CHUYÊN ĐỀ: ALKENE
PHẦN A: LÍ THUYẾT
I. Khái niệm, danh pháp
1. Khái niệm và công thức chung của alkane
- Alkene là những hydrocarbon mạch hở, chỉ chứa các liên kết đơn và một liên kết đôi C = C trong phân tử, có công thức chung CnH2n (n ≥ 2).
Ví dụ: Ethene CH2 = CH2, propene CH2 = CH – CH3,….
2. Danh pháp
a) Alkene không phân nhánh
- Tên theo danh pháp thay thế của alkene
Tiền tố ứng với số nguyên tử carbon trong phân tử
- Số chỉ vị trí liên kết đôi (nếu số C ≥ 4)
- ene
Ví dụ: CH2 = CH – CH2 – CH3: But – 1 – ene
CH3 − CH = CH − CH3: But – 2 – ene
- Tên theo danh pháp thay thế của alkene phân nhánh
Số chỉ vị trí nhánh – Tên nhánh
- Tiền tố ứng với số nguyên tử carbon của mạch chính
- Số chỉ vị trí liên kết đôi (nếu số C ≥ 4)
- ene
Lưu ý:
- Chọn mạch dài nhất, có nhiều nhánh nhất chứa liên kết đôi làm mạch chính.
- Đánh số nguyên tử carbon mạch chính sao cho gần nối đôi hơn.
- Dùng chữ số (1, 2, 3, …) và gạch nối (−) để chỉ vị trí nhánh, vị trí nối đôi (nhóm cuối cùng viết liền với tên mạch chính).
- Nếu có nhiều nhánh giống nhau: dùng các từ như di- (2), tri- (3), tetra- (4) … để chỉ số lượng nhóm giống nhau; tên nhánh viết theo thứ tự bảng chữ cái.
Ví dụ:
II. Đặc điểm cấu tạo
Trong phân tử alkene chứa 1 liên kết đôi C = C còn lại là liên kết đơn C-C và C-H
Trong liên kết đôi có 1 liên kết s bền và một liên kết p kém bền => dễ bị bẻ gãy khi tham gia phản ứng hoá học..
III. Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường
* Alkane từ C2 đến C4 ở trạng thái khí, từ C5 đến C17 ở trạng thái lỏng, không màu, từ C18 trở lên là chất rắn màu trắng.
* Alkane không tan hoặc ít tan trong nước, tan được trong 1 số dung môi hữu cơ
IV. Tính chất hoá học
1. Phản ứng oxi hóa:
* Phản ứng oxi hóa hoàn toàn: CnH2n + O2 nCO2 + nH2O
C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O
* Oxi hóa không hoàn toàn:
- Dung dịch KMnO4 loãng ở nhiệt độ thường oxihóa nối đôi của alkene thành 1,2- diol.
3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O ® 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
VD: 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O ® 3CH2 - CH2 + 2MnO2 + 2KOH
(màu tím) │ │ (màu đen)
OH OH
Nhận xét: Dựa vào sự biến đổi màu của dung dịch KMnO4 (màu tím ®nhạt màu và có kết tủa đen) => phản ứng này được dùng để nhận ra sự có mặt của nối đôi, nối ba.
- Oxi hóa: 2CH2 = CH2 + O2 2CH3CHO
2. Phản ứng cộng (pư đặc trưng):
* Cộng H2: CnH2n + H2 CnH2n+2
C2H4 + H2C2H6
* Cộng X2 (làm mất màu dd.Br2, I2): CnH2n + X2 CnH2nX2
C2H4 + Br2C2H4Br2
CH2 = CH2 + Cl2 ® CH2Cl – CH2Cl
CH3 – CH = CH – CH2 – CH3 + Br2 ® CH3 – CHBr – CHBr – CH2 – CH3
Lưu ý: Alkene làm mất màu dung dịch Br2 nên người ta thường dùng nước Br2 hoặc dung dịch Br2 trong CCl4 làm thuốc thử để nhận biết alkene.
