Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 52: Luyện tập dẫn xuất hiđrocacbon

a) Hãy thiết lập biểu thức tính giá trị (π + v) đối với dẫn xuất halogen (xem bài tập 1 ở bài 44)

b) tính (π + v) đối với các chất sau: C₆H₆Cl₆;C₅H₅Cl;C₈H₅Br₃;C₁₂H₄Cl₄O₂.

Phương pháp giải

k = ( π + v ) = 1/2[ 2x + 2 - (y + u)].

Hướng dẫn giải

Câu a: Công thức của dẫn xuất halogen C_xH_yCl_us. Biểu thức tính giá trị k = (π + v).

k = ( π + v ) = 1/2[ 2x + 2 - (y + u)].

Số nguyên tử oxi không ảnh hưởng đến k.

Câu b: Áp dụng công thức trên ta tính được giá trị k của C₆H₆Cl₆, C₅H₅Cl, C₈H₅Br₃, C₁₂H₄Cl₄O₂ lần lượt là 1, 3, 5 và 9.

a) Trong hai liên kết C-C và H-Cl liên kết nào phân cực hơn? Vì sao?

b) Vì sao dẫn xuất halogen hầu như không tan trong nước mà tan trong dung môi hữu cơ như hidrocacbon , ete, ancol?

Phương pháp giải

- Dựa vào độ âm điện → so sánh khả năng phân cực

- Các dẫn xuất halogen không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ.

Hướng dẫn giải

Câu a:

Liên kết C-Cl. Hiệu độ âm điện Δλ = 3,16 - 2,55 = 0,61

liên kết H-Cl. Hiệu độ âm điện Δλ = 3,16 - 2,2 = 0,96

Δλ_HCl > Δλ_CCl ⇒ liên kết H-Cl phân cực hơn liên kết C-Cl.

Câu b: Các dẫn xuất halogen đều là hợp chất cộng hóa trị nên thực tế không tan trong H₂O, chúng tan trong dung môi hữu cơ.

Cho các hợp chất sau: 2- clobutan, vinyl bromua, benzyl clorua.

a) Hãy viết công thức cấu tạo và dùng các mũi tên thẳng, mũi tên cong để chỉ chiều di chuyển mật độ electron ở các nhóm chức của các hợp chất đó.

b) Hãy viết phương trình nếu xảy ra phản ứng của từng hợp chất cho ở câu a lần lượt với các tác nhân sau:

- NaOH/H₂O/t^o

- KOH/butanol/t^o

- Mg/ete.

Phương pháp giải

 - Các ankyl halogenua không phản ứng với nước nhưng bị thủy phân khi đun nóng với dung dịch kiềm tạo ancol

  - Dẫn xuất loại anlyl halogenua bị thủy phân ngay khi đun sôi với nước

 - Dẫn xuất loại vinyl halogenua và phenyl halogenua chỉ phản ứng với kiềm ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao

- Quy tắc Zai-xép: Khi tách HX khỏi dẫn xuất halogen, nguyên tử halogen X ưu tiên tách ra cùng nguyên tử H ở cacbon bậc cao hơn bên cạnh tạo sản phẩm chính.

- Phản ứng magie: tạo hợp chất cơ magie.

Hướng dẫn giải

Câu a:

Câu b:

- Với NaOH/H₂O, t^o

CH₃-CHCl-CH₂-CH₃ + NaOH → CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₃ + NaCl

C₆H₅-CH₂-Cl + NaOH → C₆H₅-CH₂-OH + NaCl

CH₂=CH-Br do hiệu ứng cộng hưởng p-π nên không tác dụng với dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường và đun nóng.

Với KOH/butanol/t^o

CH₃−CHCl−CH₂−CH₃ + KOH → CH₂=CH−CH₂−CH₃ + KCl + H₂O  (xt: butanol, t^o)

                                                           (Sản phẩm phụ)

CH₃-CHCl-CH₂-CH₃ + KOH → CH₃-CH=CH-CH₃ + KCl + H₂O  (xt: butanol, t^o)

                                                      (Sản phẩm chính)

C₆H₅-CH₂-Cl + KOH → C₆H₅-CH₂-OH + KCl   (xt: butanol, t^o)

C₆H₅-CH₂-Cl + KOH → CH₃-CH=CH-CH₃ + KCl + H₂O   (xt: butanol, t^o)

                                             (Sản phẩm chính)

- Với Mg/ete

CH₃-CHCl-CH₂-CH₃ + Mg →  CH₂-CH(C₂H₅)-Mg-Cl

C₆H₅-CH₂-Cl + Mg → C₆H₅-CH₂-Mg -Cl

CH₂=CH-Br + Mg → CH₂=CH-Mg-Br

Khi đun sôi dung dịch gồm C₄H₉I, etanol và KOH người ta thu được ba anken mà khi hidro hóa cùng đều nhận được butan. Hãy viết sơ đồ phản ứng tạo ra các anken và cho biết anken nào là sản phẩm phụ.

