BT HIDROCACBON (NEW)

- Bắt đầu từ phản ứng trong đó có CTCT của một chất ta đã biết chính xác phản ứng không được sai CTCT của chất dựa vào các điều kiện phản ứng suy luận tìm ra các chất còn lại.. II.1.4 NH

HYDROCACBON

II.1 – BÀI TẬP GIÁO KHOA

I.1.1 BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC CẤU TẠO – ĐỒNG ĐẲNG –

ĐỒNG PHÂN – DANH PHÁP

I.1.1.1 Bài tập về đồng đẳng

Có 2 cách xác định dãy đồng đẳng của các hydrocacbon :

- Dựa vào định nghĩa đồng đẳng

- Dựa vào electron hóa trị để xác định

Lưu ý :

C luôn có hóa trị IV tức là có 4e hóa trị

nC sẽ có 4ne hóa trị

H luôn có hóa trị I tức là có 1e hóa trị

- Parafin chính là ankan, dãy đồng đẳng parafin chính là dãy đồng đẳng của CH4

- Olefin chính là anken, dãy đồng đẳng olefin chính là dãy đồng đẳng của C2H4

- Ankadien còn được gọi là đivinyl

- Aren : dãy đồng đẳng của benzen

- Hydrocacbon : CxHy : y chẵn, y £ 2x + 2

của dãy đồng đẳng của CH4 là CnH2n+2

Cách 1: Dựa vào định nghĩa đồng đẳng thì dãy đồng đẳng của metan phải là:

CH4 + kCH2 = C1+kH4+2k

Tìm mối liên hệ giữa số nguyên tử C và số nguyên tử H

Đặt SnC = 1 + k = n

SnH = 4 + 2k = 2(k + 1) + 2 = 2n + 2

Vậy dãy đồng đẳng farafin là CnH2n+2 (n ³ 1)

Cách 2: Dựa vào số electron hóa trị :

- Số e hóa trị của nC là 4n

- Số e hóa trị của 1C dùng để liên kết với các C khác là 2

Þ Số e hóa trị của nC dùng để liên kết với các C khác là [2(n-2)+2] =

2n–2 (vì trong phân tử chỉ tồn tại liên kết đơn)

(Sở dĩ “+2” vì 1C đầu mạch chỉ liên kết với 1C nên dùng 1e hóa trị, 2C

đầu mạch dùng 2e hóa trị

- Số e hóa trị dùng để liên kết với H: 4n–2n-2 = 2n + 2

- Vì mỗi nguyên tử H chỉ có 1 e hóa trị nên số e hóa trị của (2n

+2)nguyên tử H trong phân tử là 2n + 2

Þ Công thức chung của ankan là CnH2n+2 (n ³ 1)

Cách 3: Metan có CTPT CH4 dạng CnH2n+2Þ dãy đồng đẳng của ankan là

CnH2n+2

Ví dụ 2: CT đơn giản nhất của 1 ankan là (C2H5)n Hãy biện luận để tìm CTPT

của chất trên

GIẢI :

CT đơn giản của ankan là (C2H5)n Biện luận để tìm CTPT ankan đó:

Cách 1: Nhận xét: CT đơn giản trên là 1 gốc ankan hóa trị 1 tức có khả năng

kết hợp thêm với 1 gốc như vậy nữa Þ n = 2 Þ CTPT ankan C4H10

· Phân biệt đồng phân với đồng đẳng : xem I.2.2/12

· Những chất là đồng đẳng của nhau là : 1 và 5 hoặc 1 và 3(ankan); 6 và 7 hoặc 6 và 9 (anken)

· Những chất là đồng phân của nhau : 2 và 4; 3 và 5; 6 và 9 và 8

II.1.1.2 Bài tập về đồng phân – danh pháp :

Bước 1: - Từ CTPT suy ra chất thuộc loại hydrocacbon đã học nào

- Viết các khung cacbon

Bước 2 :- Ứng với mỗi khung cacbon, di chuyển vị trí liên kết bội (nếu có), di chuyển vị

v Bài tập ví dụ :

Ví dụ 1 :

a) Nêu điều kiện để một phân tử có đồng phân hình học?

b) Viết tất cả các CTCT các đồng phân của C5H10; Trong các đồng phân đó, đồng phân nào có đồng phân hình học? Đọc tên các đồng phân đó

