Chào các em, cô là giáo viên Hóa học của các em đây. Cô nhận được câu hỏi của em và thấy em đang cần gấp cho buổi tối. Đừng lo lắng nhé, chuỗi phản ứng này tuy dài nhưng bao gồm các phản ứng rất cơ bản và quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 11. Chúng ta sẽ cùng nhau giải quyết từng bước một cách chi tiết và dễ hiểu nhất.

Các em hãy tập trung và ghi chép cẩn thận nhé!

BÀI GIẢI CHI TIẾT

Đây là chuỗi biến hóa chúng ta cần thực hiện:
CH3COONa ➝ CH4 ➝ C2H2 ➝ C4H4 ➝ C4H10 ➝ C2H4 ➝ C2H5OH ➝ C2H4 ➝ PE

Chúng ta sẽ viết phương trình cho từng mũi tên, tương ứng với một phản ứng hóa học.

(1) CH3COONa ➝ CH4
Để điều chế metan (CH4) từ natri axetat (CH3COONa), chúng ta dùng phản ứng vôi tôi xút. Đây là phương pháp phổ biến trong phòng thí nghiệm để giảm một nguyên tử cacbon.
– Điều kiện: Nung nóng hỗn hợp natri axetat rắn với vôi tôi xút (hỗn hợp NaOH và CaO). CaO có tác dụng làm chất xúc tác, giữ cho hỗn hợp không bị chảy và ngăn NaOH ăn mòn thủy tinh.
– Phương trình hóa học:
CH3COONa (rắn) + NaOH (rắn) ➝ CH4 (khí) + Na2CO3

(2) CH4 ➝ C2H2
Để điều chế axetilen (C2H2) từ metan (CH4), chúng ta thực hiện phản ứng nhiệt phân ở nhiệt độ rất cao và làm lạnh nhanh.
– Điều kiện: 1500°C và làm lạnh nhanh để tránh axetilen bị phân hủy.
– Phương trình hóa học:
2CH4 ➝ C2H2 + 3H2

(3) C2H2 ➝ C4H4
Phản ứng này gọi là phản ứng đime hóa axetilen để tạo ra vinylaxetilen (C4H4).
– Điều kiện: Xúc tác là dung dịch CuCl trong NH4Cl, đun nóng.
– Phương trình hóa học:
2CH≡CH ➝ CH≡C-CH=CH2 (Vinylaxetilen)

(4) C4H4 ➝ C4H10
Để biến đổi vinylaxetilen (C4H4), một hiđrocacbon không no, thành butan (C4H10), một ankan no, ta thực hiện phản ứng cộng hiđro (hiđro hóa hoàn toàn).
– Điều kiện: Cần có H2 dư, xúc tác Niken (Ni) và nhiệt độ.
– Phương trình hóa học:
CH≡C-CH=CH2 + 4H2 ➝ CH3-CH2-CH2-CH3 (C4H10)

(5) C4H10 ➝ C2H4
Để từ một ankan mạch dài (butan) tạo ra một anken mạch ngắn hơn (eten), ta sử dụng phản ứng cracking.
– Điều kiện: Nhiệt độ cao và xúc tác thích hợp.
– Phương trình hóa học:
C4H10 ➝ C2H4 + C2H6

(6) C2H4 ➝ C2H5OH
Đây là phản ứng hiđrat hóa anken. Eten (C2H4) cộng nước để tạo ra ancol etylic (C2H5OH).
– Điều kiện: Hơi nước, có xúc tác axit (thường là H2SO4 loãng hoặc H3PO4) và nhiệt độ.
– Phương trình hóa học:
CH2=CH2 + H2O ➝ CH3-CH2-OH

(7) C2H5OH ➝ C2H4
Đây là phản ứng đehiđrat hóa (tách nước) từ ancol etylic để tạo lại anken. Phản ứng này ngược lại với phản ứng (6) nhưng điều kiện khác nhau.
– Điều kiện: Dùng axit sunfuric đặc (H2SO4 đặc) làm chất xúc tác và đun nóng ở 170°C. Các em lưu ý nhiệt độ nhé, vì ở 140°C sẽ tạo ra ete.
– Phương trình hóa học:
C2H5OH ➝ CH2=CH2 + H2O

(8) C2H4 ➝ PE
Phản ứng cuối cùng là phản ứng trùng hợp etilen để tạo ra polietilen (PE), một loại nhựa rất phổ biến.
– Điều kiện: Nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp.
– Phương trình hóa học:
nCH2=CH2 ➝ (-CH2-CH2-)n
Trong đó, “n” là hệ số polime hóa, là một số rất lớn.

TỔNG KẾT
Như vậy, chúng ta đã hoàn thành tất cả các bước của chuỗi phản ứng. Các em có thể thấy chuỗi này đã giúp chúng ta ôn lại rất nhiều loại phản ứng quan trọng của hóa học hữu cơ lớp 11:
– Phản ứng vôi tôi xút.
– Phản ứng nhiệt phân metan.
– Phản ứng đime hóa ankin.
– Phản ứng hiđro hóa hoàn toàn.
– Phản ứng cracking ankan.
– Phản ứng hiđrat hóa và đehiđrat hóa (của anken và ancol).
– Phản ứng trùng hợp.

Cô hy vọng bài giải chi tiết này sẽ giúp em hiểu rõ bản chất từng phản ứng và hoàn thành tốt bài tập của mình. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào khác, đừng ngần ngại hỏi nhé.

Chúc em học tốt