Bài tập Hóa học Lớp 11 - Hyđrocacbon

Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. HYDROCACBON II.1 – BÀI TẬP GIÁO KHOA I.1.1 BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC CẤU TẠO – ðỒNG ðẲNG – ðỒNG PHÂN – DANH PHÁP I.1.1.1 Bài tập về ñồng ñẳng
Phương pháp : Có 2 cách xác ñịnh dãy ñồng ñẳng của các hydrocacbon : - Dựa vào ñịnh nghĩa ñồng ñẳng - Dựa vào electron hóa trị ñể xác ñịnh 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 ñồng ñẳng parafin chính là dãy ñồng ñẳng của CH4. - Olefin chính là anken, dãy ñồng ñẳng olefin chính là dãy ñồng ñẳng của C2H4 - Ankadien còn ñược gọi là ñivinyl - Aren : dãy ñồng ñẳng của benzen. - Hydrocacbon : CxHy : y chẵn, y ≤ 2x + 2
Bài tập ví dụ : Ví dụ 1: Viết CTPT một vài ñồng ñẳng của CH4. Chứng minh công thức chung của dãy ñồng ñẳng của CH4 là CnH2n+2. GIẢI : Dựa vào ñịnh nghĩa ñồng ñẳng, CTPT các ñồng ñẳng của CH4 là C2H6, C3H8, C4H10,, C1+kH4+2k Chứng minh CTTQ dãy ñồng ñẳng metan CH4 là CnH2n+2 : 21 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. Cách 1: Dựa vào ñịnh nghĩa ñồng ñẳng thì dãy ñồng ñẳng của metan phải là: CH4 + kCH2 = C1+kH4+2k Tìm mối liên hệ giữa số nguyên tử C và số nguyên tử H ðặt ΣnC = 1 + k = n ΣnH = 4 + 2k = 2(k + 1) + 2 = 2n + 2 Vậy dãy ñồng ñẳng farafin là CnH2n+2 (n ≥ 1) Cách 2: Dựa vào số electron hóa trị : - Số e hóa trị của nC là 4n - Số e hóa trị của 1C dùng ñể liên kết với các C khác là 2 ⇒ Số e hóa trị của nC dùng ñể liên kết với các C khác là [2(n-2)+2] = 2n–2 (vì trong phân tử chỉ tồn tại liên kết ñơn) (Sở dĩ “+2” vì 1C ñầu mạch chỉ liên kết với 1C nên dùng 1e hóa trị, 2C ñầu mạch dùng 2e hóa trị. - Số e hóa trị dùng ñể 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. ⇒ Công thức chung của ankan là CnH2n+2 (n ≥ 1) Cách 3: Metan có CTPT CH4 dạng CnH2n+2 ⇒ dãy ñồng ñẳng của ankan là CnH2n+2 Ví dụ 2: CT ñơn giản nhất của 1 ankan là (C2H5)n. Hãy biện luận ñể tìm CTPT của chất trên. GIẢI : CT ñơn giản của ankan là (C2H5)n. Biện luận ñể tìm CTPT ankan ñó: Cách 1: Nhận xét: CT ñơn giản trên là 1 gốc ankan hóa trị 1 tức có khả năng kết hợp thêm với 1 gốc như vậy nữa ⇒ n = 2 ⇒ CTPT ankan C4H10 Cách 2: Cách 3: CTPT của ankan trên : (C2H5)n = CxH2x+2 ⇒ 2n = x và 5n = 2x + 2 ⇒ 5n = 2.2n + 2 ⇒ n = 2. ⇒ CTPT ankan : C4H10 Ankan trên phải thỏa ñiều kiện số H ≤ 2.số C + 2 ⇒ 5n ≤ 2.2n + 2 ⇒n ≤ 2 n =1 thì số H lẽ ⇒ loại n= 2 ⇒ CTPT ankan là C4H10 (nhận) Vậy CTPT ankan là C4H10 22 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. Ví dụ 3 : Phân biệt ñồng phân với ñồng ñẳng. Trong số những CTCT thu gọn dưới ñây, những chất nào là ñồng ñẳng của nhau? Những chất nào là ñồng phân của nhau.? CH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH3 (1) (2) (3) CH3CHClCH3 (CH3)2CHCH3 CH3CH2CH=CH2 (4) (5) (6) CH3CH=CH2 CH2 CH2 (7) CH2 CH2 CH3 CH3 C=CH2 (8) (9) GIẢI : • Phân biệt ñồng phân với ñồng ñẳng : xem I.2.2/12 • Những chất là ñồng ñẳng của nhau là : 1 và 5 hoặc 1 và 3(ankan); 6 và 7 hoặc 6 và 9 (anken). • Những chất là ñồng phân của nhau : 2 và 4; 3 và 5; 6 và 9 và 8.