- Nếu a > d và b>f (về kích thước phân tử trong không gian hoặc về phân tử lượng M)* ta

có đồng phân cis

- Nếu a > d và b<f (*) ta có đồng phân trans

b) Các đồng phân của C5H10

- Ứng với CTPT C5H10, chất có thể là penten hoặc xiclopentan

- Các đồng phân mạch hở của penten

C2H5

HCis-penten-2

C=C

CH3H

H

C2H5Trans-penten-2 Các đồng phân mạch vòng xicloankan

C2H5etylxiclopropan

CH3

CH31,1-dimetylpropan

Ví dụ 2 : Xác định CTCT của một chất có nhiều đồng phân

Cho biết CTCT của pentan trong các trường hợp sau :

a) Tác dụng với Cl2 (askt) tỉ lệ 1:1 cho 4 sản phẩm

b) Khi cracking cho 2 sản phẩm

GIẢI :

Đối với loại bài tập này thì làm các bước sau :

Bước 1 : Viết tất cả các khung mạch C ứng với CTPT đề bài cho (nháp)

Bước 2 : Thực hiện các phản ứng theo đề bài và xác định số sản phẩm CTCT nào thỏa

mãn số sản phẩm đề bài thì ta chọn (nháp)

Bước 3 : Xác định lại CTCT vừa tìm được, viết ptpứ chứng minh (vở)

Ứng với pentan C5H12 có các dạng khung C sau :

C C C C C C C C C

C

C C CC

(3) có 1 vị trí thế (C1 hoặc C3) ® tạo một sản phẩm (loại)

Vậy CTCT của pentan là (2) : 2-metylbutan (isopentan)

Viết CTCT của các chất có tên sau và gọi tên lại cho đúng nếu cần :

2) Cho aren có CTPT C8H10 viết CTCT và gọi tên các đồng phân của A

3) Viết CTCT và gọi tên lại cho đúng nếu cần Xét xem đồng phân nào có đồng phân hình

1) Muốn làm bài tập chuỗi phản ứng cần lưu ý :

- Mỗi mũi tên chỉ viết một phương trình phản ứng

- Bắt đầu từ phản ứng trong đó có CTCT của một chất ta đã biết chính xác (phản ứng

không được sai CTCT của chất) dựa vào các điều kiện phản ứng suy luận tìm ra các chất còn lại

- Xem trong chuỗi có phản ứng nào cắt bớt mạch hay tăng mạch cacbon không

2) Các phản ứng cắt bớt mạch hoặc cắt đứt mạch cacbon thì dùng các phản ứng :

- Cắt bớt mạch thì dùng cách nhiệt phân muối :

R – COONa + NaOH(r) ¾CaO,¾¾t o¾cao®

R–Cl + 2Na + R’–Cl ® R–R’ + 2NaCl

3) Bài tập điều chế là một dạng khác của chuỗi phản ứng, ở đây đề bài chỉ cho biết

nguyên liệu ban đầu và yêu cầu điều chế một chất nào đó Để làm được bài này, học sinh phải nhớ và viết các ptpứ trung gian có ghi kèm đầy đủ điều kiện phản ứng Có nhiều cách điều chế khác nhau với cùng một bài điều chế

Lưu ý : nếu đề bài yêu cầu viết sơ đồ điều chế (hoặc sơ đồ tổng hợp) thì ta chỉ cần viết dưới dạng một chuỗi phản ứng từ nguyên liệu đến sản phẩm, trên các mũi tên có ghi kèm điều kiện phản ứng

Hoàn thành chuỗi phản ứng sau :

C2H5COONa¾¾®( 1 ) C2H6 ¾¾®( 2 ) C2H5Cl¾¾®( 3 ) C4H10¾¾®( 4 ) CH4¾¾®( 5 ) CO2

GIẢI :

Nhận xét : đề bài đã cho biết CTPT các chất, ta chỉ cần nhớ và viết phản ứng có đầy

đủ điều kiện để hoàn thành phản ứng không cần suy luận nhiều Loại bài này thường

được dùng để trả bài hoặc làm bài tập cơ bản trong tiết bài tập

(1) cắt bớt mạch Þ nhiệt phân muối

(3) tăng mạch cacbon Þ nối hai gốc ankyl

Ptpư :

(1) C2H5COONa + NaOH (r) ¾CaO,¾t o¾cao®

C2H6 + Na2CO3(2) C2H6 + Cl2 ¾¾ ®a'¾s' kt C2H5Cl + HCl

Al4C3 + 12H2O ® 3CH4 + 4Al(OH)3

2CH4 ¾1500¾¾OC¾, lln®C2H2 + 3H2

CH3COOH + HCºCH¾Hg¾ ®2+¾t, o

CH2=CHOCOCH3

CH CH2OCOCH3

C2H4 C2H5OH C2H4

Etyl Clorua

Etilen glicolPE

(5)3)

(3)

(4)

(5)(6)

C2H24)

