Chuyên đề Lý thuyết và bài tập về Ankadien

Chuyên đề:

Lý thuyết và bài tập Ankadien CnH2n-2 (n ≥ 3).

   A.Lý thuyết 

- Ankađien là những hiđrocacbon không no, mạch hở trong phân tử có chứa 2 liên kết đôi còn lại là các liên kết đơn- Công thức tổng quát: C_nH_2n-2 (n ≥ 3).

- Danh pháp thay thế: số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch chính + a + số chỉ vị trí nối đôi + đien.

 - Đồng phân: đồng phân ankin, đồng phân xicloanken, đồng phân bixicloankan, đồng phân ankađien. Riêng đồng phân ankađien có các loại: đồng phân mạch C; đồng phân vị trí nối đôi và đồng phân hình học.

- Các ankađien tiêu biểu:

CH₂=CH-CH=CH₂                    Buta-1,3-đien hay đivinyl

CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂             2-Metylbuta-1,3-đien hay isopren

Buta-1,3-đien và isopren là những ankađien liên hợp điển hình

I.                          Tính chất hóa học của ankadien liên hợp (có 2 nối đôi cách nhau 1 nối đôi)

- buta-1,3- đien

- isopren

1. Phản ứng cộng (cộng H₂, X­₂, HX, H₂O/H⁺)

     Do mang liên kết đôi C=C trong phân tử nên ankađien cũng có phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng. Các phản ứng cộng xảy ra với ankađien cũng tương tự như ở anken. Tuy nhiên vì có chứa 2 liên kết đôi C=C nên ankađien có thể tham gia phản ứng cộng theo tỉ lệ mol 1:1 hoặc 1:2.

a. Cộng tỷ lệ mol 1:1

- Cộng kiểu 1,2 (thường xảy ra ở nhiệt độ thấp khoảng -80⁰C): phản ứng này chỉ tác động đến 1 liên kết đôi C=C, liên kết còn lại giữ nguyên:        

CH₂=CH-CH=CH₂ + H₂ → CH₃-CH₂-CH=CH₂ (Ni, t⁰)

- Cộng kiểu 1,4 (thường xảy ra ở nhiệt độ cao hơn khoảng 40⁰C): phản ứng này tác động đến cả 2 liên kết đôi và tạo ra 1 liên kết đôi C=C mới nằm giữa 2 liên kết đôi ban đầu.

CH₂=CH-CH=CH₂ + H₂ → CH₃-CH=CH-CH₃ (Ni, t⁰)       

b. Cộng tỷ lệ mol 1:2               

CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂ → CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ (Ni, t⁰)

→ Ankađien cũng làm mất màu dung dịch nước brom.

Bài tập về phản ứng cộng thường hỏi về số sản phẩm sinh ra do phản ứng cộng tỷ lệ mol 1:1.

2. Phản ứng trùng hợp

- Trùng hợp 1, 2

- Trùng hợp 1, 4

Các phản ứng trùng hợp chủ yếu xảy ra theo kiểu 1,4.

nCH₂=CH-CH=CH₂ → (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n (Na, t⁰)

                                                 (Cao su buna)

nCH₂=C(CH₃)-CH=CH₂ → (-CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-)_n (xt, t⁰, p)

                                                        (Cao su isopren)

3. Phản ứng oxi hóa

a. Oxi hóa hoàn toàn          

C_nH_2n-2 + (3n - 1)/2O₂ → nCO₂ + (n - 1)H₂O

Đặc điểm của phản ứng đốt cháy ankađien: n_CO2 > n_H2O và n_CO2 - n_H2O = n_ankađien.

b. Oxi hóa không hoàn toàn

     Ankađien cũng làm mất màu dung dịch thuốc tím ở ngay nhiệt độ thường.

II. Nhận biết

     Thuốc thử là dung dịch Brom hoặc dung dịch KMnO_4. Hiện tượng là dung dịch bị mất màu (hoặc nhạt màu)

III. Điều chế

1. Tách H₂ từ ankan tương ứng           

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ → CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ → CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂ + 2H₂

2. Buta-1,3-đien

2C₂H₅OH → CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂ (MgO, ZnO, 450⁰C)

CHΞC-CH=CH₂ + H₂ → CH₂=CH-CH=CH₂ (Pd/PbCO₃; t⁰)

  B. Ví dụ minh họa: 

Câu 1. Hỗn hợp A gồm H2, C3H8, C3H4. Cho từ từ 12 lít A qua bột Ni xúc tác. Sau phản ứng được 6 lít khí duy nhất (các khí đo ở cùng điều kiện). Tỉ khối hơi của A so với H2 là

A. 11.                    B. 22.                                    

C. 26.                    D. 13.

Hướng dẫn giải :

Tỉ lệ thể tích = tỉ lệ số mol => Chọn 12 mol A => Tạo ra 6 mol khí duy nhất “C3H8”

Gọi x , y , z lần lượt là số mol H2 , C3H8 , C3H4

ð x + y + z = 12 mol

ð PT pứ :          C3H4                   +       2H2  => C3H8

      z mol                             x mol         => zmol

=> x = 2z “vì phản ứng vừa đủ do tạo ra 1 sản phẩm duy nhất là C3H8”

