There are three types of reactions

There are three types of reactions that can occur in saturated compounds such as the alkanes.
1. Substitution reactions
Substitution reactions involve the removal of a hydrogen atom which is replaced by an
atom of another element, such as a halogen (F, Cl, Br or I) (figure 9.11). The product is
called a halo-alkane. Since alkanes are not very reactive, heat or light are needed for this
163
9.7 CHAPTER 9. ORGANIC MOLECULES - GRADE 12
H C
H
C
H
H + HBr H C
H
C
H
Br
H H
Figure 9.11: A substitution reaction
reaction to take place.
e.g. CH2=CH2 + HBr → CH3-CH2-Br (halo-alkane)
Halo-alkanes (also sometimes called alkyl halides) that contain methane and chlorine
are substances that can be used as anaesthetics during operations. One example is
trichloromethane, also known as ’chloroform’ (figure 9.12).
C
H Cl
Cl Cl
CHCl3
Figure 9.12: Trichloromethane
2. Elimination reactions
Saturated compounds can also undergo elimination reactions to become unsaturated (figure
9.13). In the example below, an atom of hydrogen and chlorine are eliminated from
the original compound to form an unsaturated halo-alkene.
e.g. CH2Cl − CH2Cl → CH2 = CHCl + HCl
H C
H
C
H
Cl Cl
H H C
H
C
H
Cl + HCl
Figure 9.13: An elimination reaction
3. Oxidation reactions
When alkanes are burnt in air, they react with the oxygen in air and heat is produced. This
is called an oxidation or combustion reaction. Carbon dioxide and water are given off as
products. Heat is also released during the reaction. The burning of alkanes provides most
of the energy that is used by man.
e.g. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + heat
Exercise: The Alkanes
164
CHAPTER 9. ORGANIC MOLECULES - GRADE 12 9.7
1. Give the IUPAC name for each of the following alkanes:
(a) C6H14
(b)
C
H
H
H C C C
C
H
H H
H
H
H
H
H
H
(c) CH3CH3
2. Give the structural formula for each of the following compounds:
(a) octane
(b) 3-methyl-hexane
3. Methane is one of the simplest alkanes and yet it is an important fuel source.
Methane occurs naturally in wetlands, natural gas and permafrost. However,
methane can also be produced when organic wastes (e.g. animal manure and
decaying material) are broken down by bacteria under conditions that are anaerobic
(there is no oxygen). The simplified reaction is shown below:
Organic matter → Simple organic acids → Biogas
The organic matter could be carbohydrates, proteins or fats which are broken
down by acid-forming bacteria into simple organic acids such as acetic acid or
formic acid. Methane-forming bacteria then convert these acids into biogases
such as methane and ammonia.
The production of methane in this way is very important because methane can
be used as a fuel source. One of the advantages of methane over other fuels like
coal, is that it produces more energy but with lower carbon dioxide emissions.
The problem however, is that methane itself is a greenhouse gas and has a much
higher global warming potential than carbon dioxide. So, producing methane
may in fact have an even more dangerous impact on the environment.
(a) What is the structural formula of methane?
(b) Write an equation to show the reaction that takes place when methane is
burned as a fuel.
(c) Explain what is meant by the statement that methane ’has a greater global
warming potential than carbon dioxide’.
4. Chlorine and ethane react to form chloroethane and hydrogen chloride.
(a) Write a balanced chemical equation for this reaction, using molecular formulae.
(b) Give the structural formula of chloroethane.
(c) What type of reaction has taken place in this example?
5. Petrol (C8H18) is in fact not pure C8H18 but a mixture of various alkanes. The
’octane rating’ of petrol refers to the percentage of the petrol which is C8H18.
For example, 93 octane fuel contains 93% C8H18 and 7% other alkanes. The
isomer of C8H18 referred to in the ’octane rating’ is in fact not octane but
2,2,4-trimethylpentane.
(a) Write an unbalanced equation for the chemical reaction which takes place
when petrol (C8H18) burns in excess oxygen.
(b) Write the general formula of the alkanes.
(c) Define the term structural isomer.