Ankan A

Bxt,to D

E

PPcao su Isopren

C CH2

CH3

CH3

n5)

Đá vôi®vôi sống®canxicacbua®axetilen®vinyl axetilen®Divinyl®caosu Buna

6*)

Đáp án : X:C2H2; X1:C4H4 (vinyl axetilen); X2 : C4H6 (Butadien-1,3) ; X3: C6H5CH=CH2; X4:

C2H4; X5: C2H5OH

8*)

+H2

H2Oxt

Buna SBunaN

Từ khí thiên nhiên viết phương trình phản ứng điều chế caosu Isopren, cao su

Cloropren, Caosu Buna N, CCl4 Cho các chất vô cơ và điều kiện thí nghiệm coi như đủ

10) Viết phương trình phản ứng tổng hợp tổng hợp caosu từ chất đầu là isopentan Các

điều kiện phản ứng và các chất vô cơ coi như đủ

11) Viết phương trình phản ứng điều chế C2H5OH từ khí cracking

II.1.3 TÁCH – TINH CHẾ II.1.3.1 Tách các hydrocacbon :

R–CºCAg + HCl

® R–CºCH + AgCl¯

Lọc bỏ kết tủa để thu hồi ankin lỏng hoặc thu lấy ankin khí

Lời giải và phương trình phản ứng:

· Dẫn hỗn hợp khí qua dd Ca(OH)2 dư, thu được ¯ CaCO3

CO2 + Ca(OH)2® CaCO3¯ + H2O

· Thoát ra ngoài là hỗn hợp khí CH4, C2H4, C2H2 được dẫn qua dd AgNO3/NH3 thì

C2H2 bị giữ lại trong ¯ C2Ag2, các khí CH4, C2H4 thoát ra

C2H2 + 2AgNO3 (dd) + 2NH3® C2Ag2¯ + 2NH4NO3

· Tiếp tục dẫn hỗn hợp khí CH4, C2H4 qua dd nước Br thì C2H4 bị giữ lại, CH4 thoát

C2H4Br2 + Zn rượu C2H4 + ZnBr2

Tách rời các khí sau ra khỏi hỗn hợp gồm :

a) Benzen, styren, phenol

b) NH3, butin-1, butadien và butan

c) Khí HCl, butin-1 và butan

II.1.3.2 Tinh chế :

v Nguyên tắc : Tinh chế là làm sạch hĩa chất nguyên chất nào đĩ bằng cách loại

bỏ đi tạp chất ra khỏi hỗn hợp (nguyên chất và tạp chất)

v Phương pháp : Dùng hĩa chất tác dụng với tạp chất mà khơng phản ứng với nguyên chất tạo ra chất tan hoặc tạo ra chất kết tủa lọc bỏ đi

Các phương trình phản ứng đều là những phương trình phản ứng quen thuộc đã gặp ở trên

Do đĩ ở phần hướng dẫn giải chỉ đưa ra các sơ đồ tinh chế

C6H6

C6H5CH3ddBr2

3) Làm sạch etan có lẫn etilen và làm sạch etilen có lẫn etan

4) Làm sạch etan có lẫn axetilen và ngược lại

5) Làm sạch etilen có lẫn axetilen và ngược lại

II.1.4 NHẬN BIẾT – PHÂN BIỆT

Tổng quát:

- Làm thí nghiệm với các mẫu thử

+ Chỉ dùng những phản ứng đặc trưng của hidrocacbon để nhận biết

+ Các phản ứng dùng để nhận biết phải đơn giản, dễ thực hiện và dấu hiệu phản ứng quan sát được (màu sắc, ¯, sủi bọt khí, …)

- Khi có cả chất hữu cơ và vô cơ nên phân biết chất vô cơ trước, nếu được

Cách nhận biết vài chất khí vô cơ quen thuộc:

· CO2, SO2 : làm đục nước vôi trong nhưng SO2 tạo kết tủa vàng khi sục vào dd H2S hoặc làm mất màu nâu đỏ của dd nước Brom

2H2S + SO2¾¾®3S¯(vàng) + H2O

SO2 + Br2 + H2O¾¾®2HBr + H2SO4

· H2O (hơi) : đổi màu trắng của CuSO4 khan thành xanh

· N2, khí trơ : không cháy

· NH3 : làm xanh màu quì tím ẩm hoặc tạo khói trắng (NH4Cl) với khí HCl

· HCl (khí) : làm quì tím ẩm hóa đỏ hoặc tạo khói trắng với NH3(khí)

· HCl (dd) : làm đỏ quì tím , sủi bọt CO2 với CaCO3

· NO : chuyển thành nâu khi gặp không khí (NO + ½ O2® NO2-)