Ngoài ra nC3H8 = y + z = 6  “vì C3H8 ban đầu không pứ”

Giải hệ  => x = 6 ; y = z = 3  “Có thể dùng máy tính hoặc thế từ x = 2z vào các PT còn lại rùi giải hệ 2 ẩn”

=> m hỗn hợp = 6.2 + 3.44 + 3.40 = 264 => M hỗn hợp = m / n = 264/12 = 22 => Tỉ khối với H2 = 11 =>A

Câu 2: Số đồng phân thuộc loại ankađien ứng với công thức phân tử C5H8  là

A. 4.                       B. 5.                              C. 6.                     D. 7.

Ankandien => Chú ý đồng phân hình học; “

C5H8 có k = 2  “Ankandien => có 2 liên kết đôi hay 2 pi” Ankandien liên hợp và không liên hợp SGK 11 nc – 166”

ð Đồng phân:

CH2 = C = CH – CH2 –CH3  ; => ko có đp hình học => 1

CH2 = CH – CH = CH –CH3 ; => có đp hình học ở nối đôi thứ 2=> 2

CH2 = CH – CH2 – CH =CH2 ; => ko có đp hh => 1

CH3 – CH=C=CH –CH3 ;   => ko có đp hh => 1

CH2 = C =C(CH3)-CH3      => ko có đp hh => 1

CH2=C(CH3)-CH=CH2      => ko có đp hh => 1

=> Tổng có 7 => D

Câu 3: C5H8 có bao nhiêu đồng phân ankađien liên hợp ?

A. 2.                       B. 3.                              C. 4.                     D. 5.

Liên hợp => 2 nối đôi cách nhau 1 liên kết đơn

Câu 1 => CH2 = CH - CH = CH2 –CH3  ; => có có đp hình học ở nối đôi thứ 2 => 2

CH3 = C(CH3) – CH =CH2          => ko có đp hh => 1

=> 3 đp => B

C. Bài tập tự luyện:

Câu 1: X là hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở, cùng dãy đồng đẳng. ể đốt cháy hết 2,8 gam X cần 6,72 lít O2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư được m gam kết tủa. Giá trị m là

A. 20 gam.          B. 30 gam           

C. 25 gam.          D. 15 gam

Câu 2: Hiđrat hóa hỗn hợp etilen và propilen có tỉ lệ mol :3 khi có mặt axit H2SO4 loãng thu được hỗn hợp ancol X. Lấy m gam hỗn hợp ancol X cho tác dụng hết với Na thấy bay ra 448 ml khí (đktc). Oxi hóa m gam hỗn hợp ancol X bằng O2 không khí ở nhiệt độ cao và có Cu xúc tác được hỗn hợp sản phẩm Y. Cho Y tác dụng với AgNO3 trong NH3 dư thu được 2,808 gam bạc kim loại. Phần trăm số mol ancol propan-1-ol trong hỗn hợp là:

A. 75%                B. 25%               

C. 12,5%             D. 7,5%

Câu 3: Hỗn hợp X gồm propin, propan và propilen có tỉ khối so với hiđro là 2 ,2. ốt cháy hoàn toàn 5,9 gam X, sau đó hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào bình đựng lít dung dịch Ba(OH)2 0,8M thấy khối lượng bình tăng m gam và có a gam kết tủa. Giá trị của m và a lần lượt là:

A. 7 , gam và 93,575 gam              

B. 7 , gam và 73,875 gam

C. 42,4 gam và 63,04 gam            

D. 42,4 gam và 57,6 gam

Câu 4: Hấp thụ vừa đủ hỗn hợp khí X gồm etilen và propilen vào dung dịch KMnO4 31,6% ở nhiệt độ thấp, thu được dung dịch Y chỉ chứa 3 chất tan là etilenglicol, propan-1,2-điol, kali hidroxit và kết tủa Z. Trong dung dịch Y nồng độ % của etilenglicol là 6,906%. Phần trăm khối lượng propilen trong X là:

A. 62,88%          B. 73,75%           C. 15,86%          D. 15,12%

Câu 5. Hấp thụ hết 4,48(l) buta-1,3-đien(đktc) vào 250ml dd Brom M, ở điều kiện thích hợp đến khi brom mất màu hoàn toàn thu được hỗn hợp lỏng X( chỉ chứa dẫn xuất brom), trong đó khối lượng sản phẩm cộng 1,4 gấp 4 lần khối lượng sản phẩm cộng 1,2. Khối lượng sản phẩm cộng 1,2 trong X là

A.6,42g               B. 12,84g            C. 1,605g             D. 16,05g

Câu 6 : Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H2 và 0, mol vinylaxetilen. Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là . Nếu cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam brom tham gia phản ứng. Giá trị của m là

A. 32,0                B. 8,0                   C. 3,2                  D. 16,0

Câu 7: Hỗn hợp khí X có thể tích 4,48 lít (đo ở đktc) gồm H2 và vinylaxetilen có tỉ lệ mol tương ứng là 3:1. Cho hỗn hợp X qua xúc tác Ni nung nóng thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 14,5. Cho toàn bộ hỗn hợp Y ở trên từ từ qua dung dịch nước brom dư (phản ứng hoàn toàn) thì khối lượng brom đã phản ứng là:

A. 32,0 gam.       B. 8,0 gam.          C. 3,2 gam.         D. 16,0 gam.

Câu8: Trong các hiđrocacbon sau: propen, but-1-en, but-2-en, penta-1,4- đien, penta-1,3- đien hiđrocacbon cho được hiện tượng đồng phân cis - trans ?

