Đốt cháy etilen | C2H4 + O2 → CO2 + H2O

Phản ứng C₂H₄ + 3O₂  2CO₂ + 2H₂O

1. Điều kiện phản ứng

- Đốt cháy.

2. Cách thực hiện phản ứng

- Đốt cháy khí etilen trong không khí, sau phản ứng thu được khí CO₂ và hơi nước.

3. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Sản phẩm sinh ra làm vần đục nước vôi trong.

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

4.1. Bản chất của C₂H₄ (Etilen)

- Trong phản ứng trên C₂H₄ là chất khử.

- Với xúc tác thích hợp từ etilen điều chế ra axetandehit.

4.2. Bản chất của O₂ (Oxi)

Trong phản ứng trên Oxi là chất oxi hoá.

5. Tính chất hóa học của C₂H₄

- Trong phân tử etilen, mỗi nguyên tử cacbon liên kết với hai nguyên tử hiđro, hai hóa trị còn lại dùng để liên kết hai nguyên tử cacbon với nhau.

- Công thức cấu tạo của etilen:

Viết gọn: CH₂=CH₂.

- Giữa hai nguyên tử cacbon có hai liên kết. Những liên kết như vậy được gọi là liên kết đôi.Trong liên kết đôi có một liên kết kém bền. Liên kết này dễ bị đứt ra trong các phản ứng hóa học.

5.1. Phản ứng cộng

- Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hóa)

- Cộng brom

- Dẫn khí etilen qua dung dịch brom màu da cam

- Hiện tượng: Dung dịch brom bị mất màu.

- Nhận xét: Etilen đã phản ứng với brom trong dung dịch.

- Liên kết kém bền trong liên kết đôi bị đứt ra và mỗi phân tử etilen đã kết hợp thêm một phân tử brom. Phản ứng trên được gọi là phản ứng cộng.

- Ngoài brom, trong những điều kiện thích hợp, etilen còn có phản ứng cộng với một số chất khác. Ví dụ hiđro, clo.

- Nhìn chung, các chất có liên kết đôi (tương tự như etilen) dễ tham gia phản ứng cộng.

- Cộng clo

- Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hóa)

- Phản ứng cộng axit

- Hiđro halogenua (HCl, HBr, HI), axit sunfuric đậm đặc ,... có thể cộng vào etilen.

   CH₂=CH₂ + HCl (khí ) → CH₃CH₂Cl : (etyl clorua)

    CH₂=CH₂ + H-OSO₃H → CH₃CH₂OSO₃H : (etyl hiđrosunfat )

- Phản ứng cộng nước (phản ứng hiđrat hóa)

- Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác axit, etilen có thể cộng nước.

5.2. Phản ứng trùng hợp

- Ở điều kiện thích hợp (nhiệt độ, áp suất, xúc tác), liên kết kém bền trong phân tử etilen bị đứt ra. Khi đó, các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo thành phân tử có kích thước và khối lượng rất lớn, gọi là polietilen (viết tắt là PE).

- Phản ứng trên được gọi là phản ứng trùng hợp.

- Polietilen là chất rắn, không tan trong nước, không độc. Nó là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chất dẻo.

5.3. Phản ứng oxi hóa

- Etilen cháy hoàn toàn tạo ra CO2, H2O và tỏa nhiều nhiệt:

   C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

- Etilen làm mất màu dung dịch KMnO4:

    2 CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → + 2MnO₂ + 2KOH (etylen glicol)

- Phản ứng làm mất màu dung dịch thuốc tím kali pemanganat được dùng để nhận ra sự có mặt của liên kết đôi của anken.

6. Bạn có biết

- Phản ứng trên gọi là phản ứng oxi hóa hoàn toàn.

- Tương tự etilen, các anken khi bị đốt đều cháy và tỏa nhiều nhiệt.

- Khi đốt cháy anken, số mol H₂O thu được sau phản ứng luôn bằng số mol CO₂.

7. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Khi đốt cháy một anken thu được H₂O và CO₂ với tỷ lệ số mol là

 A. > 1.

 B. < 1.

 C. = 1.

 D. không xác định được.

Hướng dẫn:

Đáp án C.

Ví dụ 2: Nhận định nào sau đây là sai?

 A. Các anken khi bị đốt đều cháy và tỏa nhiều nhiệt.

 B. Đốt cháy anken, sau phản ứng thu được khí CO₂ và hơi nước.

 C. Khi đốt cháy anken, số mol H₂O thu được sau phản ứng luôn bằng số mol CO₂.

 D. Khi đốt cháy hoàn toàn ankan, sản phẩm thu được làm mất màu dung dịch brom.

Hướng dẫn:

CO₂, H₂O không làm mất màu dung dịch brom.

Đáp án D.

Ví dụ 3: Đốt cháy 1 mol khí propilen trong không khí, sau phản ứng thu được khí CO₂ và hơi nước có tổng số mol là

 A. 2.

 B. 4.

 C. 6.

 D. 8.

Hướng dẫn:

8. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Phản ứng nào sau đây dùng để điều chế anđehit axetic trong công nghiệp

A. CH₃-C≡N  CH₃CHO

B. CH₃CH₂OH  CH₃CHO

C. C₂H₅OH + CuO CH₃CHO + Cu + H₂O

D. CH₂=CH₂ + O₂ -CH₃CHO

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 2. Cho 1,84 gam hỗn hợp X gồm C₂H₂ và CH₃CHO tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO₃/NH₃ thu được 11,28 gam chất rắn. Phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X có giá trị lần lượt là:

A. 60% và 40%

B. 28,26 % và 71,74%

C. 25% và 75%

D. 30,67% và 69,33%

Lời giải:

Đáp án: B

Gọi số mol C₂H₂, CH₃CHO lần lượt là a, b

Theo đầu bài ta có: 26a + 44b = 1,84 (1)

Phương trình phản ứng:

C₂H₂ + Ag₂O C₂Ag₂ + H₂O

a                          a

CH₃CHO + Ag₂O CH₃COOH+ 2Ag

b                                                           2b

Ta có:

m _{chất rắn} = m_C2Ag2 + m_Ag = 11,28 => 240a + 108.2b = 11,28 (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình ta có:

a = 0,02, b = 0,03

=> mC₂H₂ = 0,02.26 = 0,52 gam, mCH₃CHO = 0,03.44 = 1,32 gam

%C₂H₂ = 0,52/1,84.100% = 28,26%

%CH₃CHO = 100% - 28,26% = 71,74%

Câu 3. Cho sơ đồ phản ứng: Butan → X → Y → Z → T → axeton

Vậy X, Y, Z, T trong sơ đồ phản ứng trên theo thứ tự là:

A. C₂H₄, CH₃CH₂OH, CH₃CHO, CH₃COOH

B. C₂H₆, CH₃CH₂OH, CH₃CHO, CH₃COOH

C. C₂H₆, C₂H₄, CH₃CH₂OH, CH₃COOH

D. Cả A và C đều đúng