Bài tập tương tự : 1) Viết CTPT một vài ñồng ñẳng của C2H4. Chứng minh CTTQ của dãy ñồng ñẳng của etilen là CnH2n , n ≥ 2 nguyên 2) Viết CTPT một vài ñồng ñẳng của C2H2 . Chứng minh CTTQ của dãy ñồng ñẳng của axetilen là CnH2n-2, n ≥ 2 nguyên 3) Viết CTPT một vài ñồng ñẳng của C6H6. Chứng minh CTTQ của các aren là CnH2n-6, n ≥ 6 nguyên II.1.1.2 Bài tập về ñồng phân – danh pháp :
Phương pháp viết ñồng phân : Bước 1: - Từ CTPT suy ra chất thuộc loại hydrocacbon ñã 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 trí các nhóm thế (nếu có). - Nếu có nối ñôi hoặc vòng trong CTCT của chất thì xét xem có ñồng phân hình học không. Bước 3 : - ðiền Hidro. Lưu ý : làm xong phải kiểm tra lại xem các nguyên tố ñã ñúng hóa trị chưa. 23 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học.
Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 : a) Nêu ñiều kiện ñể một phân tử có ñồng phân hình học? b) Viết tất cả các CTCT các ñồng phân của C5H10; Trong các ñồng phân ñó, ñồng phân nào có ñồng phân hình học? ðọc tên các ñồng phân ñó. GIẢI : a) ðiều kiện ñể một phân tử có ñồng phân hình học (ñồng phân cis-trans) : Xét ñồng phân : a b C=C d f ðiều kiện : a ≠ d và b ≠ f - Nếu a > d và b>f (về kích thước phân tử trong không gian hoặc về phân tử lượng M)* ta có ñồng phân cis. - Nếu a > d và b<f (*) ta có ñồng phân trans b) Các ñồng phân của C5H10. - Ứng với CTPT C5H10, chất có thể là penten hoặc xiclopentan. - Các ñồng phân mạch hở của penten. CH2 CH CH2 CH2 CH3 penten-1 CH3 CH CH CH2 CH3 penten-2 CH2 C CH2 CH3 CH3 2-metylbuten-1 CH3 C CH CH3 2-metylbuten-2 CH3 CH CH CH2 3-metylbuten-1 CH3 (3-metylbuten-2 : sai CH3 - Xét ñồng phân cis-trans : Chỉ có penten-2 mới thỏa ñiều kiện ñể có ñồng phân hình học ở trên . CH3 C=C H C2H5 H CH3 C=C H H C2H5 Cis-penten-2 Các ñồng phân mạch vòng xicloankan CH3 Trans-penten-2 CH3 xiclopentan metylxiclobutan CH3 1,2-dimetylxiclopropan 24 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. ylpro 2 C2H5 etylxiclopropan CH3 1,1-dimet CH3pan Ví dụ 2 : Xác ñịnh CTCT của một chất có nhiều ñồng 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 : ðối với loại bài tập này thì làm các bước sau : Bước 1 : Viết tất cả các khung mạch C ứng với CTPT ñề bài cho (nháp) Bước 2 : Thực hiện các phản ứng theo ñề bài và xác ñịnh số sản phẩm. CTCT nào thỏa mãn số sản phẩm ñề bài thì ta chọn (nháp) Bước 3 : Xác ñịnh lại CTCT vừa tìm ñược, viết ptpứ chứng minh. (vở) Ứng với pentan C5H12 có các dạng khung C sau : C 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 C C C C C C C C C C C C (1) C (2) C (3) a) Khi thực hiện phản ứng thế : (1) có 3 vị trí thế (C1, C2, C3) → tạo 3 sản phẩm (loại) (2) có 4 vị trí