* Cộng HX (HCl, HBr...): CnH2n + HA CnH2n+1A
CH2 = CH2 + HCl ® CH3 – CH2Cl
CH2 = CH2 + H2SO4 ® CH3 – CH2 – OSO3H
Lưu Ý: Từ C3H6 trở đi phản ứng cộng theo qui tắc Markovnikov (Mac-cop-nhi-cop)
VD:
* Phản ứng cộng H2O ® alcohol
VD: CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH

Qui tắc Markovnikov: Khi cộng một tác nhân bất đối xứng HA (H2O hoặc acid) vào liên kết đôi C = C của alkene thì sản phẩm chính được tạo thành do phần dương của tác nhân (H+) gắn vào C có bậc thấp hơn, còn phần âm (A-) của tác nhân gắn vào C có bậc cao hơn.
3. Phản ứng thế X2 (Cl2, Br2…) CnH2n + X2 CnH2n-1X + HCl
C2H4 + Cl2 C2H3Cl + HCl
4. Phản ứng trùng hợp:(điều chế chất dẻo)
nC=C [-C-C-]n
nCH2 = CH2 (-CH2 – CH2 -)n Polyethylene (PE)
Polypropylene (PP)
V. Điều chế
1. Tách H2 khỏi alkane hoặc Cracking Alkane:
CnH2n+2 CnH2n + H2 C2H6C2H4 + H2;
CnH2n+2 CaH2a + CbH2b+2 C3H8 C2H4 + CH4
2. Tách nước khỏi alcohol (rượu): CnH2n+1OH CnH2n + H2O
C2H5OH C2H4 + H2O
CH3 – CHOH – CH2 – CH3
3. Cộng H2 vào alkyne (xt: Pd) hoặc alkadien (xt: Ni):
CnH2n-2 + H2 CnH2n
CH ≡ CH + H2 CH2 = CH2
CH2 = CH – CH = CH2 CH3 – CH2 – CH =CH2
4. Tách HX khỏi dẫn xuất CnH2n+1X CnH2n + HX
C2H5Cl +KOH C2H4 +KCl + H2O
Hoặc C2H5Cl C2H4 + HCl
5. Tách X2 khỏi dẫn xuất: R – CHX – CHX – R’ + Zn R – CH = CH – R’ + ZnCl2
CH2Br – CH2Br + Zn CH2 = CH2 + ZnBr2
VI. Ứng dụng: Là Nguyên liệu tổng hợp 1 số polymer như polyethylene (PE), polypropylene (PP).
PHẦN B: BÀI TẬP PHÂN DẠNG
Dạng 1: Viết công thức cấu tạo
- Phương pháp: Xác định mạch C (Mạch thẳng, mạch nhánh, mạch vòng)
Xác định vị trí liên kết đôi
Điền số H vào C sao cho đủ hóa trị
- Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Viết các công thức cấu tạo mạch hở có thể có ứng với công thức phân tử C3H6; C4H8
Ví dụ 2: Viết các công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử C5H10
Ví dụ 3: Viết các công thức cấu tạo, gọi tên theo danh pháp thay thế của alkene có công thức phân tử C5H10
Ví dụ 4: Viết công thức cấu tạo các alkene sau:
a. but – 2 – ene.
b. 2 – methylpropene.
- Bài tập giải chi tiết
Ví dụ 1: Viết các công thức cấu tạo mạch hở có thể có ứng với công thức phân tử C3H6; C4H8
Lời giải:
C4H8: Phân tử có 4C nên mạch hở gồm mạch thẳng và mạch nhánh
Vị trí nối đôi ở vị trí C số 1, số 2…
MT: CH2 = CH - CH2 - CH3 CH3 - CH = CH - CH3
|
CH3
MN: CH2 = C - CH3


Ví dụ 2: Viết các công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử C5H10
Lời giải:
CH2 = CH - CH2 - CH2 - CH3
CH3 - CH = CH- CH2 - CH3
|
CH3
CH2 = C - CH2 - CH3
|
CH3
CH2 = CH - CH - CH3
|
CH3
CH3 - C= CH - CH3
CH2

CH2
CH2


CH2
CH2

CH2
CH2
CH -
- CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH
CH3
CH2
CH2
C
CH3
CH3
CH
CH2
CH2
CH
CH3
Ví dụ 3: Viết các công thức cấu tạo và gọi tên theo danh pháp thay thế của các alkene có công thức phân tử C5H10
Lời giải:
CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3: pent – 1 – ene
CH3 – CH = CH – CH2 – CH3: pent – 2 – ene
: 3 – methylbut – 1 – ene;
: 2 – methylbut – 2 – ene;
: 2 – methylbut – 1 – ene.