(d) Use the information given in this question and your knowledge of naming
organic compounds to deduce and draw the full structural formula for
2,2,4-trimethylpentane. (IEB pg 25)
165
9.7 CHAPTER 9. ORGANIC MOLECULES - GR

Kết quả (Việt) 1:

Có ba loại của các phản ứng có thể xảy ra trong bão hòa hợp chất chẳng hạn như các ankan.1. thay thế phản ứngThay thế phản ứng liên quan đến việc loại bỏ một nguyên tử hydro được thay thế bởi mộtCác nguyên tử của một yếu tố, chẳng hạn như một bóng đèn halogen (F, Cl, Br hoặc I) (con số 9,11). Sản phẩm nàygọi là halo ankan. Kể từ khi các ankan không phản ứng rất, nhiệt hoặc ánh sáng là cần thiết cho việc này1639.7 CHƯƠNG 9. PHÂN TỬ HỮU CƠ - LỚP 12H CHCHH + HBr H CHCHBRH HCon số 9,11: Phản ứng thay thếphản ứng diễn ra.Ví dụ: CH2 = CH2 + HBr → CH3-CH2-Br (halo-ankan)Halo-các ankan (đôi khi cũng được gọi là ankyl halua) có chứa methane và clolà những chất có thể được sử dụng như gây tại chổ trong hoạt động. Một ví dụ làtrichloromethane, còn được gọi là 'cloroform' (con số 9,12).CH ClCL ClCHCl3Con số 9,12: Trichloromethane2. loại bỏ phản ứngBão hòa hợp chất cũng có thể trải qua loại bỏ phản ứng để trở thành không bão hòa (hình9,13). trong ví dụ dưới đây, một nguyên tử hiđrô và clo được loại bỏ từCác hợp chất gốc để tạo thành anken dùng halo không bão hòa.Ví dụ: CH2Cl − CH2Cl → CH2 = CHCl + HClH CHCHCL ClH H CHCHCL + HClCon số 9,13: Một loại bỏ phản ứng3. quá trình oxy hóa phản ứngKhi các ankan được đốt cháy trong không khí, họ phản ứng với ôxy trong không khí và nhiệt được sản xuất. Điều nàyđược gọi là một phản ứng ôxi hóa hoặc đốt cháy. Điôxít cacbon và nước được đưa ra như làsản phẩm. Nhiệt cũng được phát hành trong thời gian phản ứng. Việc đốt các ankan cung cấp hầu hếtnăng lượng được sử dụng bởi người đàn ông.Ví dụ: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + nhiệtTập thể dục: Các ankan164CHƯƠNG 9. PHÂN TỬ HỮU CƠ - LỚP 12 9.71. đưa ra tên IUPAC cho mỗi của các ankan sau đây:(a) C6H14(b)CHHH C C CCHTôi tôiHHHHHH(c) CH3CH32. cung cấp cho công thức cấu trúc cho mỗi của các hợp chất sau:(a) chỉ số octan(b) 3-methyl-hexane3. metan là một trong các ankan đơn giản nhất và Tuy nhiên, nó là một nguồn nhiên liệu quan trọng.Mêtan xuất hiện tự nhiên trong vùng đất ngập nước, khí đốt tự nhiên và băng giá vĩnh cửu. Tuy nhiên,mêtan cũng có thể được sản xuất khi hữu cơ chất thải (ví dụ như động vật phân vàmục nát vật liệu) được chia nhỏ theo các vi khuẩn trong điều kiện là kỵ khí(đó là không có oxy). Phản ứng đơn giản được hiển thị dưới đây:Chất hữu cơ → → đơn giản axit hữu cơ khí sinh họcChất hữu cơ có thể là carbohydrate, protein hoặc chất béo đó là bị hỏngxuống bằng cách hình thành axit vi khuẩn vào đơn giản axit hữu cơ như axit axetic hoặcaxit formic. Hình thành metan vi khuẩn sau đó chuyển đổi các axit vào biogaseschẳng hạn như metan và amoniac.Sản xuất mêtan bằng cách này là rất quan trọng bởi vì mêtan có thểđược sử dụng như một nguồn nhiên liệu. Một trong những lợi thế của metan trong các nhiên liệu khác nhưthan, là nó tạo ra nhiều năng lượng nhưng với thấp khí thải carbon dioxide.Vấn đề Tuy nhiên, là rằng mêtan chính nó là một chất khí nhà kính và có một số tiềncao tiềm năng toàn cầu nóng lên so với lượng khí carbon dioxide. Vì vậy, sản xuất metantrong thực tế có thể có một tác động nguy hiểm hơn với môi trường.