thế (C1, C2, C3, C4) → tạo 4 sản phẩm (nhận) (3) có 1 vị trí thế (C1 hoặc C3) → tạo một sản phẩm (loại) Vậy CTCT của pentan là (2) : 2-metylbutan (isopentan) Ptpứ : 1 2 3 4 CH3 CHCH2 CH3 CH3 (2) b) Tượng tự : + Cl askt CH2Cl CH CH2 CH3 CH3 CH3 CCl CH2 CH3 CH3 CH3 CH CHCl CH3 CH3 CH3 CH CH2 CH2Cl CH3 CTCT của pentan là (3): 2,2-dimetylpropan (neopentan), khi cracking chỉ cho 2 sản phẩm : CH3 1 2 3 cracking,to CH3 C CH3 (3) CH2 C CH3 + CH4 CH3 Ví dụ 3 : CH3 25 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. 3CH Viết CTCT của các chất có tên sau và gọi tên lại cho ñúng nếu cần : a) 3,3-Diclo-2-etyl propan b) 4-Clo-2-isopropyl-4-metylbuten-2 c) 2-isopropyl penten-1 GIẢI : ðối với loại bài này thì nguyên tắc là từ tên gọi viết CTCT của chất ñó. Sau ñó xét xem người ta ñã gọi tên ñúng chưa bằng cách chọn mạch chính, ñánh số chỉ vị trí nhánhnếu sai thì gọi tên lại. a) 3,3-Diclo-2-etylpropan Cl 2 1 CH3 CH CH Cl 4 2 CH3 1,1-Diclo-2-metylbutan (tên sai do chọn mạch chính 3C chưa phải là mạch dài nhất) b) 4-Clo-2-isopropyl-4-metylbuten-2 Cl 3 4 5 Cách gọi tên trên sai vì chọn CH3 C 2 CH CH 6 mạch chính sai. CH3 CH 1 CH3 CH3 Tên ñúng là : 5-Clo-2,3-Dimetylhexen-3 c) 2-isopropylpenten-1 1 2 3 4 5 CH2 C CH2 CH2 CH3 3 4 5 6 CH2 C CH2 CH2 CH3 2 CH3 CH CH3 CH3 CH 1CH3 (i) (ii) Cách ñọc tên trên là ñúng. Nếu chọn mạch chính là 6C (ii) là sai vì mạch này không chứa nối ñôi.
Bài tập tương tự : 1) Viết CTCT của chất X có CTPT C5H8. Biết rằng khi hydro hóa chất X, ta thu ñược isopren. Mặt khác, chất X có khả năng trùng hợp cho ra cao su tổng hợp. ðọc tên danh pháp IUPAC các ñồng phân mạch hở của X 2) Cho aren có CTPT C8H10. viết CTCT và gọi tên các ñồng phân của A. 3) Viết CTCT và gọi tên lại cho ñúng nếu cần. Xét xem ñồng phân nào có ñồng phân hình học. a) 1,2- Diclo-1-metyl hexan b) 2,3,3-Tri metyl butan c) 1,4-Dimetyl xiclobutan. c) Diallyl d) 3-allyl-3-metylbuten-1 26 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. C H t → 2 e) 2,2,5,5- tetrametylhexin-3 f) 3-metylpentin-1 II.1.2 CHUỖI PHẢN ỨNG – ðIỀU CHẾ
Phương pháp : 1) Muốn làm bài tập chuỗi phản ứng cần lưu ý : - Mỗi mũi tên chỉ viết một phương trình phản ứng. - Bắt ñầu từ phản ứng trong ñó có CTCT của một chất ta ñã biết chính xác (phản ứng không ñược sai CTCT của chất) dựa vào các ñiều 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 ñứt mạch cacbon thì dùng các phản ứng : - Cắt bớt mạch thì dùng cách nhiệt phân muối : o R – COONa + NaOH(r)  CaO,t cao → RH ↑ + Na2CO3 - Cách ñứt thì dùng phương pháp cracking o C2H4 4 10 + C2H6 C3H6 + CH4 3) Nối dài thêm (tăng mạch) cacbon : dùng một trong hai cách ñơn giản của chương trình hóa học phổ thông : a) Trùng hợp : 2HC ≡ CH CuCl, NH4Cl,100 o C CH =CH-C ≡ CH b) Nối hai gốc ankyl : to R–Cl + 2Na + R’–Cl → R–R’ + 2NaCl 3) Bài tập ñiều chế là một dạng khác của chuỗi phản ứng, ở ñây ñề bài chỉ cho biết nguyên liệu ban ñầu và yêu cầu ñiều chế một chất nào ñó. ðể làm ñược bài này, học sinh phải nhớ và viết các ptpứ trung gian có ghi kèm ñầy ñủ ñiều kiện phản ứng. Có nhiều cách ñiều chế khác nhau với cùng một bài ñiều chế. Lưu ý : nếu ñề bài yêu cầu viết sơ ñồ ñiều chế (hoặc sơ ñồ tổng hợp) thì ta chỉ cần viết dưới dạng một chuỗi phản ứng từ nguyên liệu ñến sản phẩm, trên các mũi tên có ghi kèm ñiều 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 ñồng ñẳng cao hơn. - Khí cracking : Hydrocacbon chưa no (C2H4, C3H6, C4H8), ankan (CH4, C2H6, C4H10) và H2. - Khí than ñá : chủ yếu là H2(60%), CH4 (25%) còn lại là CO, CO2, N2 - Khí lò cao : CO2, CO, O2, N2,
Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 : Chuỗi phản ứng cho biết CTPT các chất : 27 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. o Hoàn thành chuỗi phản ứng sau : C2H5COONa  (1) → C2H6  ( 2) → C2H5Cl  (3) → C4H10  ( 4) → CH4  (5) → CO2 GIẢI : Nhận xét : ñề bài ñã cho biết CTPT các chất, ta chỉ cần nhớ và viết phản ứng có ñầy ñủ ñiều kiện ñể hoàn thành phản ứng không cần suy luận nhiều. Loại bài này thường ñược dùng ñể trả bài hoặc làm bài tập cơ bản trong tiết bài tập. (1) cắt bớt mạch ⇒ nhiệt phân muối. (3) tăng mạch cacbon ⇒ nối hai gốc ankyl. Ptpư : (1) C2H5COONa + NaOH (r)  CaO,t cao → C2H6 + Na2CO3 (2) C2H6 + Cl2  a's'kt → C2H5Cl + HCl t o (3) C2H5Cl + 2Na + C2H5Cl → C4H10 (4) C4H10  Cracking → CH4 + C3H6 (5) CH4 + 2O2  → CO2 + 2H2O Ví dụ 2 : ðề bài không cho biết CTPT của các chất nhưng cho biết ñiều kiện phản ứng. + Viết phương trình phản ứng, xác ñịnh CTCT các chất : AlC3 + L → E + X (1) O E 1500C,lln → Y + Z (2) o CH3COOH + Y  t, xt → A (3) nA trunghop → B (4) GIẢI : Phân tích ñề : ðiều kiện phản ứng chính là dấu hiệu suy luận tìm CTCT các chất. - Dựa vào (2) ⇒ E : CH4 - Y hoặc là C2H2 hoặc H2 (4)A có phản ứng trùng hợp ⇒ trong phân tử A có C=C; (3) CH3COOH + Y → A ⇒ Y là C2H2 và Z : H2. (1) ⇒ L : H2O; X : Al(OH)3 (3) CH3COOH + C2H2(Y) → CH3COOCH =CH2 (A) (4) ⇒ (B) : CH CH2 OCOCH3 n Ptpứ : Al4C3 + 12H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3 O 2CH4  1500C,lln → C2H2 + 3H2 Hg 2 + ,t o CH3COOH + HC ≡ CH → CH2=CHOCOCH3 28 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. n CH2=CHOCOCH3 xt,to,p CH CH2 OCOCH3 n Ví dụ 3: ðề bài không cho ñiều 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 + Br2 → G G + KOH → J + + J → B (tam hợp) B + Cl2 → C6H6Cl6 J + C → D 2J → X X + C → E GIẢI : Nhận xét : giữa các phản ứng ñều có mối liên