Trang chủ » Giải hóa học 11 Cánh diều mới

Giải chi tiết Hóa học 11 Cánh diều mới bài 13: Hydrocarbon không no

Giải bài 13: Hydrocarbon không no sách Hóa học 11 cánh diều. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài học.

MỞ ĐẦU

Cho các hydrocarbon sau: ethane (CH₃–CH₃), ethene (CH₂=CH₂) và ethyne (CH☰CH). Trong các chất trên, chất nào là hydrocarbon no, chất nào là hydrocarbon không no?

Hướng dẫn trả lời:

Hydrocarbon no: ethane (CH3–CH3).

Hydrocarbon không no: ethene (CH2=CH2) và ethyne (CH☰CH).

Hydrocarbon no là hydrocarbon mà trong phân tử chỉ có liên kết đơn.
Hydrocarbon không no là hydrocarbon mà trong phân tử có liên kết đôi (C=C) và liên kết ba (C☰C) hoặc cả hai loại liên kết đó.

I. KHÁI NIỆM, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP

1. Khái niệm

Câu hỏi 1: Cho công thức cấu tạo của các chất dưới đây:

Câu hỏi 1: Cho công thức cấu tạo của các chất dưới đây:

a) Viết công thức phân tử của các chất trên.

b) Cho biết trong các chất trên, chất nào là hydrocarbon không no, chất nào là alkene, chất nào là alkyne.

Hướng dẫn trả lời:

Chất	Công thức phân tử	Phân loại
(1)	C₆H₁₂	Alkane
(2)	C₅H₈	Alkene
(3)	C₅H₁₀	Alkene
(4)	C₅H₈	Alkyne

Luyện tập 1: Từ Hình 13.1 và Hình 13.2, hãy mô tả dạng hình học của các phân tử ethene và ethyne.

Luyện tập 1: Từ Hình 13.1 và Hình 13.2, hãy mô tả dạng hình học của các phân tử ethene và ethyne.

Hướng dẫn trả lời:

Phân tử ethene có hai nguyên tử carbon và 4 nguyên tử hydrogen đều nằm trên một mặt phẳng.

Phân tử ethyne có hai nguyên tử carbon và 2 nguyên tử hydrogen đều nằm trên một đường thẳng.

2. Đồng phân

Câu hỏi 2: Viết công thức cấu tạo của các alkene có công thức phân tử C4H8. Trong các chất này, những chất nào là đồng phân mạch carbon, những chất nào là đồng phân vị trí liên kết đôi của nhau?

Hướng dẫn trả lời:

Công thức cấu tạo của các alkene có công thức phân tử C4H₈:

CH₂=CH-CH₂-CH₃ (1)

CH₃-CH=CH-CH₃ (cis – trans) (2)

CH₂=C(CH₃)- CH₃ (3)

(1) và (3) là đồng phân mạch carbon.

(1) và (2) là đồng phân vị trí liên kết đôi của nhau.

Câu hỏi 3: Viết công thức cấu tạo dạng đầy đủ và chỉ rõ đồng phân cis-, trans- (nếu có) của mỗi chất sau.

Câu hỏi 3: Viết công thức cấu tạo dạng đầy đủ và chỉ rõ đồng phân cis-, trans- (nếu có) của mỗi chất sau.

Hướng dẫn trả lời:

Chất	CTCT đầy đủ	Tên gọi
a)		pent-1-ene
b)		2-methylbut-2-ene
c)		trans pent-2-ene
d)		pent-2-yne

pent-2-ene có đồng phân hình học

3. Danh pháp

Luyện tập 2: Gọi tên các chất có công thức cấu tạo sau:

a) CH₃-CH₂-C-CH₃
||
CH₂

b) CH₃-CH₂-C☰C-CH₃

c) CH☰C-CH₂-CH₃

Hướng dẫn trả lời:

a) 2-methylbut-2ene

b) pent-2-yne

c) but-1yne

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Vận dụng 1: Thêm hex-1-ene (khối lượng riêng D = 0,67 g mL−1) vào mỗi ống nghiệm chứa nước (D = 1,00 g mL−1) hoặc chloroform (CHCl3 có D = 1,49 g mL−1) rồi lắc đều. Sau khi để yên vài phút, trường hợp nào xảy ra sự phân lớp và khi đó chất nào ở lớp trên, chất nào ở lớp dưới?

Hướng dẫn trả lời:

Thêm hex-1-ene mỗi ống nghiệm chứa nước sẽ xảy ra sự phân lớp vì hex-1-ene là alkene - chất kém phân cực nên không tan trong nước.

Vì hex-1-ene có khối lượng riêng (D = 0,67 g mL−1) nhỏ hơn khối lượng riêng của nước (D = 1,00 g mL−1) => Khi phân lớp, hex-1-ene ở lớp trên, nước ở lớp dưới.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Câu hỏi 4: Năng lượng liên kết của liên kết C-C (trong phân tử ethane) là 368 kJ mol−1 và năng lượng liên kết của liên kết C=C (trong phân tử ethene) là 636 kJ mol−1. Hãy cho biết liên kết nào (σ hay π) dễ bị bẻ gãy hơn khi phân tử tham gia phản ứng.

