Phương pháp

- Tính số mol H⁺/OH^- hoặc tổng số mol H⁺/OH^-

- Tính nồng độ H⁺/OH^-

- Áp dụng công thức tính pH: pH=-lg[H⁺]

- Nếu là dung dịch bazo ta tính nồng độ OH^- ⇒ pOH ⇒ pH= 14 – pOH

Kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO₃ giải phóng hỗn hợp nhiều sản phẩm.

Bước 1: Nếu tạo ra hỗn hợp khí, thiết lập biểu thức tính M trung bình của hh từ đó rút ra tỉ lệ số mol (hay tỉ lệ thể tích) giữa các khí sản phẩm ( dựa theo phương pháp đường chéo đã học ở buổi hôm nay)

• lưu ý: với những kim loại K Na Ba Ca Mg Al Zn , khi đem tác dụng với HNO3 có thể tạo thành 1 sp khử nữa là muối NH4No3

Bước 2: Viết phương trình cho nhận electron của các chất oxi hóa khử.

Bước 3: Sử dụng bảo toàn electron tìm số mol các chất chưa biết.

Bước 4: Tính toán theo yêu cầu bài toán.

- Sử dụng phương pháp quy đổi hỗn hợp các oxit kim loại về nguyên tố đơn giản.

- Sử dụng kết hợp với bảo toàn electron và bảo toan nguyên tố để giải toán

+ Đối với oxit sắt: nếu trong một hỗn hợp nFeO = nFe2O3 thì coi hỗn hợp FeO, Fe2O3 là Fe3O4

+ Nếu một bài toán có nhiều quá trình oxi hóa khử chúng ta chỉ cần để ý đến số oxi hóa của nguyên tố đó trước và sau phản ứng, sau đó dùng định luật bảo toàn e áp dụng chung cho cả bài toán.

1. Đặc điểm, phân loại:

- Định nghĩa: Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon trừ các hợp chất đơn giản như CO, CO2, các muối carbonat , các hợp chất cyanyde, carbide

- Đặc điểm:

+ Phải có cacbon, thường có hiđro, hay gặp oxi và nitơ, sau đó đến các halogen, lưu huỳnh, photpho...

+ Liên kết hoá học chủ yếu: cộng hoá trị.

+ Dễ bay hơi, kém bền nhiệt, dễ cháy hơn các hợp chất vô cơ.

+ Các phản ứng thường diễn ra chậm và không hoàn toàn, không theo một hướng nhất định.

Phân loại:

+ Hiđrocacbon: hiđrocacbon no (chỉ có liên kết đơn)

hiđrocacbon không no (có cả liên kết đơn và các liên kết đôi, ba)

hiđrocacbon thơm (trong phân tử có vòng benzen).

+ Dẫn xuất hiđrocacbon: ancol, phenol, ete

dẫn xuất halogen

anđehit – xeton

axit, este,...

Thành phần nguyên tố và công thức phân tử:

+ Công thức tổng quát (CTTQ): cho biết thành phần định tính các nguyên tố.

Ví dụ: CxHyOz cho biết chất hữu cơ đó cho chứa ba nguyên tố C, H và O.

+ Công thức đơn giản nhất (CTĐGN): cho biết tỷ lệ về số lượng các nguyên tử trong phân tử.

Ví dụ: CH2O nghĩa là trong phân tử, tỉ lệ C : H : O = 1: 2 :1.

+ Công thức phân tử (CTPT): cho biết số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

Ví dụ: Với CTĐGN là CH2O thì CTPT là (CH2O)n khi n = 2 ta có C2H4O2.

1. Khái niệm và công thức chung của alkane

Alkane là các hydrocarbon no mạch hở chỉ chứa liên kết đơn (liên kết 𝜎) C – H và C – C trong phân tử.

Công thức chung của alkane: C_nH_{2n + 2} (n là số nguyên, n ≥ 1).

Ví dụ: CH₄, C₂H₆, C₃H₈ …

2. Danh pháp

a) Alkane không phân nhánh

Tên theo danh pháp thay thế của alkane mạch không phân nhánh:

Phần nền (chỉ số lượng nguyên tử carbon) + ane

b) Alkane mạch nhánh

- Gốc alkyl: Phần còn lại sau khi lấy đi một nguyên tử hydrogen từ phân tử alkane (công thức chung của gốc alkyl là C_nH_{2n + 1} −).

Tên gốc alkyl: Phần nền (chỉ số lượng nguyên tử carbon) + yl

Ví dụ: CH₃−: methyl.

- Alkane mạch nhánh gồm alkane mạch chính kết hợp với một hay nhiều nhánh.

Tên theo danh pháp thay thế của alkane mạch phân nhánh:

Số chỉ vị trí mạch nhánh + tên nhánh + tên alkane mạch chính

a) 4-etyl-3,3-đimetylhexan

b) 1-brom-2-clo-3-metylpentan

c) 1,2-điclo-3-metylbutan

d) 2,2,3-trimetylpentan

2. Ankan X có chứa 20% hiđro theo khối lượng. Tổng số nguyên tử trong một phân tử X là

A. 8   B. 11   C. 6    D. 14

3. Tên gọi của alkane nào sau đây đúng?

A. 2-ethylbutane.                                             

B. 2,2-dimethylbutane.

C. 3-methylbutane.                                          

D. 2,3,3-trimethylbutane.

ví dụ: alkene, alkyne, alkadien, ....

• Alken: chứa 1 liên kết đôi

• Alkadien: chứa 2 liên kết đôi

• Alkyn: chứa 1 liên kết ba

  
  

- Alkene là những hydrocarbon mạch hở, chỉ chứa các liên kết đơn và một liên kết đôi C = C trong phân tử, có công thức chung C_nH_2n (n ≥ 2).

- Phân tử alkene chứa liên kết π kém bền hơn liên kết σ.

+VD: Trong phân tử ethylene, 2 nguyên tử carbon chứa liên kết đôi cùng 4 nguyên tử hydrogen đều nằm trên một mặt phẳng

II. Danh pháp alkene

- Tên theo danh pháp thay thế của alkene

Tiền tố ứng với số nguyên tử carbon trong phân tử

- Số chỉ vị trí liên kết bội (nếu số C ≥ 4)

- ene

Ví dụ:

CH₂ = CH – CH₂ – CH₃: But – 1 – ene

CH3−C≡C−CH3CH3−C≡C−CH3: But – 2 – yne

- Tên theo danh pháp thay thế của alkene phân nhánh

Số chỉ vị trí nhánh – Tên nhánh

- Tiền tố ứng với số nguyên tử carbon của mạch chính

- Số chỉ vị trí liên kết bội (nếu số C ≥ 4)

- ene

III. Đồng phân hình học

- Với các phân tử alkene có từ 4 nguyên tử carbon trở lên, nếu mỗi nguyên tử carbon của liên kết đôi liên kết với hai nguyên tử, nhóm nguyên tử khác nhau sẽ có hai cách phân bố không gian. Đồng phân cis- của alkene có mạch chính nằm ở cùng phía của liên kết đôi, đồng phân trans- có mạch chính nằm ở hai phía của liên kết đôi.

IV. Tính chất vật lí

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các alkene và alkyne nói chung biến đổi tương tự với alkane tương ứng. Alkene và alkyne không tan trong nước, nhẹ hơn nước, chỉ tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực.

V. Tính chất hoá học

- Do đều chứa liên kết π kém bền trong phân tử, alkene có phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng.

- Alkene đều có khả năng tham gia phản ứng cộng với H₂, X₂, HX, H₂O, … (X là Cl, Br).

CTPTTQ: CnH2n-2 (n ≥ 2)

Danh pháp

Danh pháp thay thế = Phần nền – vị trí liên kết bội + ene hoặc yne.

- Lưu ý:

+ Chọn mạch carbon dài nhất, có nhiều nhánh và chứa liên kết bội làm mạch chính.

+ Đánh số sao cho nguyên tử carbon có liên kết bội có chỉ số nhỏ nhất

Tính chất hóa học của alkene, alkyne

1. Phản ứng cộng

a, Cộng hydrogen

CnH2n + H2 → CnH2n+2

CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2

b, Phản ứng cộng halogen (X2)

CnH2n + X2 → CnH2nX2

CnH2n-2 + 2X2 → CnH2n-2X4

- Alkene và alkyne làm mất màu dung dịch brom.