Ví dụ 4: Viết công thức cấu tạo các alkene sau:
a. but – 2 – ene.
b. 2 – methylpropene.
Lời giải:
a. but – 2 – ene: CH3 – CH = CH – CH3.
b. 2 – methylpropene: 
Dạng 2: Viết phương trình hóa học
-Phương pháp: Dựa vào tính chất hóa học của alkene
-Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Viết phương trình hoá học của các phản ứng:
a) Propene tác dụng với hydrogen, xúc tác nickel.
b) Propene tác dụng với nước, xúc tác H3PO4.
c) 2 – methylpropene tác dụng với nước, xúc tác acid H3PO4.
d) But – 1 – ene tác dụng với HCl.
e)CH2 =CH–CH3 trùng hợp
g)CH3 – CH = CH – CH3 trùng hợp
Ví dụ 2: Viết phản ứng xảy ra khi cho CH2=CH2 tác dụng
a) H2 xúc tác Ni, t0
b) Dung dich Br2
c) HBr
d) xúc tác nhiệt độ (hay trùng hợp)
Lời giải:
Ví dụ 1: a)CH2 =CH–CH3 +H2→CH3 –CH2 – CH3
b)
 
c)
 
d) 
e)
g) nCH3 – CH = CH – CH3 (– CH (CH3) – CH (CH3)–)n
Ví dụ 2
(a) CH2=CH2 + H2 CH3-CH3
(b) CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
(c) CH2=CH2 + HBr CH3-CH2-Br
(d) nCH2=CH2 (-CH2-CH2-)n
Dạng 3: Nhận biết
-Phương pháp: Dựa vào tính chất hóa học của các chất, những tính chất sử dụng để nhận biết cho từng chất phải có những dấu hiệu khác nhau
-Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Trình bày cách nhận biết các khí không màu riêng biệt sau
a) Khí CH4 và C2H4
b) Khí SO2 và C2H4
c) Khí CO2, C2H4 và CH4
d) Khí SO2, CO2, C2H4 và CH4
Ví dụ 2:
a) Làm sạch khí CH4 có lẫn khí SO2 và C2H4
b) Làm sạch khí CH4 có lẫn khí SO2 ,CO2 và C2H4
c) Tác rời mỗi khí ra khỏi hỗn hợp CH4 và C2H4
Ví dụ 3: Có thể dùng dd nước Br2 để phân biệt các khí sau đây: NH3, H2S, C2H4, SO2 đựng trong các bình riêng biệt được không? Nếu được hãy nêu hiện tượng quan sát, viết phương trình phản ứng để giải thích
Ví dụ 4: Chỉ được dùng dung dịch brom có thể phân biệt 2 chất khí: SO2 và C2H4 chứa trong hai lọ riêng biệt bị mất nhãn không ? Giải thích?
Ví dụ 5: Cho 5 chất khí: CO2, C2H4, C2H2, SO2, CH4 đựng trong 5 bình riêng biệt mất nhãn. Chỉ dùng hai thuốc thử, trình bày phương pháp hóa học phân biệt mỗi bình trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Các dụng cụ thí nghiệm có đủ.
Ví dụ 6: Hỗn hợp khí gồm: CO2; SO2; C2H4 và CH4. Hãy nhận biết sự có mặt của từng khí trong hỗn hợp.
Ví dụ 7: Có 7 bình khí mất nhãn đựng riêng biệt các khí sau: CO2, SO2, SO3, C2H2, C2H4, CH4, H2. Trình bày phương pháp phân biệt mỗi bình khí và viết các PTHH (nếu có).
Ví dụ 8: Một hỗn hợp gồm các chất khí CO2, H2S, CH4, C2H4, C2H2, SO3. Hãy trình bày phương pháp nhận biết mỗi chất khí trong hỗn hợp, viết phương trình hóa học xảy ra (nếu có).
