Ở bài trước chúng ta được làm quen với bài học Ankan với các tính chất vật lí, hóa học đặc trưng. Hôm nay, congthuctoanlyhoa.com sẽ cùng các bạn tiếp tục làm quen với nội dung mới trong chương trình Hóa học 11, đó chính là Anken. Cùng bắt tay vào học ngay để xem anken có những tính chất gì nhé!
Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp của anken
Đồng đẳng
– Công thức tổng quát dãy đồng đẳng CnH2n(n ≥ 2)
– Tên gọi chung là anken hay olefin.
– Công thức đơn giản nhất là etilen (CH2=CH2).
– Mạch cacbon hở, có thể phân nhánh hoặc không phân nhánh.
– Trong phân tử có 1 liên kết đôi: gồm 1 liên kết σ bền vững và 1 liên kết π kém bền. Nguyên tử cacbon ở liên kết đôi tham gia 3 liên kết σ nhờ obitan lai hóa sp2, còn liên kết π nhờ obitan p không lai hóa.
– Đặc biệt phân tử CH2=CH2 có cấu trúc phẳng.
– Etilen 9C2H4), protilen (C3H6), butilen (C4H10)… có tính chất tương tự etilen lập thành dãy đồng đẳng gọi là dãy đồng đẳng của etilen.
Đồng phân
a. Đồng phân cấu tạo
Anken từ C4H8 trở đi có đồng phân cấu tạo mạch cacbon và vị trí liên kết đôi.
b) Đồng phân hình học
– Nếu mỗi C mang liên kết đôi dính với 2 nhóm nguyên tử khác nhau thì sẽ có 2 cách phân bố không gian khác nhau là đồng phân cis và trans.
– Cách đọc tên đồng phân hình học: ghi tiền tố cis- trans- trước tên gọi anken
Danh pháp
- Tên thông thường của một số ít anken lấy tên từ ankan tương ứng, nhưng đổi hậu tố an thành ilen.
Tên anken = tên ankan đổi đuôi an thành ilen
Ví dụ: CH2=CH2: etilen
CH2=CH–CH3: Propilen
- Tên thay thế:
Tên anken = Tên akan đổi đuôi an thành en
=> Ta có quy tắc:
+ Chọn mạch chính là mạch C dài nhất có chứa liên kết đôi
+ Đánh số C mạch chính từ phía gần liên kết đôi nhất
+ Gọi tên theo thứ tự:
Số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên C mạch chính + số chỉ liên kết đôi + en
Ví dụ: CH2=CH-CH2-CH3: But–1–en
CH3-CH=CH-CH3: But–2–en
Tính chất vật lí của anken
Anken trong chương trinh Hóa học 11 có những tính chất vật lí cần lưu ý như sau:
- Ở điều kiện thường, các anken từ C2H4 → C4H8 ở dạng khí, từ C5H10 trở đi là chất lỏng hoặc rắn
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối
- Nhẹ hơn nước và không tan trong nước
Tính chất hóa học của anken
Trong phân tử anken có 1 π kém bền nên có phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng; liên kết đôi là trung tâm phản ứng; phản ứng phá vỡ liên kết π kém bền.
Phản ứng cộng
Phản ứng cộng là phản ứng trong đó phân tử hợp chất hữu cơ kết hợp với phân tử khác tạo thành phân tử hợp chất mới.