VD: CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br

c, Phản ứng cộng hydrogen hadile

- Tạo thành halogenalkane.

VD: CH2=CH2 + HBr → CH3-CH2Br

d, Phản ứng cộng nước (hydrat hóa)

CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2-OH

CH≡CH  + H2O → CH3-CHO

Quy tắc Markovnikov: Phản ứng công một tác nhân không đối xứng HX như HBr, HCl, HI, HOH… vào liên kết bội, nguyên tử hydrogen sẽ ưu tiên cộng vào nguyên tử carbon có nhiều hydrogen hơn và X sẽ cộng vào nguyên tử carbon ít hydrogen hơn.

2. Phản ứng trùng hợp của alkene

- Phản ứng trùng hợp là quá trình cộng liên tiếp nhiều phân tử alkene giống nhau hoặc tương tự nhau (monomer) tạo thành phân tử có ohaan tử khối lớn (polymer)

VD: nCH2=CH2 → (-CH2-CH2)n

Với n là hệ số trùng hợp

3. Phản ứng của alk-1-yne với AgNO3 trong NH3.

- Alkyne -1 – in có khả năng tham gia phản ứng với AGNO3/NH3 tạo kết tủa.

VD: CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC≡CAg + 2NH4NO3

4. Phản ứng oxi hóa

a, Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

- Alkene và alkyne có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím.

VD: 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O →  3HO-CH2-CH2-OH + 2MnO2 + 2KOH

b, Phản ứng cháy

CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O

CnH2n-2 + (3n-1)/2O2 → nCO2 + (n-1)H2O

V. Điều chế

1. Alkene

- Phòng thí nghiệm:

C2H5OH → C2H4 + H2O (xt: H2SO4 đặc)

- Công nghiệp: C2 – C4 điều chế từ cracking alkane.

2. Alkyne

- Điều chế acetylene:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

2CH4 → C2H2 + 3H2 (1500oC)

VI. Ứng dụng

- Sản xuất dược phẩm.

- Kích thích quả mau chín.

- Đèn xì.

- Tổng hợp polimer.

- Công nghiệp hóa chất.

SO₂ + NaOH → NaHSO₃ (1)

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O (2)

Lập tỉ lệ T = n_NaOH / n_SO2

T ≤ 1 → chỉ xảy ra phản ứng (1) tức tạo muối NaHSO₃ (muối axit)

1 < T < 2 → xảy ra cả (1) và (2) tức tạo 2 muối NaHSO₃ và Na₂SO₃

T ≥ 2 → chỉ xảy ra phản ứng (2) tức tạo muối Na₂SO₃ (muối trung hòa)

Bài toán 2: _{SO2 + Ba(OH)2 /Ca(OH)2}

SO₂ + Ba(OH)₂ → BaSO₃↓ + H₂O (1)

2SO₂ + Ba(OH)₂ → Ba(HSO₃)₂ (2)

Lập tỉ lệ T = n_SO2 / n_Ba(OH)2

T ≤ 1 → chỉ xảy ra phản ứng (1) tức tạo muối BaSO₃ ↓

1 < T < 2 → xảy ra cả (1) và (2) tức tạo 2 muối BaSO₃ ↓ và Ba(HSO₃)₂

T ≥ 2 → chỉ xảy ra phản ứng (2) tức tạo muối Ba(HSO₃)₂ (muối tan, không tạo kết tủa)

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 : Hấp thụ 3,36 lít khí SO₂ (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH aM. Tính a biết sau phản ứng chỉ thu được muối trung hòa.

Hướng dẫn:

Vì đề cho chỉ tạo muối trung hòa nên chỉ xảy ra phản ứng

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

0,15 → 0,3

n_SO2 = 0,15 mol , V_NaOH = 200 ml = 0,2 lít

→ a = C_MNaOH = 0,15/0,2 = 0,75M

Ví dụ 2: Hấp thụ hoàn toàn 12,8g SO₂ vào 250 ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

Ví dụ 3: Hấp thụ 6,72 lít khí SO₂ (đktc) vào 100 ml dung dịch Ba(OH)₂ 2M. Tính khối lượng muối thu được

• Phương pháp đường chéo

• Viết ra số mol các chất ở 2 trạng thái trước, trong và sau phản ứng ( trạng thái cân bằng)

