CAC PHNG TRINH HOA HC c BN

PHẦN I : CÁC PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC CƠ BẢN- HĨA VƠ CƠ A.*PHẢN ỨNG CƠ BẢN I/ Phản ứng vừa có thay đổi số oxi hố, vừa khơng có thay đổi số oxi hố 1/ Phản ứng hố hợp Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hố khơng Ví dụ: Phản ứng có thay đổi số oxi hố : 4Al (r) + 3O2 (k) > 2Al2O3 (r) Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hoá.: BaO (r) + H2O (l) > Ba(OH)2 (dd) 2/ Phản ứng phân huỷ - Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hố khơng Ví dụ: Phản ứng có thay đổi số oxi hoá.: 2KClO3 (r) -> 2KCl (r) + 3O2 (k) Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hoá.: CaCO3 (r) -> CaO (r) + CO2 (k) II/ Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 1/ Phản ứng Đặc điểm phản ứng: Nguyên tử đơn chất thay hay nhiều nguyên tử nguyên tố hợp chất Ví dụ: Zn (r) + 2HCl (dd) > ZnCl2 (dd) + H2 (k) 2/ Phản ứng oxi hoá - khử Đặc điểm phản ứng: Xảy đồng thời oxi hoá khử hay xảy đồng thời nhường e nhận e Ví dụ: CuO (r) + H2 (k) > Cu (r) + H2O (h) Trong đó: H2 chất khử (Chất nhường e cho chất khác) CuO chất oxi hoá (Chất nhận e chất khác) Từ H2 -> H2O gọi oxi hoá (Sự chiếm oxi chất khác) Từ CuO > Cu gọi khử (Sự nhường oxi cho chất khác) III/ Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hố 1/ Phản ứng axit bazơ Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu muối nước Ví dụ: 2NaOH (dd) + H2SO4 (dd) > Na2SO4 (dd) + 2H2O (l) NaOH (dd) + H2SO4 (dd) > NaHSO4 (dd) + H2O (l) Cu(OH)2 (r) + 2HCl (dd) > CuCl2 (dd) + 2H2O (l) Trong đó: Phản ứng trung hoà (2 chất tham gia trạng thái dung dịch) Đặc điểm phản ứng: tác dụng axit bazơ với lượng vừa đủ Sản phẩm phản ứng muối trung hoà nước Ví dụ: NaOH (dd) + HCl (dd) > NaCl (dd) + H2O (l) 2/ Phản ứng gữa axit muối - Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu Ví dụ: Na2CO3 (r) + 2HCl (dd) > 2NaCl (dd) + H2O (l) + CO2 (k) BaCl2 (dd) + H2SO4 (dd) -> BaSO4 (r) + 2HCl (dd) Lưu ý: BaSO4 chất không tan kể môi trường axit 3/ Phản ứng bazơ muối Đặc điểm phản ứng: + Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan nước) + Chất tạo thành (Sản phẩm thu được) phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu + Chú ý muối kim loại mà oxit hay hiđroxit có tính chất lưỡng tính phản ứng với dung dịch bazơ mạnh Ví dụ: 2NaOH (dd) + CuCl2 (dd) > 2NaCl (dd) + Cu(OH)2 (r) Ba(OH)2 (dd) + Na2SO4 (dd) -> BaSO4 (r) + 2NaOH (dd) NH4Cl (dd) + NaOH (dd) -> NaCl (dd) + NH3 (k) + H2O (l) AlCl3 (dd) + 3NaOH (dd) > 3NaCl (dd) + Al(OH)3 (r) Al(OH)3 (r) + NaOH (dd) -> NaAlO2 (dd) + H2O (l) 4/ Phản ứng muối với Đặc điểm phản ứng: + Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan nước) + Chất tạo thành (Sản phẩm thu được) phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu Ví dụ: NaCl (dd) + AgNO3 (dd) > AgCl (r) + NaNO3 (dd) BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd) > BaSO4 (r) + 2NaCl (dd) 2FeCl3 (dd) + 3H2O (l) + 3Na2CO3 (dd) > 2Fe(OH)3 (r) + 3CO2 (k) + 6NaCl (dd) 5/ Ăn mòn điện hóa Căn vào mơi trường chế ăn mòn kim loại, người ta phân thành dạng chính:ăn mịn hóa học ăn mịn điện hóa a/ Ăn mịn hóa học Ăn mịn hóa học thường xảy phận thiết bị lò đốt thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với nước khí oxi, Thí dụ: 3Fe+4H2O 2Fe+3Cl2 Fe3O4 + 4H2↑ 2FeCl3 3Fe+2O2 Fe3O4 Như vậy: Ăn mịn hóa học q trìnhn oxi hóa - khử, electron kim loại chuyển trực tiếp đến chất môi trường b/ Ăn mịn điện hóa học Ăn mịn điện hóa học ăn mòn kim loại phổ biến nghiêm trọng tự nhiên c/ Khái niệm ăn mòn điện hóa học Rót dung dịch H2SO4 lỗng vào cốc thủy tinh cắm hai kim loại khác nhau, thí dụ Zn Cu vào cốc Nối hai kim loại dây dẫn có mắc nối tiếp với điện kế Hiện tượng: - Khi chưa nối hai dây dẫn, Zn bị hòa tan bọt hiđro thoát bề mặt Zn - Khi nối dây dẫn, zn bị ăn mòn nhanh dung dịch điện li, kim điện kế bị lệch, bọt khí H2 Cu Giải thích: - Khi chưa nối hai dây dẫn, kẽm bị ăn mịn hóa học phản ứng oxi hóa kẽm ion H+ dung dịch axit: Zn + 2H+→Zn2+ + H2 Bọt khí H2 sinh bề mặt Zn - Khi nối đồng kẽm dây dẫn, pin điện hình thành (gọi pin Vơn - ta), kẽm cực âm, đồng cực dương Các electron di chuyển từ Zn sang Cu qua dây dẫn, tạo dòng điện chiều Dòng điện làm cho kim điện kế bị lệch Các ion H+ dung dịch H2SO4 di chuyển Cu (cực dương) nhận electron (các electron di chuyển từ cực kẽm sang cực đồng) bị khử thành H2 sau khỏi dung dịch: 2H ++ 2e → H2(sựkhử) Phản ứng điện hóa chung xảy pin : Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 Kết quả, Zn bị ăn mịn điện hóa đồng thời với tạo thành dịng điện Q trình ăn mịn gọi ăn mịn điện hóa học Như thế, ăn mịn điện hóa học q trình oxi hóa - khử, kim loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương d/ Điều kiện xảy ăn mịn điện hóa học Từ thí nghiệm ăn mịn điện hóa học, rút điều kiện sau: Các điện cực phải khác chất, cặp hai kim loại khác cặp kim loại - phi kim, cặp kim loại hợp chất hóa học, thí dụ xementit Fe3C, kim loại điện cực chuẩn nhỏ cực Như kim loại nguyên chất khó bị ăn mịn điện hóa học Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp gián tiếp với qua dây dẫn Các điện cực tiếp xúc với dung dịch chất điện li Thiếu điều kiện khơng xảy ăn mịn điện hóa học Trong thực tế, q trình ăn mịn kim loại diễn phức tạp, bao gồm ăn mịn hóa học ăn mịn điện hóa Nhưng ăn mịn điện hóa thường đóng vai trị chủ yếu e/ Ăn mịn điện hóa học hợp kim sắt (gang, thép) khơng khí ẩm Sự ăn mịn điện hóa học hợp kim sắt (gang, thép) không khí ẩm có ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng kinh tế quốc gia Đây q trình phức tạp, mơ tả cách giản lược sau: Gang, thép hợp kim Fe−C gồm tinh thể Fe tiếp xúc trực tiếp với tinh thể C (graphit) Khơng khí ẩm có hịa tan khí CO2,O2, tạo lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề mặt gang, thép, làm xuất vơ số pin điện hóa mà Fe cực âm, C cực dương - Ở cực âm xảy oxi hóa: Fe→Fe2+ + 2e - Ở cực dương xảy khử: O2 + 2H2O + 4e → 4OH− Ion Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hịa tan oxi Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hóa tác dụng ion OH− tạo gỉ sắt có thành phần chủ yếu Fe2O3.nH2O B.*DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC VÀ BẢNG TUẦN HỒN C.* PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC , ĐIỀU CHẾ 1/ Một số ví dụ phương trình phản ứng P2O5 + 3H2O 2H3PO4 Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO + H2O Cu + 4HNO3 (đặc) Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O * Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) muối cacbonat Ca, Mg, Ba tác dụng với axít NaHCO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O Na2CO3 + NaHSO4 Không xảy NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O Không xảy 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + 2NaHCO3 + 2KOH Na2CO3 + K2CO3 + Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2H2O 2NaOH Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 2BaCO3 + 2H2O Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaHCO3 + BaCl2 H2O CaCO3 + 2H2O không xảy Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Ba(HCO3)2 + BaCl2 không xảy Ca(HCO3)2 + CaCl2 không xảy NaHSO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O Na2SO3 + H2SO4 + SO2 Na2SO4 + H2O 2NaHSO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O + 2SO2 Na2SO3 + 2NaHSO4 2Na2SO4 2KOH + 2NaHSO4 Na2SO4 (NH4)2CO3 + 2NaHSO4 CuSO4 + SO2 + H2O + SO2 + K2SO4 + H2O Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2 Fe + FeSO4 + Cu Cu + Fe SO4 Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 không xảy 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 Một số PTHH cần lưu ý: (lưu ý 2y/x hoá trị kim loại M) MxOy + 2yHCl xMCl2y/x 2MxOy + 2yH2SO4 xM2(SO4)2y/x MxOy + 2yHNO3 (lưu ý x hoá trị kim loại M) 2M áp dụng: áp dụng: + + 2MClx 2HCl 2Al + HCl 2M + xH2SO4 Fe + yH2O + xM(NO3)2y/x 2xHCl Fe + + FeCl2 2yH2O + yH2O xH2 + H2 2AlCl3 + 3H2 M2(SO4)x H2SO4 FeSO4 + + xH2 H2 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 2.Các phản ứng điều chế số kim loại: • Đối với số kim loại Na, K, Ca, Mg dùng phương pháp điện phân nóng chảy muối Clorua PTHH chung: 2MClx (r ) 2M(r ) + Cl2( k ) (đối với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số) • Đối với nhơm dùng phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3, có chất xúc tác Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH: • 2Al2O3 (r ) 4Al ( r ) + O2 (k ) Đối với kim loại Fe , Pb , Cu dùng phương pháp sau: - Dùng H2: FexOy + yH2 xFe + yH2O ( h ) - Dùng C: 2FexOy - Dùng CO: FexOy + + - Dùng Al( nhiệt nhôm ): 3FexOy - PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrô xit: yC(r ) 2xFe + yCO2 ( k ) yCO (k ) xFe + yCO2 ( k ) + 2yAl (r ) 3xFe + yAl2O3 ( k ) 4xFe(OH)2y/x + (3x – 2y) O2 2xFe2O3 + 4y H2O Một số phản ứng nhiệt phân số muối a/ Muối nitrat • Nếu M kim loại đứng trước Mg (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M(NO2)x + xO2 (Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số ) • Nếu M kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) 4M(NO3)x 2M2Ox + 4xNO2 + xO2 (Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số ) • Nếu M kim loại đứng sau Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M + 2NO2 + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) b/ Muối cacbonat - Muối trung hoà: M2(CO3)x (r) M2Ox (r) + xCO2(k) (Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số) - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r) M2(CO3)x(r) (Với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số) c/ Muối amoni NH4Cl + xH2O( h ) + xCO2(k) NH3 (k) + HCl ( k ) NH4HCO3 NH3 (k) + H2O ( h ) + NH4NO3 N2O (k) + H2O ( h ) NH4NO2 N2 (k) + 2H2O ( h ) (NH4)2CO3 CO2(k) 2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) 2(NH4)2SO4 4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k) Trong tự nhiên có số kim loại trạng thái tự do, hầu hết kim loại tồn dạng ion hợp chất hóa học Muốn chuyển hóa ion thành kim loại ta thực trình khử ion kim loại: Mn+ + ne → M Để khử ion kim loại hợp chất, có phương pháp phổ biến sau: d/ Phương pháp thủy luyện Cơ sở phương pháp dùng dung dịch thích hợp, dung dịch H2SO4,NaOH,NaCN, để hịa tan kim loại hợp chất kim loại tách khỏi phần khơng tan có quặng Sau ion kim loại dung dịch khử kim loại có tính khử mạnh hơn, Fe,Zn, Thí dụ: Người ta điều chế bạc cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lí dung dịch natri xianua NaCN, lọc để thu dung dịch muối phức bạc: Ag2S+4NaCN 2Na[Ag(CN)2] + Na2S Ag2S+4CN 2[Ag(CN)2]− + S2− Sau đó, ion Ag+ phức khử kim loại Zn: 2Na[Ag(CN)2] + Zn − 2[Ag(CN)2] + Zn Na2[Zn(CN)4]+2Ag [Zn(CN)4]2− + 2Ag Phương pháp thủy luyện (còn gọi phương pháp ướt) dùng điều chế kim loại có tính khử yếu, Cu,Hg,Ag,Au, e/ Phương pháp nhiệt luyện Cơ sở phương pháp khử ion kim loại hợp chất nhiệt độ cao chất khử mạnh C,CO,H2 kim loại Al, kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ Thí dụ: Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 Trường hợp quặng sunfua kim loại, Cu2S, ZnS, FeS2, phải chuyển sunfua kim loại thành oxit kim loại Sau khử oxit kim loại chất khử thích hợp Thí dụ với ZnS: - Nung quặng ZnS với khí O2 dư: 2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2 - Khử ZnO C nhiệt độ cao: ZnO+C CO+Zn Đối với kim loại khó nóng chảy Cr, người ta dùng Al làm chất khử (phương pháp nhiệt nhôm): Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3 Phương pháp nhiệt luyện ứng dụng rỗng rãi cơng nghiệp để điều chế kim loại có độ hoạt động trung bình Zn,Fe,Sn,Pb, Với kim loại hoạt động Hg,Ag cần đốt cháy quặng thu kim loại mà không cần phải khử tác nhân khác: HgS+O2 Hg+SO2 f/ Phương pháp điện phân Cơ sở phương pháp dùng dòng điện chiều để khử ion kim loại Bằng phương pháp điện phân, người ta điều chế hầu hết kim loại - Điều chế kim loại có tính khử mạnh Li,Na,k,Al, cách điện phân hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy chúng Thí dụ: Điều chế kim loại natri phương pháp điện phân muối NaCl nóng chảy - Điều chế kim loại có tính khử trung bình kim loại có tính khử yếu Zn,Cu, cách điện phân dung dịch muối chúng Thí dụ: Điều chế kim loại kẽm phương pháp điện phân dung dịch kẽm sunfat với điện cực trơ Sơ đồ điện phân dung