(a) những gì là công thức cấu trúc của mêtan?(b) viết một phương trình cho phản ứng diễn ra khi mêtanđốt cháy như một nhiên liệu.(c) giải thích những gì là có nghĩa là bởi những tuyên bố đó metan ' có một lớn toàn cầusự nóng lên tiềm năng hơn so với lượng khí carbon dioxide'.4. clo và êtan phản ứng để tạo thành chloroethane và hiđrô clorua.(a) viết một phương trình cân bằng hóa học cho phản ứng này, bằng cách sử dụng công thức phân tử.(b) cung cấp cho công thức cấu trúc của chloroethane.(c) những gì loại phản ứng đã diễn ra trong ví dụ này?5. chạy xăng (C8H18) là trong thực tế không tinh khiết C8H18 nhưng một hỗn hợp của các ankan. Các'chỉ số octan đánh' xăng đề cập đến tỷ lệ phần trăm của xăng dầu mà là C8H18.Ví dụ, 93 chỉ số octan nhiên liệu chứa 93% C8H18 và 7% khác các ankan. Cácđồng phân của C8H18 được nhắc đến trong 'nguyên octan' là trong thực tế không phải là chỉ số octan nhưng2,2,4-Trimêtylpentan.(a) viết một phương trình không cân bằng cho phản ứng hóa học xảy raKhi xăng (C8H18) bỏng ôxy dư thừa.(b) viết công thức tổng quát của các ankan.(c) xác định đồng phân cấu trúc của thuật ngữ.(d) sử dụng thông tin được đưa ra trong câu hỏi này và kiến thức của bạn của đặt tênCác hợp chất hữu cơ để suy ra và rút ra công thức cấu trúc đầy đủ2,2,4-Trimêtylpentan. (IEB pg 25)1659.7 CHƯƠNG 9. PHÂN TỬ HỮU CƠ - GR

Kết quả (Việt) 2:

Có ba loại phản ứng có thể xảy ra trong các hợp chất bão hòa như các ankan.
1. Phản ứng thay thế
Thay người phản ứng liên quan đến việc loại bỏ một nguyên tử hydro được thay thế bởi một
nguyên tử của nguyên tố khác, chẳng hạn như một halogen (F, Cl, Br hoặc I) (hình 9.11). Sản phẩm này được
gọi là một vầng hào quang-ankan. Kể từ ankan không phải là rất phản ứng, nhiệt hoặc ánh sáng cần thiết cho việc này
163
9,7 CHƯƠNG 9. phân tử hữu cơ - LỚP 12
HC
H
​​C
H
H + HBr HC
H
​​C
H
Br
HH
Hình 9.11: Một phản ứng thay thế
phản ứng xảy ra.
ví dụ: CH2 = CH2 + HBr → CH3-CH2-Br (halo-ankan)
Halo-alkan (cũng đôi khi được gọi là alkyl halogenua) có chứa metan và clo
là những chất có thể được sử dụng như thuốc gây mê trong quá trình hoạt động. Một ví dụ là
trichloromethane, còn được gọi là 'chloroform' (hình 9.12).
C
H Cl
Cl Cl
CHCl3
Hình 9.12: Trichloromethane
2. Phản ứng loại bỏ
các hợp chất bão hòa cũng có thể trải qua các phản ứng loại bỏ để trở thành bão hòa (hình
9.13). Trong ví dụ dưới đây, một nguyên tử hydro và clo được loại bỏ từ
các hợp chất ban đầu để tạo thành một không bão hòa halo-alken.
ví dụ như CH2Cl - CH2Cl → CH2 = CHCl + HCl
HC
H
​​C
H
Cl Cl
H HC
H
​​C
H
Cl + HCl
Hình 9.13: Một phản ứng loại bỏ
3. Phản ứng oxi hoá
Khi alkan được đốt cháy trong không khí, họ phản ứng với oxy trong không khí và nhiệt được sản xuất. Điều này
được gọi là quá trình oxy hóa hoặc một phản ứng đốt cháy. Carbon dioxide và nước được đưa ra như là
sản phẩm. Nhiệt cũng được phát hành trong thời gian phản ứng. Việc đốt của ankan cung cấp hầu hết
các năng lượng được sử dụng bởi người đàn ông.