• Sử dụng công thức Pt/Ps=nt/ns

  Mt/Ms=ns/nt

• Hoặc sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

• tính H theo công thức H= (Thực tế/ lí thuyết)x100%

  Hoặc H= (n phản ứng/n ban đầu)x100%

2> Đồng phân

3> Danh pháp

Danh pháp thay thế của Alkene và Alkyne: Phần nền-vị trí liên kết bội – ene hoặc yne

VD:CH₂=CH₂: ethene (ethylene)

       HCCH: ethyne (acetylene)

Lưu ý: - Chọn mạch carbon dài nhất, có nhiều nhánh nhất và có chứa liên kết bội làm mạch chính.

            - Đánh số sao cho nguyên tử carbon có liên kết bội có chỉ số nhỏ nhất.

      - Dùng chữ số (1,2,3,..) và gạch nối (-) để chỉ vị trí liên kết bội.

            - Nếu alkene hoặc alkyne có nhánh thì cần thêm vị trí nhánh và tên nhánh trước tên của alkene và alkyne tương ứng với mạch chính.

4. Đặc điểm cấu tạo Ethylene và Acetylene

a/ Ethylene: 1 liên kết  và 1 liên kết π.

b/ Acetylene: 1 liên kết  và 2 liên kết π.

5. Tính chất vật lý

Nhiệt độ sôi, nóng chảy của alkene và alkyne gần như alkane. Không mùi nhẹ hơn nước.

C1-C4: trạng thái khí, C5-C17: trạng thái lỏng, C18 trở lên: trạng thái rắn.

6. Tính chất hóa học alkene và alkyne

a/ Phản ứng cộng

* Phản ứng cộng Hydrogen: Hydrogen hóa alkene và alkyne thu được alkane tương ứng.

VD:

*Phản ứng cộng halogen: Khi cho alkene hoặc alkyne phản ứng với dung dịch bromine, dung dịch sẽ mất màu.

VD:

*Phản ứng cộng hydrogen halide: Phản ứng cộng hydrogen halide vào alkene hoặc alkyne tạo thành halogenoalkane.

VD:   

*Phản ứng cộng nước ( xúc tác thường là H₂SO₄ hoặc H₃PO₄): Phản ứng cộng nước vào alkene hay còn gọi là  hydrate hóa alkene tạo alcohol.

VD:    

**Quy tắc Markovnikov: Phản ứng cộng một tác nhân không đối xứng HX như HBr, HCl, HOH,..vào liên kết bội, nguyên tử hydrogen sẽ ưu tiên cộng vào nguyên tử carbon có nhiều hydrogen hơn và X sẽ cộng vào nguyên tử carbon có ít hydrogen hơn.

b/ Phản ứng trùng hợp của alkene: là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử alkene giống nhau hoặc tương tự nhau (gọi là monomer) tạo thành phân tử có phân tử khối lớn ( gọi là polymer).

VD:    

c/ Phản ứng của alk-1-yne với AgNO₃ trong NH₃

Các alkyne có liên kết ba ở đầu mạch có khả năng tham gia phản ứng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ tạo kết tủa. Phản ứng này dùng nhận biết alkyne đầu mạch.

VD:    

                                                               (kết tủa vàng)

d/ Phản ứng oxi hóa

*Oxi hóa không hoàn toàn: Các alkene và alkyne có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím.

VD:    

                                                                        (ethylene glycol)

* Phản ứng cháy

Tổng quát:      

7. Điều chế

a/ Alkene

- Trong PTN : dehydrate ethanol.

VD :     

- Trong CN : alkene C2-C4 được điều chế bằng cách cracking alkane trong các nhà máy lọc dầu.

b/ Alkyne

- Acetylen được điều chế từ phản ứng giữ calcium carbide với H₂O

PT :    

- Nhiệt phân methane ở 1500 ⁰C , làm lạnh nhanh.

8. Ứng dụng của alkene và alkyne

- Đèn xì oxygen-acetylene

- Sản xuất dược phẩm

- Ethylene kích thích hoa quả mau chín

- Công nghiệp hóa chất : sản xuất alcohol, aldehyde,..

- Tổng hợp polymer để sản xuất chất dẻo, tơ, sợi,…