans (đồng phân hình học). Nguyên nhân là do hai nhóm ở hai phía của liên kết đôi khác nhau nên khi quay quanh mặt phẳng chứa liên kết đôi sẽ có hình dạng khác nhau.
Tính chất hóa học của hiđrocacbon không no
- Phản ứng với hydro để tạo thành hydrocacbon bão hòa (nếu được hydro hóa hoàn toàn): (h{2} + c{3}h{6} rightarrow c{3}h{8}), (2h{2} + c{3}h{4} rightarrow c{3}h{8}).
- Phản ứng với hiđro clorua tạo dẫn xuất halogen: (hcl + c{3}h{6} rightarrow c{3}h{7}cl), (ch + hcl rightarrow ch_{2}=chcl).
- Các phản ứng oxy hóa bao gồm đốt cháy, tạo andehyt, rượu hóa…
Kiến thức về hiđrocacbon thơm
Hydrocacbon thơm là gì?
Hydrocacbon thơm là dạng gồm benzen và đồng đẳng của nó, hiđrocacbon thơm đa nhân, hợp chất thơm không chứa vòng benzen.
Benzen và dãy đồng đẳng của nó
Benzen (c{6}h{6}) và các hydrocacbon thơm khác có công thức phân tử (c{7}h{8}) (toluen), (c{8}h{10 }) , tạo thành một dãy đồng đẳng có công thức phân tử chung (c{n}h{2n-6}) (ngeq 6).
Một số hiđrocacbon thơm thông dụng
Tính chất hóa học của hiđrocacbon thơm
- Phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzen:
- Phản ứng với halogen.
- Phản ứng với axit nitric.
- Phản ứng bổ sung.
- Sự oxy hóa không hoàn toàn.
- Phản ứng với lửa: (c{n}h{2n-6} + frac{{3n-3}}{{2}}o{2} overset{t^{circ}}{rightarrow} nco{2} + (n-3)h_{2}o).
Ứng dụng hydrocacbon thơm
- Benzen và toluen là những nguyên liệu rất quan trọng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp hóa chất.
- Nguồn benzen và toluene hiện nay chủ yếu vẫn là nhựa than đá và các chất khử hydro dạng kín của hexan và heptan.
Như vậy dinhnghia.vn đã tổng hợp kiến thức của các em về chủ đề Hiđrocacbon là gì. Mong rằng bài viết trước đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích phục vụ cho quá trình nghiên cứu và học tập về chủ đề hiđrocacbon. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn! Nếu có bất kỳ câu hỏi hay thắc mắc nào liên quan đến bài viết hiđrocacbon là gì, đừng quên để lại ở phần bình luận bên dưới nhé! Các em cùng xem chi tiết qua bài giảng của thầy nhé (nguồn: www.youtube.com). Xem thêm chủ đề về các định luật và phương pháp bảo toàn, tổng hợp lý thuyết các công thức hóa học cơ bản lớp 11 từ a đến z, 70+ Giải pháp Nhanh Hóa học Hữu cơ và Vô cơ cho Kỳ thi tuyển sinh Đại học [cập nhật].