· CO : cho lội qua dd PdCl2, sản phẩm khí thu được cho sục vào dd nước vôi trong

dư thì nước vôi trong bị đục

CO + PdCl2 + H2O ¾¾®CO2 + Pd + 2HCl

CO2 + Ca(OH)2¾¾®CaCO3¯ + H2O

Thứ tự tương đối để nhận biết các hydrocacbon

Hidrocacbon Thuốc thử Dấu hiệu Phương trình phản

ứng Ankin đầu mạch dd AgNO3/NH3 ¯vàng nhạt CHºCH + 2AgNO3

+ 2NH3®

AgCºCAg¯ +

Dd Br2 màu nâu đỏ Màu nâu đỏ của

dd Br2 bị nhạt hay mất màu

mù trắng Toluen Dd KMnO4l Mất màu tím C6H5CH3 +

3[O]¾ddKMnO¾ ¾4®

C6H5COOH + H2O

v Những điểm cần lưu ý thêm khi nhận biết các hydrocacbon :

1) Phân biệt anken với các hydrocacbon mạch hở khác có số liên kết p nhiều hơn

Bằng cách lấy cùng thể tích như nhau của các hydrocacbon rồi nhỏ từng lượng dd Br2(cùng nồng độ) vào Mẫu nào có thể tích Br2 bị mất màu nhiều hơn ứng với hydrocacbon

có số liên kết p nhiều hơn

2) Phân biệt axetilen với các ankin-1 khác

- Bằng cách cho những thể tích bằng nhau của các chất thử tác dụng với lượng dư dd AgNO3 trong NH3 rồi định lượng kết tủa để kết luận

CH º CH + 2AgNO3 + 2NH3¾¾® AgC º CAg + 2NH4NO3

R – C º CH + AgNO3 + NH3¾¾® R – C º CAg + NH4NO3

3) Phân biệt ankin-1 với các ankin khác

Ankin-1 tạo kết tủa vàng nhạt với dd AgNO3 trong NH3

4) Phân biệt benzen và đồng đẳng khác của benzen

Benzen không làm mất màu dd thuốc tím (KMnO4) trong khi các đồng đẳng của benzen làm mất màu hoặc nhạt màu dd thuốc tím

* Nếu hỗn hợp phức tạp nên lập bảng để nhận biết

* Lưu ý: từ hiện tượng suy ra chất

Vd:

Bài 1:

a)N2, H2, CH4, C2H4, C2H2

b) C3H8, C2H2, SO2, CO2

GIẢI : a) N2, H2, CH4, C2H4, C2H2

Có 3 cách giải :

Cách 1 :

Nhận xét:

- N2 : không cho phản ứng cháy

- H2 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong

- CH4 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong

- Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết

Tóm tắt cách giải:

- Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử

- Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO3/NH3 Khí nào tạo được kết tủa vàng là C2H2

ddAgNO3/NH3

+ H2OAgC CAg

Ag2O+

CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O

CO2 + Ca(OH)2® CaCO3¯ + H2O

H2 + ½ O2® H2O

Cách 2 :

- Dẫn 5 khí trên lần lượt qua dd Brom, có 2 khí làm mất màu dd nước Brom (nhóm 1) gồm

C2H4 và C2H2 3 khí còn lại không có hiện tượng gì thoát ra ngoài (nhóm 2) gồm CH4 và

CO2, H2

- Sau đó nhận biết các khí trong mỗi nhóm trên tương tự cách 1

Cách 1 tối ưu hơn cách 2

- Cho 2 khí ở mỗi nhóm lần lượt qua dd nước Brom Khí ở nhóm 1 làm mất màu nâu

đỏ của dd Brom là SO2 và khí ở nhóm 2 cũng có hiện tượng như vậy là C2H2 Hai khí còn lại là CO2 và C3H8

1) Chỉ dùng 1 thuốc thử nhận biết 3 chất lỏng: benzen, toluen, styren

2) Pentan, penten-1, pentin-1, dd AgNO3, nước, dd NH4OH, nước Br, dd HCl, dd HI (chỉ

sử dụng quì tím)

3) Chỉ dùng 1 hóa chất nhận biết : n-butan, buten-2, butadien-1,3 , vinylacetylen

4) Nhận biết : n-hexan, hexen-2, hexen-1, n-heptan, toluen, styren và benzen

5*) Nhận biết các lọ mất nhãn sau :

a) Khí etan, etylen, acetylen (bằng 2 cách)

b) Khí metan, etylen, SO2, NO2 và CO2

II.1.5 BÀI TẬP VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG GIỮA CÁC

CHẤT

Những chú ý khi làm loại bài tập này :

