Giải SGK Hóa học 11 Cánh diều Bài 13: Hydrocarbon không no có đáp án

- Hydrocarbon no: ethane (CH₃ – CH₃).

- Hydrocarbon không no: ethane (CH₂ = CH₂) và ethyne (CH ≡ CH).

a) Công thức phân tử các chất:

(1) C₅H₁₀;

(2) C₅H₈;

(3) C₅H₁₀;

(4) C₅H₈.

b) Chất là hydrocarbon không no: (2); (3); (4).

Chất là alkene: (3).

Chất là alkyne: (4).

Dạng hình học của phân tử ethene: hai nguyên tử C và 4 nguyên tử H đều nằm cùng trên một mặt phẳng (gọi là mặt phẳng phân tử), các góc  HCH^;HCC^ hầu như bằng nhau và gần bằng 120^o.

Dạng hình học của phân tử ethyne: C mang liên kết ba và 2 nguyên tử H liên kết trực tiếp với chúng nằm trên cùng một đường thẳng.

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

(1) CH₂ = CH – CH₂ – CH₃.

(2) CH₃ – CH = CH – CH₃.

(3)

- Các chất là đồng phân mạch carbon: (1) và (3); (2) và (3).

- Các chất là đồng phân vị trí liên kết đôi: (1) và (2).

Tên gọi các chất lần lượt là:

a) 2 – methylbut – 1 – ene.

b) pent – 2 – yne.

c) but – 1 – yne.

Dựa vào khối lượng riêng và độ tan của các chất, xác định được như sau:

- Khi cho hex – 1 – ene vào ống nghiệm chứa nước xảy ra sự phân lớp, trong đó hex – 1 – ene ở lớp trên và nước ở lớp dưới do hex – 1 – ene không tan trong nước và nhẹ hơn nước.

- Khi cho hex – 1 – ene vào ống nghiệm chứa chloroform không có sự phân lớp do hex – 1 – ene tan trong chloroform.

Liên kết đôi C = C gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết π.

Năng lượng liên kết của liên kết C – C là khoảng 368 kJ mol^-1 (liên kết σ).

Vậy năng lượng liên kết của liên kết π vào khoảng 636 – 368 = 268 kJ mol^-1.

Vậy liên kết π dễ bị bẻ gãy hơn khi phân tử tham gia phản ứng.

Các alkene, alkyne mà khi hydrogen hoá tạo thành butane là:

CH₂ = CH – CH₂ – CH₃: but – 1 – ene.

CH₃ – CH = CH – CH₃: but – 2 – ene.

CH ≡ C – CH₂ – CH₃: but – 1 – yne.

CH₃ – C ≡ C – CH₃: but – 2 – yne.

a) Trong ống nghiệm chứa hexane nước ở phía dưới; trong ống nghiệm chứa hex – 1 – ene nước ở phía trên.

b) Ống nghiệm (1) chứa hex – 1 – ene, do hex – 1 – ene phản ứng được với Br₂ tạo thành chất không có màu.

Ống nghiệm (2) chứa hexane do hexane không phản ứng với bromine nhưng hoà tan 1 phần bromine và hỗn hợp này nổi lên trên nước.

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.

Hiện tượng: có khí sinh ra, khí này làm mất màu dung dịch bromine, làm mất màu thuốc tím. Đốt khí thoát ra ở đầu ống dẫn khí, thấy khí cháy và toả nhiều nhiệt.

Phương trình hoá học giải thích hiện tượng:

C₂H₅OH →H2SO4,to CH₂ = CH₂ + H₂O

CH₂ = CH₂ + Br₂ → CH₂Br – CH₂Br

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

C₂H₄ + 3O₂ →to2CO₂ + 2H₂O.

Đun ethanol với sulfuric acid đặc sinh ra khí ethylene; dẫn tiếp khí qua ống nghiệm đựng Br₂ (hoặc thuốc tím) 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.

Hiện tượng: Đất đèn (thành phần chính CaC₂) tác dụng với nước sinh ra khí acetylene (C₂H₂). Dẫn acetylene vào các ống nghiệm chứa dung dịch KMnO₄ và nước Br₂ thấy các dung dịch này nhạt dần đến mất màu do liên kết pi ở acetylene kém bền vững.