A. propen, but-1-en.                                           

B. penta-1,4-dien, but-1-en.

C. propen, but-2-en.                                           

D. but-2-en,  penta-1,3- đien.

Câu 9: 1 mol buta-1,3-đien có thể phản ứng tối đa với bao nhiêu mol brom ?

A. 1 mol.               B. 1,5 mol.                             C. 2 mol.             D. 0,5 mol.

Câu 10: Isopren tham gia phản ứng với dung dịch Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ra tối đa bao nhiêu sản phẩm ?

A. 4.                       B. 1.                              C. 3.                     D. 2.

Câu 11: Isopren tham gia phản ứng với dung dịch HBr theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ra tối đa bao nhiêu sản phẩm cộng ?                          

A. 8.                       B. 5.                              C. 7.                     D. 6.

Câu 12: Chất nào sau đây không phải là sản phẩm cộng  giữa dung dịch brom và isopren (theo tỉ lệ mol 1:1) ?

A. CH2BrC(CH3)BrCH=CH2.                                      

B. CH2BrC(CH3)=CHCH2Br.                  

C. CH2BrCH=CHCH2CH2Br.                                     

D. CH2=C(CH3)CHBrCH2Br.

Câu 13:

 Vậy A là

A. 2-metylpenta-1,3-đien.                                  

B. 2-metylpenta-2,4-đien.

C. 4-metylpenta-1,3-đien.                                            

D. 2-metylbuta-1,3-đien.

Câu 14:

 Vậy A là

A. 2-metylpenta-1,3-đien.                                  

B. 4-metylpenta-2,4-đien.

C. 2-metylpenta-1,4-đien.                                  

D. 4-metylpenta-2,3-đien.

Câu 15:

 Vậy A là

A. 2-metylbuta-1,3-đien.                                    

C. 3-metylbuta-1,3-đien.

B. 2-metylpenta-1,3-đien.                                  

D. 3-metylpenta-1,3-đien.

Câu 16: Trùng hợp đivinyl tạo ra cao su Buna có cấu tạo là ?

A. (-C2H-CH-CH-CH2-)n.                                             

B. (-CH2-CH=CH-CH2-)n.

C. (-CH2-CH-CH=CH2-)n.                                  

D. (-CH2-CH2-CH2-CH2-)n.

Câu 17: Đồng trùng hợp đivinyl và stiren thu được cao su buna-S có công thức cấu tạo là

A. (-CH2-CH=CH-CH2-CH(C6H5)-CH2-)n.                          

B. (-C2H-CH-CH-CH2-CH(C6H5)-CH2-)n.

C. (-CH2-CH-CH=CH2- CH(C6H5)-CH2-)n.               

D. (-CH2-CH2-CH2-CH2- CH(C6H5)-CH2-)n .

Câu 18: Đồng trùng hợp đivinyl và acrylonitrin (vinyl xianua) thu được cao su buna-N có công thức cấu tạo là

A. (-C2H-CH-CH-CH2-CH(CN)-CH2-)n.          

B. (-CH2-CH2-CH2-CH2- CH(CN)-CH2-)n.

C. (-CH2-CH-CH=CH2- CH(CN)-CH2-)n.                  

D. (-CH2-CH=CH-CH2-CH(CN)-CH2-)n .

Câu 19: Trùng hợp isopren tạo ra cao su isopren có cấu tạo là

A. (-C2H-C(CH3)-CH-CH2-)n        .                           

C. (-CH2-C(CH3)-CH=CH2-)n .

B. (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n.                                   

D. (-CH2-CH(CH3)-CH2-CH2-)n .

Câu 20: Tên gọi của nhóm hiđrocacbon không no có công thức chung là (C5H8)n (n ≥ 2) là

          A. ankađien.                 B. cao su.                     

C. anlen.              D. tecpen.

Câu 21: Caroten (licopen) là sắc tố màu đỏ của cà rốt và cà chua chín, công thức phân tử của caroten là

          A. C15H25.           B. C40H56.                    

C. C10H16.           D. C30H50.

Câu 22: Oximen có trong tinh dầu lá húng quế, limonen có trong tinh dầu chanh. Chúng có cùng công thức phân tử là

          A. C15H25.           B. C40H56.                    

C. C10H16.           D. C30H50.

Câu 23: C4H6 có bao nhiêu đồng phân mạch hở ?             

          A. 5.                     B. 2.                              C. 3.                     D. 4.

Đáp án:

Bài viết gợi ý: