Tổng hợp kiến thức về Hidrocacbon, ancol và phenol trong hóa học lớp 11 học kỳ 2: Sự cháy hết mình c

Trong chương trình hóa học lớp 11 học kỳ II, chúng ta sẽ được khám phá phần Hóa học hữu cơ, bao gồm các hidrocacbon cùng với các dẫn xuất như ancol, phenol, andehit và axit hữu cơ. Dưới đây là một bài tổng hợp kiến thức ngắn gọn về toàn bộ các chuyên đề này.

1. Tóm tắt chuyên đề hữu cơ trong hóa 11 học kì 2

Toàn bộ chương trình hóa 11 học kì 2 liên quan đến kiến thức về hóa học hữu cơ.

Khái niệm

Hợp chất hữu cơ là hợp chất chứa cacbon, không bao gồm CO, CO2, HCN, muối cacbonat, muối xianua và muối cacbua.

Phân loại

Có hai cách chính để phân loại các hợp chất hữu cơ.

Cách 1: Dựa theo thành phần nguyên tố

• Hidrocacbon: Chỉ gồm C và H
• Dẫn xuất của hidrocacbon: Ngoài C và H, còn có các 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: thường có nhiệt độ nóng chảy và 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 không bền với nhiệt và dễ cháy. Phản ứng hóa học xảy ra chậm và có nhiều hướng khác nhau, dẫn đến hỗn hợp các sản phẩm.

2. Tóm tắt kiến thức về hidrocacbon trong hóa 11 học kì 2

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, ankan từ C1 đến C4 là khí, từ C5 đến C18 là chất lỏng, từ C18 trở đi là chất 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 loại phản ứng: phản ứng gãy liên kết C – C (phản ứng cracking) và gãy liên kết C – H (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 có mạch cacbon dài, cũng có thể bị bẻ mạch tiếp. Phản ứng cháy ankan:
  • 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)
• Tính chất vật lý của anken: Ở điều kiện thường, anken từ C2 đến C4 là 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 chín nhanh 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, 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. Tóm tắt kiến thức về ancol trong hóa 11 học kì 2

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

Đây là một bài tổng hợp kiến thức ngắn gọn nhất về các hidrocacbon, ancol và phenol mà các bạn học sinh cần chú ý. Hãy theo dõi website Izumi.Edu.VN và bộ sách Bí quyết chinh phục điểm cao Hóa học 11 để nắm chắc kiến thức Hóa học lớp 11 và chuẩn bị tốt cho bài thi THPT Quốc gia ngay từ bây giờ nhé!

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu hóa