Bạn đã bao giờ tò mò về cách thức phản ứng hóa học khi ethan (C2H6) tác dụng với clo (Cl2) để tạo ra cloroetan (C2H5Cl)? Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào quá trình này và khám phá những điều thú vị liên quan đến phản ứng này.
Nội dung
Phản ứng thế bởi halogen
Phản ứng giữa C2H6 và Cl2, hay CH3CH3 và Cl2, có thể được xem là một loại phản ứng thế bởi halogen. Quá trình này đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất để tạo ra sản phẩm cloroetan (C2H5Cl).
Cách tiến hành phản ứng C2H6 tác dụng với Cl2
Để tiến hành phản ứng này, ta cần chiếu sáng hoặc đun nóng hỗn hợp gồm khí ethan (C2H6) và khí clo (Cl2). Sau khi phản ứng diễn ra, hỗn hợp sản phẩm thu được không có màu.
Hiện tượng của phản ứng C2H6 tác dụng với Cl2
Trước khi chiếu sáng hoặc đun nóng, hỗn hợp phản ứng có màu vàng (của khí clo). Tuy nhiên, sau khi phản ứng xảy ra, hỗn hợp sản phẩm thu được không có màu. Điều này chỉ ra rằng phản ứng đã diễn ra hoàn toàn và vừa đủ, không có chất dư.
Mở rộng về tính chất hoá học của ankan
Ở nhiệt độ thường, các ankan không tác dụng với dung dịch axit, dung dịch kiềm và các chất oxi hóa như dung dịch KMnO4 (thuốc tím). Tuy nhiên, khi chiếu sáng hoặc đun nóng, các ankan dễ dàng tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách hiđro và phản ứng cháy.
Phản ứng thế bởi halogen
Trong phản ứng này, clo có thể thay thế lần lượt từng nguyên tử hidro trong phân tử metan. Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự.
Phản ứng tách
Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hidro thành hiđrocacbon không no tương ứng. Ngoài ra, ở nhiệt độ cao và chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hidro, các ankan còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.
Phản ứng oxi hóa
Khi bị đốt, các ankan đều cháy và tỏa nhiều nhiệt.
Bài tập liên quan
Câu 1: Sản phẩm của phản ứng thế clo (1:1, ánh sáng) vào 2,2-đimetylpropan là:
A. CH3C(CH3)2CH2Cl
B. CH3C(CH2Cl)2CH3
C. CH3ClC(CH3)3
D. CH2ClCH(CH3)2
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
CH3CH3-C-CH3CH3
4 nhóm -CH3 có vị trí đối xứng nhau nên chỉ có 1 sản phẩm thế clo 1:1
Câu 2: Phản ứng tách butan ở 500oC có xúc tác cho những sản phẩm nào sau đây?
A. CH3CH=CHCH3 và H2
B. CH3CH=CH2 và CH4
C. CH2=CH-CH=CH2 và H2
D. A, B, C đều đúng.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Butan: CH3-CH2-CH2-CH3
Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp, các ankan có thể tách hidro thành hiđrocacbon không no tương ứng hoặc phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn.
Câu 3: Propan cháy trong oxi tạo khí cacbonic và hơi nước. Theo phương trình phản ứng thì:
A. 1 lít oxi phản ứng vừa đủ với 5 lít propan.
B. 1 lít khí cacbonic tạo ra từ 3 lít propan.
C. 1 lít nước tạo ra từ 0,8 lít oxi.
D. 1 lít oxi tham gia phản ứng tạo 0,6 lít khí cacbonic.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O
Theo phương trình: VCO2 = 3/5.VO2 = 0,6 lít
Câu 4: Ankan X có chứa 14 nguyên tử hidro trong phân tử. Số nguyên tử cacbon trong một phân tử X là
A. 4
B. 5
C. 6
D. 7.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
CTPT tổng quát của ankan là CnH2n + 2
Số H = 14 -> 2n + 2 = 14 -> n = 6
-> Công thức phân tử của ankan X là C6H14
Câu 5: Ankan X có chứa 82,76% cacbon theo khối lượng. Số nguyên tử hidro trong một phân tử X là
A. 6
B. 8
C. 10
D. 12.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Đặt CTPT X là CnH2n+2
12n + 14n + 2 . 100 = 82,76% -> n = 4
-> CTPT: C4H10
Câu 6: Ankan X có chứa 20% hidro theo khối lượng. Tổng số nguyên tử trong một phân tử X là
A. 8
B. 11
C. 6
D. 14.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Đặt CTPT X là CnH2n+2
2n + 14n+2.100 = 20% -> n = 2
-> CTPT: C2H6
Tổng số nguyên tử trong một phân tử X là 2 + 6 = 8.
Câu 7: Clo hóa ankan X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoclo có thành phần khối lượng clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là
A. C4H10
B. C3H8
C. C3H6
D. C2H6.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
CnH2n+2 + Cl2 -> CnH2n+1Cl + HCl
-> 35,514n+1 + 35,5.100 = 45,223%
-> n = 3 -> CTPT X: C3H8
Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 2,9 gam ankan X, thu được 4,48 lít CO2 (đktc). Công thức phân tử của X là
A. C3H8
B. C4H10
C. C5H10
D. C5H12.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Đặt CTPT X là CnH2n+2
Bảo toàn nguyên tố cacbon: n.nCnH2n+2 = nCO2
-> n.2,914n+2 = 4,4822,4 -> n = 4
-> CTPT: C4H10
Câu 9: Ankan có những loại đồng phân nào?
A. Đồng phân nhóm chức.
B. Đồng phân cấu tạo.
C. Đồng phân vị trí nhóm chức.
D. Có cả ba loại đồng phân trên.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Hiđrocacbon no (còn gọi là hiđrocacbon bão hòa) là những hiđrocacbon mà trong phân tử chỉ có các liên kết đơn C-C. Hiđrocacbon no với mạch cacbon hở (không vòng) gọi là ankan.
Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. Khi X tác dụng với khí clo (theo tỉ lệ số mol 1:1) thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tên gọi của X là
A. 2,2-đimetylpropan
B. etan
C. 2-metylpropan
D. 2-metylbutan
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
nH2O > nCO2 -> X là ankan
-> X có CTPT là CnH2n+2
nX = nH2O – nCO2 = 0,132 – 0,11 = 0,022 (mol)
-> Bảo toàn nguyên tố C: n.nCnH2n+2 = nCO2
-> 0,022n = 0,11 -> n = 5 -> CTPT: C5H12
C5H12 tác dụng với khí clo thu được sản phẩm hữu cơ duy nhất nên CTCT của X là:
CH3CH3-C-CH3CH3 2,2-đimetylpropan
Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về cách phản ứng C2H6 tác dụng với Cl2 để tạo ra C2H5Cl. Đây là một trong những phản ứng quan trọng và thú vị trong lĩnh vực hóa học hữu cơ.
Nếu bạn quan tâm đến các phản ứng hóa học khác, hãy tham khảo thêm các bài viết trên trang web fptskillking.edu.vn để tìm hiểu thêm.
