Chào các em học sinh thân mến!

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập hóa học rất điển hình và quan trọng liên quan đến tính chất của hiđrocacbon không no, cụ thể là etilen (C\(_2\)H\(_4\)). Đây là một phản ứng thường gặp trong chương trình Hóa học lớp 9, đặc biệt là khi chúng ta học về hiđrocacbon.

Đề bài: Viết phương trình hóa học và hoàn thành phản ứng sau: C\(_2\)H\(_4\) + Br\(_2\) –(H\(_2\)O)–> ……………………

Để giải bài tập này một cách chi tiết và dễ hiểu nhất, chúng ta sẽ đi theo từng bước sau:

Lời giải chi tiết:

Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng và loại hợp chất.

• Chất tham gia thứ nhất là C\(_2\)H\(_4\) (etilen).
• Chất tham gia thứ hai là Br\(_2\) (brom).
• Ký hiệu “(H\(_2\)O)” trên mũi tên cho biết phản ứng diễn ra trong dung môi nước, tức là chúng ta đang dùng dung dịch brom (nước brom).

Giải thích: Etilen (C\(_2\)H\(_4\)) là một anken, thuộc loại hiđrocacbon không no vì có một liên kết đôi C=C trong phân tử. Các hiđrocacbon không no có đặc trưng là tham gia phản ứng cộng. Brom (Br\(_2\)) là một halogen, có khả năng cộng vào liên kết đôi.

Bước 2: Dự đoán loại phản ứng hóa học.

• Vì etilen có liên kết đôi (không no), nó sẽ tham gia phản ứng cộng với các chất như brom, hiđro, HX (HCl, HBr, HI), H\(_2\)O.
• Ở đây, etilen phản ứng với brom, nên đây chính là phản ứng cộng brom vào liên kết đôi.

Giải thích: Phản ứng cộng là phản ứng đặc trưng của các hợp chất không no, trong đó liên kết \(\pi\) (một phần của liên kết đôi) bị phá vỡ và thay vào đó là sự hình thành các liên kết đơn mới với các nguyên tử được cộng vào.

Bước 3: Viết công thức cấu tạo của etilen để hình dung quá trình phản ứng.

Công thức cấu tạo của etilen là H\(_2\)C=CH\(_2\).

Khi etilen phản ứng với brom, liên kết đôi C=C sẽ bị đứt một liên kết (liên kết \(\pi\)), và mỗi nguyên tử cacbon sẽ liên kết với một nguyên tử brom.

Bước 4: Xác định sản phẩm và viết phương trình hóa học hoàn chỉnh.

• Sản phẩm của phản ứng cộng brom vào etilen là 1,2-đibrometan (1,2-dibromoethane). Công thức hóa học của sản phẩm là C\(_2\)H\(_4\)Br\(_2\).

Phương trình hóa học đầy đủ là:

\[ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{Br}_2 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2 \]

Để dễ hình dung hơn về cấu tạo:

\[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Br}_2 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{CH}_2\text{Br}-\text{CH}_2\text{Br} \]

Giải thích: Phản ứng này là phản ứng cộng theo tỉ lệ 1:1, nghĩa là một phân tử etilen sẽ cộng với một phân tử brom. Kết quả là tạo thành một hợp chất no, không còn liên kết đôi. Tên gọi 1,2-đibrometan có nghĩa là có hai nguyên tử brom gắn vào vị trí số 1 và số 2 của mạch cacbon.

Bước 5: Nêu hiện tượng của phản ứng.

• Dung dịch brom có màu vàng nâu (hoặc da cam).
• Khi etilen tác dụng với dung dịch brom, màu của dung dịch brom sẽ bị mất đi (nhạt màu hoặc mất màu hoàn toàn) do brom đã bị cộng vào etilen và không còn tồn tại ở dạng phân tử tự do Br\(_2\) gây màu nữa.

Giải thích: Hiện tượng mất màu dung dịch brom là một dấu hiệu quan trọng để nhận biết các hiđrocacbon không no như etilen. Phản ứng này được ứng dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm để phân biệt anken/ankin với ankan.

Kết luận:

Phản ứng của etilen với brom trong dung môi nước là phản ứng cộng, tạo ra 1,2-đibrometan và làm mất màu dung dịch brom.

Chúc các em học tốt môn Hóa học!