BÀI 38. HỆ THỐNG HOÁ VỀ HIĐROCACBON
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. HỆ THỐNG HÓA CÁC LOẠI HIĐROCACBON QUAN TRỌNG
2. SỰ CHUYỂN HÓA GIỮA CÁC LOẠI HIĐROCACBON
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Phương pháp giải bài tập hoàn thành chuỗi phản ứng
Để làm tốt dạng bài này, học sinh cần ghi nhớ tính chất hóa học, cách điều chế các chất, để biết từ chất A tạo chất B thì nên sử dụng tính chất hóa học của chất A hay sử dụng cách điều chế chất B. Sau đó học sinh viết phương trình phản ứng minh họa cho quá trình từ chất A tạo chất B trong chuỗi phản ứng.
2. Phương pháp giải bài tập đốt cháy hidrocacbon
Một số công thức thường gặp khi đốt cháy các hidrocacbon:
- Đốt cháy ankan CnH2n+2 ta có nankan = nH2O – nCO2 ;
- Đốt cháy anken CnH2n ta có nH2O = nCO2 ;
- Đốt cháy ankin CnH2n-2 ta có nankin = nCO2 – nH2O;
- Đốt cháy benzen CnH2n-6 ta có nH2O < nCO2 ;
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 - trang 172 - SGK Hóa 11:
So sánh tính chất hóa học của:
a) anken với ankin b) ankan với ankylbenzen.
Cho thí dụ minh họa.
Hướng dẫn giải:
a) So sánh tính chất hóa học anken và ankin:
- Giống nhau:
+ Cộng hiđro ( xúc tác Ni, t0)
CH2=CH2 + H2 \(\xrightarrow{Ni,{{t}^{o}}}\) CH3-CH3
CH≡CH + H2 \(\xrightarrow{Ni,{{t}^{o}}}\) CH3-CH3
+ Cộng brom (dung dịch).
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
CH≡CH + 2Br2 → CHBr2-CHBr2
+ Cộng HX theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp.
CH2=CH2 + HCl →CH3-CH2Cl
CH≡CH + HCl \xrightarrow{xt,{{t}^{o}}} CHCl = CH2
+ Làm mất màu dung dịch KMnO4.
3CH≡CH + 4H2O + 8KMnO4 → 3(COOH)2 + 8MnO2↓ + 8KOH
3CH2=CH2 +2KMnO4+ 4H2O → 3CH2(OH)-CH2(OH) + 2MnO2↓ + 2KOH
- Khác nhau:
+ Anken: Không có phản ứng thế bằng ion kim loại.
+ Ankin: Ank-1-in có phản ứng thế bằng ion kim loại.
CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag-C≡C-Ag↓ (vàng) + 2NH4NO3
b) So sánh ankan và ankylbenzen
- Giống nhau:
Phản ứng thế với halogen:
CH3-CH2-CH3 + Cl2 \(\xrightarrow{a/s} \)CH3-CHCl-CH3 + HCl
C6H5CH3 + Cl2 \(\xrightarrow{a/s}\) C6H5CH2Cl + HCl
- Khác nhau:
Ankyl benzen có phản ứng cộng H2, phản ứng thế H trong vòng thơm, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn với dd KMnO4 còn ankan thì không có.
C6H5CH3 + H2 \(\xrightarrow{Ni,{{t}^{o}}}\) C6H11CH3
C6H5CH3 +2KMnO4 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)C6H5COOK + 2MnO2↓ + KOH + H2O
Bài 2 - trang 172 - SGK Hóa 11:
Trình bày phương pháp hóa học:
a) Phân biệt các khí đựng trong các bình riêng biệt không dán nhãn: H2, O2, CH4, C2H4, C2H2.
b) Tách riêng khí CH4 từ hỗn hợp với lượng nhỏ các khí C2H4 và C2H2.
Hướng dẫn giải:
a) Phân biệt các bình đựng khí riêng biệt: H2, O2, CH4, C2H4, C2H2.
-Dẫn từng khí qua dung dịch AgNO3 trong NH3, khí cho kết tủa vàng nhạt là C2H2.
CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC ≡ CAg ↓ + 2NH4NO3
-Dẫn lần lượt 4 khí còn lại qua dung dịch brom, khí nào làm mất màu dung dịch bron là khí C2H4.
