C2H4 ra C2H4(OH)2 | C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H4(OH)2 + MnO2 + KOH

Trịnh Thị Thu Hiền Ngày: 25-06-2024 Lớp 12

3.8 K

Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO₂ + 2KOH gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:

Phương trình 3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO₂ + 2KOH

1. Phương trình phản ứng hóa học

3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO₂ + 2KOH

3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ 3OH-CH₂-CH₂ – OH + 2MnO₂ + 2KOH

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Màu tím của KMnO₄ chuyển dần sang không mầu và có vẩn đục màu đen.

3. Điều kiện phản ứng

- Phản ứng xảy ra ngay ở điều kiện thường.

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.

- Etilen phản ứng với KMnO₄ làm mất màu dung dịch thuốc tím kali pemanganat (Chú ý: Phản ứng được dùng để nhận ra sự có mặt của liên kết đôi của anken)

4.2. Bản chất của KMnO₄ (Thuốc tím)

- Trong phản ứng trên KMnO₄ là chất oxi hoá.

- KMnO₄ là chất oxy hóa mạnh, có thể oxy hóa cả vật chất vô cơ cũng như hữu cơ.

5. Tính chất hóa học

5.1. Tính chất hóa học của C2H2

a. Phản ứng oxi hóa của Etilen

Phản ứng oxi hóa hoàn toàn

Khi etilen bị đốt với oxi, etilen và các đồng đẳng đều cháy và tỏa nhiều nhiệt

C_nH_2n + 3n/2O₂ → nCO₂ + nH₂O

Phản ứng oxi không hoàn toàn

Sục khí etilen vào dung dịch KMnO₄, thấy màu của dung dịch nhạt dần và có kết tủa nâu đen của MnO₂

CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO-CH₂-CH₂-OH + 2MnO₂ + 2KOH

Các đồng đẳng của etilen cũng làm mất màu dung dịch KMnO₄. Phản ứng này được đùng dể nhận biết etilen

b. Etilen tác dụng brom dạng dung dịch

Phương trình hóa học:

CH₂= CH₂ + Br₂ → Br – CH₂ – CH₂ – Br

c. Etilen tác dụng với H₂O

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

C₂H₄ + H₂O $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ C₂H₅OH

Với đặc điểm các chất liên kết đôi (tương tự etilen) dễ tham gia phản ứng cộng. Phân tử etilen kết hợp với nhau (còn gọi là phản ứng trùng hợp)

d. Phản ứng trùng ngưng

Các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo ra chất có phân tử lượng rất lớn gọi là PolyEtiten hay còn gọi là PE

Phương trình phản ứng.

….+ CH₂= CH₂+ CH₂= CH₂ +….→ ….- CH₂– CH₂ – CH₂– CH_2-….

5.2. Tính chất hóa học của KMnO4

Vì là chất oxi hóa mạnh nên KMnO4 có thể phản ứng với kim loại hoạt động mạnh, axit hay các hợp chất hữu cơ dễ dàng.

Phản ứng phân hủy bởi nhiệt độ cao

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

Khi pha loãng tinh thể pemanganat dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, oxi được giải phóng

4KMnO4 + 2H2O → 4KOH + 4MnO2 + 3O2

Phản ứng với axit

KMnO4 có thể phản ứng với nhiều axit mạnh như H2SO4, HCl hay HNO3, các phương trình phản ứng minh họa gồm:

2 KMnO4+ H2SO4 → Mn2O7 + K2SO₄ + H2O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
3K2MnO4 + 4HNO3 → 2KMnO4 + MnO2 + 4KNO3 + 2H2O

Phản ứng với bazơ

Thuốc tím có thể tác dụng với nhiều dung dịch kiềm hoạt động mạnh như KOH, NaOH, phương trình phản ứng minh họa:

4KMnO4 + 4KOH → 4K2MnO4 + 2H2O + O2
4KMnO4 4NaOH + → 2K2MnO4 + 2Na2MnO4 + 2H2O + O2

Tính chất oxy hóa của KMnO4

Vì thuốc tím là chất oxy hóa mạnh nên có thể phản ứng với nhiều loại dung dịch và cho ra nhiều sản phẩm khác nhau.

Trong môi trường axit, mangan bị khử thành Mn2+

2KMnO4+ 5Na2SO3 + 3H2SO4? 2MnSO4 + 5Na2SO₄ + K2SO4 + 3H2O

Trong môi trường trung tính, tạo thành MnO2 có cặn màu nâu.

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O ? 3K2SO4+2MnO2 + 2KOH

Trong môi trường kiềm, bị khử thành MnO42-

2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH ? 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

Phản ứng với các hợp chất hữu cơ

Phản ứng với etanol

4KMnO4 + 3C2H5OH → 3CH3COOH + 4MnO2 + 4KOH + H2O

Phản ứng với axetilen trong môi trường kiềm:

C2H2 + 10KMnO4 + 14KOH → 10K2MnO4 + 2K2CO3 + 8H2O

Phản ứng với axetilen trong môi trường trung tính:

3C2H2 + 10KMnO4 + 2KOH → 6K2CO3 + 10MnO2 + 4H2O

Phản ứng với axetilen trong môi trường axit

C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H20

KMnO4 phản ứng với Ethylene trong môi trường kiềm:

12KMnO4 + C2H4 + 16KOH → 12K2MnO4 + 2K2CO3 + 10H2O

KMnO4 phản ứng với Ethylene trong môi trường trung tính

4KMnO4 + C2H4 → 2K2CO3 + 4MnO2 + 2H2O

Phản ứng với glycerol

14KMnO4 + 4C3H8O3 → 7K2CO3 + 7Mn2O3 + 5CO2 + 16H2O

Các phản ứng khác của KMnO4

Thuốc tím tác dụng với H2O2

2KMnO4 + 3H2O2 → 2KOH + 2MnO2 + 3O2+ 2H2O

KMnO4 tác dụng với H2S

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S → 5S + 8H2O + K2SO4 + 2Mn

6. Cách thực hiện phản ứng

- Sục khí etilen vào dung dịch thuốc tím (KMnO₄), thấy màu của dung dịch thuốc tím nhạt dần và có kết tủa màu nâu đen của MnO₂.

7. Bạn có biết

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

- Tương tự etilen, các anken đều làm mất màu dung dịch thuốc tím.

- Phản ứng này dung để phân biệt anken và ankan.

8. Bài tập liên quan

Câu 1. Nhận biết Khí CH₄ và C₂H₄ người ta sử dụng hóa chất nào dưới đây

A. dung dịch brom.

B. dung dịch AgNO₃/NH₃

C. quỳ tím

D. Nước vôi trong

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Dẫn các khí qua bình đựng Br₂ dư :

Mất màu: C₂H₄

Không hiện tượng gì là CH₄

Câu 2. Dãy các chất đều làm mất màu dung dịch thuốc tím là

A. Etilen, axetilen, anđehit fomic, toluen

B. Axeton, etilen, anđehit axetic, cumen

C. Benzen, but-1-en, axit fomic, p-xilen

D. Xiclobutan, but-1-in, m-xilen, axit axetic

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Axeton, benzen, xiclobutan không làm mất màu dung dịch thuốc tím

Câu 3. Phát biểu nào dưới đây không đúng:

A. Điều chế etilen trong phòng thí nghiệm bằng cách đun etylic với H₂SO₄ đặc tới khoảng 170^oC

B. Tất cả các ancol khi đun nóng với H₂SO₄ đặc tới khoảng 170^oC đều thu được anken

C. Đun nóng ancol với H₂SO₄ đặc ở nhiệt độ khoảng 140^oC sẽ thu được ete

D. Đun nóng propan-1-ol với H₂SO₄ đặc ở nhiệt độ 170^oC chỉ thu được 1 olefin duy nhất

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Một vài ancol, chẳng hạn CH₃OH hoặc (CH₃)₃C-CH₂OH. Không có phản ứng tách nước tạo anken (mà chỉ tạo este)

Câu 4. Phản ứng hóa học đặc trưng của etilen là:

A. Phản ứng thế.

B. Phản ứng cộng.

C. Phản ứng oxi hóa - khử.

D. Phản ứng phân hủy.

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Phản ứng hóa học đặc trưng của etilen là Phản ứng cộng.

Eitlen (CH2=CH2) có liên kết đôi kém bền, dễ dàng tham gia phản ứng cộng.

Câu 5. Thực hiện thí nghiệm sau: Dẫn từ từ C₂H₄ vào dung dịch KMnO₄ hiện tượng quan sát được là

A. Dung dịch có màu trong suốt

B. Dung dịch có màu tím

C. Có vẩn đục màu đen

D. Xuất hiện kết tủa màu đen

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 6. Etilen không phản ứng với chất nào dưới đây

A. dung dịch Br₂

B. kim loại Na

C. dung dịch KMnO₄

D. tác dụng dung dịch NaOH

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 7. Chất nào sau đây làm mất màu dung dịch KMnO₄ ở điều kiện thường

A. Benzen

B. Axetilen

C. Metan

D. Toluen

Lời giải:

Đáp án: B

Axetilen có công thức CH≡CH nên làm mất màu dung dịch KMnO₄ ở điều kiện thường.

3C₂H₂ + 8KMnO₄ + 4H₂O → 3(COOH)₂ + 8MnO₂ + 8KOH

Câu 8. Nhận xét đúng về khí etilen

A. Là chất khí không màu, có mùi hắc

B. Là chất khí không mùi, ít tan trong nước

C. Là chất khí nặng hơn không khí

D. Là chất khí không màu, ít tan trong nước

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 9: X là hỗn hợp gồm 2 hiđrocacbon thuộc 2 dãy đồng đẳng khác nhau. Đốt cháy X thu được. X có thể gồm:

A. 1 xicloankan và 1 anken. B. 1 ankan và 1 anken

B. 1 ankan và 1 xicloankan D. Cả 3 đáp án trên đều đúng.

Lời giải:

Đáp án A

Vì xicloankan và anken đều có CTPT là C_nH_2n

(Chú ý: với xicloankan n ≥ 3; với anken n ≥ 2)

→ Xicloankan và anken khi đốt cháy đều cho $n_{H_{2} O} = n_{C O_{2}}$

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 10ml hiđrocacbon X mạch hở thu được 40 ml CO₂ ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Biết X có khả năng làm mất màu dung dịch brom và có cấu tạo mạch phân nhánh. CTCT của X là:

A. (CH₃)₂C=CH₂ B. CH₃C=C(CH₃)₂

C. CH₂=CH(CH₂)₂CH₃ D. CH₃CH=CHCH₃.

Lời giải:

Đáp án A

10ml X → 40ml CO₂

Số C trong X = $\frac{V_{C O_{2}}}{V_{X}}$ = 4

X có 4C, kết hợp X không no (mất màu dung dịch Br₂) và mạch nhánh

X chỉ có thể là (CH₃)₂C=CH₂

Câu 11: Cho một hỗn hợp gồm các anken ở thể khí tại nhiệt độ phòng tham gia phản ứng cộng nước. Số ancol tối đa được tạo thành là:

A. 4 B. 5 C. 6 D. 7

Lời giải:

Đáp án D

Có 3 anken ở thể khí tại nhiệt độ phòng: C₂H₄ (tạo 1 ancol), C₃H₆ (tạo 2 ancol) và C₄H₈(tạo 4 ancol ứng với 2CTCT anken)

Câu 12: Cho các chất sau: 2-metylbut-1-en (1); 3,3-đimetylbut-1-en (2); 3-metylpent-1-en (3); 3-metylpent-2-en (4). Những chất là đồng phân của nhau là:

A. (1) và (2) B. (2) và (3)

C. (1), (2) và (3) D. (2), (3) và (4).

Lời giải:

Đáp án D

(1) 2-metylbut-1-en: CH₂=C(CH₃)-CH₂-CH₃

(2) 3,3-đimetylbut-1-en: CH₂=CH-C(CH₃)₂-CH₃

(3) 3-metylpent-1-en: CH₂=CH-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

(4) 3-metylpent-2-en: CH₃-CH=C(CH₃)-CH₂-CH₃

Nhận thấy (2), (3), (4) đều có công thức C₆H₁₂ → (2), (3), (4) là đồng phân của nhau.

9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Anken và hợp chất:

CH₂=CH₂ + O₂ → CH₃CHO

CH₃-CH=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₂–CH₃