hệ với nhau, mỗi chữ cái ứng với một chất nhất ñịnh và các chất không trùng nhau. Ở bài này, từ phản ứng tạo 666, ta tìm ñược B, dựa vào các dấu hiệu khác, suy luận tìm ra các chất còn lại Phân tích ñề : B + Cl2 → C6H6Cl6 ⇒ B : C6H6 J → B ⇒ J : C2H2 F + Br2 → G ⇒ G có hai nguyên tử Brom trong phân tử. Mà G + KOH → C2H2 (J) ⇒ G : C2H4Br2 ⇒ F : C2H4 C2H2(J) + C→D ⇒ C : H2 và D : C2H6 (D không thể là C2H4 ñược vì trùng F) D→C2H4(F) + C A → D(C2H6) + F(C2H4) ⇒ A : C4H10 Vậy A : C4H10; C:H2 ; D:C2H6 ; F : C2H4; G:C2H4Br2 ; J:C2H2 Ptpứ : Cracking ,t o C4H10 → C2H6 + C2H4 t o C2H6 → C2H4 + H2 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 C2H4Br2 + 2KOH Rượ→u C2H2 + 2KBr + 2 H2O 3C2H2 600oC, cacbon hoaït tính C6H6 C6H6 + 3Cl2 → C6H6Cl6 o C2H2 + 2H2  Ni,t C → C2H6 29 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. n Ví dụ 4 : Viết sơ ñồ phản ứng tổng hợp PVC từ ñá vôi và than ñá. GIẢI : Sơ ñồ : 1000oC + C + H2O + HCl truøng hôïp CaCO3 CaO loø ñieän CaC2 C2H2 C2H3Cl CH2 CH Cl
Bài tập tương tự : Hoàn thành các chuỗi phản ứng sau. Ghi ñầy ñủ ñiều kiện phản ứng : 1) (1) (2) (3) (4) (5) (6) Röôïu butylic Butilen Butan Metan axetilen Etilen PE (7) 2) Etilen glicol (1) (2) (3) (4) Etilen glicol C2H4 C2H5OH C2H4 (5) PE Etyl Clorua 3) CH3COONa (1) (5) CO2 Al4C3 C3H8 C 4) (2) (3) (4) CH4 B (6) CH3Cl C2H2 PP Ankan A xt,t o D E cao su Isopren CH3 C CH2 CH3 n 5) ðá vôi→vôi sống→canxicacbua→axetilen→vinyl axetilen→Divinyl→caosu Buna 6*) 30 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. t A1 CxHy(A) B1 A2 A3 TNT B2 B3 Etylen ðáp án : A: CH4; A1:C2H2 ; A2 :C6H6 ; A3: C6H5CH3; B1:C2H6 ; B2: C2H5Cl; B3: C2H5OH 7*) CxHy(X) (2) + X3 X1 X2 (3) cao su Buna (5) (7) (6) X4 C2H5OH X4 ðáp án : X:C2H2; X1:C4H4 (vinyl axetilen); X2 : C4H6 (Butadien-1,3) ; X3: C6H5CH=CH2; X4: C2H4; X5: C2H5OH 8*) A A1 BunaN A2 A3 +H2 Buna S o A4 A5 xt H2O A6 Biết A và A3 có cùng số C. ðáp án : A:C4H10; A1:C2H4; A2: C2H5OH; A3 :C4H6 (Divinyl); A5:C4H8; A6:CH3- CH(OH)-CH3 9*) Từ khí thiên nhiên viết phương trình phản ứng ñiều chế caosu Isopren, cao su Cloropren, Caosu Buna N, CCl4. Cho các chất vô cơ và ñiều kiện thí nghiệm coi như ñủ. 10) Viết phương trình phản ứng tổng hợp tổng hợp caosu từ chất ñầu là isopentan. Các ñiều kiện phản ứng và các chất vô cơ coi như ñủ. 11) Viết phương trình phản ứng ñiều chế C2H5OH từ khí cracking. 31 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. II.1.3 TÁCH – TINH CHẾ II.1.3.1 Tách các hydrocacbon :
Nguyên tắc : Tách rời là tách riêng tất cả nguyên chất ra khỏi hỗn hợp bằng cách tách dần từng chất một. Thí nghiệm này khó, ñòi hỏi phải chọn hoá chất thích hợp ñể tách và hoàn nguyên lại chất ñó. Sơ ñồ : A,B + X A (nguyeân chaát) B (nguyeân chaát) BX + Y
