4) Dẫn 3,36 lít (đktc) hỗn hợp gồm propilen và ankin T qua bình brom dư thì thấy khối lượng bình tăng 6,2 gam. Xác định CTPT của T và phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.[r]
(1)BÀI 30: ANKAĐIEN I – ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
1 Định nghĩa:
- Ankađien dãy hợp chất hiđrocacbon không no, mạch hở, phân tử có lk đơi - Cơng thức chung dạng : CnH2n-2 ( n )
* Ví dụ: số ankađien đầu dãy : CH2=C =CH2 ; CH2 =CH – CH = CH2
Danh pháp: Chỉ số nhánh + tên nhánh + tên mạch + số vị trí lk đơi + đien Phân loại:
Phân loại Tên gọi Công thức
phân tử Công thức cấu tạo
Ankađien hai nối đôi liền
kề
Propađien
(Anlen) C3H4 CH2=C =CH2
Buta-1,2-đien C4H6
CH2 =C = CH – CH3
Ankađien liên hợp
Buta-1,3-đien (hay butađien, hay
đivinyl)
C4H6
CH2 =CH – CH = CH2
2-metylbuta-1,3-đien
(hay isopren) C5H8
CH2 =C – CH = CH2 CH3
Ankađien hai nối đôi xa
cách
Penta-1,4-đien C5H8 CH2 =CH – CH2 – CH = CH2
Các ankađien liên hợp buta-1,3-đien hay isopren có nhiều ứng dụng thực tiễn II – TÍNH CHẤT HĨA HỌC
Tượng tự anken, ankađien có phản ứng cộng , pư trùng hợp pư oxi hóa 1 Phản ứng cộng :
a) Với tác chất dư: (cộng đồng thời vào lk đơi )
* Ví dụ: viết phương trình hóa học phản ứng buta-1,3-đien với dung dịch brom dư
CH2 =CH – CH = CH2 +2 Br2 ❑⃗ CH2 - CH – CH - CH2 Br Br Br Br
(2)* Ví dụ: viết phương trình hóa học phản ứng isopren với khí hiđro dư (xúc tác Ni, to).
CH2 =C – CH = CH2 + H2 ⃗Ni,t0 CH3 - CH – CH2 - CH3 CH3 CH3
2- metyl butan ( iso pentan )
b) Với tác chất theo tỉ lệ mol 1:1: có kiểu cộng 1,2 1,4
* Ph¶n øng céng Br2, Cl2
CH2 - CH – CH = CH2 (cộng 1,2)
CH2=CH – CH= CH2 + Br-Br Br Br
CH2 - CH = CH - CH2 (cộng 1,4) Br Br
* Ph¶n øng céng axit: HCl, HBr, HI…
CH3 - CH – CH = CH2 (cộng 1,2)
CH2=CH – CH= CH2 + H-Br Br
CH3 - CH = CH - CH2 (cộng 1,4) Br
2- Ph¶n øng trïng hỵp
Trùng hợp Butadien tạo thành poli butadien (Cao su buna) :
n CH2 = CH - CH = CH2 ( CH2 – CH = CH – CH2 )n Trùng hợp isopren tạo thành poli isopren (Cao su thiên nhiên ) :
n CH2 = C - CH = CH2 ( CH2 – C = CH – CH2 )n
CH3 CH3 3 Phản ứng oxi hóa :
a) Oxi hóa hồn tồn (phản ứng cháy):
CnH2n-2 + 3n −1
2 O2 ⃗t0 n CO2 + ( n - 1) H2O
Số mol CO2 > số mol H2O
b) Oxi hóa khơng hồn toàn:
- Các ankađien làm màu dung dịch KMnO4 tương tự anken IV – ĐIỀU CHẾ:
1 Điều chế buta-1,3-đien: a Trong công nghiệp
CH3 – CH2 - CH2 - CH3 ⃗xt, t0 CH2 = CH - CH = CH2 + H2 b Trong phịng thí nghiệm:
* Từ ancol etylic: C2H5-OH ⃗ZnO/MgO,450 CH2 = CH - CH = CH2 + H2O + H2 * Tõ axetilen
2CH CH CH2 = CH – C CH
CH2 = CH – C CH + H2 CH2 = CH - CH = CH2
- 800C
400C
- 800C
400C
Trïng hỵp
Trïng hỵp
CuCl, NH4Cl
(3)2 Điều chế isopren:
CH3 – CH - CH2 - CH3 ⃗xt, t0 CH2 = C - CH = CH2 + H2 CH3 CH3
V – ỨNG DỤNG
Nhờ phản ứng trùng hợp từ buta -1,3-dien isopren điiều chế poli butadien poli isopren sản phẩm có tính đàn hồi cao dùng sản xuất cao su (Cao su bu na, cao su isopren…) Cao su buna dùng làm lốp xe, nhựa trám thuyền…
BÀI 32: ANKIN I – ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP
1 Dãy đồng đẳng ankin:
- Ankin : dãy hợp chất hiđrocacbon khơng no, mạch hở, có chứa lk ba - Công thức chung dạng : CnH2n-2 ( n )
