Phản ứng C2H4 + KMnO4 hay etilen + thuốc tím thuộc loại phản ứng oxi hóa không hoàn toàn đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về C2H4 có lời giải, mời các bạn đón xem:
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O 2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O | CH2 = CH2 ra HO-CH2 -CH2-OH” /> 3OH-CH2-CH2 – OH + 2MnO2 + 2KOH
1. Phương trình phản ứng etilen tác dụng với dung dịch thuốc tím KMnO4
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO-CH2-CH2-OH + 2MnO2↓ + 2KOH
2. Cách cân bằng phản ứng etilen tác dụng với dung dịch thuốc tím KMnO4
Để cân bằng phản ứng một cách đơn giản ta có thể viết gọn lại như sau:
C2H4 + H2O + KMnO4 → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH
Sau đó thực hiện từng bước như lập phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá khử thông thường:
C2H4⎴0+H2O+KMn+7O4→C2H4⎴+2OH2+Mn+4O2+KOH
Ta có các quá trình:
2×3×Mn+7+3e→Mn+4C2H4⎴0→C2H4⎴+2+2e
Điền hệ số hoàn thiện phản ứng:
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO-CH2-CH2-OH + 2MnO2↓ + 2KOH
3. Hiện tượng của phản ứng etilen tác dụng với KMnO4
– Màu của dung dịch thuốc tím nhạt dần, xuất hiện kết tủa nâu đen, kết tủa là MnO2.
4. Cách tiến hành phản ứng etilen tác dụng với KMnO4
– Dẫn từ từ đến dư khí etilen vào ống nghiệm chứa 1 – 2 mL dung dịch KMnO4.
5. Mở rộng về tính chất hoá học của alkene
5.1. Phản ứng cộng
a) Phản ứng cộng hiđro (Phản ứng hiđro hoá)
CH2 = CH2 + H2 →Ni, to CH3 – CH3
b) Phản ứng cộng halogen (Phản ứng halogen hoá)
– alkene làm mất màu của dung dịch brom.
→ Phản ứng này dùng để nhận biết alkene.
Thí dụ:
CH2 = CH2 + Br2 → Br-CH2-CH2-Br
c) Phản ứng cộng HX (X là OH, Cl, Br,…)
Cộng nước
Thí dụ:
CH2 = CH2 + H – OH →H+, to CH3 – CH2 – OH
Cộng axit HX
Thí dụ:
CH2 = CH2 + HCl → CH3 – CH2 – Cl
– Đối với các alkene có cấu tạo không đối xứng khi tác dụng với HX có thể sinh ra hỗn hợp hai sản phẩm.
Thí dụ:
* Quy tắc Mac-côp-nhi-côp: Trong phản ứng cộng HX (axit hoặc nước) vào liên kết C = C của alkene, H (phần mang điện tích dương) cộng vào C mang nhiều H hơn, X (hay phần mang điện tích âm) cộng vào C mang ít H hơn.
5.2. Phản ứng trùng hợp
– Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành phân tử lớn gọi là polymer.
– Số lượng mắt xích trong một phân tử polymer gọi là hệ số trùng hợp, kí hiệu n.
Thí dụ: Trùng hợp etilen
5.3. Phản ứng oxi hoá
a) Oxi hoá hoàn toàn
CnH2n + 3n2O2 →to nCO2 + nH2O
⇒ Đốt cháy hoàn toàn alkene thu được
b) Oxi hoá không hoàn toàn
alkene làm mất màu dung dịch KMnO4 ⇒ Dùng để nhận biết alkene.
Thí dụ:
3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO-CH2-CH2-OH + 2MnO2↓ + 2KOH
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Chất X có công thức CH3-CH(CH3)-CH=CH2. Tên thay thế của X là
A. 2-methylbut-3-en B. 3-methylbut-1-yne.
C. 3-methylbut-1-en D. 2-methylbut-3-in
Hướng dẫn giải
Đáp án C
C4H3-C3HCH3-C2H=C1H2
3-methylbut-1-en
Chú ý: Mạch cacbon được đánh số bắt đầu từ phía gần liên kết đôi hơn.
Câu 2: Để phân biệt etan và eten, phản ứng nào là thuận tiện nhất?
A. Phản ứng đốt cháy. B. Phản ứng với dung dịch brom.
C. Phản ứng cộng hiđro. D. Phản ứng trùng hợp.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch brom.
Khí eten làm mất màu dung dịch brom, khí etan không phản ứng với dung dịch brom thoát ra khỏi dung dịch.