- Cộng hidro (phản ứng hidro hóa):
CnH2n + H2 
CnH2n + 2
- Cộng halogen
CnH2n + X2 → CnH2nX2
CnH2n + Br2 → CnH2nBr2
Anken làm mất màu của dung dịch Brom => ta dùng phản ứng này để nhận biết anken khi làm bài tập
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2-CH2Br
- Cộng HX (X là OH, Cl, Br…)
CnH2n+ HX → CnH2n + 1 X
CH2=CH2 + HBr → CH3-CH2BR
– Cộng HA: Cộng nước, hiđro halogenua, axit sulfuric đậm đặc,…
PTTQ: CnH2n+ HA → CnH2n + 1A (A là X, OSO3H, OH,…)
Phản ứng cộng HX vào anken không đối xứng tuân theo Quy tắc Mac – cop –nhi – côp: “ nguyên tử H ưu tiên cộng vào nguyên tử cacbon bậc thấp hơn ở nối kép , A ưu tiên cộng vào nguyên tử cacbon bậc cao hơn”
Phản ứng trùng hợp
Phản ứng trùng hợp là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành phân tử lớn gọi là polime.
=> Số lượng mắt xích trong một phân tử polime gọi là hệ số trùng hợp, kí hiệu n
Phản ứng oxi hóa
- Anken cháy hoàn toàn tạo thành CO2 và H2O và tỏa nhiều nhiệt.
Đốt anken thu nCO2 = nH2O
- Anken làm mất màu dung dịch KMnO4 (phản ứng được dùng để nhận ra sự có mặt của liên kết đôi) và bị oxi hóa không hoàn toàn thành hợp chất điol.
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO–CH2–CH2–OH + 2MnO2↓ + 2KOH
=> Anken làm mất màu dung dịch KMnO4 → Dùng để nhận biết anken khi làm bài tập
Điều chế anken
Trong phòng thí nghiệm, etilen được điều chế từ ancol etylic
Trong công nghiệp, các anken được điều chế từ ankan
Ứng dụng của anken
– Trùng hợp etilen, propilen, butilen người ta thu được các polime để chế tạo màng mỏng, bình chứa, ống dẫn nước, … dùng cho nhiều mục đích khác nhau.
– Chuyển hoá etilen thành các monome khác để tổng hợp ra hàng loạt polime đáp ứng nhu cầu phong phú của đời sống và kĩ thuật.
– Từ etilen tổng hợp ra những hoá chất hữu cơ thiết yếu như etanol, etilen oxit, etylen glicol, anđehit axetic, …
Bài tập liên quan đến anken
Bài 1:
Dẫn từ từ 3,36 lít hỗn hợp gồm etilen và propilen (đktc) vào dung dịch brom thấy dung dịch bị nhạt màu và không có khí thoát ra. Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng 4,90gam.
a) Viết các phương trình hóa học và giải thích các hiện tượng ở thí nghiệm trên.
b) Tính thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu.
Hướng dẫn:
a) Các phương trình hóa học của phản ứng:
CH2 = CH2 + Br2 → CH2Br – CH2Br
CH2 = CH – CH3 + Br2 → CH2Br – CHBr – CH3
Giải thích:Dung dịch Brom bị nhạt màu do Brom phản ứng với hỗn hợp tạo thành các hợp chất không màu. Khối lượng bình tăng là do các sản phẩm tạo thành là những chất lỏng.
b) Gọi x,y lần lượt là số mol của C2H4 và C3H6 :
nhh=3,36/ 22,4=0,15 (mol)
Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng lên chính là tổng khối lượng của C2H4 và C3H6
Ta có hệ phương trình
=> %V C2H4 = 66,7%
%V C3H6 = 33,3%
Bài 2:
Hỗn hợp khí X hồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tỉ khối của X so với H2 bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau phản ứng xảy ra hoàn hoàn, thu được hỗn hợp khí Y không làm mất màu nước Br, tỉ khối của Y so với H2 bằng 13. Công thức cấu tạo của anken là gì?
Tổng kết
Các bạn vừa cùng congthuctoanlyhoa.com tìm hiểu xong nội dung bài học về Lý thuyết và bài tập Anken. Các bạn đừng quên ghi chú thật kỹ và áp dụng vào các bài tập thực hành để củng cố kiến thức nhé! Chúc các bạn học tập thật tốt và hẹn gặp các bạn ở những bài học hữu ích lần sau!