* Ví dụ: CH CH ; CH C – CH3 2 Đồng phân:
- Bắt đầu từ ankin C4H6 trở đi, ankin có đồng phân cấu tạo mạch cacbon đồng phân vị trí liên kết ba
* Ví dụ: ứng với cơng thức phân tử C5H8 có đồng phân cấu tạo ankin sau: CH C – CH2 – CH2 - CH3
CH3 – C C – CH2 - CH3 CH C – CH – CH3 CH3
3 Danh pháp:
a Tên thông thường : tên gốc hidro cacbon + axetilen * Ví dụ: Tên thơng thường số ankin hay gặp:
(4)` CH≡C–CH3: Metylaxetilen CH3–C≡C–CH3: đimetylaxetilen CH3–CH2–C≡CH: etylaxetilen
b Tên thay : (IUPAC) tên ankin đọc tương tự ankan anken:
Chỉ số nhánh + tên nhánh + tên mạch + số vị trí liên kết ba + in Lưu ý: - Các ankin C2H2 C3H4 khơng cần số vị trí nối ba.
- Mạch mạch C dài có chứa liên kết ba.
- Đánh số cacbon mạch theo chiều số gần liên kết ba * Ví dụ:
CH C – CH2 – CH2 - CH3 Pent- 1- in CH3 – C C – CH2 - CH3 Pent – - in
CH C – CH – CH3 3- metylbut – - in CH3
II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Các ankin có số cacbon phân tử từ C2 đến C4 chất khí điều kiện thường, cịn ankin khác chất lỏng chất rắn
- Nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy ankin tăng dần theo chiều tăng phân tử khối - Các ankin nhẹ nước không tan nước.
III – TÍNH CHẤT HĨA HỌC
(5)1 Phản ứng cộng :
a) Với tác nhân đối xứng : H2 , Br2 , Cl2.
* Cộng H2 ( xt Ni/t0), ankin phản ứng theo tỷ lệ mol 1:2 tạo ankan:
CnH2n-2 + H2 ⃗Ni/t0 CnH2n+2
CH CH + H2 ⃗Ni/t0 CH3 – CH3 (Etan)
* Cộng H2 ( xt Pd/PbCO3 /t0), ankin phản ứng theo tỷ lệ mol 1:1 tạo anken:
CnH2n-2 + H2 ⃗Pd/PbCO3 CnH2n
CH CH + H2 ❑⃗ CH2 = CH2 ( Etilen ) * Cộng Br2 với tỷ lệ mol 1: ⇒ CnH2n-2 + Br2 ❑⃗ CnH2n Br2
CH CH + Br2 ❑⃗ Br – CH= CH - Br * Cộng Br2 với tỷ lệ mol 1: Phản ứng tiến hành theo giai ®o¹n:
CH CH + Br2 → CH= CH ( 1,2- đibrometen ) Br Br
CH= CH + Br2 → Br– CH - CH -Br ( 1,1,2,2-tetrabrometan) Br Br Br Br
TQ: CnH2n-2 + Br2 ❑⃗ CnH2n - Br4
Phản ứng làm màu dung dịch brom Clo phản ứng t¬ng tù
b) Với tác nhân khơng đối xứng : HX ( khí HCl, khí HBr, H2O…)
* Ví dụ: axetilen phản ứng với khí HCl dư (xúc tác, nhiệt độ):
CH CH + HCl ❑⃗ CH2 = CH- Cl ( vinylclorua ) CH2 = CH- Cl + HCl ❑⃗ CH3 – CHCl2 ( 1,2-đicloetan )
Lưu ý: axetilen phản ứng với khí HCl theo tỉ lệ mol 1:1 (xúc tác HgCl2, nhiệt độ 150-2000c ): CH CH + HCl ⃗HgCl 2,150 CH2 = CH- Cl ( vinylclorua )
Ankin phản ứng với nước (HgSO4, H2SO4, to) xảy theo tỷ lệ số mol 1: 1
CH CH + H2O ⃗HgSO 4, H2 SO4 CH2 = CH – OH ❑⃗ CH3- CH = O Kém bền anđehit axetic
2 Phản ứng trùng hợp : * Phản ứng đime hóa (nhị hợp)
(6)3CH CH
Benzen 3 Phản ứng oxi hóa :
a) Oxi hóa hồn tồn (phản ứng đốt cháy hoàn toàn )
CnH2n-2 + 3n −1
2 O2 ⃗t0 n CO2 + ( n - 1) H2O
Số mol CO2 > số mol H2O
b) Oxi hóa khơng hồn tồn: tương tự anken, ankin làm màu dung dịch KMnO4
4 Phản ứng ion kim loại :
- Các ankin có nối ba đầu mạch (cịn gọi ank-1-in ) có phản ứng với dung dịch AgNO3 NH3 thấy xuất kết tủa vàng nhạt
CH CH + AgNO3 + NH3 ❑⃗ AgC CAg ↓ + 2NH4NO3 Bạc axetilua ( màu vàng )
CH C- CH3 + AgNO3 + NH3 ❑⃗ AgC C- CH3 ↓ + 2NH4NO3 TQ: CH C- R + AgNO3 + NH3 ❑⃗ AgC C- R + NH4NO3
phản ứng dùng để phân biệt ank-1-in với anken ankin khác.