Lời giải:
Ví dụ 1
a) Dùng dung dịch Br2:
- Mẫu làm mất màu dung dịch Br2 là C2H4 CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
- Mẫu còn lại CH4
b) dung dịch Ca(OH)2 (dư)
- Mẫu có kết tủa là SO2 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
- Mẫu còn lại C2H4
c) * Dùng dung dịch Br2:
- Mẫu làm mất màu dung dịch Br2 là C2H4 CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
- Mẫu không làm mất màu dung dịch Br2 là CO2 và CH4
* Dùng dung dịch Ca(OH)2 (dư)
- Mẫu có kết tủa là CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- Mẫu còn lại CH4
d) Dùng dung dịch Br2:
- Mẫu làm mất màu dung dịch Br2 là SO2 và C2H4 (nhóm I) CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
SO2 + Br2 +2H2O H2SO4 +2HBr
- Mẫu không làm mất màu dung dịch Br2 là CO2 và CH4 (nhóm II)
* Nhóm I: Dùng dung dịch Ca(OH)2 (dư)
- Mẫu có kết tủa là SO2 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
- Mẫu còn lại C2H4
* Nhóm II: Dùng dung dịch Ca(OH)2 (dư)
- Mẫu có kết tủa là CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- Mẫu còn lại CH4
Ví dụ 2:
a) Làm sạch CH4 lẫn SO2 và C2H4
Dẫn hỗn hợp qua dung dịch Br2 dư. Sau phản ứng thu được CH4 sạch. (SO2 và C2H4 bị giữ lại trong dung dịch Br2)
CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
SO2 + Br2 +2H2O H2SO4 +2HBr
b) Làm sạch khí CH4 có lẫn khí SO2 ,CO2 và C2H4
* Dẫn hỗn hợp qua dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau phản ứng thu được CH4 và C2H4. (SO2 và CO2 bị giữ lại trong dung dịch Ca(OH)2)
SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
* Dẫn hỗn hợp CH4 và C2H4 qua dung dịch Br2 dư. Sau phản ứng thu được CH4 sạch. (C2H4 bị giữ lại trong dung dịch Br2)
CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
c) Tác rời mỗi khí ra khỏi hỗn hợp CH4 và C2H4
* Dẫn hỗn hợp qua dung dịch Br2 dư, sau phản ứng thu được CH4 và dung dịch C2H4Br2 và Br2.
CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br
- Cho Zn dư vào dung dịch dung dịch C2H4Br2 và Br2. Sau phản ứng thu được khí C2H4
Br-CH2- CH2-Br + Zn CH2=CH2+ ZnBr2
Zn + Br2 ZnBr2
Ví dụ 3: Có thể dùng dd nước Br2 để nhận biết các khí đó, cụ thể:
- NH3: dd Br2 mất màu, có khí không màu không mùi thoát ra 2NH3 + 3Br2 N2 + 6HBr
Hoặc 8NH3 + 3Br2 N2 + 6NH4Br
- H2S: dd Br2 mất màu, có kết tủa màu vàng H2S + Br2 2HBr + S
- C2H4: dd Br2 mất màu, tạo chất lỏng phân lớp C2H4 + Br2 C2H4Br2
- SO2: dd Br2 mất màu, tạo dd trong suốt đồng nhất SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4
Dạng 4: Bài tập thực tế và thực hành thí nghiệm
-Phương pháp: Quan sát mô hình thí nghiệm hoặc mô tả thí nghiệm
Dựa vào tính chất hóa học của các chất, điều kiện phản ứng, sử lí độc hại …để trả lời yêu cầu
-Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Điều chế và thử tính chất hoá học của ethylene
Chuẩn bị: cồn 96o, dung dịch sulfuric acid đặc, đá bọt; bình cầu có nhánh 250 mL, ống nghiệm (1) chứa khoảng 2 mL dung dịch KMnO4 loãng, ống nghiệm (2) chứa khoảng 2 mL nước Br2 loãng, ống dẫn thuỷ tinh hình chữ L, ống dẫn thuỷ tinh đầu vuốt nhọn, giá để ống nghiệm, nguồn nhiệt, que đóm, lưới tản nhiệt, bình thuỷ tinh chứa dung dịch NaOH.
Tiến hành:
- Cho vài viên đá bọt, 20 mL cồn 96° vào bình cầu. Rót 40 mL dung dịch H2SO4 đặc vào ống đong, sau đó rót từ từ H2SO4 đặc từ ống đong qua phễu vào bình cầu để tránh sự toả nhiệt quá mạnh.