CH2 = CH2 + Br2 → CH2Br – CH2Br
-Ba khí còn lại, nhận ra khí O2 bằng tàn đóm còn than hồng: khí O2 làm tàn đóm bùng cháy.
- Hai khí còn lại, cho lần lượt từng khí phản ứng với khí oxi, khí nào cho sản phẩm làm đục nước vôi trong là khí CH4.
2H2 + O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2H2O
CH4 + 2O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) CO2 + 2H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
- Khí còn lại là khí H2.
b) Cho hỗn hợp khí đi qua dung dịch Br2 dư, C2H4 và C2H2 sẽ tác dụng hết với dung dịch Br2, khí đi ra là metan.
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2-CH2Br
CH≡CH + 2Br2 → Br2CH-CHBr2
Bài 3 - trang 172 - SGK Hóa 11:
Viết phương trình hóa học của các phản ứng hoàn thành dãy chuyển hóa sau:
a) Etan →etilen →polietilen.
b) Metan →axetilen →vinylaxetilen →butanđien →polibutađien.
c) Benzen → brombenzen.
Hướng dẫn giải:
a)
(1) CH3-CH3 \(\xrightarrow{xt,{{t}^{o}}}\)CH2=CH2 + H2
(2) nCH2=CH2 \( \xrightarrow{p,xt,{{t}^{o}}}\) ( -CH2-CH2-)n
b)
(1) CH4 \(\xrightarrow{lam\text{ }lanh\text{ }nhanh,\text{ }{{1500}^{o}}C}\) C2H2 + 3H2
(2) 2C2H2 \(\xrightarrow{p,xt,{{t}^{o}}}\)CH≡C-CH=CH2
(3) CH≡C-CH=CH2 + H2 \(\xrightarrow{p,xt,{{t}^{o}}}\)CH2=CH-CH=CH2
(4) nCH2=CH-CH=CH2 \(\xrightarrow{p,xt,{{t}^{o}}}\) (-CH2-CH=CH-CH2-)n
c)
C6H6+Br2 \(\xrightarrow{xt:\,bot\,Fe}\) C6H5Br + HBr
Bài 4 - trang 172 - SGK Hóa 11:
Viết phương trình hóa học tổng quát của phản ứng đốt cháy các loại hiđrocacbon đã nêu trong bảng 7.2. Nhận xét về tỉ lệ giữa số mol CO2 và số mol H2O trong sản phẩm của mỗi loại hiđrocacbon.
Hướng dẫn giải:
Ankan có CTTQ: CnH2n+2
CnH2n+2 +(3n+1)/2O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)nCO2 + (n+1)H2O
Dựa vào PTHH ta thấy: nH2O > nCO2 => nCO2/nH2O < 1.
Anken có CTTQ : CnH2n
CnH2n + 3n/2O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)nCO2 + nH2O
Dựa vào PTHH ta thấy: nH2O = nCO2 => nCO2/nH2O = 1.
Ankin có CTTQ: CnH2n-2
CnH2n-2 + 3n−12O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)nCO2 + (n-1)H2O
Dựa vào PTHH ta thấy: nH2O < nCO2 => nCO2/nH2O > 1.
Ankylbenzen CTTQ: CnH2n-6
CnH2n-6 + (3n−3)/2O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)nCO2 + (n-3)H2O
Dựa vào PTHH ta thấy: nH2O < nCO2 => nCO2/nH2O > 1.
Bài 5 - trang 172 - SGK Hóa 11:
Khi đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X (là chất lỏng ở điều kiện thường) thu được CO2 và H2O có số mol theo tỉ lệ 2 : 1. Công thức phân tử của X có thể là công thức nào sau đây?
A. C4H4. B. C5H12.
C. C6H6. D. C2H2.
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
Ta có: nCO2 : nH2O = 2 : 1
Do nH2O = 2nH => nC : nH = 2 : 2 = 1 : 1
=>Công thức đơn giản của X là (CH)n (Có đáp án A, C, D phù hợp).
Do X là chất lỏng nên X chỉ có thể là benzen C6H6 (do C4H4, C2H2 là chất khí).
Trên đây là Hoá 11 hệ thống hóa về hidrocacbon mà ICAN soạn thảo. Cảm ơn bạn đã theo dõi và chia sẻ nhé. Chúc các bạn học vui vẻ.