Giáo án Hóa học lớp 11 - Bài 04: Hiđrocacbon không no

n ... Các polime này được sử dụng rộng rãi để sản xuất các chất dẻo thông dụng dùng trong công nghiệp và trong cuộc sống (chế tạo các chi tiết máy, bọc dây điện, làm chai lọ, màng mỏng che mưa, túi bọc hàng ...).
+ Các anken được sử dụng rộng rãi trong việc tổng hợp các chất hữu cơ như từ etilen bằng phản ứng cộng hợp nước người ta sản xuất được rượu etilic công nghiệp, điều chế các dung môi hữu cơ như ClCH2CH2Cl, tổng hợp các mônôme trong công nghiệp sản xuất chất dẻo...
+ Nhờ phản ứng ôxi hoá không hoàn toàn etilen có thể điều chế được anhiđric axetic hay etilen peroxit ...
b) Điều chế :
+ Trong công nghiệp người ta có thể thu được anken từ sản phẩm crackinh dàu mỏ hay điều chế từ ankan tương ứng bằng phản ứng tách hiđro.
+ Trong phòng thí nghiệm etilen nói riêng và anken nói chung thường được điều chế từ phản ứng tách nước từ rượu. Chẳng hạn đun rượu etilic với axit sunphuric đặc ở 170oC thu được etilen :
CH3 - CH2 - OH 	 H2SO4 đ, 170oC	CH2 = CH2 + H2O
B) ankadien:
+ Ankadien là các hiđrocacbon có hai liên kết đôi trong phân tử nên có công thức tổng quát là CnH2n-2.
+ Hai liên kết đôi của ankadien có thể ở liền nhau hay xa nhau nhưng ta thường xét đến các ankadien có liên kết đôi xen kẽ với một liên kết đơn hay còn gọi là liên kết đôi liên hợp. Hai đại diện tiêu biểu cho dãy nàu là butadien - 1,3 và 2 - metylbutadien - 1,3 (còn gọi là isopren)
+ Tính chất của ankadien liên hợp khá giống với anken vì cùng có liên kết đôi như cùng có các phản ứng cộng H2, halogen, axit H-A và phản ứng trùng hợp. Cần chú ý rằng vì có hai liên kết đôi nên cũng có nhiều kiểu phản ứng và tạo ra nhiều loại đồng phân hơn. Thường phản ứng cộng có ưu tiên vào vị trí 1 và vị trí 4 (cộng 1,4) so với cộng vào vị trí 1 và 3 (cộng 1,3).
+ Do sự liên hợp của hai liên kết đôi nên khả năng phản ứng của ankadien liên hợp dễ xảy ra hơn so với các anken tương ứng. Đồng thời vì có hai liên kết đôi nên lượng chất tham gia phản ứng công hợp cũng nhiều hơn.
+ Ankadien được sử dụng để điều chế cao su nhân tạo. Từ butadien, chỉ bằng phản ứng trùng hợp có thể thu được cao su Buna được sử dụng rộng rãi.
+ Có thể đehiđro hoá các ankan có thể thu được ankađien :
CH3- CH2 - CH2 - CH2 - CH3 	xúc tác , toC	CH2 = CH - CH = CH2 + 2 H2
+ Có thể vừa đêhiđro hoá vừa đêhiđrat hoá rượu etilic để thu được butadien - 1,3
2 CH3 - CH2 - OH	Al2O3/ZnO, 400 - 500oC	CH2 = CH - CH = CH2 + H2 + 2 H2O
+ Các polime do các ankađien trùng hợp 1,4 được gọi là cao su. Cao su là vật liệu đặc biệt có tính đàn hồi - có thể bị biến dạng khi tác dụng lực ngoài nhưng tự phục hồi dạng đầu nếu thôi tác dụng lực ngoài.
+ Cao su tự nhiên là sản phẩm trùng hợp từ isopren trong cây cao su. Khi tách ra khỏi mủ cao su ta thu được crep là loại cao su dễ chảy lỏng, ít có tác dụng, do các mạch cao su không nối với nhau nên không có cấu trúc bền chắc. Để chế biến cao su nguời ta đun cao su với lưu huỳnh (sự lưu hoá cao su). Các nguyên tử lưu huỳnh sẽ khâu các mạch cao su ban đầu lại thành mạch không gian và vì thế độ đàn hồi của cao su sẽ khác so với cao su crep. Tuỳ theo hàm lượng S trong cao su ta có cao su đàn hồi tốt (0,5 đến 5%) dùng làm xăm ôtô, lốp xe đạp ... hay đàn hồi ít (5 - 10 %) để làm lốp ôtô hoặc nhiều S (20 đến 40%) được sản phẩm rất cứng đó là nhựa ebonit cách điện.
