CHUYÊN ĐỀ ANKEN ( CTPT: CnH2n n ≥ 2 )I. Lí THUYẾT ANKEN: I- Tính chất vật lí: – Tương tự ankan, nhiều tính chất vật lí của anken biến đổi tương tự ankan theo độ dài của mạch cũng như sự phân nhánh.– Ơ các đồng phân hình học, dạng trans có điểm nóng chảy cao hơn và điểm sôi thấp hơn so với dạng Cis.II- Tính chất hoá họC. – Tính chất đặc trưng nhất của anken là khuynh hướng đi vào phản ứng cộng, ở các phản ứng này liên kết đứt ra để hai nhóm mới gắn vào và cho một hợp chất no: – Một đặc điểm nổi bật của anken là mật độ electron tập trung tương đối cao giữa hai nguyên tử cacbon của nối đôi C = C và trải rộng ra theo hai phía của liên kết ( .Vì vậy các tác nhân mang điện dương tác dụng đặc biệt dễ dàng vào nối đôi C = C. .Phản ứng cộng vào nối đôi chủ yếu là tác nhân mang điện dương và sau nữa là cộng theo cơ chế gốc1. Các phản ứng cộng. A. Phản ứng công tác nhân đối xứng (H2 , X2 …) + Cộng H2 : Tạo thành ankan tương ứng (Anken có mạch C dàng nào thì ankan có dạng mạch đó) CnH2n + H2 ( CnH2n+2 Chú ý dạng : + Cộng X2 : CnH2n + Br2 ( CnH2nBr2 Chú ý phải viết dạng công thức cấu tạo Phản ứng này được dùng để nhận biệt các hợp chất có liên kết đôi.+) Cộng tác nhân bất đối xứng HX ( Với X là Halozen, – OH ….) Nếu anken đối xứng thì sản phẫm chỉ có 1 sản phẫm ( Khi 1 anken cộng HX thu được 1 sản phẫm thì anken có cấu tạo đối xứng + Nếu anken bất đối xứng R1 – CH = CH – R2 Khi cộng tác nhân bất đối xứng vào anken bất đối xứng thì tuân theo quy tắc Maccopnhicop:Khi cộng tác nhân bất đối xứng vào anken bất đối xứng thì phần mang điện tích dương (H+) ưu tiên cộng vào cacbon bậc thấp ( nhiều hiđro hơn) còn tác nhân mang điện tích âm ưu tiên cộng vào cacbon còn lại của liên kết đôi ( ít hiđro hơn). * Cộng nước:
* Cộng axit HX
* Cộng axit HXO : Axit hipohalogenơ cộng hợp vào nối đôi C = C của anken cho ta ankylclohiđrin
2. Phản ứng trùng hợp. Đn: Là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành chất có khối lượng phân tử rất lớn (polime) Với n là hệ số trùng hợp hay hệ số polime hóa n CH2=CH2 (- CH2 – CH2 -)n ( Mpolime = 28n n R1 – CH =CH – R2 ( Viết phương trình chỉ quan tâm nguyên tử C mang liên kết đôi n H=H (-H2 -H -)n R1 R2 R1 R2 3- Phản ứng oxi hoá:* Phản ứng với dung dịch KMnO4 loãng tạo thành điol: Làm mất màu dung dịch KMnO4
Phản ứng làn đứt liên kết đôi: * Phản ứng với dung dịch KMnO4 nóng: Sản phẩm phụ thuộc vào anken (mức độ thế anken) mà tạo thành axit, xeton hay CO2
Phản ứng tạo thành anken oxit ( phản ứng epoxyl hoá). * Oxi không khí, xúc tác Ag, thời gian tiếp xúc 1 – 4 giây.
* Phản ứng cháy : CnH2n + 1,5n O2 ( n CO2 + n H2O ta có: = . III. Điều chế. 1. Tách HX từ dẫn xuất halozen CnH2n+1X CnH2n + HX Phản ứng tách này xảy ra theo quy tắc tách Zaixep.
