Bài 18: Ôn tập chương 4

1. Kiến thức trọng tâm

Chương 4 hệ thống lại ba họ hydrocarbon quan trọng: alkane, hydrocarbon không no và arene. Cần nắm vững công thức chung, cấu tạo, cách gọi tên và tính chất hóa học đặc trưng của từng họ.

Alkane $C_nH_{2n+2}$ chỉ có liên kết đơn, bền, phản ứng đặc trưng là thế với halogen và cháy. Hydrocarbon không no gồm alkene $C_nH_{2n}$ (một liên kết đôi), alkyne $C_nH_{2n-2}$ (một liên kết ba) và alkadiene (hai liên kết đôi); phản ứng đặc trưng là cộng, trùng hợp và oxi hóa nhẹ. Arene chứa vòng benzene $C_6H_6$, bền nhờ hệ liên kết $\pi$ liên hợp, phản ứng đặc trưng là thế electrophile.

Về đồng phân: alkane có đồng phân mạch carbon; alkene có thêm đồng phân vị trí liên kết đôi và đồng phân hình học cis–trans; arene có đồng phân vị trí nhóm thế trên vòng. Cách gọi tên đều dựa trên mạch chính hoặc vòng chính, đánh số sao cho tổng vị trí nhánh và liên kết bội nhỏ nhất.

Về ứng dụng: alkane là nhiên liệu và nguyên liệu cracking; ethene sản xuất nhựa PE; acetylene dùng hàn cắt kim loại; buta-1,3-diene sản xuất cao su; benzene và toluene làm dung môi và nguyên liệu tổng hợp hữu cơ.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Phân biệt ba chất khí methane, ethene, acetylene bằng phương pháp hóa học.

Giải: Dẫn từng khí qua dung dịch $AgNO_3/NH_3$: acetylene tạo kết tủa vàng $AgC \equiv CAg$. Hai khí còn lại dẫn qua dung dịch bromine: ethene làm mất màu, methane không phản ứng.

Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn $0,1$ mol alkane X thu được $0,3$ mol $CO_2$. Xác định công thức phân tử của X.

Giải: $n_{CO_2} = n \cdot n_X \Rightarrow n = 3$. Vậy X là $C_3H_8$ (propane).

Ví dụ 3. Viết phương trình nitro hóa benzene.

Giải: $C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4\ đặc} C_6H_5NO_2 + H_2O$.

3. Ghi nhớ

• Nhận biết hydrocarbon bằng liên kết bội: cộng bromine, $KMnO_4$, $AgNO_3/NH_3$ (với alkyne đầu mạch).
• Nắm chắc quy tắc gọi tên, đồng phân và quy tắc Markovnikov.
• Viết đúng và cân bằng phương trình phản ứng là chìa khóa làm bài tập chương này.