Tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2: Hidrocacbon, ancol & phenol
Trong suốt chương trình hóa học lớp 11 học kỳ II các em sẽ được làm quen với phần Hóa học hữu cơ. Bao gồm các hidrocacbon cùng các dẫn xuất đơn giản như ancol, phenol, andehit và axit hữu cơ. Dưới đây là tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2 một cách ngắn gọn nhất về toàn bộ các chuyên đề nêu trên.
Nội Dung Chính
1, Tóm tắt chuyên đề hữu cơ tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2
Toàn bộ chương trình hóa 11 học kì 2 là kiến thức hóa học hữu cơ
Khái niệm
Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon, ngoại trừ CO, CO2, HCN, muối cacbonat, muối xianua, muối cacbua
Phân loại
Có hai cách phân loại chính
Cách 1: Dựa theo thành phần nguyên tố
- Hidrocacbon: Chỉ gồm C và H
- Dẫn xuất của hidrocacbon: ngoài C và H thì còn có nguyên tố khác thay thế H của hidrocacbon
Cách 2: Dựa theo mạch cacbon
- Mạch vòng
- Mạch không vòng (mạch thẳng hoặc mạch nhánh)
Đặc điểm chung
- Liên kết C-H là liên kết cộng hóa trị
- Tính chất vật lý: nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp; phần lớn không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ
- Tính chất hóa học: Các hợp chất hữu cơ thường kém bền với nhiệt và dễ cháy. Phản ứng hóa học xảy ra chậm và nhiều hướng nên có hỗn hợp sản phẩm
2, Tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2 phần hidrocacbon
2.1/ Hidrocacbon no: Ankan
Tính chất chung
Công thức chung: CnH2n+2. Ankan chỉ có liên kết đơn (C-C và C-H)
Ở điều kiện thường các ankan từ C1 đến C4 ở thể khí, từ C5 đến C18 ở thể lỏng. Từ C18 trở đi ankan ở thể rắn
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng tăng theo chiều tăng của phân tử khối. Nhẹ hơn nước, ít tan trong nước, không màu, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.
Phản ứng hóa học cần nhớ
Phản ứng thế của ankan
CH4 + Cl2 -> CH3Cl + HCl (CH3Cl: metyl clorua/ clometan)
CH3Cl + Cl2 -> CH2Cl2 + HCl (CH2Cl2 : metylen clorua/ diclometan)
CH2Cl2 + Cl2 -> CHCl3 + HCl (CHCl3: clorofom/ triclometan)
CHCl3 + Cl2 -> CCl4 + HCl (CCl4: cacbon tetraclorua/ tertraclometan)
Chú ý: bậc cacbon bằng số nguyên tử C liên kết trực tiếp với nó
Nguyên tử H liên kết với nguyên tử C bậc cao hơn dễ bị thế hơn nguyên tử H liên kết với nguyên tử C bậc thấp hơn
Phản ứng tách của ankan
Gồm 2 phản ứng là phản ứng gãy liên kết C – C (được gọi là phản ứng cracking) và gãy liên kết C – H (được gọi là phản ứng dehidro hóa)
Ví dụ phản ứng tách của C4H10
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 -> CH3 – CH = CH – CH3 + H2 (phản ứng dehidro hóa)
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 -> CH2 = CH – CH2 – CH3 + H2 (phản ứng dehidro hóa)
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 -> CH3 – CH = CH2 + CH4 (phản ứng cracking)
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 -> CH2 = CH2 + CH3 – CH3 (phản ứng cracking)
Chú ý
Phản ứng cracking thường kèm cả phản ứng dehidro hóa (tách H2)
Khi ankan sinh ra có mạch cacbon dài thì cũng có thể bị bẻ mạch tiếp
Phản ứng cháy ankan hóa 11
CnH2n+2 + (3n + 1)/ 2 O2 -> nCO2 + (n+1) H2O (1)
Vậy từ phản ứng số (1) ta có số mol CO2 sinh ra nhỏ hơn số mol H2O và số mol ankan bằng số mol H2O trừ đi số mol CO2. Ta có n (CnH2n+2) = n (H2O) – n (CO2)
Điều chế:
Trong công nghiệp: metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ
Trong phòng thí nghiệm
Điều chế từ phản ứng vôi tôi xút: CH3COONa + NaOH -> CH4 + Na2CO3
Điều chế từ nhôm cacbua: Al4C3 + 12H2O -> 3CH4 + 4 Al(OH)3
2.2/ Hidrocacbon không no: Anken
Tính chất chung
Công thức chung là CnH2n (n lớn hơn hoặc bằng 2)
Tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2 phần Tính chất vật lý của anken: Ở điều kiện thường, các anken từ C2 đến C4 ở thể khí, từ C5 trở đi là chất lỏng hoặc chất rắn. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng tăng theo chiều tăng của phân tử khối. Nhẹ hơn nước, không màu, ít tan trong nước, chúng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.
Khí ethylene (C2H4) làm hoa quả mau chín hơn
Ethylene có nhiều ứng dụng trong đời sống
Phản ứng hóa học cần nhớ
Phản ứng cộng của anken
- Cộng H2: CH2 = CH2 + H2 -> CH3 – CH3
- Cộng halogen (Cl2, Br2): CH2 = CH2 + Br2 -> CH2Br – CH2Br
Ta kết luận: các đồng đẳng của etilen làm mất màu nâu của dung dịch brom. Tính chất hóa học này dùng để nhận biết etilen và các đồng đẳng thuộc dãy anken trong hỗn hợp khí
- Cộng HX
Quy tắc Maccopnhicop: Khi cộng HX vào liên kết đôi thì X ưu tiên cộng vào nguyên tử C bậc cao hơn (ít H hơn)
CH2 = CH – CH2 + H – OH -> CH2OH – CH2 – CH3 (sản phẩm chính)
CH2 = CH – CH2 + H – OH -> CH3 – CHOH – CH3 (sản phẩm phụ)
Phản ứng trùng hợp
n CH2 = CH2 -> ( CH2 – CH2 ) n (polietilen – PE)
Phản ứng oxi hóa
Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
CnH2n + 3n/2 O2 -> nCO2 + nH2O -> nCO2 = nH2O
Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O -> 2CnH2n (OH)2 + 2KOH + 2MnO2
3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2o -> 2CH2(OH) – CH2(OH) + 2MnO2 + KOH
Phản ứng này làm mất màu tím của dung dịch KMnO4 và có kết tủa nâu đen MnO2 xuất hiện
Điều chế
Trong công nghiệp: Điều chế từ phản ứng dehidro hóa ankan
CnH 2n+2 -> CnH2n + H2
Trong phòng thí nghiệm, etilen được điều chế từ ancol etylic
CH3 – CH2 – OH -> CH2 = CH2 + H2O (xúc tác H2SO4 đặc, nhiệt độ 170 độ C)
2.3/ Hidrocacbon không no: Ankadien
Tính chất chung
Ankadien là hidrocacbon mạch hở, có hai liên kết đôi C = C trong phân tử, có công thức chung là CnH2n-2 (n phải lớn hơn hoặc bằng 3)
Phân loại
Ankadien có hai liên kết đôi cạnh nhau: CH2 = C = CH2
Ankadien có hai liên kết đôi cách nhau một liên kết đơn (ankadien liên hợp)
CH2 = CH – CH = CH2 (buta – 1,3 dien / butadien / đi vinyl)
CH2 = C(CH3) – CH = CH2 ( 2 – metylbuta – 1,3 dien/ isopren)
Ankadien có hai liên kết đôi cách nhau từ hai liên kết đơn trở lên
CH2 = CH – CH2 – CH = CH2 (penta – 1,4 – dien)
Phản ứng hóa học cần nhớ
Phản ứng cộng
Cộng H2: CH2 = CH – CH = CH2 + 2 H2 -> CH3 – CH2 – CH2 – CH3
Cộng halogen (Br2, Cl2)
Cộng 1, 2: CH2 = CH – CH = CH2 + Br2 -> CH2 = CH – CHBr – CH2Br (sản phẩm chính)
CH2Br – CH = CH – CH2Br (sản phẩm phụ)
Phản ứng trùng hợp
n CH2 = CH – CH = CH2 -> ( CH2 – CH = CH – CH2 ) (polibutadien/ cao su buna)
n CH2 = C(CH3) – CH = CH2 -> (CH2 – C (CH3) = CH – CH2) n (cao su isopren)
Phản ứng oxi hóa
Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
Cn H 2n-2 + (3n-1)/2 O2 -> n CO2 + (n-1) H2O
Vậy ta có n (CO2) > n (H2O)
Và n (ankadien) = n (CO2) – n (H2O)
Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn: tương tự anken, ankadien có khả năng làm mất màu dung dịch KMnO4
Điều chế
Điều chế buta – 1,3 dien từ butan hoặc butilen bằng cách dehiodro hóa
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 -> CH2 = CH – CH = CH2 + 2 H2
Điều chế isopren bằng cách tách hidro của isopentan
CH3 – CH(CH3) – CH2 – CH3 -> CH2 = C (CH3) – CH = CH2 + 2 H2
3, tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2 phần ancol
Tính chất chung
Nhóm OH gắn ở C no và mỗi C no chỉ được gắn một nhóm OH. Công thức phân tử chung của một dãy đồng đẳng ancol
ancol no đơn chức: CnH2n+1 OH
ancol đa chức: CnH2n+2(OH)x
Cộng thức của ancol cơ bản nhất với C = 1
Phản ứng hóa học cần nhớ
+ Phản ứng thế H của nhóm OH (phản ứng với kim loại kiềm, phản ứng tạo phức với đồng II hidroxit của glyxerol
+ Phản ứng thế nhóm OH ancol (phản ứng với HX tạo dẫn xuất halogen, phản ứng giữa hai phân tử ancol tạo este)
+ Phản ứng este hóa với axit cacboxylic R – COOH
+ Phản ứng tách nước tạo thành anken
+ Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
- ancol bậc I -> andehit, axit
- ancol bậc II -> xeton
- ancol bậc III -> không phản ứng
+ Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy)
Điều chế
Phương pháp điều chế ethanol: thủy phân dẫn xuất halogen, hidrat hóa etilen, lên men rượu glucozo
Trên đây là tổng hợp kiến thức hóa 11 học kì 2 một cách ngắn gọn nhất về các hidrocacon và ancol mà học sinh cần chú ý. Theo dõi CCBOOK và bộ sách Bí quyết chinh phục điểm cao Hóa học 11 để nắm chắc kiến thức Hóa học lớp 11 và chuẩn bị nền tảng cho bài thi THPT Quốc gia ngay từ bây giờ nhé!