C) An kin :
1) Tên gọi, cấu tạo phân tử, đồng phân 
+ Định nghĩa : Ankin là những hiđrocacbon không no chứa liên kết ba trong phân tử
+ Tên gọi  thông thường : tên hai gốc + axetilen
+ Tên theo IUPAC: đổi đuôi an từ tên của H.C. no thành đuôi in và vị trí của liên kết 3 theo cách đánh số, lựa chọn mạch chính như trong dãy anken.
+ Từ các ankin có từ 4 nguyên tử cacbon trở lên có đồng phân vị trí nối ba, còn từ 5 nguyên tử cacbon trở lên có đồng phân mạch cacbon. Ankin không có đồng phân hình học
+ Cấu tạo phân tử : Độ âm điện của các nguyên tử cacbon lai hóa tăng dần theo dãy Csp > Csp2 > Csp3. Vì thế liên kết Csp – H phân cực mạnh hơn các liên kết C – H khác, hai nguyên tử C có liên kết ba và hai nguyên tử khác liên kết với hai nguyên tử C này nằm trên moọt đường thẳng. Liên kết ba trong các ankin có năng lượng liên kết bằng 813 kJ/mol bé hơn so với năng lượng ba liên kết đơn: 3x 348 =1044 kJ/mol. Như vậy liên kết p trong ankin khá linh động và dễ đứt ra trong phản ứng hóa học
2) Tính chất hóa học:
+ Các ankin có các liên kết pi dễ tham gia phản ứng cộng và phản ứng ôxi hóa. Ankin còn có H linh động ở vị trí liên kết ba ngay đầu mạch nên còn có thể tham gia phản ứng thay thế thể hiện như tính axit của chất.
Phản ứng cộng:
+ Cộng hiđro khi có mặt xúc tác Ni, Pt hiđro cộng hợp lần lượt vào liên kết ba. Nếu dùng Pd/ PbCO3 hoặc BaSO4 phản ứng sẽ ưu tiên tạo ra anken tương ứng.
CH º CH + H2 	Ni, toC	CH2 = CH2
CH º CH + 2 H2	Ni, toC	CH3 - CH3
+ Cộng Halogien: Clo và Brôm đều dễ cộng hợp vào liên kết ba theo hai giai đoạn, giai đoạn sau khó hơn giai đoạn trước. An kin làm mất màu nước brôm chậm hơn anken.
CH º CH + 2 Br2 	Br2CH-CHBr2
+ Cộng HiđroHalogienua: Phản ứng cũng xảy ra theo hai giai đoạn giai đoạn saucũng khó khăn hơn giai đoạn trước đồng thời có xu hướng cả hai Hal cùng gắn vào một nguyên tử C (đồng thời theo quy tắc Maccôpnhicôp). Thí dụ HCl phản ứng tạo ra vinylclorua ở 150 – 200oC với xúc tác HgCl2.
CH º CH + HCl	CH2 = CH - Cl
+ Các phản ứng cộng hợp khác: Nước (HgSO4, 80oC) tạo ra anđêhit hay xêton; HCN (CuCl2 + NH3) tạo ra acrilonitrin (Vinylxianua); CH3COOH (Zn(CH3COO)2) tạo ra vinylaxetat đều được áp dụng trong công nghiệp.
CH º CH + H - OH	HgSO4, 80oC	CH3 - CHO
Phản ứng Oligome hóa
+ Nhị hợp Axêtilen tạo ra vinylaxetylen (Cu2Cl2,NH4Cl, 80oC)
+ Tam hợp Axêtilen tạo ra benzen (C, 600oC)
+ Trùng hợp n phân tử tạo ra cumulen có thể dẫn điện.
Phản ứng thế bằng ion kim loại
+ Thế bởi ion bạc trong phức amiacat bạc sinh ra kết tủa trắng (phản ứng dùng để nhận biết axêtilen hay an kin đầu mạch) hay với đồng trong phức tạo kết tủa màu đỏ
CH º CH + AgNO3 	C2Ag2 + 2 HNO3
Phản ứng ôxi hóa:
+ Phản ứng cháy: toả nhiều nhiệt tạo nhiệt độ cao vì tạo ra ít nước hơn các ankan hay anken tương ứng.
+ Ô xi hóa không hoàn toàn bằng KMnO4: Làm mất màu dung dịch tạo ra kết tủa nâu đen và các sản phẩm ôxi hóa ngắt mạch ở chính vị trí liên kết ba (phản ứng chậm hơn an ken)
ứng dụng và điều chế:
ứng dụng:
+ Nhiên liệu: Ankin nhất là axetilen khi cháy toả nhiều nhiệt 9không mất nhiệt để làm hoá hơi nước nên nhiệt đoọ trong ngọn lửa có thể đạt rất cao (đèn xì axetilen - oxi có thể đạt đến 3000oC). Tại nhiệt độ này tất cả các kim loại đều nóng chảy. Khi cháy ngoài nhiệt phản ứng còn tạo ánh sáng mạnh (đèn đất).