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
Câu 3: Để khử hoàn toàn 200 ml dung dịch KMnO4 0,2M tạo thành chất rắn màu đen cần V lít khí C2H4 (đktc). Giá trị tối thiểu của V là
A.2,240 B. 2,688 C. 4,480 D. 1,344
Hướng dẫn giải
Đáp án D
3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2(đen) + 2KOH
nKMnO4 = 0,2.0,2 = 0,04 mol
Theo phương trình: nC2H4=32.nKMnO4= 32.0,04 = 0,06 mol
→ V = 0,06.22,4 = 1,344 lít
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm một alkane và một alkene, thu được 0,35 mol CO2 và 0,4 mol H2O. Thành phần phần trăm số mol của alkene có trong X là
A.40% B. 50% C. 25% D. 75%
Hướng dẫn giải
Đáp án D
nalkane = nH2O – nCO2 = 0,4 – 0,35 = 0,05 (mol)
nalkene = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol → %Valkene = 0,150,2.100% = 75%
Câu 5: Hỗn hợp X gồm propene và một alkene đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn 1 mol hỗn hợp X cần 4,75 mol O2. alkene còn lại trong X có thể là:
A. buten. B. propan. C. etan. D. eten.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
CnH2n+3n2O2→t°nCO2+nH2O1 4,75mol
→ 1.3n2 = 4,75 → n = 3,17
Hỗn hợp chứa propene có 3C, vậy chất còn lại phải có >3C, dựa vào đáp án chọn C4H8
Câu 6: Tổng hệ số cân bằng (với các hệ số là tối giản) của phản ứng:
CH3CH=CH2 + KMnO4 + H2O → CH3CHOH-CH2OH + MnO2 + KOH là
A. 16 B. 17 C. 18 D. 19
Hướng dẫn giải
Đáp án A
3CH3CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH3CHOH-CH2OH + 2MnO2 + 2KOH
Câu 7: Hỗn hợp X gồm H2 và C2H4 có tỷ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có khối lượng so với He là 5. Hiệu suất của phẩn ứng hiđro hóa là
A.20% B. 25% C. 50% D. 40%
Hướng dẫn giải
Đáp án C
MX = 3,75.4 = 15 (g/mol); MY = 5.4 = 20 (g/mol)
Chọn 1 mol hỗn hợp X
nC2H4+nH2=128.nC2H4+2nH2=15→nC2H4=0,5nH2=0,5
Đặt số mol H2 phản ứng là a mol
C2H4 + H2 → C2H6
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mX = mY → 15.1 = 20.nY → nY = 0,75 mol
Số mol hỗn hợp giảm bằng số mol H2 phản ứng
→ a = 1 – 0,75 = 0,25 mol
→ H% = 0,250,5.100 = 50%
Câu 8: alkene A phản ứng với dung dịch KMnO4 loãng, lạnh thu được sản phẩm hữu cơ B với MB = 1,81MA. A có CTPT:
A. C2H4. B. C3H6. C. C4H8. D. C5H10.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
3CnH2n(A) +2KMnO4+3H2O→3CnH2n(OH)2(B) +2MnO2+2KOH
MBMA=14n+3414n=1,81 → n = 3
→ alkene là C3H6
Câu 9: X là hỗn hợp gồm 2 hydrocarbon thuộc 2 dãy đồng đẳng khác nhau. Đốt cháy X thu được. X có thể gồm:
A. 1 cycloalkane và 1 alkene. B. 1 alkane và 1 alkene
B. 1 alkane và 1 cycloalkane D. Cả 3 đáp án trên đều đúng.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Vì cycloalkane và alkene đều có CTPT là CnH2n
(Chú ý: với cycloalkane n ≥ 3; với alkene n ≥ 2)
→ cycloalkane và alkene khi đốt cháy đều cho nH2O=nCO2
Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 10ml hydrocarbon X mạch hở thu được 40 ml CO2 ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Biết X có khả năng làm mất màu dung dịch brom và có cấu tạo mạch phân nhánh. CTCT của X là:
A. (CH3)2C=CH2 B. CH3C=C(CH3)2
C. CH2=CH(CH2)2CH3 D. CH3CH=CHCH3.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
10ml X → 40ml CO2
Số C trong X = VCO2VX = 4
X có 4C, kết hợp X không no (mất màu dung dịch Br2) và mạch nhánh
X chỉ có thể là (CH3)2C=CH2
Câu 11: Cho một hỗn hợp gồm các alkene ở thể khí tại nhiệt độ phòng tham gia phản ứng cộng nước. Số ancol tối đa được tạo thành là:
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Có 3 alkene ở thể khí tại nhiệt độ phòng: C2H4 (tạo 1 ancol), C3H6 (tạo 2 ancol) và C4H8 (tạo 4 ancol ứng với 2CTCT alkene)
Câu 12: Cho các chất sau: 2-methylbut-1-en (1); 3,3-dimethylbut-1-en (2); 3-methylpent-1-en (3); 3-methylpent-2-en (4). Những chất là đồng phân của nhau là:
A. (1) và (2) B. (2) và (3)
C. (1), (2) và (3) D. (2), (3) và (4).
Hướng dẫn giải
Đáp án D
(1) 2-methylbut-1-en: CH2=C(CH3)-CH2-CH3
(2) 3,3-dimethylbut-1-en: CH2=CH-C(CH3)2-CH3
(3) 3-methylpent-1-en: CH2=CH-CH(CH3)-CH2-CH3
(4) 3-methylpent-2-en: CH3-CH=C(CH3)-CH2-CH3
Nhận thấy (2), (3), (4) đều có công thức C6H12 → (2), (3), (4) là đồng phân của nhau.
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
- CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
- CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl
- CH2=CH2 + HCl → CH2Cl-CH3
- CH2=CH2 + HBr → CH2Br-CH3
- CH2=CH2 + H2O → CH2OH-CH3
- CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2OSO3H
- nCH2=CH2 → (-CH2-CH2 -)n
- C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
- CH2=CH2 + O2 → CH3CHO