dịch ZnSO4: Cực (−)←ZnSO4(dd)→ Cực (+) Zn2+,H2O SO42-, H2O 2+ Zn + 2e→Zn 2H2O → 4H++O2 + 4e Phương trình điện phân: 3/ Các phản ứng khác 2ZnSO4+2H2O • 4NH3 + 3O2 • NaCl + AgNO3 • KCl + AgNO3 • Mg + 2HCl • 2Al + 6HCl • 2KClO3 • Fe + CuSO4 FeSO4 + • Zn + CuSO4 ZnSO4 + • CO2 + • CO2 + CaCO3 + H2O 2N2 + 6H2O AgCl ↓ + NaNO3 AgCl ↓ + KNO3 MgCl2 + H2 2AlCl3 + 3H2 2KCl Ca(OH)2 • A2CO3 + 2HCl 2Zn+2H2SO4+O2↑ + 3O2 CaCO3 Cu Cu + H2O Ca(HCO3)2 v 2ACl + CO2 + H2O • BCO3 + 2HCl BCl2 + CO2 + H2O • KClO3 + 6HCl 3Cl2 + KCl + 3H2O • 2Co + 3Br2 2CoBr3 • 3NaOH + H3PO4 Na3PO4 + 3H2O • 15HC2H3O2 + 10NaHCO3 • Au2S3 + 3H2 20CO2 + 10NaC2H3O2 + 2H2O 2Au + 3H2S • ZnBr2 + 2AgNO3 2AgBr + Zn(NO3)2 • 6FeCl2 + 3Br2 + 6H2O • 3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH • 2H3PO4 + 3Mg(OH)2 • 2CH3COOH + Na2SO4 • 10K4Fe(CN)6 + 122KMnO4 + 299H2SO4 • SO2 + 2H2S 4FeCl3 + 6HBr + 2Fe(OH)3 2K2CrO4 + 3K2SO4 + 8H2O Mg3(PO4)2 + 6H2O 2CH3COONa + H2SO4 3S + 2H2O • Fe2O3 + Al Fe + Al2O3 • 8Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe • • • • 3Mn3O4 + Al Al2O3 + Mn Cr2O3 + Al→ Al2O3 + Cr Cl2 (k) + H2O (l) ↔ HCl (dd) + HClO (dd) Cl2 (k) + 2NaOH (dd) → NaCl (dd) + NaClO (dd) + H2O • 3Cl2 (k) + 6KOH (r) • 2NaCl + 2H2O • H2 + F2 • SiO2 + • 2F2 • PBr3 • • • • • • • • 162KHSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 122MnSO4 +60HNO3 + 60CO2 + 188H2O + + 5KCl (dd) + KClO3 (dd) + 3H2O Cl2 + H2 + 2NaOH 2HF 4HF SiF4 2H2O 4HF 3H2O + 2H2O + O2 H3PO3 + 3HBr Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 Br2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl 2HBr + H2SO4đ → Br2 + SO2 + 2H2O 4HBr + O2 → 2H2O + 2Br2 Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2 Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2 8HI + H2SO4đ → 4I2 + H2S + 4H2O 2HI + 2FeCl3 → 2FeCl2 + I2 + 2HCl D*HALOGEN I ĐƠN CHẤT HALOGEN Vị trí nhóm halogen bảng tuần hồn - Nhóm halogen: nhóm VIIA - Nhóm halogen: gồm Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br) Iot (I) Một số đặc điểm halogen Tính chất vật lí - Trạng thái màu sắc: Flo (khí, lục nhạt), Clo (khí, vàng lục), Brom (lỏng, đỏ nâu) Iot (rắn, đen tím, dễ thăng hoa) - Từ flo đến iot, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi tăng dần - Flo không tan nước, halogen khác tan tương đối nước tan nhiều số dung môi hữu Cấu hình e nguyên tử cấu tạo phân tử halogen - Cấu hình e lớp ngồi cùng: ns2np5 Cấu hình e trạng thái kích thích Cl, Br I - Công thức đơn chất: X2: (F2, Cl2, Br2, I2) 10 Tính chất hóa học a Phản ứng - Quy tắc vào vòng benzen: + Nếu vịng benzen có sẵn nhóm loại I (là nhóm chứa liên kết đơn có cặp e chưa sử dụng: -OH, ankyl, …) phản ứng xảy dễ so với benzen ưu tiên vào vị trí o- p- + Nếu vịng benzen có sẵn nhóm loại II (là nhóm có liên kết p: -COOH, -CHO, -CH=CH 2) phản ứng xảy khó so với benzen ưu tiên vào vị trí m- Chú ý: Vận dụng quy tắc vào vịng benzen thường đưa dạng tốn: + So sánh khả tham gia phản ứng vào vòng benzen hợp chất thơm + Sử dụng thứ tự hóa chất thích hợp để điều chế o - (p -) m- NO2-C6H4-Br… - Do đồng đẳng benzen cịn có nhánh ankyl nên điều kiện thích hợp H nhánh ankyl C6H5CH3 + Cl2 → C6H5CH2Cl + HCl (as) b Phản ứng cộng CnH2n-6 + 3H2 → xicloankan CnH2n (Ni, t0) C6H5CH3 + 3H2 → C6H11CH3 (Ni, t0) c Phản ứng oxi hóa - Oxi hóa khơng hồn tồn: đồng đẳng benzen làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ cao mà khơng làm màu dung dịch nước Brom C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK + KOH + 2MnO2 + H2O (t0) - Oxi hóa hồn toàn: CnH2n-6 + (3n - 3)/2O2 → nCO2 + (n - 3)H2O (t0) Đặc điểm phản ứng đốt cháy benzen đồng đẳng: nH2O < nCO2 (nCO2 - nH2O)/3 = nRH Nhận biết đồng đẳng benzen Đồng đẳng benzen làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ cao III STIREN (VINYL BENZEN) - Công thức phân tử C8H8 - Công thức cấu tạo: C6H5-CH=CH2 Tính chất hóa học Nhận xét: phân tử stiren cấu tạo từ phần: vòng benzen nhánh vinyl (nhóm loại II) → tính chất hóa học stiren biểu vòng benzen nhánh a Phản ứng vào vòng benzen Ưu tiên vào vị trí meta b Phản ứng cộng C6H5-CH=CH2 + H2 → C6H5-CH2-CH3 (Ni, t0) C6H5-CH=CH2 + 4H2 → C6H11-CH2-CH3 (Ni, t0) C6H5-CH=CH2 + Br2 dung dịch → C6H5-CHBr-CH2Br c Phản ứng trùng hợp n-C6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH(C6H5)-)n (t0, xt, p) (Polstiren - PS) d Phản ứng oxi hóa khơng hoàn toàn - Stiren làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ thường: 3C6H5CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C6H5-CHOH-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 - Stiren làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ cao: 3C6H5-CH=CH2 + 10KMnO4 → 3C6H5COOK + 3K2CO3 + KOH + 10MnO2 + 4H2O Nhận biết - Làm màu dung dịch Brom - Làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ thường M.*ANKAN I KHÁI NIỆM, ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP - Định nghĩa: ankan (parafin) hiđrocacbon no, mạch hở - Công thức chung: CnH2n+2 (n ≥ 1) - Tên gọi: + Tên thay thế: Số vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch + an + Tên thường: Nếu có nhánh CH3 nguyên tử C số thêm tiền tố iso, có nhánh CH3 C số thêm tiền tố neo Chú ý phân biệt isoankan với isoankyl neoankan với neoankyl Isooctan 2,2,4 – trimetylpentan - Đồng phân: mạch C Một số ankan đơn giản thường gặp II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Ở nhiệt độ thường, ankan từ C1 đến C4 trạng thái khí; từ C5 đến khoảng C18 trạng thái lỏng; từ khoảng C18 trở lên trạng thái rắn - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi khối lượng riêng ankan nói chung tăng theo số nguyên tử C phân tử tức tăng theo phân tử khối Ankan nhẹ nước - Ankan không tan nước chất khơng màu III TÍNH CHẤT HỐ HỌC Phản ứng (Cl2/as Br2/t0) CnH2n+2 + xX2 → CnH2n+2-xXx + xHX - Về nguyên tắc nguyên tử H phân tử ankan bị thay từ đến hết - Khả phản ứng: Cl2 > Br2 > I2 Cbậc 3> Cbậc > Cbậc Sản phẩm sản phẩm ưu tiên X vào H C bậc cao (C có H hơn) C bậc a C liên kết với a nguyên tử C khác - Phản ứng xảy theo chế gốc tự - dây chuyền gồm giai đoạn: + Khơi mào phản ứng: X2 → 2X + Phát triển mạch: X + CnH2n+2 → CnH2n+1 + HX CnH2n+1 + X2 → CnH2n+1X + X + Tắt mạch: 2X → X2 X + CnH2n+1 → CnH2n+1X CnH2n+1 + CnH2n+1 → C2nH4n+2 Lưu ý: Số sản phẩm lần (monohalogen) số gốc ankyl mà đồng phân tạo = số loại nguyên tử H tương đương = số loại nguyên tử C tương đương (trừ C bậc 4) Các phản ứng xảy tác dụng nhiệt a Phản ứng tách H2 (phản ứng đề hiđro hóa) CnH2n+2 → CnH2n + H2 (Fe, t0) Anken Chú ý: - Chỉ ankan phân tử có từ nguyên tử C trở lên có khả tham gia phản ứng tách H - Trong phản ứng tách H2, nguyên tử H gắn với nguyên tử C nằm cạnh tách ưu tiên tách H C bậc cao CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 + H2 - Một số trường hợp riêng khác: CH3-CH2-CH2-CH3 → 2H2 + CH2=CH-CH=CH2 CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 → CH2=C(CH3)-CH=CH2 + 2H2 n-C6H14 → 4H2 + C6H6 (benzen) n-C7H16 → 4H2 + C6H5CH3 (toluen) b Phản ứng phân hủy - Phản ứng phân hủy nhiệt: CnH2n+2 → nC + (n + 1)H2 (t0) - Phản ứng phân hủy halogen (Cl2 F2): CnH2n+2 + nCl2 → CnCl2n+2 + (n + 1)H2 (t0) c Phản ứng crăcking (n≥ 3) CnH2n+2 → CxH2x+2 + CyH2y (t0, p, xt) Chú ý: + Ankan thẳng CnH2n+2 crăcking xảy theo (n - 2) hướng khác tạo 2(n-2) sản phẩm + Nếu hiệu suất phản ứng crăcking 100% khơng có q trình cracking thứ cấp tổng số mol sản phẩm tăng gấp đơi so với chất tham gia nên KLPTTB giảm nửa + Số mol ankan sau phản ứng số mol ankan ban đầu dù q trình cracking có nhiều giai đoạn Phản ứng cháy CnH2n+2 + (3n + 1)/2O2 → nCO2 + (n + 1)H2O - Đối với phản ứng cháy ankan cần lưu ý đặc điểm: + nCO2 < nH2O + nH2O - nCO2 = nankan bị đốt cháy - Nếu đốt cháy hiđrocacbon mà thu nCO2 < nH2O hiđrocacbon đem đốt cháy thuộc loại ankan - Nếu đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon cho nCO2 < nH2O hỗn hợp đốt cháy có chứa ankan Chú ý: Nếu cho ankan tham gia phản ứng với oxi có mặt muối Mn2+ xảy phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn tạo RCOOH R-CH2-CH2-R + 5/2O2 → 2RCOOH + H2O IV ĐIỀU CHẾ - Thực phản ứng tổng hợp Wuyêc: CnH2n+1X + CmH2m+1X + 2Na → CnH2n+1 - CmH2m+1 + 2NaX (t0) - Nhiệt phân muối Natri axit cacboxylic (phản ứng vôi xút): CnH2n+2-x(COONa)x + xNaOH → CnH2n+2 + xNa2CO3 (CaO, t0) - Cộng hiđro vào hiđrocacbon khơng no vịng khơng bền: CnH2n+2-2k + kH2 → CnH2n+2 (Ni, t0) - Riêng với CH4 dùng phản ứng: Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4 C + 2H2 → CH4 (xúc tác, t0) - Tách từ nguồn khí thiên nhiên N.*XICLOANKAN Xicloankan hiđrocacbon no mạch vịng Thường xét xicloankan đơn vịng - Cơng thức tổng quát monoxicloankan: CnH2n (n ≥ 3) - Tên thay thế: Số vị trí mạch nhánh (nếu có nhiều nhánh) + tên nhánh + xiclo + tên mạch + an - Đồng phân xicloankan có loại: đồng phân anken; đồng phân độ lớn vịng (n ≥ 4), đồng phân vị trí nhánh vòng (n ≥ 5), đồng phân cấu tạo nhánh (n ≥ 6), đồng phần hình học với vịng cạnh Một số xicloankan đơn giản I TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Các phản ứng tương tự ankan Do phân tử xicloankan chứa liên kết xichma bền tương tự ankan nên xicloankan có số phản ứng tương tự ankan a Phản ứng (với vòng bền 5,6 cạnh) C6H12 + Cl2 → C6H11Cl + HCl b Phản ứng tách H2 C6H12 → C6H6 (benzen) + 3H2 c Phản ứng cháy CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O → Phản ứng đốt cháy monoxicloankan cho nH2O = nCO2 Phản ứng cộng mở vòng vịng khơng bền (vịng cạnh) a Phản ứng vòng cạnh - Vòng cạnh tham gia phản ứng cộng mở vịng với H2, Br2 HX C3H6 + H2 → C3H8 C3H6 + Br2 → Br-CH2-CH2-CH2-Br C3H6 + HBr → CH3-CH2-CH2-Br - Xicloankan vịng cạnh có khả làm màu dung dịch Brom → dùng để nhận biết b Phản ứng vòng cạnh Vòng cạnh tham gia phản ứng cộng mở vòng với H2 II ĐIỀU CHẾ Tách H2 từ ankan tương ứng CH3(CH2)4CH3 → H2 + C6H12 Tách Br2 từ dẫn xuất 1,n - đibromankan (n > 2) CnH2nBr2 + Zn → CnH2n + ZnBr2 O.*ANKEN I KHÁI NIỆM, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP - Anken hay olefin hiđrocacbon không no, mạch hở phân tử có chứa liên kết đơi C=C cịn lại liên kết đơn - Cơng thức tổng quát anken: CnH2n (n ≥ 2) - Tên gọi: + Tên thay thế: Số vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch + số vị trí nối đơi + en + Tên thường: Thay đuôi ‘an’ ankan đuôi ‘ilen’ - Anken có loại đồng phân: đồng phân xicloankan (n ≥ 3), đồng phân vị trí liên kết đơi (n ≥ 4); đồng phân mạch C (n ≥ 4); đồng phân hình học - Điều kiện để anken A - C(B) = C(X) - Y có đồng phân hình học: A # B X # Y - Đồng phân hình học gồm đồng phân cis đồng phân trans: + Đồng phân cis: mạch C phía mặt phẳng chứa liên kết pi + Đồng phân trans: mạch C khác phía mặt phẳng chứa liên kết pi II TÍNH CHẤT HỐ HỌC Phản ứng cộng a Cộng H2 - Phương trình phản ứng tổng quát: CnH2n + H2 → CnH2n+2 (Ni, t0) - Đặc điểm phản ứng cộng H2 vào anken: + Tỉ khối hỗn hợp khí sau phản ứng tăng (do số mol khí giảm cịn khối lượng khơng đổi) + Số mol khí giảm hỗn hợp sau so với trước phản ứng số mol H tham gia phản ứng Chú ý áp dụng bảo toàn khối lượng, bảo toàn H, bảo toàn C b Cộng dung dịch Br2 CnH2n + Br2 CnH2nBr2 (nâu đỏ) (không màu) → dung dịch Br2 thuốc thử để nhận biết anken - Cho anken qua dung dịch brom khối lượng bình đựng nước brom tăng khối lượng anken bị giữ lại bình, thể tích khí giảm thể tích anken phản ứng với dung dịch brom Nếu dung dịch brom màu brom hết, dung dịch brom nhạt màu anken hết c Phản ứng cộng HX (H2O/H+, HCl, HBr…) : CnH2n + HX → CnH2n+1X Chú ý: - Phản ứng cộng HX vào anken bất đối tạo hỗn hợp sản phẩm - Sản phẩm phản ứng cộng xác định theo quy tắc cộng Maccopnhicop: H cộng vào C liên kết đơi có nhiều H cịn X vào C có H - Nếu thực phản ứng cộng HBr vào anken có xúc tác peoxit sản phẩm lại ngược quy tắc Maccopnhicop Phản ứng trùng hợp - Là trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống tương tự tạo thành phân tử lớn (hợp chất cao phân tử) - Sơ đồ phản ứng trùng hợp: nA → (B)n (t0, xt, p) - Tên B = polime + tên monome (nếu tên monome gồm nhiều từ đặt ngoặc) nCH2=CH2 → (-CH2–CH2-)n (Polietylen hay PE) nCH2=CH–CH3 → (-CH2–CH(CH3)-)n (Polipropilen hay PP) Chú ý bảo toàn m, bảo tồn ngun tố Phản ứng oxi hóa a Oxi hóa hồn tồn - Phương trình tổng qt: CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O - Đặc điểm phản ứng đốt cháy anken: nCO2 = nH2O b Oxi hóa khơng hoàn toàn 3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n(OH)2 + 2KOH + 2MnO2 Riêng CH2=CH2 cịn có phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn tạo CH3CHO CH2=CH2 + 1/2O2 → CH3CHO (PdCl2, CuCl2, t0) → anken làm màu dung dịch thuốc tím nên dùng dung dịch thuốc tím để nhận biết anken Phản ứng clo - Các phản ứng Cl vào anken xảy điều kiện nhiệt độ cao (từ 450 - 550 0C) - Sản phẩm ưu tiên vào H C no gắn với C khơng no (vị trí alyl) CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl + HCl CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl III ĐIỀU CHẾ - Tách nước từ ancol no, đơn chức mạch hở: CnH2n+1OH → CnH2n + H2O (H2SO4 đặc, ≥ 1700C) - Tách HX từ dẫn xuất CnH2n+1X: CnH2n+1X + NaOH → CnH2n + NaX + H2O (ancol) (trong phản ứng tách cần ý quy tắc tách Zaixep để xác định sản phẩm chính: -OH -X ưu tiên tách nguyên tử H C bậc cao) - Tách X2 từ dẫn xuất đihalogen (2 nguyên tử halogen gắn với nguyên tử C nằm cạnh nhau): CnH2nX2 + Zn → CnH2n + ZnBr2 (t0) - Tách H2 từ ankan: CnH2n+2 → CnH2n + H2 (Fe, t0) - Cộng H2 có xúc tác Pd/PbCO3 vào ankin ankađien: CnH2n-2 + H2 → CnH2n P.*ANKADIEN - Ankađien hiđrocacbon khơng no, mạch hở phân tử có chứa liên kết đơi cịn lại liên kết đơn Ankadien đơn giản - C3H4 - Công thức tổng quát: CnH2n-2 (n ≥ 3) - Danh pháp thay thế: số vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch + a + số vị trí nối đôi + đien - Đồng phân: đồng phân ankin, đồng phân xicloanken, đồng phân bixicloankan, đồng phân ankađien Riêng đồng phân ankađien có loại: đồng phân mạch C; đồng phân vị trí nối đơi đồng phân hình học - Các ankađien tiêu biểu: CH2=CH-CH=CH2 Buta-1,3-đien hay đivinyl CH2=C(CH3)-CH=CH2 2-Metylbuta-1,3-đien hay isopren Buta-1,3-đien isopren ankađien liên hợp điển hình Phần đề cập đến chất I TÍNH CHẤT HỐ HỌC Phản ứng cộng cộng H2, cộng dung dịch Br2 cộng HX Do mang liên kết đôi C=C phân tử nên ankađien có phản ứng đặc trưng phản ứng cộng Các phản ứng cộng xảy với ankađien tương tự anken Tuy nhiên có chứa liên kêt đơi C=C nên ankađien tham gia phản ứng cộng theo tỉ lệ mol 1:1 1:2 a Cộng tỷ lệ mol 1:1 - Cộng kiểu 1,2 (thường xảy nhiệt độ thấp khoảng -800C): phản ứng tác động đến liên kết đơi C=C, liên kết cịn lại giữ ngun: CH2=CH-CH=CH2 + H2 → CH3-CH2-CH=CH2 (Ni, t0) - Cộng kiểu 1,4 (thường xảy nhiệt độ cao khoảng 400C): phản ứng tác động đến liên kết đôi tạo liên kết đôi C=C nằm liên kết đôi ban đầu CH2=CH-CH=CH2 + H2 → CH3-CH=CH-CH3 (Ni, t0) b Cộng tỷ lệ mol 1:2 CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Ni, t0) → Ankađien làm màu dung dịch nước brom Bài tập phản ứng cộng thường hỏi số sản phẩm sinh phản ứng cộng tỷ lệ mol 1:1 Phản ứng trùng hợp Các phản ứng trùng hợp chủ yếu xảy theo kiểu 1,4 nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n (Na, t0) (Cao su buna) nCH2=C(CH3)-CH=CH2 → (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n (xt, t0, p) (Cao su isopren) Phản ứng oxi hóa a Oxi hóa hồn tồn CnH2n-2 + (3n - 1)/2O2 → nCO2 + (n - 1)H2O Đặc điểm phản ứng đốt cháy ankađien: nCO2 > nH2O nCO2 - nH2O = nankađien b Oxi hóa khơng hồn tồn Ankađien làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ thường II NHẬN BIẾT Thuốc thử dung dịch Brom dung dịch KMnO4 Hiện tượng dung dịch bị màu (hoặc nhạt màu) III ĐIỀU CHẾ Tách H2 từ ankan tương ứng CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 → CH2=C(CH3)-CH=CH2 + 2H2 Buta-1,3-đien 2C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 (MgO, ZnO, 4500C) CHΞC-CH=CH2 + H2 → CH2=CH-CH=CH2 (Pd/PbCO3; t0) Q.*ANKIN I KHÁI NIỆM, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP - Ankin hiđrocacbon không no, mạch hở phân tử có chứa liên kết ba CΞC cịn lại liên kết đơn - Cơng thức tổng quát ankin: CnH2n-2 (n ≥ 2) Ankin đơn giản - C2H2 (axetilen) - Tên gọi: + Tên thay thế: Số vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên mạch + số vị trí nối ba + in + Tên thường: Tên gốc hiđrocacbon gắn với C mang liên kết ba + axetilen - Ankin có loại đồng phân: đồng phân bixicloankan (n ≥ 4), đồng phân vị trí liên kết ba (n ≥ 4); đồng phân mạch C (n ≥ 5); đồng phân xicloanken, đồng phân ankađien II TÍNH CHẤT HỐ HỌC Phản ứng cộng a Cộng H2 CnH2n-2 + H2 → CnH2n (Pd/PbCO3, t0) CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2 (Ni, t0) Chú ý: - Tuỳ thuộc vào xúc tác sử dụng mà phản ứng cộng H2 vào ankin xảy theo hướng khác - Thường phản ứng cộng H2 vào ankin thường tạo hỗn hợp gồm nhiều sản phẩm - Số mol khí giảm = số mol H2 tham gia phản ứng Chú ý bảo toàn khối lượng, bảo toàn H, bảo toàn C b Cộng Br2 CnH2n-2 + Br2 → CnH2n-2Br2 CnH2n-2 + 2Br2 → CnH2n-2Br4 Khối lượng dung dịch brom tăng khối lượng ankin phản ứng c Cộng HX - Cộng H2O: H2O + C2H2 → anđehit CHΞCH + H2O → CH3 - CHO (H2SO4, HgSO4, 800C) + Ankin khác → xeton CHΞC-CH3 + H2O → CH3-CO-CH3 (H+) - Cộng axit: CHΞCH + HCl → CH2=CHCl (vinyl clorua) (Hg2Cl2 150 đến 2000C) CHΞCH + HCN → CH2=CH-CN (nitrin acrylic) CHΞCH + CH3COOH → CH3COOCH=CH2 (vinylaxetat) CHΞCH + C2H5OH → CH2=CH-O-CH3 (etylvinylete) Phản ứng trùng hợp - Đime hóa 2CHΞCH → CHΞC-CH=CH2 (vinyl axetilen) (NH4Cl, Cu2Cl2, t0) - Trime hóa 3CHΞCH → C6H6 (C, 6000C) - Trùng hợp (polime hóa) nCHΞCH → (-CH=CH-)n (xt, t0, p) (nhựa cupren) Phản ứng oxi hóa a Phản ứng oxi hóa hoàn toàn CnH2n-2 + (3n - 1)/2O2 → nCO2 + (n - 1)H2O → đặc điểm phản ứng đốt cháy ankin: nCO2 > nH2O nCO2 - nH2O = nankin b Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn - Các ankin làm màu dung dịch thuốc tím nhiệt độ thường 3C2H2 + 8KMnO4 + 2H2O → 3(COOK)2 + 2MnO2 + 2KOH Nếu môi trường axit tạo thành CO2 sau CO2 phản ứng với KOH tạo thành muối - Với ankin khác có đứt mạch tạo thành hỗn hợp muối: R1-CΞC-R2 + 2KMnO4 → R1COOK + R2COOK + 2MnO2 Phản ứng ank-1-in CHΞCH + Ag2O → CAgΞCAg↓ + H2O 2CHΞC-R + Ag2O → CAgΞC-R↓ (vàng) + H2O Chú ý: - Chỉ có C2H2 phản ứng với Ag2O theo tỉ lệ mol 1:1; ank-1-in khác phản ứng theo tỉ lệ 2:1 - Nếu có hỗn hợp ankin tham gia phản ứng với Ag2O mà tỉ lệ mol (ankin : Ag2O) = k có giá trị: + k < → có C2H2 + k > → khơng