Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trìnhC₄H₁₀→ C₂H₆ + C₂H₄ 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 C₄H₁₀→ C₂H₆ + C₂H₄

1. Phản ứng hóa học:

    C₄H₁₀  C₂H₆ + C₂H₄

2. Điều kiện phản ứng

- Điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp.

3. Cách thực hiện phản ứng

- Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp các ankan bị bẻ gẫy các liên kết C – C tạo thành các phân tử nhỏ hơn.

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Sản phẩm thu được sau phản ứng làm mất màu dung dịch brom ở điều kiện thường.

5. Phản ứng hóa học

- Trong phân tử C₄H₁₀ chỉ có liên kết và . Đó là các liên kết xích ma bền vững, vì thế C₄H₁₀ tương đối trơ về mặt hóa học: Ở nhiệt độ thường, chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh (như KMnO₄) Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác, nhiệt, C₄H₁₀ tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.

1. Phản ứng thế bởi halogen

- Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp butan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hidro bằng clo. Tương tự như metan.

   C₄H₁₀ + Cl₂ → C₄H₉Cl + HCl

- Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.

2. Phản ứng tách (gãy liên kết C-C và C-H)

- Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr₂O₃, Fe, Pt,...), các ankan không những bị tách hidro tạo thành các hidrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.

3. Phản ứng oxi hóa

- Khi đốt, butan bị cháy tạo ra CO₂, H₂O và tỏa nhiều nhiệt

- Nếu không đủ oxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO₂ và H₂O còn tạo ra các sản phẩm như CO, than muội, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.

6. Bạn có biết

- Phản ứng trên gọi là phản ứng cracking (bẻ gãy mạch cacbon).

- Sản phẩm thu được sau phản ứng ngoài C₂H₆ và C₂H₄ còn có thể có C₃H₆, CH₄, H₂, C₄H₈.

- Nếu hiệu suất phản ứng cracking là 100% không có quá trình thứ cấp thì tổng số mol sản phẩm tăng gấp đôi so với các chất tham gia nên khối lượng phân tử trung bình giảm đi một nửa.

- Số mol ankan sau phản ứng luôn bằng số mol ankan ban đầu dù quá trình cracking có nhiều giai đoạn.

- Dù phản ứng xảy ra theo hướng nào thì phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp: m_{trước phản ứng} = m_{sau phản ứng}.

- Phản ứng luôn làm tăng số mol khí: n_sau > n_trước.

7. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Tiến hành cracking 10 lít khí butan, sau phản ứng thu được 18 lít hỗn hợp khí gồm etan, metan, eten, propylen, butan (các khí đo cùng điều kiện). Hiệu suất quá trình phản ứng cracking?

 A. 60%

 B. 70%

 C. 80%

 D. 90%

Hướng dẫn:

Cracking butan:

C₄H₁₀ → C₂H₆ + C₂H₄

C₄H₁₀ → CH₄ + C₃H₆

Do các khí đo ở cùng điều kiện nên từ phản ứng, ta có:

V_{(sản phẩm)} = 2.V_{C4H10(phản ứng)} = 2x (lít)

⇒ V_{C4H10 (phản ứng)} = V_{(khí tăng)} = V_{(hỗn hợp sau phản ứng)} - V_{(ban đầu)}

Do đó: V_tăng = x (lít); V_{(hỗn hợp sau phản ứng)} = 10 + x = 18 → x = 8 (lít)

Đáp án C.

Ví dụ 2: Thực hiện cracking V lít khí butan , thu được 1,75 lít hỗn hợp khí gồm 5 hidrocacbon. Hiệu suất phản ứng cracking butan? (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).

 A. 80%

 B. 25%

 C. 75%

 D. 50%

Hướng dẫn:

V_{C4H10 (phản ứng)} = V_{(khí tăng)} = 1,75V – V =0,75V (lít)

Đáp án C.

Ví dụ 3: Cracking butan (A) thu được hỗn hợp B gồm 5 hidrocacbon có khối lượng mol trung bình là 32,65 gam/mol. Hiệu suất phản ứng cracking?

 A .77,64%

 B. 38,82%

 C. 17,76%

 D. 16,325%

Hướng dẫn:

Theo định luật bảo toàn khối lượng: m_A = m_B

58 = 32,65.(1 + 0,01x)

X = 77,64 ⇒ H = 77,64%

Đáp án A.