- Phải nắm vững các phản ứng hóa học của các hydrocacbon

- Nhớ các điểm đặc biệt trong các phản ứng, ví dụ :

· Ankan :

- Phản ứng thế : từ C3 trở lên nếu thế với Cl2 (askt, 1:1) sẽ thu được hỗn hợp sản phẩm là đồng phân của nhau

- Phản ứng cracking : chỉ có ở ankan từ C3 trở lên

- Phản ứng Đềhidro hóa đôi khi cũng được gọi là phản ứng cracking nhưng xúc tác là Ni,to

- Lưu ý : phản ứng cộng H2 và đề H2 đều có xúc tác là Ni,to

· Xicloankan :

- Vòng C3, C4 chỉ có phản ứng cộng mở vòng không có phản ứng thế Vòng C5 trở lên không có phản ứng cộng chỉ có phản ứng thế

· Aken, ankadien, ankin :

- Phản ứng cộng : nếu tác nhân bất đối cộng với anken bất đối thì sản phẩm chính được xác định theo quy tắc Macopnhicop Chú ý đến số sản phẩm

- Đối với ankin thì cần chú ý đến xúc tác để biết 1 hoặc 2 liên kết psẽ bị đứt

- Phản ứng trùng hợp : cần chú ý các phản ứng trùng hợp 1,4 thường tạo thành cao su

- Cộng 3,4 tạo 2 sản phẩm

* Pentadien-1,4 tác dụng với HCl (1:1)

- Cộng 1,2 hay 3, 4 : tương tự như Divinyl

- Không có phản ứng cộng 1,4 do hai liên kết p không liên hợp

- CTCT các polime thu được khi trùng hợp 2 ankadien trên :

- Pentadien-1,4 không có sản phẩm trùng hợp 1,4 do không có 2 liên kết p liên hợp

Bài 2 :

a) Phát biểu quy tắc thế ở vòng benzen

b) Từ benzen viết phương trình phản ứng điều chế ortho-bromnitrobenzen và

meta-Bromnitrobenzen (ghi rõ điều kiện phản ứng)

GIẢI :

a) Quy tắc thế ở vòng benzen :

- Khi vòng benzen có nhóm thế đẩy electron(gốc ankyl hoặc –OH, –NH2, –Cl, –Br…) phản ứng thế xảy ra dễ hơn so với benzen và ưu tiên thế vào vị trí ortho hoặc para

- Khi vòng benzen có nhóm thế rút electron (nhóm thế có liên kết p như –NO2, COOH, CHO, -SO3H,…) phản ứng thế khó hơn (so với benzen) và ưu tiên thế vào vị trí meta

-b) Các phương trình phản ứng :

* Điều chế ortho – bromnitrobenzen :

+ Br2 Fe

Br + HBr

Br

+ HNO3

NO 2

Br + H2O

2) Khi trùng hợp butadien-1,3 với xúc tác Na ta thu được cao su Buna có lẫn 2 sản phẩm

phụ A và B A là một chất dẻo không có tính đàn hồi, mỗi mắt xích có một mạch nhánh là nhóm vinyl B là hợp chất vòng có tên là 1-vinyl xiclohexan-3 có phân tử bằng 108 Viết các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng CTCT

3) Phản ứng cracking là gì? Viết các phương trình phản ứng dạng tổng quát khi cracking

một ankan

Hợp chất C6H12 khi cộng hợp HBr chỉ thu được một sản phẩm duy nhất, định CTCT có thể

có của olefin này và viết phương trình phản ứng

5) Viết phương trình phản ứng (nếu có) của các hợp chất sau với dung dịch AgNO3/NH3a) Axetylen

b) Propylen + AgNO3/NH3 dư

c) Styren + dd KMnO4 + Ba(OH)2

II.1.6 BÀI TẬP SO SÁNH GIẢI THÍCH CẤU TẠO, TÍNH CHẤT

HÓA HỌC CỦA CÁC HYDROCACBON

v Nguyên tắc : Dựa vào sự so sánh về đặc điểm cấu tạo các chất rồi suy ra tính

a) Etan, etylen, axetylen

b) hexan, hexen, benzen

c) butin-1, butin-2 và butadien-1,3

C và C, giữa C và

H

Trong phân tử có một liên kết đôi gồm một kiên kết (s ) bền và một liên kết (p) linh động kém bền

Trong phân tử có một liên kết ba gồm một liên kết (s ) bền và hai liên kết (p) linh động kém bền