- Lắp bộ dụng cụ như Hình 16.5.
- Đun nóng đến khi ethylene sinh ra và sục ngay vào các ống nghiệm (1) và (2).
- Thay ống dẫn khí thuỷ tinh hình chữ L bằng ống dẫn thuỷ tinh có đầu vuốt nhọn.
Dùng que đóm đang cháy để đốt ethylene ở đầu ống dẫn khí.
Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da sẽ gây bỏng nặng, cần cẩn thận khi sử dụng.
Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.
Ví dụ 2: Tại sao phải dẫn khí đi qua ống nghiệm có nhánh đựng dung dịch NaOH trong Thí nghiệm 1 (Hình 13.5)?
Ví dụ 3: Trái cây chín sinh ra ethylene và ethylene sinh ra tiếp tục kích thích các trái cây xung quanh nhanh chín. Do vậy, để những trái xanh bên cạnh các trái chín cũng là cách để các trái xanh nhanh chín hơn. Ethylene là một trong số các hydrocarbon không no. Hydrocarbon không no là gì? Chúng có cấu tạo, tính chất và ứng dụng trong những lĩnh vực nào?
Ví dụ 4: Nêu dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm điều chế ethylene trong phòng thí nghiệm? Khí ethylene sinh ra có thể lẫn những tạp chất gì ? Giải thích bằng phản ứng hóa học. Nêu cách loại bỏ các tạp chất đó
Ví dụ 5: Có 2 bình X, Y mắc nối tiếp. Dẫn hỗn hợp khí gồm ethylene và sulfur dioxide qua bình X chứa lượng dư dung dịch Br2 trong CCl4 và bình Y chứa lượng dư dung dịch thuốc tím (KMnO4) thì quan sát thấy điều gì? Nếu đổi hóa chất trong 2 bình cho nhau thì hiện tượng quan sát được sẽ như thế nào? Giải thích
Ví dụ 6: Tiến hành thí nghiệm như hình vẽ:
a) Hãy cho biết khí A là khí gì? Hiện tượng gì xảy ra ở ống nghiệm chứa nước brom? Viết các phương trình hóa học xảy ra trong quá trình làm thí nghiệm.
b) Trong quá trình thí nghiệm người ta phải cho thêm đá bọt nhằm mục đích gì?
Ví dụ 7: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí ethylene bằng cách đun nóng hỗn hợp ethyl alcohol và Sulfuric acid đặc (xúc tác) ở nhiệt độ thích hợp. Nếu dẫn khí thoát ra vào ống nghiệm chứa dung dịch KMnO4 thì sau phản ứng trong ống nghiệm ta không thấy xuất hiện kết tủa màu đen (MnO2) như khi cho ethylene lội qua dung dịch KMnO4. Tạp chất (chất X) gì đã gây ra hiện tượng đó? Giải thích?
Ví dụ 8: Nêu hiện tượng, giải thích, viết phương trình phản ứng xảy ra khi úp ống nghiệm chứa đầy hỗn hợp khí C2H2 và C2H4 vào chậu thuỷ tinh chứa dung dịch nước Br2 (như hình bên)
Ví dụ 9: Trong phòng thí nghiệm có các chất lỏng và dung dịch: C2H5OH, dung dịch HCl, dung dịch NaOH, H2O và các chất rắn: CaCO3, KMnO4, NaCl, CuO, Cu, CaC2. Các chất xúc tác cần thiết coi như có đủ.
a) Có thể điều chế được những khí nào trong số các khí sau: H2, O2, Cl2, CO2, CH4, C2H4, C2H2. Viết các phương trình hóa học điều chế mỗi khí (nếu được)
b) Nếu sử dụng bộ thiết bị như hình vẽ (hình bên) thì có thể thu được những khí nào trong số các khí ở trên một cách tốt nhất? Giải thích
Lời giải:
Ví dụ 10:
- Đun cồn 96o với sulfuric acid đặc sinh ra khí ethylene (có lẫn tạp chất như CO2, SO2…).
- Khí sinh ra được dẫn qua bình (1) để loại tạp chất; dẫn tiếp qua bình (2) thấy dung dịch Br2 (hoặc dung dịch KMnO4) nhạt dần đến mất màu do liên kết pi ở liên kết đôi của ethylene kém bền vững.