có C2H2 + k = → hỗn hợp gồm ank-1-in hỗn hợp C2H2 ankin khác (khơng phải ank-1-in) có số mol - Từ kết tủa vàng thu khôi phục lại ankin ban đầu cách cho tác dụng với HCl CAgΞC-R + HCl → CHΞC-R + AgCl (phản ứng dùng để tách ank-1-in khỏi hỗn hợp) - Ngồi cách viết với Ag2O viết phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 phản ứng dùng để nhận biết ank-1-in III ĐIỀU CHẾ AXETILEN - Nhiệt phân metan: 2CH4 → C2H2 + 3H2 (15000C, làm lạnh nhanh) - Thủy phân CaC2: (có đất đèn) CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 R*CACBOHIDRAT I ĐỊNH NGHĨA - Cacbohiđrat (còn gọi gluxit saccarit) HCHC tạp chức thường có cơng thức chung C n(H2O)m, có chứa nhiều nhóm OH nhóm cacbonyl (anđehit xeton) phân tử - Gluxit chia thành loại thường gặp là: + Monosaccarit: glucozơ, fructozơ có CTPT C6H12O6 + Đisaccarit: saccarozơ mantozơ có CTPT C12H22O11 + Polisaccarit: xenlulozơ tinh bột có CTPT (C6H10O5)n Khi đốt cháy gluxit ý: + nO2 = nCO2 + Dựa vào tỷ lệ số mol CO2/số mol H2O để tìm loại saccarit II GLUCOZƠ - Công thức phân tử C6H12O6 - Công thức cấu tạo CH2OH - (CHOH)4 - CHO - Glucozơ tồn hai dạng mạch hở mạch vòng (dạng α 36% dạng β 64%): Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất rắn, không màu, tan tốt nước, độ tan nước tăng nhiệt độ tăng - Có vị đường mía - Có nhiều loại hoa quả: nho, mật ong (30%), máu người (0,1%): Hoa chín chứa nhiều glucozơ Tính chất hóa học Trong phân tử glucozơ có nhóm OH nằm liền kề nhóm CHO nên glucozơ có phản ứng ancol đa chức anđehit a Các phản ứng ancol đa chức - Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O → Phản ứng chứng minh glucozo có nhiều nhóm OH - Tác dụng với anhiđrit axit tạo thành este chức: CH2OH(CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O → CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO + 5CH3COOH → Phản ứng dùng để chứng minh phân tử glucozơ có nhóm OH b Các phản ứng anđehit - Tác dụng với H2 tạo thành ancol sobitol (sobit): CH2OH(CHOH)4CHO + H2 → CH2OH(CHOH)4CH2OH (Ni, t0) - Tác dụng với AgNO3/NH3 tạo thành Ag (phản ứng tráng gương) CH2OH(CHOH)4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 - Phản ứng với Cu(OH)2 nhiệt độ cao: CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH2OH(CHOH)4COONa + Cu2O + 3H2O - Phản ứng làm màu dung dịch Brom: CH2OH(CHOH)4CHO + Br2 + H2O → CH2OH(CHOH)4COOH + 2HBr → Các phản ứng chứng tỏ glucozơ có nhóm CHO c Phản ứng lên men C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH d Phản ứng với CH3OH/HCl tạo metylglicozit - Chỉ có nhóm OH hemiaxetal tham gia phản ứng → Phản ứng chứng tỏ glucozo có dạng mạch vịng - Sau phản ứng nhóm metylglicozit khơng chuyển trở lại nhóm CHO nên khơng tráng gương Ngồi khử hồn tồn glucozơ thu n-hexan chứng tỏ glucozơ có mạch 6C thẳng Điều chế - Thủy phân saccarozơ, tinh bột, mantozơ, xenlulozơ: + Mantozơ: C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 (glucozơ) + Tinh bột xenlulozơ: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 + Saccarozơ: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 (glucozơ) + C6H12O6 (fructozơ) - Trùng hợp HCHO: 6HCHO → C6H12O6 (Ca(OH)2, t0) III FRUCTOZƠ - Công thức phân tử C6H12O6 - Công thức cấu tạo CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH - CO - CH2OH - Trong dung dịch, frutozơ tồn chủ yếu dạng β, vòng cạnh: Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất rắn kết tính, dễ tan nước - Vị đường mía - Có nhiều hoa đặc biệt mật ong (40%): Tính chất hóa học Vì phân tử fructozơ chứa nhóm OH có nhóm liền kề nhóm chức C = O nên có tính chất hóa học ancol đa chức xeton - Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường - Tác dụng với anhiđrit axit tạo este chức - Tác dụng với H2 tạo sobitol - Trong môi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ nên fructozơ có phản ứng tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 môi trường kiềm Nhưng fructozơ khơng có phản ứng làm màu dung dịch Brom IV SACCAROZƠ - Công thức phân tử C12H22O11 - Cơng thức cấu tạo: hình thành nhờ gốc α - glucozơ gốc β fructozơ liên kết 1,2-glicozit: Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất kết tinh, không màu, vị ngọt, dễ tan nước - Có nhiều tự nhiên mía, củ cải đường, hoa nốt Có nhiều dạng: đường phèn, đường phên, đường cát, đường tinh luyện… Tính chất hóa học Do gốc glucozơ liên kết với gốc fructozơ nhóm chức anđehit khơng cịn nên saccarozơ có tính chất ancol đa chức - Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam - Phản ứng thủy phân: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 (glucozơ) + C6H12O6 (fructozơ) Điều chế Trong công nghiệp người ta thường sản xuất saccarozơ từ mía V MANTOZƠ - Cơng thức phân tử C12H22O11 - Công thức cấu tạo: tạo thành từ kết hợp gốc α-glucozơ liên kết α-1,4-glicozit: Tính chất hóa học Do kết hợp gốc glucozơ, phân tử mantozơ cịn nhóm CHO nhóm OH liền kề nên mantozơ có tính chất hóa học Ancol đa chức anđehit a Tính chất ancol đa chức Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam b Tính chất anđehit - Mantozơ tham gia phản ứng tráng gương: C12H22O11 → 2Ag - Phản ứng với Cu(OH)2 nhiệt độ cao tạo kết tủa đỏ gạch Cu2O, với dung dịch Brom c Phản ứng thủy phân C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6 (glucozơ) Điều chế Thủy phân tinh bột nhờ men amylaza có mầm lúa VI XENLULOZƠ (thường gọi mùn cưa, vỏ bào) - Công thức phân tử (C6H10O5)n - Công thức cấu tạo: gốc β-glucozơ liên kết với liên kết β-1,4-glicozit tạo thành mạch thẳng, gốc cịn lại nhóm OH tự nên viết cơng thức cấu tạo dạng [C6H7O2(OH)3]n: Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị - Không tan nước đun nóng, khơng tan dung mơi hữu thơng thường ete, benzen Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (glucozơ) - Phản ứng este hóa với axit axetic axit nitric: [C6H7O2(OH)3] + 3nCH3COOH → [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nH2O [C6H7O2(OH)3] + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Từ xenlulozơ cho phản ứng với CS2 NaOH phun qua dung dịch axit để sản xuất tơ visco VII TINH BỘT - Công thức phân tử (C6H10O5)n - Công thức cấu tạo: tinh bột gốc α-glucozơ liên kết với liên kết α-1,4-glicozit tạo mạch thẳng (amilozơ) liên kết α-1,4-glicozit α-1,6-glicozit tạo thành mạch nhánh (amilopectin): Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Chất rắn vơ định hình, khơng tan nước lạnh, phồng lên vỡ nước nóng thành dung dịch keo gọi hồ tinh bột - Màu trắng - Có nhiều loại hạt (gạo, mì, ngơ ), củ (khoai, sắn ) (táo, chuối ) Tính chất hóa học - Phản ứng hồ tinh bột với dung dịch I2 tạo thành dung dịch xanh tím (nếu đun nóng dung dịch bị màu, để nguội màu xuất trở lại) → Phản ứng thường dùng để nhận biết hồ tinh bột - Phản ứng thủy phân: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (glucozơ) Khi có men thủy phân: Tinh bột → đextrin → mantozơ → glucozơ Điều chế Trong tự nhiên, tinh bột tổng hợp chủ yếu nhờ trình quang hợp xanh 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n + 6nO2 (clorofin, ánh sáng) S.