Đặc điểm liên kết Liên kết đơn (s)

rất bền vững rất khó bị đứt khi tham

Liên kết (p) linh động kém bền rất dễ bị đứt khi tham gia phản ứng hóa học

Ngoài ra còn có phản ứng đề hydro hóa ở nhiệt độ thích hợp và xúc tác thích hợp

Ngoài ra còn có phản ứng trùng hợp, oxihóa

Phương trình

phản ứng Xem I.2.4/14 Xem I.2.4/15

Riêng axetilen có hai nguyên tử H linh động nên nó còn có khả năng tham gia phản ứng thế với ion kim loại Điều này được giải thích như sau : do liên kết ba rất ngắn nên hai nhân C rất gần nhau, điện tích tập trung nhiều về 2 C này nên các H gắn trực tiếp với C của nối ba trở nên rất linh động

b) n-hexan, n-hexen, benzen

Phương trình phản ứng : xem phần hóa tính (I.2.4/14)

c) So sánh đặc điểm cấu tạo của butin-1, butin-2, divinyl

Tương tự câu a

Nhưng khả năng tham gia phản ứng cộng của liên kết đôi (Divinyl) hơi dễ hơn so với liên kết ba vì : liên kết 3 ngắn, hai nhân C gần nhau nên liên kết 3 hơi bền hơn so với liên kết đôi

Bài 2 : C7H8 là đồng đẳng của benzen Khi cho C6H6 và C7H8 tác dụng với Brom khan (có bột Fe làm xúc tác) thì phản ứng nào xảy ra dễ hơn? Giải thích (viết phương trình phản ứng theo tỉ lệ 1:1 về số mol)

GIẢI :

C7H8 tham gia phản ứng thế ở nhân dễ hơn so với benzen vì nhóm –CH3 đẩy electron

về nhân làm nhân giàu electron hơn

* C6H6 cho 1 sản phẩm :

+ Br2 Fe

Br + HBr

* C6H5CH3 cho hỗn hợp hai sản phẩm

+ HBr

CH3Fe

Phản ứng cộng : Chỉ đơn thuần cộng 2 phân tử nhỏ (monome) thành một phân tử mới cũng

là monome Chỉ cần một trong hai monome ban đầu có ít nhất một liên kết p trong phân

tử

Phản ứng trùng hợp : không chỉ cộng hai mà cộng nhiều phân tử giống nhau hoặc tương tự nhau thành một phân tử mới có khối lượng và kích thước rất lớn gọi là những polime Các monome tham gia phản ứng trùng hợp nhất thiết phải có ít nhất một liên kết p trong phân tử

Bài 4 : So sánh độ dài liên kết dC-C trong ankan (C – C), anken (C=C), ankin (CºC) Giải thích khả năng tham gia phản ứng của ankan kém anken nhưng ankin kém anken.? Mặc dù

Khi hình thành liên kết s C-C trong phân tử ankan thì 2C xảy ra sự xen phủ trục liên nhân làm cho khoảng cách 2 nhân xa nhau nên dC-C lớn

Khi hình thành liên kết C=C trong phân tử anken thì liên kết s được hình thành như cách trên, còn liên kết p được hình thành do sự xen phủ bên làm cho khoảng cách giữa 2 nhân C gần nhau hơn

Tương tự với ankin có 2 liên kết p nên xảy ra 2 sự xen phủ bên làm cho khoảng cách giữa hai nhân càng gần nhau hơn

Do đó dC-C C –C > C=C > CºC

* Giải thích về khả năng tham gia phản ứng :

- Sự xen phủ trục xảy ra với mật độ lớn làm cho liên kết s bền vững

- Sự xen phủ bên xảy ra với mật độ nhỏ nên liên kết p kém bền vững dễ bị đứt khi có tác nhân tấn công Þ khả năng tham gia phản ứng của ankan< anken, ankin

- Ở đây do liên kết 3 làm cho khoảng cách 2 nhân C rất gần nhau nên liên kết 3 hơi bền hơn liên kết đôi nên khả năng tham gia phản ứng của ankin hơi kém hơn anken

- Và cũng do khoảng cách giữa hai nhân C bé mà mật độ điện tích tập trung hầu hết ở nhân nên các ankin-1 có H linh động tham gia được phản ứng thế với ion kim loại

1) Giải thích quy tắc cộng Maccopnhicop? Minh họa bằng ví dụ cụ thể

2) Giải thích tại sao độ dài liên kết đơn C-C trong butadien-1,3 chỉ bằng 1,46Ao ngắn hơn liên kết đơn C-C bình thường?

3) Tại sao khi nhiệt phân muối axetat với xút để điều chế ankan tương ứng lại phải dùng

xúc tác CaO,to?