- Đốt ethylene ở đầu ống dẫn khí, khí ethylene cháy và toả nhiều nhiệt.
- Phương trình hoá học:
C2H5OH → CH2 = CH2 + H2O
CH2 = CH2 + Br2 → CH2Br – CH2Br
3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3HO – CH2 – CH2 – OH + 2MnO2 + 2KOH
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O.
Ví dụ 11:
- Đun cồn 90o với sulfuric acid đặc sinh ra khí ethylene (có lẫn tạp chất như CO2, SO2…).
- Dẫn khí đi qua ống nghiệm có nhánh đựng dung dịch NaOH để loại bỏ các tạp chất, thu ethylene tinh khiết hơn. CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
Ví dụ 12:
- Hydrocarbon không no là những hydrocarbon trong phân tử có chứa liên kết đôi C = C hoặc liên kết ba C ≡ C hoặc cả hai loại liên kết đó.
- Tính chất:
+ Tính chất vật lí: ở điều kiện thường các hydrocarbon không no có thể ở thể khí, thể lỏng hoặc thể rắn. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các hydrocarbon không no nói chung tăng dần theo chiều tăng số nguyên tử carbon trong phân tử. Ngoài ra, các hydrocarbon không no đều nhẹ hơn nước, không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong dung môi không phân cực như chloroform …
+ Tính chất hoá học: Phản ứng đặc trưng của các hydrocarbon không no là phản ứng cộng.
- Ứng dụng: Các hydrocarbon không no được ứng dụng làm nguyên liệu trong tổng hợp hữu cơ, nhiên liệu
Ví dụ 13:
- Hóa chất: Ethyl alcohol khan (hoặc cồn 96o), H2SO4 đặc, dung dịch NaOH, CuSO4 khan.
- Dụng cụ: ống nghiệm có nhánh, ống dẫn khí, nút cao su có lỗ, đá bọt, đèn cồn, giá đỡ.
- Cách tiến hành: Cho 2ml ethyl alcohol khan vào ống nghiệm khô, có sẵn vài viên đá bọt, sau đó thêm từng giọt H2SO4 đặc (4 ml) vào, đồng thời lắc đều. Đun nóng hỗn hợp phản ứng sao cho dung dịch không trào lên ống dẫn khí.
Khi đun nóng hỗn hợp có các phản ứng sau:
C2H5OH + 6H2SO4 2CO2 + 6SO2 + 9H2O
Tạp chất gồm CO2, SO2, hơi nước ...
Cách loại bỏ tạp chất có ảnh hưởng đến ethylene:
Khí ethylene thoát ra có lẫn tạp chất được dẫn qua dung dịch NaOH dư để rửa khí và dẫn qua ống nghiệm chứa CuSO4 khan để làm khô.
SO2 + 2NaOH dư Na2SO3 + H2O
CO2 + 2NaOH dư Na2CO3 + H2O
5H2O + CuSO4 CuSO4.5H2O
Ví dụ 14: * Dẫn 2 khí qua bình X ( chứa Br2 dư trong CCl4), rồi đến bình Y (chứa thuốc tím dư)
- Bình X: Dung dịch Br2 bị nhạt màu vì xảy ra phản ứng sau. CH2=CH2 + Br2 Br-CH2-CH2-Br
- Bình Y: Dung dịch thuốc tím bị nhạt màu vì SO2 không phản ứng với Br2 trong dung môi CCl4 nên di chuyển sang bình Y và phản ứng với thuốc tím theo phản ứng sau:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
* Dẫn 2 khí qua bình X (chứa thuốc tím dư), rồi đến bình Y (chứa Br2 dư trong CCl4)
- Bình X: Dung dịch thuốc tím bị nhạt màu nhiều hơn ở trường hợp trên vì xảy ra đồng thời 2 phản ứng sau: 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 3HO-CH2-CH2-OH + 2KOH + 2MnO2
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
- Bình Y: màu của dung dịch Br2 không đổi vì thuốc tím ở bình X dư nên SO2 và C2H4 hết Không có phản ứng xảy ra giữa C2H4 với Br2 trong bình Y.
