Hoá Học 9 Bài 37: Etilen

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Tính chất vật lí

• Etilen là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí (\(d = \frac{{28}}{{29}}\))

1.2. Cấu tạo phân tử

• Trong phân tử etilen, mỗi nguyên tử Cacbon liên kết với hai nguyên tử hiđro, hai hóa trị còn lại liên kết hai nguyên tử cacbon với nhau.
• Công thức cấu tạo của etilen:
• Công thức cấu tạo thu gọn: CH2 = CH2

• Giữa 2 nguyên tử C có 2 liên kết, những liên kết như vậy 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 hoá học.

a) Mô hình rỗng b) Mô hình đặc

1.3. Tính chất hóa học

a. Etilen có cháy không?

Khi đốt etilen cháy tạo thành CO2, hơi nước vàng toả nhiều nhiệt

C2H4 +3 O2 2CO2 + 2H2O

b. Etilen có làm mất màu dung dịch nước Brom hay không?

CH2=CH2 + Br2 Br-CH2-CH2-Br (đibrômetan)

Ngoài ra etilen còn có pứ cộng với 1 số chất khác như H2, Cl2.

Nhìn chung các chất có liên kết đôi (tương tự như etilen) dễ tham gia pứ cộng.

c. Các phân tử etilen có kết hợp được với nhau không?

...+ CH2 = CH2 + CH2 = CH2 + CH2 = CH2 +... - CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 - ...

• Các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo thành phân tử có kích thước và khối lượng rất lớn gọi là polietilen (PE)
• Phản ứng trên gọi là phản ứng trùng hợp

1.4. Ứng dụng

1.5. Tổng kết

2. Bài tập minh họa

2.1. Dạng 1: Phân biệt các khí

Có 3 lọ mất nhãn đựng riêng biệt các khí metan, etilen và cacbonic. Các thí nghiệm dùng để nhận biết từng chất khí trên được trình bày trong bảng sau. Hãy điền các dấu hiệu phân biệt các chất vào các ô trống trong bảng.

Hướng dẫn giải

2.2. Dạng 2: Phần trăm thể tích khí

Cho 4,48 lít hỗn hợp hai khí metan và etilen đi qua bình đựng dung dịch nước brom dư. Cân lại bình đựng dung dịch brom, thấy khối lượng tăng 1,4 gam. Biết thể tích khí đã cho ở đktc, thành phần phần trăm về thể tích của metan và etilen lần lượt là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Chỉ có etilen phản ứng được với dung dịch nước brom. Như vậy khối lượng tăng lên chính là khối lượng của etilen.

Phương trình phản ứng: CH2=CH2 + Br2 → Br-CH2-CH2-Br

Số mol của etilen là:

\({n_{C{H_2} = C{H_2}}} = \frac{m}{M} = \frac{{1,4}}{{12 \times 2 + 1 \times 4}} = 0,05(mol)\)

Thể tích khí etilen là:

\({V_{C{H_2} = C{H_2}}} = 22,4 \times {n_{C{H_2} = C{H_2}}} = 22,4 \times 0,05 = 1,12(lit)\)

Thể tích khí metan là:

\({V_{C{H_4}}} = {V_{hh}} - {V_{C{H_2} = C{H_2}}} = 4,48 - 1,12 = 3,36(lit)\)

Thành phần % về thể tích của metan và etilen lần lượt là:

\(\begin{array}{l} \% {V_{C{H_4}}} = \frac{{{V_{C{H_4}}}}}{{{V_{hh}}}}.100 = \frac{{1,12}}{{4,48}}.100 = 25\% \\ \% {V_{C{H_2} = C{H_2}}} = 100\% - 25\% = 75\% \end{array}\)

2.3. Dạng 3: Xác định công thức phân tử

Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon mạch hở, trong phân tử ngoài các liên kết đơn chỉ chứa một liên kết đôi. Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít hỗn hợp X thu được 40,6 gam khí CO2. Biết số mol của hiđrocacbon có số nguyên tử cacbon lớn hơn chiếm 25% tổng số mol của hỗn hợp. Tính khối lượng của 8,96 lít hồn hợp X. Xác định công thức của hai hiđrocacbon trên.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của hai hiđrocacbon là CnH2n, CmH2m với m > n > 2

Phương trình hoá học :

CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O

CmH2m + 3m/2 O2 → mCO2 + mH2O

nhỗn hợp = 8,96/22,4 = 0,4 mol

nCmH2m = 0,4/100 x 25 = 0,1 mol

nCnH2n = 0,4 - 0,1 = 0,3 mol

Theo phương trình hóa học: nH2O = nCO2 = 40,6/44 = 0,9 mol

Vậy 8,96 lít hỗn hợp X có khối lượng:

mX = mC + mH = 0,9 x 12 + 0,9 x 2 = 12,6g

Ta có nCO2 = 0,3n + 0,1m = 0,9 → 3n + m = 9

→ n = 2; m = 3.

Công thức của 2 hidrocacbon C2H4 và C3H6

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Hãy nêu phương pháp hóa học loại bỏ khí etilen có sẵn trong khí metan để thu được metan tinh khiết.

Câu 2: Dẫn 6,72 lít một hỗn hợp khí gồm hai hiđrocacbon mạch hở (không phải mạch vòng) qua dung dịch brom dư sao cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau thí nghiệm, thấy khối lượng bình đựng dung dịch brom tăng thêm 5,6 gam, đồng thời thoát ra 2,24 lít một chất khí. Mặt khác, nếu đốt cháy toàn bộ 6,72 lít hỗn hợp trên thấy tạo ra 22 gam CO2 và 10,8 gam H2O. Biết các thể tích khí đo ở đktc.

Xác định công thức phân tử của hai hiđrocacbon và tính thành phần % về thể tích của mỗi chất trong hỗn hợp.

Câu 3: Hỗn hợp A gồm CH4 và C2H4. Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít hỗn hợp Ạ (đktc) rồi cho sản phẩm đi qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy tạo ra 20 gam kết tủa. Hãy tính thành phần % thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp.

Câu 4: Một hỗn hợp gồm có khí etilen, CO2 và hơi nước. Trình bày phương pháp thu được khí etilen tinh khiết.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Trong phân tử etilen giữa hai nguyên tử cacbon có?

A. Một liên kết đơn

B. Một liên kết đôi

C. Một liên kết ba

D. Hai liên kết đôi

Câu 2: CH4 và C2H4 có tính chất hóa học giống nhau là:

A. Tham gia phản ứng cộng với dd brom

B. Tham gia phản ứng cộng với khí hidro

C. Tham gia phản ứng trùng hợp

D. Tham gia phản ứng cháy với oxi

Câu 3: Hóa chất dùng để phân biệt etan và etilen là:

A. Dung dịch brom

B. Dung dịch phenolphtalein

C. Dung dịch nước vôi trong

D. Dung dịch natri hidroxit

4. Kết luận

Sau bài học cần nắm:

• CTPT, CTCT, đặc điểm cấu tạo của etilen.

• Tính chất vật lí: Trạng thái, màu sắc, tính tan trong nước, tỉ khối so với không khí. Tính chất hoá học của C2H4: Phản ứng cộng với dd Br2, pứ trùng hợp tạo PE, pứ cháy.

• Etylen được dùng làm nguyên liệu điều chế nhựa PE, ancol (rượu) etylic, axit axetic.