4) So sánh nhiệt độ sôi của các hydrocacbon

a) Khi khối lượng phân tử tăng dần?

b) Có cùng CTPT nhưng khác nhau dạng khung Cacbon?

5) Khi thực hiện phản ứng phân hủy ankan bởi nhiệt lại được tiến hành ở nhiệt độ trên

1000oC tại sao lại nhấn mạnh trong điều kiện không có không khí?

6) So sánh khả năng tham gia phản ứng thế của các halogen Flo, Clo, Brom, Iod với các

ankan?

7) Tại sao cao su khi cháy lại có nhiều khói đen? Làm thế nào để khói đen ít lại?

8) Trong phản ứng điều chế axetilen từ metan được tiến hành ở nhiệt độ 1500oC còn ghi kèm điều kiện làm lạnh nhanh?

9) So sánh cao su thường và cao su lưu hóa về thành phần, độ bền, ứng dụng?

10) Giải thích vì sao cao su tổng hợp có tính đàn hồi kém cao su thiên nhiên?

11) Phân biệt các khái niệm:

a) CTN, CTĐG, CTPT và CTCT

b) Liên kết s, p Lấy propen làm ví dụ

c) Đồng đẳng, đồng phân là gì? Nêu các loại đồng phân, cho ví dụ?

d) Có thể coi nguyên tử Br trong phân tử CnH2n+1Br là một nhóm chức được không? Tại sao?

II.2 – BÀI TOÁN LẬP CTPT

1 Dựa vào khối lượng riêng DA (đktc)

mA: khối lượng khí A chiếm thể tích VA ở đktc

4 Dựa vào biểu thức phương trình Mendeleep – Claperon:

Cho mA (g) chất hữu cơ A hóa hơi chiếm thể tích VA (l) ở nhiệt độ T

Bước 2 : Đặt CTPT chất A: CxHy

Xác định thành phần các nguyên tố trong hydrocacbon

Cách 1 :Dùng khi đề bài

-Không cho khối lượng hydrocacbon đem đốt cháy

-Tính được mC, mH từ mCO2, mH2O

* Tính khối lượng các nguyên tố có trong A và mA (g) chất A

- Xác định C:

22,4

V12

n.1244

m12

)CO(trongmCA)(trong

18

m22

.1H2O)(trongmHA)

Mm

ym

12

A

C A A

A H

C

A

H Am

m.M

Mx100%

M

%H

yC

my

:

1

%H:12

%Cy:

- CTĐG nhất : CaHb

=> CTTN : (CaHb)n

- Xác định n: biện luận từ CTTN để suy ra CTPT đúng của A :

y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ³ 1, nguyên dương

Þ Từ đó xác định được CTPT đúng của chất hữu cơ A

Lưu ý: Khi bài tóan yêu cầu xác định CTĐG nhất của chất hữu cơ A (hay CTN của A)

hoặc khi đề không cho dữ kiện để tìm MA thì ta nên làm theo cách trên

2) Các ví dụ :

Ví dụ 1 :

Một hydrocacbon A có thành phần nguyên tố: % C = 84,21; %H = 15,79; Tỉ khối hơi đối với không khí bằng dA/KK = 3,93 Xác định CTPT của A

.%CM

1.100

114.15,791.100

.%HM

4

SO A

SO

SO A

A

M M M

m M

m = Þ = (A và SO2 có khối lượng tương đương nhau)

4

644

Ta có 1

16,0.12

12,0.1612.m

m.Mxm

Mm

ym

12

A

C A A

A H

C

4

16,0

04,0.16m

m.My

II.2.1.2) Phương pháp dựa vào phản ứng cháy:

Dấu hiệu nhận biết bài toán dạng này : đề bài đốt cháy một chất hữu cơ có đề cập đến khối lượng chất đem đốt hoặc khối lượng các chất sản phẩm (CO2, H2O) một cách trực tiếp hoặc gián tiếp (tức tìm được khối lượng CO2, H2O sau một số phản ứng trung gian)

yxCOO

4

yxH

2 y

öçè

æ ++

44xm

A

O H A A

CO A

9m

.mMy,44m

.mM

mA + a = mCO2 + mH2O

3) Sản phẩm cháy (CO2, H2O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng 4) Bình đựng CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4 đặc, P2O5, dung dịch kiềm, … hấp thụ nước

Bình đựng các dung dịch kiềm…hấp thụ CO2

Bình đựng P trắng hấp thụ O2

5) Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ

6) Nếu bài toán cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để xác định chính xác lượng CO2

7) Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ với oxy nên để oxy lại cân bằng sau từ vế sau đến vế trước Các nguyên tố còn lại nên cân bằng trước, từ vế trước ra vế sau phương trình phản ứng