Dạng 4: Phản ứng alkene cộng với H2
- Phương pháp:
Hỗn hợp X
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì sau phản ứng có 2 trường hợp
+ TH1: alkane và H2 => H2 dư, alkene hết
+ TH2: alkane và alkene => H2 hết, alkene dư
- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn thì cả hai còn dư.
- Trong phản ứng cộng H2 ta luôn có :
+ Số mol nX > nY => số mol khí sau pư giảm = nX – nY = nH2pư = nalkene pư
+ mX = mY. Do đó
+
- Hai hỗn hợp X, Y cùng chứa số nguyên tử C, H nên đốt cháy cùng lượng X hay Y đều cho cùng kết quả (cùng nO2 pư, cùng nCO2, cùng nH2O). Do đó tính toán trên hỗn hợp Y ta có thể tính toán trên hỗn hợp X.
- Nếu 2 alkene cộng H2 với cùng 1 hiệu suất, ta có thể thay 2 alkene bằng một alkene duy nhất
=> nphản ứng = nH2 pư = (a + b) mol.
- Ví dụ:
Câu 1: Hỗn hợp X gồm C2H4 và H2 có tỉ khối so He là 3,75. Dẫn X qua Ni đun nóng thu được hỗn hợp Y, tỉ khối của Y so với He là 5. Hiệu suất phản ứng hidro hóa là bao nhiêu?(MHe = 4)
Lời giải
Giả sử : 1 mol hỗn hợp; M = 3,75.MHe = 3,75.4 = 15 gam/mol; MY = 5.4 = 20 gam/mol.
Ta có:
(tính theo chất nào cũng được)
Phản ứng:
C2H4 + H2C2H6
Bđ: 0,5 0,5 mol
Pứng: x x x
Sau: 0,5-x 0,5-x x.
BTKL: mX = mY
1.MX = (1-x).MY
15.1 = (1-x).20x = 0,25 mol
H pứng = 0,25.100:0,5 = 50%
Câu 2: Hỗn hợp X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 là 12,5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là bao nhiêu?
Lời giải
Giả sử : 1 mol hỗn hợp; M =7,5.MH2 = 7,5.5 = 15 gam/mol; MY = 5.4 = 25 gam/mol.
Ta có:
(tính theo chất nào cũng được)
Phản ứng:
C2H4 + H2C2H6
Bđ: 0,5 0,5 mol
Pứng: x x x
Sau: 0,5-x 0,5-x x.
BTKL: mX = mY
1.MX = (1-x).MY
15.1 = (1-x).25x = 0,4 mol
H pứng = 0,4.100:0,5 = 80%
Câu 3: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 4,01. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là bao nhiêu?
Lời giải
Giả sử : 1 mol hỗn hợp; M = 4,01.MHe = 4,01.4 = 16,04 gam/mol; MY = 5.4 = 20 gam/mol.
Ta có:
(tính theo H2 vì H2 thiếu)
Phản ứng:
C2H4 + H2C2H6
Bđ: 0,54 0,46 mol
Pứng: x x x
Sau: 0,54-x 0,46-x x.
BTKL: mX = mY
1.MX = (1-x).MY
16,04.1 = (1-x).20x = 0,198 mol
H pứng = 0,198.100:0,46 = 43,043%
Ví dụ 5: Cho một alkene A kết hợp với H2 (Ni xt) ta được alkane B.
a) Xác định CTPT của A, B, biết rằng để đốt cháy hết B bằng một lượng O2 vừa đủ thì thể tích khí CO2 thu được bằng ½ tổng thể tích của B và O2.
b) Một hỗn hợp X gồm A, B và H2 với VX = 22,4 lít. Cho X đi qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp Y với dX/Y = 0,7. Tính VY, số mol H2 và A đã phản ứng với nhau.