Phương pháp: * Phương pháp vật lý : XY (loaïi boû) - Phương pháp chưng cất ñể tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau, có thể dùng phương pháp chưng cất rồi ngưng tụ thu hồi hóa chất. - Phương pháp chiết (dùng phễu chiết) ñể tách riêng những chất hữu cơ tan ñược trong nước với các chất hữu cơ không tan trong nước (do chất lỏng sẽ phân thành 2 lớp) - Phương pháp lọc (dùng phễu lọc) ñể tách các chất không tan ra khỏi dd. * Phương pháp hóa học : - Chọn những phản ứng hóa học thích hợp cho từng chất ñể lần lượt tách riêng các chất ra khỏi hỗn hợp, ñồng thời chỉ dùng những phản ứng hóa học mà sau phản ứng dễ dàng tái tạo lại các chất ban ñầu. - Một số phản ứng tách và tái tạo: Hidrocacbon Phản ứng ñể tách Phản ứng tái tạo Phương pháp thu hồi Anken c c R-CH=CH2 + Br2 → R-CHBr-CH2Br R-CHBr-CH2Br o Zn, tC → R-CH=CH2 Thu lấy khí anken bay ra (hoặc chiết lấy anken lỏng phân lớp) Etilen CH2=CH2 CH2=CH2 + H2SO4 →CH3–CH2OSO3H CH3–CH2OSO3H Zn, tC → CH2=CH2 o +H2SO4 32 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. o o Ankin-1 và axetilen R-C ≡ CH 2R-C ≡ CH + o Ag2O  NH3, t C → 2R-C ≡ CAg + 2H2O R–C≡CAg + HCl → R–C≡CH + AgCl↓ Lọc bỏ kết tủa ñể thu hồi ankin lỏng hoặc thu lấy ankin khí. Benzen và các ñồng ñẳng của benzen Không tan trong nước và trong các dd khác nên dùng phương pháp chiết ñể tách. - Nếu có anken và ankin thì tách ankin trước bằng dd AgNO3/NH3 vì ankin cũng cho phản ứng cộng với dd Br2 như anken.
Bài tập ví dụ : Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp khí gồm CH4, C2H4, C2H2 và CO2. GIẢI : Nhận xét: CO2 tan trong dd nước vôi trong, CH4, C2H4, C2H2 thì không, nên dùng các phản ứng ở bảng trên ñể tách: Sơ ñồ tách CH4 CH4 C2H4 Dd AgNO3/NH3 CH4 C2H4 Dd Brom CH4 C2H4Br2 Zn t C2H4 C2H2 Dd Ca(OH)2 C2H4 CO2 C2H2 CaCO3 t CO2 AgC CAg (vaøng) HCl C2H2 Lời giải và phương trình phản ứng: • Dẫn hỗn hợp khí qua dd Ca(OH)2 dư, thu ñược ↓ CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O • Thoát ra ngoài là hỗn hợp khí CH4, C2H4, C2H2 ñược 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 ra ta thu ñược CH4↑. C2H4 + Br2 → C2H4Br2 • Tái tạo CO2 bằng cách nhiệt phân kết tủa CaCO3 • Tái tạo C2H2 bằng cách cho kết tủa C2Ag2 tác dụng với dd HCl C2Ag2 + 2HCl → C2H2↑ + 2AgCl↓ • Tái tạo C2H4 bằng cách cho chất lỏng C2H4Br2 tác dụng với Zn/rượu: 33 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. 2 4 C2H4Br2 + Zn röôïu C H + ZnBr2
Bài tập tương tự : 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 :
Nguyên tắc : Tinh chế là làm sạch hóa chất nguyên chất nào ñó bằng cách loại bỏ ñi tạp chất ra khỏi hỗn hợp (nguyên chất và tạp chất).