ví dụ: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + nhiệt
Tập thể dục: Các Ankan
164
CHƯƠNG 9. phân tử hữu cơ - LỚP 12 9,7
1. Cho biết tên IUPAC cho mỗi ankan sau:
(a) C6H14
(b)
C
H
H
H CCC
C
H
HH
H
H
H
H
H
H
(c) CH3CH3
2. Cung cấp cho các công thức cấu tạo cho mỗi hợp chất sau đây:
(a) có chỉ số octan
(b) 3-methyl-hexane
3. Mêtan là một trong những ankan đơn giản nhất nhưng nó là một nguồn nhiên liệu quan trọng.
Methane xảy ra tự nhiên trong vùng đất ngập nước, khí đốt tự nhiên và đóng băng vĩnh cửu. Tuy nhiên,
metan cũng có thể được tạo ra khi các chất thải hữu cơ (ví dụ như phân động vật và
phân hủy vật liệu) bị phá vỡ bởi vi khuẩn dưới những điều kiện yếm khí
(không có oxy). Các phản ứng đơn giản được trình bày dưới đây:
Các chất hữu cơ → axit hữu cơ đơn giản → Biogas
Các chất hữu cơ có thể là carbohydrate, protein hoặc chất béo được chia
xuống do vi khuẩn tạo axit thành các axit hữu cơ đơn giản như axit axetic hoặc
axit formic. Methane vi khuẩn hình thành sau đó chuyển đổi các axit thành khí biogas
như methane và ammonia.
Việc sản xuất khí mêtan trong cách này là rất quan trọng bởi metan có thể
được sử dụng như một nguồn nhiên liệu. Một trong những lợi thế của methane hơn các loại nhiên liệu khác như
than đá, nó là tạo ra nhiều năng lượng hơn nhưng với lượng khí thải carbon dioxide thấp hơn.
Tuy nhiên, vấn đề là methane chính nó là một loại khí nhà kính và có nhiều
tiềm năng nóng lên toàn cầu cao hơn so với carbon dioxide. Vì vậy, sản xuất khí methane
có thể trên thực tế có tác động thậm chí còn nguy hiểm hơn đối với môi trường.
(a) các công thức cấu tạo của metan là gì?
(b) Viết phương trình để hiển thị các phản ứng xảy ra khi khí metan được
đốt làm nhiên liệu.
( c) Giải thích những gì là ý nghĩa của lời phát biểu rằng methane 'có một toàn cầu lớn hơn
tiềm năng nóng lên hơn carbon dioxide.
4. Chlorine và etan phản ứng tạo Etyl clorua và hydro clorua.
(a) Viết phương trình hóa học cân bằng cho phản ứng này, sử dụng các công thức phân tử.
(b) Cho biết công thức cấu tạo của Etyl clorua.
(c) Loại phản ứng đã xảy ra trong ví dụ này ?
5. Xăng dầu (C8H18) là trong thực tế không C8H18 tinh khiết nhưng một hỗn hợp của ankan khác nhau. Các
'octan' xăng là phần trăm của xăng là C8H18.
Ví dụ, 93 nhiên liệu có chỉ số octan chứa 93% C8H18 và 7% ankan khác. Các
đồng phân của C8H18 gọi trong 'octan' là trong thực tế không có chỉ số octan nhưng
2,2,4-Trimêtylpentan.
(a) Viết phương trình cân bằng cho các phản ứng hóa học diễn ra
khi xăng (C8H18) bỏng trong oxy dư thừa.
(b) Viết công thức chung của ankan.
(c) Xác định các đồng phân cấu trúc hạn.
(d) Sử dụng các thông tin được đưa ra trong câu hỏi này và kiến thức của bạn trong việc đặt tên
các hợp chất hữu cơ để suy luận và rút ra những công thức cấu tạo đầy đủ cho
2,2, 4-trimethylpentane. (IEB pg 25)
165
9,7 CHƯƠNG 9. phân tử hữu cơ - GR