Lời giải
a) CnH2n + H2 CnH2n+2
Phản ứng đốt cháy B : CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O
1 n mol
Theo đề ta có: nCO2 = (nB + nO2) => n = (1 + ) => n = 3
Vậy CTPT của A: C3H6; B: C3H8
b) nX = = 1 mol
Gọi a = nA; b = nB; c = nH2 ban đầu
=> a + b + c = 1 mol
=> = 0,7
=> nY = 0,7 => VY = 0,7 . 22,4 = 15,68 lít
- nH2 và nA pư
Ta có: nX – nY = nH2 pư = nA pư = 1 – 0,7 = 0,3 mol
=> nH2 pư = nA pư = 0,3 mol
C3H6 + H2 C3H8
Ví dụ 6: Một bình kín có chứa C2H4, H2 (đktc) và Ni. Nung bình một thời gian sau đó làm lạnh đến 00C. Áp suất trong bình lúc đó là P atm. Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí trước và sau phản ứng đối với H2 là 7,5 và 9.
a. Giải thích sự chênh lệch về tỉ khối.
b. Tính thành phần % thể tích mỗi khí trong bình trước và sau phản ứng.
c. Tính áp suất P.
Lời giải
a) Gọi X là hỗn hợp trước phản ứng; Y là hỗn hợp sau phản ứng.

mX = mY nhưng nX > nY =>
b) Giả sử lấy 1 mol X, trong đó có amol C2H4 và (1-a)mol H2
Theo đề
= 28a + (2(1-a) = 15 => = 0,5 mol
=> hỗn hợp X chứa 50% C2H4 và 50% H2
* Thành phần hỗn hợp Y: Giả sử có x mol C2H4 phản ứng.
C2H4 + H2 C2H6
x x x mol
Vì phản ứng xảy ra không hoàn toàn nên: nY = nC2H4dư + nH2 dư + nC2H6
0,5 – x + 0,5 –x + x = 1 – x
=> = 2. 9 = 18 =
Vì mX = mY = 28. 0,5 + 2 . 0,5 = 15
=> => x = 0,17 mol
=> Hỗn hợp Y chứa 0,33 mol H2 dư; 0,33 mol C2H4 dư và 0,17 mol C2H6
=> %C2H4 = %H2 = 40%; %C2H6 = 20%.
c) Áp dụng công thức
n1 = nX = 1 mol; n2 = n Y = 0,83 mol
p1 = 1 atm (X ở đktc) => p2 = 0,83 atm.
Ví dụ 7: Một hỗn hợp X gồm alkene A và H2. Khi cho X đi qua Ni nóng, xt, được phản ứng hoàn toàn cho ra hỗn hợp khí Y. Áp suất sau phản ứng P2 = 2/3 áp suất P1 trước phản ứng (P1, P2 đo cùng đk)
a. Biết rằng , xác định CTPT có thể có của A.
b. Chọn công thức đúng của A biết rằng hỗn hợp Y khi qua dung dịch KMnO4 loãng dư cho ra 14,5 gam MnO2 kết tủa. Tính nhiệt độ t với V = 6 lít; P2 = 2atm.
Lời giải
a. Gọi a = nA; b = nH2
Phản ứng xảy ra hoàn toàn nên xét 2 trường hợp
Trường hợp 1: Dư A, hết H2 (a >b)
Ta có P2 = => 2P1 = 3P2
Áp dụng công thức
=> => n = 2
=> A: C2H4
Trường hợp 2: Hết A, dư H2 (b > a)
=>
=> A: C4H8
b) Có phản ứng với dung dịch KMnO4 => dư A (Trường hợp 1) => A là C2H4
nC2H4 dư = 0,25 mol; b = 0,25 mol
nY = nC2H4 dư + nC2H6 = 0,5 mol
=> T = = 292,50K hay 19,50C
Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm alkene A ở thể khí ở đktc và H2 có . Cho X đi qua Ni nóng xúc tác, phản ứng hoàn toàn cho hỗn hợp Y có .
a. Xác định CTPT của A và thành phần của hỗn hợp X.
b. Chọn trường hợp A có tỉ khối đối với không khí gần bằng 1. Tính số mol H2 phải thêm vào 1 mol X để có được hỗn hợp Z có . Cho Z qua Ni nóng được hỗn hợp T với . Phản ứng cọng H2 có hoàn toàn không ?
c. Cho T qua 500 gam dung dịch KMnO4 loãng dư. Tính khối lượng dung dịch sau phản ứng.
Lời giải
a. Chọn 1 mol hỗn hợp X: a = nA ; b = nH2 = 14na + 2b = 17,6
Xét 2 trường hợp
* Trường hợp 1: a > b => nY = a => =
Với = mX = 17,6 => a = 0,6 mol; b = 0,4 mol
=> n = 2 ® C2H4 (60%); H2 = 40%