2. Tách phân tử halogen từ dẫn xuất gemđihalogen ankan. R1 – CHX – CHX – R2 + Zn ( R1 – CH=CH – R2 + ZnCl2 3. Đề hiđrat hoá ancol.CnH2n+1OH CnH2n + H2O Chú ý: CH3OH không có phản ứng này (Khi tách H2O của hỗn hợp 2 ancol chỉ thu được 1 qnken) Tuân theo quy tắc tách HX ( Khi tách HX chỉ thu được 1 anken thì vị trí của X ?) 4. Hi®ro ho¸ ankin. CnH2n-2 + H2 CnH2n
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP: 1. Phản ứng đốt cháy: CnH2n + 1,5 n O2 ( n CO2 + n H2O * = và mX = mC + mH ; Khi lập công thức cần thông qua mX hoặc Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn agam hỗn hợp eten,propen,but-1-en thu được 52,8g CO2 và 21,6g nước. Giá trị của a là:
A. 18,8g B. 18,6g C. 16,8g* D. 16,4gVí dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn agam hỗn hợp eten,propen,but-2-en cần dùng vừa đủ b lít oxi ở đktc thu được 53.76 lit CO2 và 43,2g nước. Giá trị của b là:
A. 92,4 B. 94,2 C. 80,64 * D. 24,9 Hướng dẫn : Bảo toàn cho O ta có: = = 115,2 ( = 3,6 ( V = 80,64Ví dụ 3:Trôn 400 Cm3 hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và N2 với 900Cm3 oxi (dư) ,đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu được 1300Cm3 hỗn hợp khí và hơi.Nếu dẫn hỗn hợp qua CaCl2 còn lại 900Cm3 ,cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư còn lại 500 Cm3.Công thức phân tử của X là : A. C2H2 B. C3H6 C. C2H6 D. C2H4Hướng dẫn : = 1300 – 900 = 400 và = 900 – 500 = 400 ( = ( X là anken phản ứng = 400 + 200 = 600 ( Dư 300 ( = 500 – 300 = 200 ( VX = 400 – 200 = 200 ( n = 2Ví dụ 4. Đem đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế tiếp nhau thu được CO2 và nước có khối lượng hơn kém nhau 6,76 gam. Vậy 2 công thức phân tử của 2 anken đó là: A. C2H4 và C3H6 * B. C3H6 và C4H8 C. C4H8 và C5H10 D. C5H10 và C6H12.Hướng dẫn : = ( 44x – 18x = 6,76 ( x = 0,26 ( = 2,6 ( C2H4 và C3H6Ví dụ 5. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 anken. Cho sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn, dư thấy bình I tăng 4,14g, bình II tăng 6,16g. Số mol ankan có trong hỗn hợp là:A. 0,06 B. 0,09 C. 0,03 D. 0,045Hướng dẫn : Với anken = ( (n là do ankan gây ra = 0,23 và = 0,14 ( a = 0,09Ví dụ 6: Hỗn hợp A gồm 1 ankan và 1 anken. Số nguyên tử H trong ankan bằng số nguyên tử C trong anken. Đốt cháy 3 g hỗn hợp A thu được 5,4g H2O. CTPT và % khối lượng các chất trong A là:A. CH4: 46,67%; C4H8 : 53,33% B. CH4: 53,33%; C4H8: 46,67%*C. C2H6: 33,33%; C6H12: 66,67% D. C2H6: 66,67%; C6H12: 33,33%Hướng dẫn : = 0,3 với mA = 3 = 12. + 2. ( = = 0,2 ( nAnkan = 0,3 – 0,2 = 0,1 với mAnkan < 3 ( MAnkan < 30 chọn 16 là CH4 ( Anken C4H8 ( %CH4 = 0,1.16/3 = 0,533Ví dụ 7: Chia hỗn hợp 3 anken: C2H4, C3H6, C4H8 thành 2 phần bằng nhau: – Đốt cháy phần 1 sinh ra 5,4g H2O– Phần 2 cho tác dụng với hiđro (có Ni xúc tác), đốt cháy sản phẩm sau phản ứng rồi dẫn sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thì khối lượng kết tủa thu đựơc là:A. 29g B. 30g C. 31g D. 32gHướng dẫn : Với anken = = 0,3 ( Khi đốt thành phần CO2 không đổi ( m↓= 30g 2. Phản ứng với dung dịch Br2: CnH2n + Br2 → CnH2nBr2 Tỷ lệ : nAnken : = 1: 1 Khối lượng tăng của