Bài tập chuỗi phản ứng điều chế Hidrocabon

27 t o e) 2,2,5,5- tetrametylhexin-3 f) 3-metylpentin-1 II.1.2 CHUỖI PHẢN ỨNG – ĐIỀU CHẾ v Phương pháp : 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) ¾¾¾®¾ caotCaO, o RH - + Na 2 CO 3 - Cách đứt thì dùng phương pháp cracking C 4 H 10 t o C 2 H 4 + C 2 H 6 C 3 H 6 CH 4 + 3) Nối dài thêm (tăng mạch) cacbon : dùng một trong hai cách đơn giản của chương trình hóa học phổ thông : a) Trùng hợp : 2HC º CH ¾¾¾¾¾®¾ C o 4 Cl,100NHCuCl, CH 2 =CH-C º CH b) Nối hai gốc ankyl : 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. * Thành phần chủ yếu của : - Khí thiên nhiên : chủ yếu là Metan (90%), còn lại là etan, propan, butan và một số đồng đẳng cao hơn. - Khí cracking : Hydrocacbon chưa no (C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 4 H 8 ), ankan (CH 4 , C 2 H 6 , C 4 H 10 ) và H 2 . - Khí than đá : chủ yếu là H 2 (60%), CH 4 (25%) còn lại là CO, CO 2 , N 2 … - Khí lò cao : CO 2 , CO, O 2 , N 2 ,… v Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 : Chuỗi phản ứng cho biết CTPT các chất : Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 28 Hoàn thành chuỗi phản ứng sau : C 2 H 5 COONa ¾®¾ )1( C 2 H 6 ¾®¾ )2( C 2 H 5 Cl ¾®¾ )3( C 4 H 10 ¾®¾ )4( CH 4 ¾®¾ )5( CO 2 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) C 2 H 5 COONa + NaOH (r) ¾¾¾®¾ caotCaO, o C 2 H 6 + Na 2 CO 3 (2) C 2 H 6 + Cl 2 ¾¾®¾ kts'a' C 2 H 5 Cl + HCl (3) C 2 H 5 Cl + 2Na + C 2 H 5 Cl ¾®¾ o t C 4 H 10 (4) C 4 H 10 ¾¾¾®¾ Cracking CH 4 + C 3 H 6 (5) CH 4 + 2O 2 ¾®¾ CO 2 + 2H 2 O Ví dụ 2 : Đề bài không cho biết CTPT của các chất nhưng cho biết điều kiện phản ứng. + Viết phương trình phản ứng, xác định CTCT các chất : AlC 3 + L ® E + X (1) E ¾¾¾®¾ lln,1500 O C Y + Z (2) CH 3 COOH + Y ¾¾®¾ xt,t o A (3) nA ¾¾¾®¾ trunghop B (4) GIẢI : Phân tích đề : Điều kiện phản ứng chính là dấu hiệu suy luận tìm CTCT các chất. - Dựa vào (2) Þ E : CH 4 - Y hoặc là C 2 H 2 hoặc H 2 (4)A có phản ứng trùng hợp Þ trong phân tử A có C=C; (3) CH 3 COOH + Y ® A Þ Y là C 2 H 2 và Z : H 2 . (1) Þ L : H 2 O; X : Al(OH) 3 (3) CH 3 COOH + C 2 H 2 (Y) ® CH 3 COOCH =CH 2 (A) (4) Þ (B) : CHCH 2 OCOCH 3 n Ptpứ : Al 4 C 3 + 12H 2 O ® 3CH 4 + 4Al(OH) 3 2CH 4 ¾¾¾®¾ lln,1500 O C C 2 H 2 + 3H 2 CH 3 COOH + HC º CH ¾¾®¾ +o t,Hg 2 CH 2 =CHOCOCH 3 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 29 R ư ợ u 600 o C, cacbon hoaït tính n CHCH 2 OCOCH 3 n CH 2 =CHOCOCH 3 xt,t o ,p Ví dụ 3: Đề bài không cho điều kiện phản ứng, chỉ cho biết duy nhất CTPT của một chất + Bổ túc chuỗi phản ứng sau : A ® D + F D ® F + C F + Br 2 ® G G + KOH ® J + …+… J ® B (tam hợp) B + Cl 2 ® C 6 H 6 Cl 6 J + C ® D 2J ® X X + C ® E GIẢI : Nhận xét : giữa các phản