*POLIME I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP Khái niệm - Là hợp chất hữu có khối lượng phân tử lớn nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với - Cơng thức tổng qt: (A)n đó: + n: hệ số trùng hợp, hệ số polime hóa, độ polime hóa + A mắt xích - Tên polime = Poli + tên monome Phân loại a Theo nguồn gốc - Polime thiên nhiên (có sẵn thiên nhiên: tơ tằm, tinh bột, protein, cao su thiên nhiên, xenlulozơ ): Bông với thành phần xenlulozơ - polime thiên nhiên - Polime nhân tạo hay bán tổng hợp (nguyên liệu tổng hợp có sẵn tự nhiên: tơ visco, tơ axetat, tơ đồng - amoniac, xenlulozơ trinitrat điều chế từ xenlulozơ) - Polime tổng hợp (ngun liệu khơng có sẵn phải tổng hợp nên) b Theo cấu trúc - Mạch thẳng (hầu hết polime) - Mạch nhánh (rezol, amilopectin, glicogen…) - Mạng khơng gian (rezit hay bakelit, cao su lưu hóa) Chú ý phân biệt mạch polime mạch cacbon c Theo phương pháp điều chế * Polime trùng hợp - Trùng hợp phản ứng cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống tương tự để tạo thành polime - Monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có chứa liên kết bội vịng không bền (caprolactam) * Piolime trùng ngưng - Trùng ngưng phản ứng cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống tương tự để tạo thành polime đồng thời có giải phóng phân tử chất vô đơn giản H2O - Điều kiện để monome tham gia phản ứng trùng ngưng: phân tử phải có nhóm chức trở lên có khả tham gia phản ứng: -OH, -COOH, -NH2 (trừ HCHO phenol) II TÍNH CHẤT CỦA POLIME Tính chất vật lý Hầu hết chất rắn, không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy xác định, đa số khơng tan dung mơi thường Tính chất hóa học Tham gia phản ứng cắt mạch (n giảm), khâu mạch (n tăng) giữ nguyên mạch III MỘT SỐ POLIME QUAN TRỌNG ĐƯỢC DÙNG LÀM CHẤT DẺO Polietilen (PE) nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n PE dùng làm túi đựng, màng mỏng Polipropilen (PP) nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH(CH3)-)n Polimetylmetacrylat (PMM) CH2=C(CH3)-COOCH3 → (-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n PMM dẻo, bền, cứng, suốt dùng làm kính máy bay kính tơ Polivinyl clorua (PVC) nCH2=CHCl → (-CH2-CHCl-)n Polistiren (PS) nC6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH(C6H5)-)n Nhựa phenolfomanđehit (nhựa bakelit) PPF Gồm ba loại novolac, rezol rezit Chúng ta thường quan tâm đến novolac: Nhựa rezol Phản ứng điều chế nhựa novolac rezol IV MỘT SỐ LOẠI TƠ TỔNG HỢP THƯỜNG GẶP Nilon-6,6 nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC-(CH2)4-COOH → (-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-)n + 2nH2O hexametylenđiamin axit ađipic Tơ capron Trùng hợp caprolactam thu tơ capron Tơ enang nH2N-(CH2)6-COOH → (-NH-(CH2)6-CO-)n + nH2O Tơ lapsan nHO-CH2-CH2-OH + nHOOC-C6H4-COOH → -(-O-CH2-CH2-OOC-C6H4-CO-)-n + 2nH2O etilenglicol axit terephtalic Tơ nitron hay tơ olon nCH2=CH-CN → (-CH2-CH(CN)-)n V MỘT SỐ LOẠI CAO SU Cao su BuNa nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n (Na, t0, p) Cao su isopren nCH2=C(CH3)-CH=CH2 → (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n (xt, t0, p) Cao su BuNa – N nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CH-CN → (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(CN)-)n (xt, t0, p) Cao su BuNa – S nCH2=CH-CH=CH2 + nC6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(C6H5)-)n (xt, t0, p) Cao su cloropren nCH2=CCl-CH=CH2 → (-CH2-CCl=CH-CH2-)n (xt, t0, p) Cao su thiên nhiên VI MỘT SỐ LOẠI KEO DÁN Nhựa vá săm Keo epoxi Keo ure-fomandehit: nNH2-CO-NH2 + nCH2O → nNH2-CO-NH-CH2OH → -(-NH-CO-NH-CH2-)-n + nH2O Hồ tinh bột T.*NHẬN BIẾT CHẤT Chất Thuốc thử Phản ứng C = C + Br2 → CBr – CBr dd Br2 C º C + 2Br2 → CBr2 – CBr2 Có liên kết bội C = C, C ≡ C 3C=C + 2KMnO4 + 4H2O → 2MnO2 dd KMnO4 3C(OH)-C(OH) + 2KOH Có H C mang dd AgNO3 CH≡C-R + AgNO3 + NH3 + H2O → NH4NO3 + liên kết ba NH3 CAg≡C-R↓ Có nhóm OH Na, K ROH + Na → RONa + 1/2H2 Có Cu(OH)2 nhiệt 2R(OH)2 + Cu(OH)2 → [R(OH)O]2Cu + 2H2O Hiện tượng Dung dịch Br2 bị nhạt màu Dung dịch KMnO4 bị nhạt màu Kết tủa vàng Sủi bọt khí khơng màu Dung dịch màu xanh lam nhóm OH liền độ thường kề Phenol dd Br2 Cu(OH)2 NaOH đun nóng Có nhóm CHO dd AgNO3 NH3 dd Br2 Kim loại trước H2, muối Có nhóm cacbonat, COOH hidrocacbon Quỳ tím Amin có nhóm Quỳ tím, NH2 (mạnh phenolphtalein NH3) HNO2 Amin có nhóm Quỳ tím, NH (mạnh phenolphtalein NH3) HNO2 Amin có nhóm Quỳ tím, N (mạnh phenolphtalein NH3) Amin có N gắn trực tiếp vào vịng benzen có dd Br2 vị trí o p cịn trơng Amino axit C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br3OH↓ + 3HBr RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → RCOONa + Cu2O¯ + 2H2O RCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → RCOONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag RCHO + Br2 + H2O → RCOOH + 2HBr RNH2 + HNO2 → ROH + N2 + H2O RNHR’ + HNO2 → RN(NO)R’ + H2O AgNO3 Kết tủa Ag Dung dịch Br2 nhạt màu Quỳ chuyển màu đỏ Quỳ phenolphtalein chuyển màu hồng Khí khơng màu Quỳ phenolphtalein chuyển màu hồng Hợp chất màu vàng Quỳ phenolphtalein chuyển màu hồng C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2Br3NH2↓ + 3HBr