Phương pháp : Dùng hóa chất tác dụng với tạp chất mà không phản ứng với nguyên chất tạo ra chất tan hoặc tạo ra chất kết tủa lọc bỏ ñi. Sơ ñồ tinh chế : A,B +X A(nguyeân chaát) BX (loaïi boû) Trong ñó X là hóa chất ta phải chọn ñể tác dụng với B ñể loại B ra khỏi hỗn hợp.
Bài tập ví dụ : Các phương trình phản ứng ñều là những phương trình phản ứng quen thuộc ñã gặp ở trên. Do ñó ở phần hướng dẫn giải chỉ ñưa ra các sơ ñồ tinh chế. Ví dụ 1 : Tinh chế (làm sạch) Propilen có lẫn propin, propan và khí sunfurơ GIẢI : Lưu ý : SO2 và C3H6 ñều làm cho phản ứng với dd Brom nên phải tách SO2 trước rồi mới dùng dd Brom ñể tách lấy C3H6 ra khỏi hỗn hợp rồi tinh chế. Sơ ñồ tinh chế C3H6 C3H4 ddAgNO3/NH3 C3H8 C3H6,C3H8 dd Ca(OH)2 SO2 CH C Ag C3H6 C3H8 CaSO3 ddBr2 C3H8 C3H6Br2 Zn C3H6 SO2 3 2 Ví dụ 2: 34 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. Tinh chế C6H6 có lẫn C6H12, C6H5CH3 Sơ ñồ : GIẢI : C6H6 C6H6 C H ddBr2 C6H6 C6H5CH3 DdKMnO4 6 12 C6H5COOH C6H5CH3 C6H12Br2 Ví dụ 3: Tinh chế Styren có lẫn benzen, toluen, hexin-1. GIẢI : Sơ ñồ : C8H8 C6H6 C6H5CH3 ddAgNO3/NH3 C8H8,C6H6 C6H5CH3 ddBr2 C6H6 C6H5CH3 C8H8Br2 Zn C8H8 C5H11C CH C6H5C CAg
Bài tập tương tự : 1) Tinh chế C3H8 lẫn NO2 và H2S, hơi nước 2) Tinh chế C2H6 lẫn NO, NH3, CO2 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. 35 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. II.1.4 NHẬN BIẾT – PHÂN BIỆT
Phương pháp: Tổng quát: - Làm thí nghiệm với các mẫu thử + Chỉ dùng những phản ứng ñặc trưng của hidrocacbon ñể nhận biết + Các phản ứng dùng ñể nhận biết phải ñơn giản, dễ thực hiện và dấu hiệu phản ứng quan sát ñược (màu sắc, ↓, sủi bọt khí, ) - Khi có cả chất hữu cơ và vô cơ nên phân biết chất vô cơ trước, nếu ñược. Cách nhận biết vài chất khí vô cơ quen thuộc: • CO2, SO2 : làm ñục nước vôi trong nhưng SO2 tạo kết tủa vàng khi sục vào dd H2S hoặc làm mất màu nâu ñỏ của dd nước Brom. 2H2S + SO2  → 3S↓(vàng) + H2O SO2 + Br2 + H2O  → 2HBr + H2SO4 • H2O (hơi) : ñổi 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 ñỏ hoặc tạo khói trắng với NH3(khí) • HCl (dd) : làm ñỏ quì tím , sủi bọt CO2 với CaCO3. • NO : chuyển thành nâu khi gặp không khí (NO + ½ O2 → NO2↑) ðỏ nâu • NO2 : khí màu nâu ñỏ • H2 : cho qua CuO nung nóng, CuO chuyển từ màu ñen sang màu ñỏ. CuO + H2  → Cu + H2O (ñen) (ñỏ) • CO : cho lội qua dd PdCl2, sản phẩm khí thu ñược cho sục vào dd nước vôi trong dư thì nước vôi trong bị ñục. CO + PdCl2 + H2O  → CO2 + Pd + 2HCl CO2 + Ca(OH)2  → CaCO3↓ + H2O Thứ tự tương ñối ñể nhận biết các hydrocacbon Hidrocacbon Thuốc thử Dấu hiệu Phương trình phản ứng Ankin ñầu mạch dd AgNO3/NH3 ↓vàng nhạt CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC≡CAg↓ + 36 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. 2NH4NO3 Dd Br2 màu nâu ñỏ Màu nâu ñỏ của dd Br2 bị nhạt hay mất màu CnH2n+2-2k + kBr2 →CnH2n+2Br2k CxHy chưa no (anken, akin, ankadien, ) Dd KMnO4l (tím) Màu tím của dd KMnO4 bị nhạt hay mất màu Benzen & ankan Cl2, a’s’kt Chỉ benzen tạo mù trắng Toluen Dd KMnO4l Mất màu tím C6H5CH3 + 3[O] ddKMnO4 → C6H5COOH + H2O