+ Tổng hợp mônôme: Nhờ phản ứng với các axit từ axetilen có thể điều chế nhiều monome để sản xuất tơ sợi hoá học nhuư vinylclorua, vinilaxetat, vinylxianua (hay còn gọi là acrilo nitril)
+ Tổng hợp các hóa chất cơ bản: Nhờ phản ứng hợp nước dễ dàng điều chế được andehit axetic và tổng hợp được axit axetic. Từ axetilen có thể nhị hợp để thu được vinylaxetylen và dễ dàng điều chế được cloropren (để sản xuất ra cao su cloropren).
Điều chế:
+ Thuỷ phân Cacbua canxi, hay nhôm cacbua (điều chế bằng cách nung ôxit Canxi hay ôxit nhôm với than ở > 2000oC. (PTN, chứa tạp chất).
+ Nhiệt phân mêtan nhanh ở 1500oC (Nhiệt phản ứng là + 397 kJ/mol) cần thêm một lượng nhỏ ôxi để đốt cháy giữ nhiệt độ.
Bài luyện tập
Đồng phân là gì? Hãy viết công thức cấu trúc và gọi tên tất cả các chất có công thức phân tử C4H8.
Cho hiđrocacbon CH3CH=C=CHCH3. Hãy cho biết trạng thái lai hóa của mỗi nguyên tử cacbon trong phân tử. Hiđrocacbon đó có đồng phân hình học, hãy giải thích nguyên nhân và viết công thức cấu trúc của các đồng phân đó?
Đốt cháy hoàn toàn 3,24 g hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B khác dãy đồng đẳng, trong đó A hơn B một nguyên tử cacbon trong phân tử người ta chỉ thu được nước và 9,24 gam CO2. Cho biết tỉ khối hơi của X so với hiđro là 13,5. Tìm công thức phân tử của A và B và % khối lượng mỗi chất trong hỗn hơp X.
Ankadien là gì? Viết công thức cấu trúc và gọi tên ankadien có công thức phân tử C5H8 có đồng phân Cis - Trans.
Trong tinh dầu chanh có chất Limonen có công thức CH3-C6H6C(CH2)(CH3): C10H16. Hiđro hóa limonen thu được mentan C10H20. Viết phương trình phản ứng và viết công thức cấu tạo của mentan. Cho limonen tác dụng với nước (axit làm xúc tác) thu được “tecpinhiđrat” C10H20O2 dùng làm thuốc ho. Hãy viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo của tecpinhiđrat và giải thích hướng của phản ứng?
Cho 4,96 g hỗn hợp Ca và CaC2 tác dụng hết với nước thu được 2,24 lít hỗn hợp khí X. Tính hàm lượng phần trăm CaC2 trong hỗn hợp ban đầu.
Đốt cháy hoàn toàn 13,9 g hỗn hợp A gồm êtan, axetilen và propilen cần 165,2 lít không khí. Mặt khác trộn 40,32 lít hỗn hợp A với H2 lấy dư trong bình kín có xúc tác Ni nung nóng. Sau khi phản ứng diễn ra hoàn toàn thể tích khí trong bình giảm đi 44,8 lít. Tính thành phần % khối lượng hỗn hợp đầu biết thể tích đo ở đktc; ôxi chiếm 20 % thể tích không khí.
Hãy xác định công thức tổng quát của dãy đồng đẳng của dãy hiđrocacbon mạch hở có một liên kết p?
Nội dung của quy tắc cộng Maccôpnhicop và trình bày cơ chế phản ứng cộng HCl vào phân tử C3H4?
Hãy trình bày tính chất hóa học của phân tử CH3 – CH = CH2?
Hãy trình bày tính chất hóa học của phân tử CH3 – C º CH
Dẫn 1792 lít hơi isopentan qua hỗn hợp xúc tác thích hợp được nung nóng thì thu được V lít hỗn hợp hơi A có chứa hiđrocacbon không no chỉ là 3 anken đều có công thức phân tử là C5H10. Dẫn 1/1000 thể tích hỗn hợp A đi qua bình nước Brôm thấy khối lượng bình tăng thêm 3,5 gam.
Viết công thức cấu tạo của ba anken.
Tính hiệu suất của phản ứng tách hiđrô. Cho V đã đưa về điều kiện tiêu chuẩn.
Hãy viết các phương trình phản ứng điều chế Butadien –1,3 từ các chất đầu khác nhau (các phản ứng đã học)
Hãy viết các phương trình phản ứng điều chế isopren từ các sản phẩm dầu mỏ. Viết công thức cấu tạo các đồng phân của phân tử có cùng công thức phân tử C5H8.
Hãy viết CTCT của các đồng phân thu được khi cho butadien-1,3 tác dụng với HCl theo tỉ lệ mol 1:1.
Các phản ứng cộng hiđ