bình bằng khối lượng của anken hoặc hỗn hợp anken Ví dụ 1. Cho hỗn hợp 2 anken liên tiếp trong dãy đồng đẳng đi qua dung dịch Br2, thấy có 80g Br2 phản ứng và khối lượng bình Br2 tăng 19,6g. A. Hai anken đó là:A. C3H6; C4H8 B. C4H8, C5H10 C. C2H4; C3H6 * D. C5H10, C6H12 B. %thể tích của mỗi anken trong hỗn hợp là:A. 20%, 80%* B. 25%, 75% C. 40%, 60% D. 50%, 50%Hướng dẫn : manken = 19,6 g ( = 0,5 = nAnken ( 14 = 19,6 : 0,5 ( = 2,8 ( C2H4 và C3H6 Gọi số mol: x + y = 0,5 và 2x + 3y = 2,8.05 ( x = 0,1 ( %C2H4 = 20% Ví dụ 2: Cho 5,1g hỗn hợp X gồm CH4 và 2 anken đồng đẳng liên tiếp qua dung dịch brom dư thấy khối lượng bình tăng 3,5g, đồng thời thể tích hỗn hợp X giảm một nửA. Hai anken có công thức phân tử là: A. C3H6 và C4H8 B. C2H4 và C3H6 C. C4H8 và C5H10 D. C5H10 và C6H12Hướng dẫn : V giảm ½ ( nAnken = nAnkan = = 0,1 ( Anken = 35 ( = 2,5 ( C2H4 và C3H6 Ví dụ 3: Hỗn hợp A gồm 2 anken đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàn toàn V lít A thu được 13,44 lít CO2 ở đkC. Mặt khác A làm mất màu vừa hết 40g nước Br2. A. CTPT của 2 anken là:A. C2H4, C3H6 * B. C2H4, C4H8 C. C3H6, C4H8 D. C4H8, C5H10 B. Xác định % thể tích mỗi anken tương ứng là. A. 60% và 40%* B. 50% và 50% C. 40% và 60% D. 65% và 35%Hướng dẫn : nAnken = = 0,25 với = 0,25= 0,6 ( = 2,4 ( C2H4, C3H6 Gọi số mol: x + y = 0,25 và 2x + 3y = 2,4.0025 ( x = 0,15 ( %C2H4 = 60%Ví dụ 4: Hỗn hợp khí X gồm 1 ankan và 1 anken. Cho 1,68 lit khí X cho qua dung dịch brom làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa brom thấy còn lại 1,12 lit khí. Mặt khác nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lit khí X rồi cho sản phẩm cháy đi qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thu được 12,5g kết tủA. Công thức phân tử của các hiđrocacbon lần lượt là:A. CH4, C2H4 B. CH4, C3H6 * C. CH4, C4H8 D. C2H6, C3H6Hướng dẫn : Theo bài ra ta có nhổn hợp = 0,075 mol ( nankan = 0,05 mol ( nanken = 0,025 mol = 0,125 = ( = = 1,67 ( Ankan là CH4 ( n = = 3 Ví dụ 5. Cho 10g hỗn hợp khí X gồm etilen và etan qua dung dịch Br2 25% có 160g dd Br2 phản ứng. % khối lượng của etilen trong hỗn hợp là:A. 70% * B. 30% C. 35,5% D. 64,5%Hướng dẫn : = 0,25 = ( %C2H4 = = 0,7 = 70% Ví dụ 6: Một hỗn hợp gồm một ankan X và một anken Y có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử và số mol. m gam . Hỗn hợp này làm mất màu vừa đủ 80g dung dịch brom 20%. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp trên thu được 0,6 mol CO2. X và Y có công thức phân tử là:A. C2H4, C2H6 B. C3H6, C3H8 C. C5H10, C5H12 D. C4H8, C4H10 Hướng dẫn : = 0,1 = ( nhổn hợp = 0,2 mol ( số C = = 3 3. Phản ứng cộng H2: CnH2n + H2 ( CnH2n + 2 ( nanken = nankan ( Vì m không đổi ( (n = số mol anken (H2) tham giaVí dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tỉ khốicủa X so với H2 bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y không làm mất màu nước brom; tỉ khối của Y so với H2 bằng 13. Công thức cấu tạo của anken là A. CH2=CH2. B. CH2=CH-CH2-CH3. C. CH3-CH=CH-CH3. D. CH2=C(CH3)2.Hướng dẫn : = 26 ( Dư H2 ( Dùng công thức ( Chọn n1 = 1 ( n = 0,7 ( (n = 0,3 = nanken = nankan ( = 0,7 dư