ứng đều có mối liên hệ với nhau, mỗi chữ cái ứng với một chất nhất định và các chất không trùng nhau. Ở bài này, từ phản ứng tạo 666, ta tìm được B, dựa vào các dấu hiệu khác, suy luận tìm ra các chất còn lại Phân tích đề : B + Cl 2 ® C 6 H 6 Cl 6 Þ B : C 6 H 6 J ® B Þ J : C 2 H 2 F + Br 2 ® G Þ G có hai nguyên tử Brom trong phân tử. Mà G + KOH ® C 2 H 2 (J) Þ G : C 2 H 4 Br 2 Þ F : C 2 H 4 C 2 H 2 (J) + C®D Þ C : H 2 và D : C 2 H 6 (D không thể là C 2 H 4 được vì trùng F) D®C 2 H 4 (F) + C A ® D(C 2 H 6 ) + F(C 2 H 4 ) Þ A : C 4 H 10 Vậy A : C 4 H 10 ; C:H 2 ; D:C 2 H 6 ; F : C 2 H 4 ; G:C 2 H 4 Br 2 ; J:C 2 H 2 Ptpứ : C 4 H 10 ¾¾¾®¾ o tCracking , C 2 H 6 + C 2 H 4 C 2 H 6 ¾®¾ o t C 2 H 4 + H 2 C 2 H 4 + Br 2 ® C 2 H 4 Br 2 C 2 H 4 Br 2 + 2KOH ¾®¾ C 2 H 2 + 2KBr + 2 H 2 O 3C 2 H 2 C 6 H 6 C 6 H 6 + 3Cl 2 ® C 6 H 6 Cl 6 C 2 H 2 + 2H 2 ¾¾®¾ CtNi, o C 2 H 6 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 30 Vớ d 4 : Vit s phn ng tng hp PVC t ỏ vụi v than ỏ. GII : S : CaCO 3 CaO CaC 2 C 2 H 2 C 2 H 3 Cl CH 2 CH Cl n 1000 o C + C loứ ủieọn + H 2 O + HCl truứng hụùp v Bi tp tng t : Hon thnh cỏc chui phn ng sau. Ghi y iu kin phn ng : 1) Rửụùu butylic (1) Butilen Butan Metanaxetilen PE Etilen glicol Etilen (2)(3) (4) (5) (6) (7) 2) C 2 H 4 C 2 H 5 OHC 2 H 4 Etyl Clorua Etilen glico l PE (1) (2) (3) (4) (5) 3) CH 3 COONa Al 4 C 3 C 3 H 8 C CH 4 CO 2 CH 3 Cl (1) (2) (3) (4) (5) (6) C 2 H 2 4) Ankan A B xt,t o D E PP cao su Isopre n CCH 2 CH 3 CH 3 n 5) ỏ vụiđvụi sngđcanxicacbuađaxetilenđvinyl axetilenđDivinylđcaosu Buna 6*) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 31 C x H y (A) A 1 B 1 A 2 A 3 TNT B 2 B 3 Etyle n Đáp án : A: CH 4 ; A 1 :C 2 H 2 ; A 2 :C 6 H 6 ; A 3 : C 6 H 5 CH 3 ; B 1 :C 2 H 6 ; B 2 : C 2 H 5 Cl; B 3 : C 2 H 5 OH 7*) CxHy(X) X 1 X 2 cao su Buna X 4 ( 1 ) (2) + X 3 (3) ( 4 ) (5) C 2 H 5 OH X 4 (6) (7) Đáp án : X:C 2 H 2 ; X 1 :C 4 H 4 (vinyl axetilen); X 2 : C 4 H 6 (Butadien-1,3) ; X 3 : C 6 H 5 CH=CH 2 ; X 4 : C 2 H 4 ; X 5 : C 2 H 5 OH 8*) +H 2 H 2 Oxt Buna S BunaN A 6 A 5 A 4 A 3 A 2A 1 A t o Biết A và A 3 có cùng số C. Đáp án : A:C 4 H 10 ; A 1 :C 2 H 4 ; A 2 : C 2 H 5 OH; A 3 :C 4 H 6 (Divinyl); A 5 :C 4 H 8 ; A 6 :CH 3 - CH(OH)-CH 3 9*) Từ khí thiên nhiên viết phương trình phản ứng điều chế caosu Isopren, cao su Cloropren, Caosu Buna N, CCl 4 . 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 C 2 H 5 OH từ khí cracking. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com . 3-metylpentin-1 II.1.2 CHUỖI PHẢN ỨNG – ĐIỀU CHẾ v Phương pháp : 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. 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. 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