Khi đốt acetylene cháy, toả nhiều nhiệt.

Phương trình hoá học minh hoạ:

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂

CH ≡ CH + 2Br₂ → CHBr₂ – CHBr₂

3CH ≡ CH + 8KMnO₄ → 3KOOC – COOK + 8MnO₂ + 2KOH + 2H₂O

C2H2+ 52O2→to2CO2+ H2O

Đánh số thứ tự từng lọ mất nhãn, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.

Sử dụng dung dịch AgNO₃/ NH₃ (dung dịch silver nitrate trong ammonia) làm thuốc thử.

Nếu xuất hiện kết tủa vàng → hex – 1 – yne. Phương trình hoá học:

CH₃[CH₂]₃C ≡ CH + Ag(NH₃)₂OH → CH₃[CH₂]₃C ≡ CAg + 2NH₃ + H₂O.

Không có hiện tượng gì xuất hiện → hex – 2 – yne.

- Phản ứng cháy hoàn toàn của alkane:

CnH2n+2+3n+12O2→tonCO2+(n+1)H2O1                                                                                                                 n                         (n+1)             mol

Trong phản ứng đốt cháy hoàn toàn alkane: nH2O>nCO2.

- Phản ứng cháy hoàn toàn của alkene:

CnH2n+3n2O2→tonCO2+nH2O1                                                                                       n                           n             mol

Trong phản ứng đốt cháy hoàn toàn alkene: nH2O=nCO2.

- Phản ứng đốt cháy hoàn toàn alkyne:

CnH2n−2+3n−12O2→tonCO2+(n−1)H2O1                                                                                                                      n                        (n−1)             mol
Trong phản ứng đốt cháy hoàn toàn alkene: nH2O<nCO2.

a) Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra:

C₂H₅OH →H2SO4,to CH₂ = CH₂ + H₂O

b) Khí ethylene sinh ra có thể có lẫn các tạp chất như CO₂, SO₂… bông tẩm dung dịch NaOH đặc có tác dụng loại bỏ các tạp chất này.

Phương trình hoá học minh hoạ:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O.

Rau khi bày bán trong các siêu thị thường được chứa trong các túi nylon có lỗ để giảm bớt tích tụ khí ethylene trong túi rau, giúp rau tươi lâu hơn.

a) pent – 2 – ene: CH₃ – CH = CH – CH₂ – CH₃.

b) 2 – methylbut – 2 – ene:

c) 3 – methylbut – 1 – yne

d) 2 – methylpropene

a) CH ≡ CH + 2H₂ →Ni CH₃ – CH₃.

b) CH₃ – C ≡ CH + 2HBr → CH₃ – CBr₂ – CH₃.

c) CH ≡ CH + 2Br₂ → CHBr₂ – CHBr₂.

Dẫn lần lượt từng khí qua ống nghiệm chứa dung dịch AgNO₃/ NH₃ (dung dịch silver nitrate trong ammonia):

- Nếu có kết tủa vàng xuất hiện → khí acetylene.

CH ≡ CH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CAg ≡ CAg + 4NH₃ + 2H₂O.

- Không có hiện tượng xuất hiện là ethane, ethylene (nhóm I).

Dẫn lần lượt từng khí ở nhóm I vào ống nghiệm chứa dung dịch bromine:

- Nếu dung dịch bromine nhạt dần đến mất màu → ethylene.

CH₂ = CH₂ + Br₂ → CH₂Br – CH₂Br.

- Không có hiện tượng xuất hiện → ethane.

- Có thể sử dụng methyl alcohol, cyclohexane làm dung môi cho phản ứng trùng hợp ethylene do các dung môi này hoà tan ethylene nhưng không hoà tan PE.

- Không sử dụng nước làm dung môi cho phản ứng trùng hợp ethylene do nước không hoà tan ethylene.

- Không sử dụng hex – 1 – ene làm dung môi cho phản ứng trùng hợp do có thể tạo ra polime khác PE.