Hướng dẫn trả lời:

Năng lượng liên kết của liên kết C-C gồm 1 liên kết σ là 368 kJ mol−1

Năng lượng liên kết của liên kết C=C gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết π là 636 kJ mol−1

=> Năng lượng của 1 liên kết π là:

636 - 368 = 268 kJ mol−1

=> liên kết π dễ bị bẻ gãy hơn liên kết σ khi phân tử tham gia phản ứng (268 kJ mol−1 < 368 kJ mol−1).

1. Phản ứng cộng

Câu hỏi 5: Cho biết công thức cấu tạo và tên gọi của alkene, alkyne mà khi hydrogen hoá tạo thành butane.

Hướng dẫn trả lời:

CH₂=CH-CH₂-CH₃ + H₂ → CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

but-1-ene butane

CH₃-CH=CH-CH₃ + H₂ → CH3-CH2-CH2-CH3

but-2-ene

CH☰C-CH₂-CH₃ + 2H₂ → CH3-CH2-CH2-CH3

but-1-yne

CH₃-C☰C-CH₃ + 2H₂ → CH3-CH2-CH2-CH3

but-2-yne

Luyện tập 3: Dưới đây là hình ảnh các ống nghiệm chứa hexane và hex-1-ene sau khi được thêm nước bromine rồi lắc đều.

a) Trong mỗi ống nghiệm, nước nằm trong lớp chất lỏng ở phía trên hay phía dưới?

b) Ống nghiệm nào chứa hexane, ống nghiệm nào chứa hex-1-ene? Giải thích sự khác nhau về màu sắc giữa hai ống nghiệm.

Dưới đây là hình ảnh các ống nghiệm chứa hexane và hex-1-ene sau khi được thêm nước bromine rồi lắc đều.

Hướng dẫn trả lời:

a) Trong ống nghiệm, nước nằm trong lớp chất lỏng ở phía dưới.

b) Ống nghiệm (2) chứa hexane, ống nghiệm (1) chứa hex-1-ene. Ở nhiệt độ thường hexane kém hoạt động nên không phản ứng làm mất màu dung dịch bromie, hex-1-ene là alkene làm mất màu vàng của nước bromine.

Luyện tập 4: Viết phương trình hoá học và xác định sản phẩm chính trong mỗi phản ứng sau:

a) 2-methylbut-2-ene phản ứng với HBr.

b) 2-methylbut-1-ene phản ứng với nước (xúc tác H₂SO₄).

Hướng dẫn trả lời:

a) 2-methylbut-2-ene phản ứng với HBr.

b) 2-methylbut-1-ene phản ứng với nước (xúc tác H2SO4).

2. Phản ứng trùng hợp alkene

Câu hỏi 6: Viết phương trình hoá học của phản ứng trùng hợp propene.

Hướng dẫn trả lời:

nCH₂ = CH - CH₃ (xt, to, p) → (- CH₂ - CH(CH₃) -)_n

3. Phản ứng của alk-1-yne với dung dịch silver nitrate trong ammonia

Câu hỏi 7: Viết công thức cấu tạo của các alkyne có công thức phân tử C₅H₈ và tác dụng được với dung dịch silver nitrate trong ammonia.

Hướng dẫn trả lời:

Công thức cấu tạo của các alkyne có công thức phân tử C5H8

Công thức (1) và (3) có liên kết ba đầu mạch nên có phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3

4. Phản ứng oxi hóa

Vận dụng 2: Hãy trình bày cách phân biệt hex-1-yne (CH₃[CH₂]₃C☰CH) và hex-2-yne (CH₃C☰C[CH₂]₂CH₃) chứa trong hai lọ giống nhau.

Hướng dẫn trả lời:

Cho các chất trên lần lượt qua dung dịch AgNO₃/NH₃

Chất tạo kết tủa vàng là Hex-1-yne.
Không hiện tượng là Hex-2-yne.

Giải thích: các alkyne có liên kết 3 ở đầu mạch mới phản ứng với AgNO3 trong NH₃.

PTHH: CH3[CH2]3C☰CH + AgNO3+ NH₃ → CH3[CH2]3C☰CAg↓ + NH₄NO₃

Câu hỏi 8: Viết phương trình hoá học của phản ứng cháy hoàn toàn của alkane, alkene, alkyne ở dạng công thức tổng quát. So sánh tỉ lệ số mol carbon dioxide và nước tạo ra trong các trường hợp trên.