Phản ứng tái tạo : AgC CAg + HCl ❑⃗ CH CH + 2AgCl
IV – ĐIỀU CHẾ
1 Trong phòng thí nghiệm:
- Từ Canxicacbua CaC2 : CaC2 + H2O ❑⃗ Ca(OH)2 + C2H2 ↑ 2 Trong công nghiệp:
- Hiện nay, axetilen điều chế từ Metan
2CH4 ⃗1500 C2H2 + 3H2
Làm lạnh nhanh V – ỨNG DỤNG:
1 Làm nhiên liệu :
Khi cháy axetilen tỏa nhiều nhiệt nên dùng làm đèn xì oxi-axetilen để hàn, cắt kim loại 2 Làm nguyên liệu:
Từ axetilen điều chế nhiều chất quan trọng cho trình tổng hợp hữu cơ9 chất dẻo PVC, axit hữu cơ, este, Tơ sợi tổng hợp…)
BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Dạng 1: Nhận biết khí.
(7)Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt chất khí sau: 1) lưu huỳnh đioxit, eten, etin etan
2) cacbon đioxit, propin, etilen metan
3) vinyl axetilen, but-2-in, hiđro sunfua propan 4) amoniac, but-2-en, but-1-in butan
Dạng 2: Hồn thành chuỗi phương trình phản ứng.
Hoàn thành chuỗi ptpu sau( ghi rõ điều kiện phản ứng xảy )
1 Natri axetat ⃗1 Metan ⃗2 axetilen ⃗3 etilen 4⃗ etan ⃗5 etyl clorua ⃗6 ancol etylic ⃗7 etilen ⃗
8 1,2-đbrometan
2 Canxi cacbua ⃗1 axetilen ⃗2 etan ⃗3 etilen ⃗4 ancol etylic ⃗5 etilen ⃗6 etyl clorua ↓7
Vinyl axetilen ⃗8 buta -1,3- đien ⃗9 cao su buna Benzen anđehit axetic ↑7
Nhôm cacbua ⃗1 Metan ⃗2 axetilen ⃗3 vinyl clorua ⃗4 PVC ↓5
1,2-đibrometen ⃗6 1,1,2,2- tetrabrometan
Dạng 3: Bài toán
1) Đốt cháy hồn tồn 3,2 gam ankin X thu 5,376 lít (đktc) khí CO2 Xác định CTPT X
2) Dẫn 2,7 gam ankin Y vào lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thu 8,05 gam kết tủa Xác định CTPT Y
3) Đốt cháy hoàn toàn 1,792 lít (đktc) hỗn hợp propan ankin Z thu 4,704 lít (đktc) khí CO2 4,14 gam H2O Xác định CTPT Z phần trăm khối lượng chất hỗn hợp ban đầu
4) Dẫn 3,36 lít (đktc) hỗn hợp gồm propilen ankin T qua bình brom dư thấy khối lượng bình tăng 6,2 gam Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu 7,2 gam H2O Xác định CTPT T phần trăm khối lượng chất hỗn hợp ban đầu
5) Dẫn 2,16 gam hỗn hợp gồm axetilen anken X vào dung dịch AgNO3 NH3 dư thấy có 9,6 gam kết tủa lượng khí Dẫn lượng khí vào bình brom dư, thấy có 3,2 gam brom phản ứng Xác định CTPT X phần trăm thể tích chất hỗn hợp ban đầu
6) Dẫn 4,92 gam hỗn hợp etilen Y (đồng đẳng axetilen) vào dung dịch AgNO3 NH3 (dư) thu 8,82 gam kết tủa lượng khí Nếu dẫn hỗn hợp vào dung dịch Br2 dư lượng Br2 phản ứng 33,6 gam Xác định CTPT Y phần trăm khối lượng chất hỗn hợp
(8)