Kết tủa trắng - COOH > NH2: quỳ chuyển màu đỏ - COOH < NH2: quỳ chuyển màu xanh - COOH = NH2: quỳ không chuyển màu Quỳ tím Thuốc thử Kết tủa đỏ gạch RCOOH + Na → RCOONa + ½H2 Có khí khơng màu RCOOH + NaHCO3 → RCOONa + CO2 +H2O Peptit (có liên kết peptit trở Cu(OH)2 lên), protein HCOOH dd AgNO3 muối, este NH3 axit Hidrocacbon dd Br2 C3H6 + Br2 → C3H6Br2 vòng cạnh Hidrocacbon dd KMnO4, đun C6H5CH3 + 2KMnO4 → C6H5COOK + 2MnO2 thơm có nhánh nóng + H2O + KOH Hidrocacbon Tính tan no, este nước Ion ClBrIPO43- Kết tủa trắng Phản ứng nhận biết Cl- + AgNO3 → AgCl ↓ + NO3Br- + AgNO3 → AgBr ↓ + NO3I- + AgNO3 → AgI ↓ + NO3PO43- + 3AgNO3 → Ag3PO4 ↓ + 3NO3- Dung dịch màu tím Kết tủa Ag Dung dịch Br2 màu Dung dịch KMnO4 nhạt màu Không tan, nhẹ nước Dấu hiệu ↓ trắng ↓ trắng ngà ↓ vàng nhạt ↓ vàng SO42- BaCl2 BaCl2 + SO42- → BaSO4↓ + 2Cl- SO32- HCl SO32- + 2HCl → 2Cl- + SO2 + H2O (1) SO2 + Br2 + 2H2O→ H2SO4 + HBr (2) CO32- HCl CO32- + 2HCl → 2Cl- + CO2 + H2O (1) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O (2) NO3SiO3- Pb(NO3)2 Cu(NO3)2 H2SO4, Cu, to HCl S2- + Pb(NO3)2 → PbS ↓ + 2NO3(S2- + Cu(NO3)2 → CuS ↓ + 2NO3-) Cu + 2NO3- + 4H+ → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O SiO32- + HCl → Cl- + H2SiO3 ¯ AlO2- NH4+ AlO2- + NH4+ + H2O → Al(OH)3 ↓ + NH3 S2- OHH+ Li+ Na+ K+ Ca2+ Ba2+ Ca2+ Ba2+ NH4+ Quỳ tím phenophtalein khơng màu Quỳ tím Hồ quang điện CO32SO42K2Cr2O7 NaOH Mg2+ Màu sắc NaOH Cu2+ NH3 Na2S NaOH Zn2+ NH3 Al3+ NaOH NH3 Fe2+ NaOH Fe3+ NaOH Ca2+ + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + 2Na+ Ba2+ + Na2SO4 → BaSO4 ↓ + 2Na+ 2Ba2+ + K2Cr2O7 → 2BaCrO4 ↓ + 2K+ ↓ trắng Bọt khí khơng màu làm màu dung dịch Br2 (2) Bọt khí khơng màu làm đục nước vơi Kết tủa đen Khí nâu bay Kết tủa keo trắng Kết tủa keo trắng, có có bọt khí Quỳ tím hố xanh Phenolphtalein hố hồng Hố đỏ Đỏ son Vàng Tím Đỏ gạch Xanh nhạt Kết tủa trắng Kết tủa trắng Bọt khí khơng màu làm xanh quỳ tím ẩm 2+ + Mg + 2NaOH → 2Na + Mg(OH)2 ↓ Kết tủa trắng Xanh 2+ + Cu + NaOH → Na + Cu(OH)2 ↓ Kết tủa xanh lam Kết tủa xanh lam Cu2+ + 2NH3 + 2H2O → 2NH4+ + Cu(OH)2¯ (1) tan NH3 Cu(OH)2 + 4NH3 → Cu(NH3)4(OH)2 (2) dư tạo màu xanh đặc trưng 2+ + Cu + Na2S → CuS ↓ + 2Na Kết tủa màu đen Kết tủa keo trắng (1) Zn2+ + 2NaOH → Zn(OH)2¯ + 2Na+ (1) tan NaOH Zn(OH)2¯ + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O (2) dư (2) Tạo kết tủa keo Zn2+ + 2NH3 + H2O → Zn(OH)2 ↓ + 2NH4+ (1) trắng (1) tan Zn(OH)2¯ + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2 (2) NH3 dư (tạo phức tan) Tạo kết tủa keo Al3+ + 3NaOH → Al(OH)3 ↓ + 3Na+ (1) trắng (1) tan Al(OH)3¯ + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2) NaOH dư (2) NH4+ + NaOH → Na+ + NH3 + H2O Al3+ + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3¯ + 3NH4+ Tạo kết tủa keo trắng 2+ Fe + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + 2Na+ Kết tủa trắng xanh 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 hóa nâu khơng khí Fe3+ + 3NaOH → Fe(OH)3 ↓ + 3Na+ Kết tủa nâu đỏ U.*ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ THƯỜNG GẶP Kim loại kiềm - Chế tạo hợp kim có t0 - K, Na dùng làm chất trao đổi nhiệt lò phản ứng hạt nhân - Cs làm tế bào quang điện - Điều chế kim loại phương pháp nhiệt luyện - Trong tổng hợp hữu - NaOH dùng cơng nghiệp chế biến dầu mỏ, luyện nhơm, xà phịng, giấy, dệt - NaHCO3 dùng y học (thuốc chữa đau dày), công nghệ thực phẩm (bột nở), chế tạo nước giải khát, - Na2CO3 dùng công nghiệp sản xuất thủy tinh, xà phòng, giấy, dệt, điều chế muối khác Dùng tẩy dầu mỡ trước sơn Sản xuất chất tẩy rửa Kim loại kiềm thổ - Be làm chất phụ gia chế tọa hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, khơng bị ăn mòn - Mg chế tạo hợp kim bền nhẹ dùng chế tạo máy bay, tên lửa, ; để tổng hợp hữu cơ; để dùng làm chất chiếu sang ban đêm - Ca làm chất khử để tách oxi, S khỏi thép, làm khô số chất hữu - Ca(OH)2 làm vữa xây, khử chua cho đất, sản xuất chất tẩy trắng, khử trùng: clorua vôi - CaCO3 dùng xây dựng, công nghiệp thủy tinh, xi măng, gang, thép, soda, vôi, cao su - CaSO4.H2O đúc tượng, trang trí nội thất, làm phấn viết, bó bột CaSO4.2H2O dùng sản xuất xi măng Nhôm hợp chất - Chế tạo hợp kim nhẹ, bền dùng kỹ thuật hàng khơng, trang trí nội thất, dây dẫn điện, thiết bị trao đổi nhiệt, dụng cụ đun nấu hỗn hợp tecmit dùng hàn đường ray - Al2O3 dùng làm đồ trang sức, chế tạo chi tiết xác: chân kính đồng hồ, phát tia laze, Bột Al2O3 dùng làm vật liệu mài - Phèn chua dùng ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu nhuộm vải, làm nước đục Crom hợp chất - Cr để sản xuất thép chống gỉ (2,8-3,8% Cr); thép khơng gỉ (18% Cr) thép siêu cứng (25-30%) Ngồi Crom để mạ kim loại chống ăn mòn - Cr2O3 để tạo màu lục cho đồ sứ, thủy tinh - Phèn crom-kali màu xanh tím dùng để thuộc da, cầm màu nhuộm vải Đồng hợp chất - Đồng thau (45% Zn) cứng bền đồng dùng công nghiệp tàu biển - Đồng bạch (25% Ni) bền đẹp, khơng bị ăn mịn dùng cơng nghiệp tàu thủy, đúc tiền - Đồng (Cu-Sn) dùng chế tạo máy móc, thiết bị - Vàng 9cara (1/3 Au) đúc tiền vàng, vật trang trí - Công nghiệp điện 58%, Kiến trúc, xây dựng 19%; máy móc cơng nghiệp 17%, ngành khác 6% - CuSO4 khan dùng để nhận có mặt nước chất lỏng, để làm khơ số khí Một số kim loại khác - Bạc tinh khiết dùng làm đồ trang sức, trang trí, mạ bạc kim loại, chế tạo linh kiện vô tuyến, chế tạo acquy Chế tạo hợp kim dùng làm trang sức, đúc tiền, đồ ăn Ag+ - Vàng dùng làm đồ trang sức, trang trí, chế tạo hợp kim - Ni làm hợp kim Inva (Ni-Fe) không dãn nở theo nhiệt độ dùng kỹ thuật vô tuyến, mạ kim loại chống ăn mòn, làm xúc tác, chế tạo acquy, hợp kim với đồng (đồng bạch) dùng kỹ thuật tàu biển nc thấp dùng thiết bị báo cháy.có khả sát trùng, diệt khuẩn - Zn bảo vệ kim loại chống ăn mòn, chế tạo hợp kim để làm chi tiết máy, đồ trang sức, trang trí Chế tạo pin, số hợp chất Zn dùng y học - Sn tráng lên bề mặt bảo vệ kim loại; chế tạo hợp kim để làm ổ trục quay, thiếc hàn - Pb dùng chế tạo điện cực, làm thiết bị sản xuất H2SO4 (tháp hấp thụ, ống dẫn axit) chế tạo hợp kim làm ổ trục, làm thiếc hàn Pb dùng làm chắn hấp thụ tia gamma