O H CO

44xm

44x0,58

Þ x = 4

y =10

Vậy CTPT A : C4H10

Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hịan tịan 0,42 g một Hydrocacbon X thu tịan bộ sản phẩm qua

bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng KOH dư Kết quả, bình 1 tăng 0,54 g; bình 2 tăng 1,32 g Biết rằng khi hĩa hơi 0,42 g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192 g O2 ở cùng điều kiện Tìm CTPT của X

Tĩm tắt đề:

0,42g X (CxHy) +O2 CO2

H2O

Bình 1đựng ddH2SO4 đ-H2O, m1=0,54g CO2 Bình 2 đựng KOHdư-CO

2, m2=1,32g Tìm CTPT X?

XM

mM

0,192

0,42.32m

.MmM

2

2

O

O X

* Gọi X : CxHy

OH2

yxCOO

4

yxH

2 y

ưçè

ỉ ++

MX 44x 9y (g) 0,42 mCO2 mH2O (g)

Ta cĩ :

H2O CO2

X

X

m

9ym

44xm

(1), (2), (3) Þ

0,54

9y1,32

44x0,42

II.2.1.3 Phương pháp thể tích (phương pháp khí nhiên kế):

v Phạm vi ứng dụng : Dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở thể lỏng dễ bay hơi

v Cơ sở khoa học của phương pháp : Trong một phương trình phản ứng có các chất khí tham gia và tạo thành (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) hệ số đặt trước công thức của các chất không những cho biết tỉ lệ số mol mà còn cho biết tỉ lệ thể tích của

chúng

Bước 1 : Tính thể tích các khí VA, VO2, VCO2, VH2O (hơi)…

Bước 2 : Viết và cân bằng các phương trình phản ứng cháy của hydrocacbon A dưới dạng CTTQ CxHy

Bước 3 : Lập các tỉ lệ thể tích để tính x,y

OH2

yxCOO

4

yxH

2 y

öçè

æ ++

1(l) ÷

ø

öçè

æ

2

y(l)

VA(l) VO2 (l) VCO2 (l) VH2O (hơi)(l)

O H CO

Ò

2yV

xV

4

yxV

O H CO O

y n

x n

y x n

2 2

24

V

x

A

CO A

Cách khác : Sau khi thực hiện bước 1 có thể làm theo cách khác:

- Lập tỉ lệ thể tích VA: VB : VCO2 : VH2O rồi đưa về tỉ lệ số nguyên tối giản m:n:p:q

- Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ A dưới dạng:

- Nếu đề tóan cho oxy ban đầu dư thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh (ngưng tụ hơi nước) thì trong khí nhiên kế có CO2 và O2 còn dư Bài tóan lý luận theo CxHy

- Nếu đề tóan cho VCxHy = VO2 thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh thì trong khí nhiên

kế có CO2 và CxHy dư Bài tóan lý luận theo oxy

- Khi đốt cháy hay oxi hóa hòan toàn một hydrocacbon mà giả thiết không xác định rõ sản phẩm, thì các nguyên tố trong hydrocacbon sẽ chuyển thành oxit bền tương ứng trừ:

Trộn 0,5 l hỗn hợp C gồm hydrocacbon A và CO2 với 2,5 l O2 rồi cho vào khí nhiên

kế đốt cháy thì thu được 3,4 l khí, làm lạnh chỉ còn 1,8 l Cho hỗn hợp qua tiếp dung dịch KOH (đặc) chỉ còn 0,5 l khí Các V khí đo cùng điều kiện Tìm CTPT của hydrocacbon A Tóm tắt đề :

2 dư

GIẢI :

* O2 dư , bài tóan lý luận theo Hydrocacbon A

OH2

yxCOO

4

yxH

2 y

öçè

æ ++

a a ÷

ø

öç

VO2 dư = 2,5 - a ÷

ø

öç

Trộn 12 cm3 một hydrocacbon A ở thể khí với 60 cm3 oxi (lấy dư)

rồi đốt cháy Sau khi làm lạnh để nước ngưng tụ rồi đưa về điều kiện ban đầu thì thể tích khí cịn lại là 48 cm3, trong đĩ cĩ 24cm3 bị hấp thụ bởi KOH, phần cịn lại bị hấp thụ bởi

CO2

O 2 dư (V=48cm3)

24cm3 khí bị hấp thụ bởi KOH khí còn lại bị hấp thụ bởi P

(- CO2) (-O2)

y xCO O

y x

x

24

ø

ưçè

ỉ ++

12 ® ÷

ø

ưç

VO2 dư = 60 – 12 ÷

ø

ưçè

2yV

xV

4

yxV

1

=

=+

=