Hướng dẫn trả lời:

Hydrocarbon	PTHH	Nhận xét
Alkane	$C_{n}H_{2n+2}+\frac{(3n+1)}{2}O_{2}\overrightarrow{}nCO_{2}+(n+1)H_{2}O$	$\frac{n_{CO_{2}}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n+1}<1(n_{CO_{2}}<n_{H_{2}O})$
Alkene	$C_{n}H_{2n}+\frac{(3n)}{2}O_{2}\overrightarrow{}nCO_{2}+nH_{2}O$	$\frac{n_{CO_{2}}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n}=1(n_{CO_{2}}=n_{H_{2}O})$
Alkyne	$C_{n}H_{2n-2}+\frac{(3n-1)}{2}O_{2}\overrightarrow{}nCO_{2}+(n-1)H_{2}O$	$\frac{n_{CO_{2}}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n-1}>1(n_{CO_{2}}>n_{H_{2}O})$

Luyện tập 5: Ở nhiệt độ cao và có mặt dung dịch sulfuric acid đặc, ethanol (CH₃CH₂OH) bị chuyển hoá thành ethylene và nước.

a) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra.

b) Vì sao cần dẫn khí từ ống nghiệm điều chế ethylene qua ống có chứa mẫu bông tẩm dung dịch NaOH đặc?

Hướng dẫn trả lời:

a) CH3CH2OH → CH₂=CH₂+ H₂O

b) Khí ethylene sinh ra có lẫn SO₂. Để khí không lẫn tạp chất thì cần phải dẫn qua bông tẩm NaOH đặc để loại bỏ khí này.

IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

Vận dụng 3: Thực vật có xu hướng sinh ra nhiều ethylene hơn khi bị thương tổn hay gặp điều kiện bất lợi (hạn hán, ngập úng,...). Vì sao khi bày bán trong siêu thị, rau thường được chứa trong các túi nylon có lỗ?

Hướng dẫn trả lời:

Các loại rau tươi được chưa trong túi đục lỗ được dùng để bảo quản giúp hơi nước, khí ethylene thoát ra làm thối nhũn rau.

BÀI TẬP

Bài 1: Viết công thức cấu tạo của các chất có tên dưới đây:

a) pent-2-ene

b) 2-methylbut-2-ene

c) 3-methylbut-1-yne

d) 2-methylpropene

Hướng dẫn trả lời:

a) CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃

b) CH₃-C(CH₃)=CH-CH₃

c) CH₃-CH(CH₃)-C☰CH

d) CH₃-C(CH₃)=CH₂

Bài 2: Viết công thức cấu tạo của sản phẩm chính tạo thành trong các phản ứng dưới đây:

a, $CH\equiv CH+2H_{2}\overrightarrow{}?$

b, $CH\equiv CH+2Br_{2}\overrightarrow{}?$

c, $CH_{3}-C\equiv CH+2HBr\overrightarrow{}?$

Hướng dẫn trả lời:

a) CH₃-CH₃

b) CH₃-CBr₂-CH₃

c) CHBr₂-CHBr₂

Bài 3: Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các khí: ethane, ethylene và acetylene.

Hướng dẫn trả lời:

- Dẫn lần lượt từng khí qua dung dịch AgNO₃/NH₃, xuất hiện kết tủa vàng thì khí đó là acetylene

CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ +2NH₄NO₃

- Lần lượt dẫn 2 mẫu khí còn lại qua dung dịch bromie, mẫu khí nào làm nhạt màu nước bromie là ethylene.

CH₂=CH₂ + Br₂ → BrCH₂-CH₂Br

- Mẫu còn lại không làm mất màu dung dịch bromie là ethane.

Bài 4: Cho các đoạn mạch polymer như ở dưới đây:

Bài 4: Cho các đoạn mạch polymer như ở dưới đây:

Viết phương trình hoá học tổng hợp các polymer trên từ các alkene tương ứng.

Hướng dẫn trả lời:

nCH₂=CH₂ (xt, to, p) → (-CH₂-CH₂-)_n

nCH₂=CHCl (xt, to, p) → (-CH₂-CH(Cl)-)_n

nCH₂=CH-CH₃ (xt, to, p) → (-CH₂-CH(CH₃)-)_n

nCF₂=CF₂ (xt, to, p) → (-CF₂-CF₂-)_n

Bài 5: Trong một phương pháp tổng hợp polyethylene (PE), các phân tử ethylene được hoà tan trong dung môi phản ứng với nhau để tạo thành polymer. Có thể sử dụng methyl alcohol, nước, cyclohexane hay hex-1-ene làm dung môi cho phản ứng trùng hợp PE được không? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Có thể sử dụng methyl alcohol, nước, cyclohexane hay hex-1-ene làm dung môi cho phản ứng trùng hợp PE.

Vì dù ở nhiệt độ cao, PE cũng không thể hòa tan trong nước, trong các loại rượu, cyclohexane hay hex-1-ene.

Tìm kiếm google: Giải Hóa học 11 Cánh diều bài 13, giải Hóa học 11 CD bài 13, Giải Hóa học 11 sách cánh diều mới bài 13 Hydrocarbon không no