Phương pháp giải

- Quy tắc Zai-xép: Khi tách HX khỏi dẫn xuất halogen, nguyên tử halogen X ưu tiên tách ra cùng nguyên tử H ở cacbon bậc cao hơn bên cạnh tạo sản phẩm chính.

Hướng dẫn giải

Công thức cấu tạo C₄H₉I là: CH₃-CHI-CH₂-CH₃

CH₃-CHI-CH₂-CH₃ + KOH → CH₂=CH-CH₂-CH₃ + KI + H₂O   (xt: ancol, t^o)

CH₃-CHI-CH₂-CH₃  + KOH → CH₃-CH=CH-CH₃ + KI + H₂O   (xt: ancol, t^o)

CH₃-CH=CH-CH₃ có đồng phân hình học cis và trans

Cho các hóa chất sau: Etanol, axit axetic, etyl clorua, axit sunfuric, natri hidroxit và mangan đioxit.

a) Hãy đề nghị một sơ đồ phản ứng đơn giản nhất đều điều chế 1,2-đicloetan

b) Hãy tính xem để điều chế 49,5 gam 1,2-cloetan thì cần dùng bao nhiêu gam mỗi chất trong sơ đồ phản ứng đề nghị (coi hiệu suất các phản ứng đều đạt 100%).

Câu a:

CH₃-CH₂Cl + NaOH \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CH₂=CH₂ + NaCl + H₂O  (1)

2NaCl + H₂SO₄ (đặc) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Na₂SO₄ + 2HCl   (2)

MnO₂ + 4HCl ​ \(​​\xrightarrow{{{t^o}}}\)​ ​ MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O   (3)

CH₂=CH₂ + Cl₂ → CH₂Cl-CH₂Cl    (4)

Câu b: Số mol C₂H₄Cl₂: 49,5/99 = 0,5(mol)

Theo các pt trên

⇒ nC₂H₅Cl = nNaOH = 2 mol, nMnO₂ = 0,5 mol, nH₂SO₄= 1 mol

Khối lượng các chất cần dùng :

mC₂H₅Cl = 2. 64,5 = 129 g

m_NaOH = 2.40 = 80 g

mH₂SO₄ = 1.98 = 98 g

m_MnO2 = 0,5 . 87 = 43,5 g

Để điều chế cloropren (2-clobutan-1,3-đien), người ta đime hóa axetilen rồi cho sản phẩm thu được phản ứng với HCl.

a) Hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và cho biết sản phẩm phụ trong mỗi giai đoạn được tạo ra như thế nào?

b) Viết phương trình hóa học của phản ứng trùng hợp cloropen, gọi tên sản phẩm và cho biết ứng dụng của nó.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học của dẫn xuất halogen 

Hướng dẫn giải

Câu a: 2CH≡CH → CH₂=CH-C≡CH  (xt: NH₄Cl, CuCl₂, t^o)

CH₂=CH-C≡CH + HCl →  CH₂=CH-CCl=CH₂   (xt: ancol, to)

Câu b: nCH₂=CCl-CH=CH₂ → (-CH₂-CCl=CH-CH₂-)_n

                                                     policlopren

Ứng dụng : Vì có tính đàn hồi cao nên policlopren được dùng để điều chế cao su tổng hợp.

Hãy đề nghị sơ đồ các phản ứng kế tiếp nhau để thu được các chuyển hóa sau:

a) CH₃CH₂CH₂CH₂Cl → CH₃CHClCH₂CH₃

b) C₆H₆ → C₆H₅CHClCH₂Cl

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học của dẫn xuất halogen từ đó đưa ra phương án điều chế phù hợp

Hướng dẫn giải

Câu a:

CH₃CH₂CH₂CH₂Cl + KOH → CH₂=CHCH₂CH₃ + KCl + H₂O

CH₃CH₂CH=CH₂ + HCl → CH₃CH₂CHClCH₃ (sản phẩm chính)

CH₃CH₂CH=CH₂ + HCl → CH₃CH₂CH₂CH₂Cl (sản phẩm phụ)

Câu b: C₆H₆ → C₆H₅CH₂-CH₃ → C6H5CH2=CH2→ C₆H₅CHClCH₂Cl

Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) vào dấu [... ] ở mỗi câu sau :

a) Sản phẩm chính khi monoclo hóa isopentan là dẫn xuất clo bậc III. [...]

b) Sản phẩm chính khi monobrom hóa isopentan là dẫn xuất brom bậc III. [...]

c) Sản phẩm chính khi đun sôi 2- clobutan với KOH/etanol là but – 1-en. [...]

d) Sản phẩm chính khi chiếu sáng hỗn hợp toluen và clo là p-clotoluen. [...]

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học của dẫn xuất halogen 

Hướng dẫn giải

a) Đúng

b) Đúng

c) Sai (Sản phẩm chính là but-2-en)

d) Đúng