Giải chi tiết Hóa học 11 Kết nối mới bài 16: Hydrocarbon không no

MỞ ĐẦU

Sự ra đời của hoá học alkene khoảng giữa thế kỉ XX là một dấu mốc quan trọng tạo nên bước đột phá cho sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hoá học hữu cơ.

Vậy, alkene, alkyne có vai trò quan trọng thế nào trong hoá học nói chung và hoá hữu cơ nói riêng?

Hướng dẫn trả lời:

I. KHÁI NIỆM, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP

1. Khái niệm và công thức chung của alkene, alkyne

Hoạt động ngiên cứu: Em hãy viết công thức electron, công thức Lewis của các hydrocarbon sau: C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂ Nhận xét sự khác nhau về đặc điểm liên kết trong phân tử của ba hydrocarbon trên.

Hướng dẫn trả lời:

2. Đồng phân

Hoạt động nghiên cứu 1: Điều kiện để có đồng phân hình học của alkene  là gì?

Hướng dẫn trả lời:

Điều kiện để có đồng phân hình học của alkene: a ≠ b và c ≠ d.

Hoạt động nghiên cứu 2: Alkane  có đồng phân hình học không? Giải thích

Hướng dẫn trả lời:

Alkane không có đồng phân hình học. Vì 1 nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nguyên tử giống nhau là hydrogen.

3. Danh pháp

Câu hỏi 1: Viết các công thức cấu tạo và gọi tên theo danh pháp thay thế của các alkane và alkyne có công thức phân tử C₅H₁₀, C₅H₈.

Hướng dẫn trả lời:

Câu hỏi 2: Trong các chất sau, chất nào có đồng phân hình học?

a) CH2=CH-CH3;

b) CH3-CH2-CH=CH-CH3;

c, 

d) CH2=CH-CH2-CH3.

Hướng dẫn trả lời:

Chất b) CH3-CH2-CH=CH-CH3 có đồng phân hình học.

1 nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nhóm thế khác nhau (H, C2H5) và nguyên tử còn lại liên kết với hai nhóm thế khác nhau (H, CH3)

a), c), d) không có đồng phân hình học vì có nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nguyên tử hoặc hai nhóm nguyên tử giống nhau.

II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA ETHYLENE VÀ ACETYLENE

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Câu hỏi 3: 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.

Hướng dẫn trả lời:

a) CH2=CH-CH3 + H2 → CH3-CH2-CH3

b) CH2=CH-CH3 + H2O → CH3-CH(OH)-CH3

c, 

d) CH₂=CH-CH₂-CH₃ + HCl → CH₃-CHCl-CH₂-CH₃ 

Câu hỏi 4: Trong các chất sau, những chất nào làm mất màu nước bromine: propane, propene, propyne, 2-methylpropene?

Hướng dẫn trả lời:

Hoạt động thí nghiệm 1: Điều chế và thử tính chất hóa học của ethylene

Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn trả lời:

Khí sinh ra làm mất màu dung dịch bromine/thuốc tím.

C₂H₅OH + H₂SO₄ → C₂H₄ + H₂O.H₂SO₄

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH2Br

3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO–CH₂–CH₂–OH + 2MnO₂ + 2KOH

Hoạt động thí nghiệm 2: Điều chế và thử tính chất hóa học của acetylene

Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn trả lời:

CaC₂ + H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

CH≡CH + Br₂ →  CHBr=CHBr

CHBr=CHBr + Br₂ →  CBr₂-CBr₂

CH≡CH + KMnO₄ + H₂O → (COOH)₂ + MnO₂ + KOH 

Câu hỏi 5: Hãy trình bày phương pháp hoá học nhận biết ba khí sau: ethane, ethylene, 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 bromine, mẫu khí nào làm nhạt màu nước bromine là ethylene.

CH2 = CH2 + Br2 → Br - CH2 - CH2 - Br

Mẫu khí còn lại là ethane.

Câu hỏi 6: Viết phương trình hoá học của các phản ứng:

a) Propene tác dụng với dung dịch KMnO4.

b) Propyne tác dụng với dung dịch AgNO/NH3.

Hướng dẫn trả lời:

a) 3CH2=CH–CH3 + 4H2O + 2KMnO4 → 3OH–CH2–CH(OH)–CH3 + 2MnO2 + 2KOH

b) CH≡C–CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC≡C–CH3 + NH4NO3