Những ñiểm cần lưu ý thêm khi nhận biết các hydrocacbon : 1) Phân biệt anken với các hydrocacbon mạch hở khác có số liên kết π nhiều hơn Bằng cách lấy cùng thể tích như nhau của các hydrocacbon rồi nhỏ từng lượng dd Br2 (cùng nồng ñộ) vào. Mẫu nào có thể tích Br2 bị mất màu nhiều hơn ứng với hydrocacbon có số liên kết π 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 ñịnh lượng kết tủa ñể kết luận. CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3  → AgC ≡ CAg + 2NH4NO3 R – C ≡ CH + AgNO3 + NH3  → R – C ≡ 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 ñồng ñẳng khác của benzen Benzen không làm mất màu dd thuốc tím (KMnO4) trong khi các ñồng ñẳng của benzen làm mất màu hoặc nhạt màu dd thuốc tím. * Nếu hỗn hợp phức tạp nên lập bảng ñể nhận biết * Lưu ý: từ hiện tượng suy ra chất Vd: Khi làm ñục nước vôi trong và tạo ↓ vàng với dd H2S là SO2 (ð) Khí SO2 làm ñục nước vôi trong và tạo ↓ vàng với dd H2S là SO2 (ðúng về mặt khoa học nhưng khi nhận biết như vậy là sai qui tắc)
Bài tập ví dụ : Nhận biết các lọ khí mất nhãn : 37 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. Bài 1: a)N2, H2, CH4, C2H4, C2H2 b) C3H8, C2H2, SO2, CO2. a) N2, H2, CH4, C2H4, C2H2 Có 3 cách giải : Cách 1 : Nhận xét: - N2 : không cho phản ứng cháy GIẢI : - H2 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm ñục nước vôi trong - CH4 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm ñục nước vôi trong - Các khí còn lại dùng các phản ứng ñặc trưng ñể nhận biết. Tóm tắt cách giải: - Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử. - Dẫn lần lượt các khí ñi qua dd AgNO3/NH3. Khí nào tạo ñược kết tủa vàng là C2H2 Ag2 ddAgNO3/NH3AgC CAg + H O C2H2 + O 2 (vaøng) - Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brôm (màu nâu ñỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C2H4 H2C=CH2 + Br2 → BrH2C–CH2Br - Lần lượt ñốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N2. Sản phẩm cháy của hai khí kia ñược dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm ñục nước vôi trong là CH4. Mẫu còn lại là H2. 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 ñó nhận biết các khí trong mỗi nhóm trên tương tự cách 1. Cách 1 tối ưu hơn cách 2. b) C3H8, C2H2, SO2, CO2. Nhận xét: Có 3 cách : Cách 1 : - Dẫn bốn khí trên lần lượt qua dd nước vôi trong dư. Có 2 khí làm ñục nước vối trong (nhóm 1) và 2 khí kia không làm ñục nước vôi trong (nhóm 2). 38 Tải miễn phí eBook, ðề thi trắc nghiệm, tự luận các môn học. - Cho 2 khí ở mỗi nhóm lần lượt qua dd nước Brom. Khí ở nhóm 1 làm mất màu nâu ñỏ 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. Cách 2 : - Dùng phản ứng ñặc trưng ñể nhận biết. - Thứ tự nhận biết C2H2, SO2, CO2, C3H8 Cách 3 : - Dẫn 4 khí trên lần lượt vào dd Br