Thực hiện phép biến hóa
CaCO3 – CaO – CaC2 – C2H2 – C2H4 – C2H6 – C2H5Cl – PE
CaCO3 – CaO – CaC2 – C2H2 – C2H4 – C2H6 – C2H5Cl – PE
Chúng ta sẽ đi qua chuỗi biến hóa sau:
CaCO3 \(\xrightarrow{1}\) CaO \(\xrightarrow{2}\) CaC2 \(\xrightarrow{3}\) C2H2 \(\xrightarrow{4}\) C2H4 \(\xrightarrow{5}\) C2H6 \(\xrightarrow{6}\) C2H5Cl \(\xrightarrow{7}\) PE
—
Bước 1: CaCO3 \(\xrightarrow{1}\) CaO
Phản ứng này là phản ứng nhiệt phân muối canxi cacbonat.
Phương trình hóa học:
CaCO3 (rắn) \(\xrightarrow{t^o}\) CaO (rắn) + CO2 (khí)
Điều kiện: Phản ứng cần đun nóng mạnh.
Giải thích: Khi đun nóng đá vôi (canxi cacbonat), nó sẽ phân hủy thành canxi oxit (vôi sống) và khí cacbon đioxit.
—
Bước 2: CaO \(\xrightarrow{2}\) CaC2
Phản ứng này là phản ứng giữa canxi oxit và cacbon ở nhiệt độ cao.
Phương trình hóa học:
CaO (rắn) + 3C (rắn) \(\xrightarrow{t^o}\) CaC2 (rắn) + CO (khí)
Điều kiện: Phản ứng cần nhiệt độ rất cao, khoảng 2200\(^\circ\)C.
Giải thích: Canxi oxit phản ứng với cacbon (than) trong lò điện ở nhiệt độ cao tạo thành canxi cacbua và khí cacbon oxit.
—
Bước 3: CaC2 \(\xrightarrow{3}\) C2H2
Phản ứng này là phản ứng giữa canxi cacbua và nước.
Phương trình hóa học:
CaC2 (rắn) + 2H2O (lỏng) \(\rightarrow\) C2H2 (khí) + Ca(OH)2 (dung dịch)
Giải thích: Khi cho nước tác dụng với canxi cacbua, sẽ sinh ra khí axetilen (etilen) và canxi hiđroxit.
—
Bước 4: C2H2 \(\xrightarrow{4}\) C2H4
Phản ứng này là phản ứng cộng hydro của axetilen.
Phương trình hóa học:
C2H2 (khí) + H2 (khí) \(\xrightarrow{Ni, t^o}\) C2H4 (khí)
Điều kiện: Phản ứng cần xúc tác Niken (Ni) và đun nóng.
Giải thích: Axetilen có liên kết ba. Khi cộng hydro theo tỉ lệ 1:1, nó sẽ chuyển thành etilen (có liên kết đôi).
—
Bước 5: C2H4 \(\xrightarrow{5}\) C2H6
Phản ứng này là phản ứng cộng hydro của etilen.
Phương trình hóa học:
C2H4 (khí) + H2 (khí) \(\xrightarrow{Ni, t^o}\) C2H6 (khí)
Điều kiện: Phản ứng cần xúc tác Niken (Ni) và đun nóng.
Giải thích: Etilen có liên kết đôi. Khi cộng thêm một phân tử hydro, nó sẽ chuyển thành etan (chỉ có liên kết đơn).
—
Bước 6: C2H6 \(\xrightarrow{6}\) C2H5Cl
Phản ứng này là phản ứng thế nguyên tử hydro bằng nguyên tử halogen của ankan.
Phương trình hóa học:
C2H6 (khí) + Cl2 (khí) \(\xrightarrow{ánh sáng}\) C2H5Cl (lỏng) + HCl (khí)
Điều kiện: Phản ứng cần ánh sáng hoặc đun nóng.
Giải thích: Dưới tác dụng của ánh sáng, clo sẽ thế lần lượt các nguyên tử hydro trong phân tử etan để tạo thành etyl clorua và axit clohidric. Phản ứng này có thể tiếp tục thế các nguyên tử hydro còn lại.
—
Bước 7: C2H5Cl \(\xrightarrow{7}\) PE
Phản ứng này là phản ứng trùng hợp. PE là Polyetylen, một loại nhựa nhiệt dẻo.
Phương trình hóa học:
n C2H4 \(\xrightarrow{xt, p, t^o}\) (-CH2-CH2-)n (PE)
Lưu ý: Để có thể trùng hợp C2H5Cl tạo ra một polime tương tự PE, chúng ta cần xem lại đề bài. Theo chương trình Hóa học lớp 9, phản ứng trùng hợp để tạo ra PE là từ C2H4. Có thể có sự nhầm lẫn trong đề bài, hoặc là yêu cầu biến hóa C2H5Cl thành C2H4 rồi mới trùng hợp.
Tuy nhiên, nếu đề bài chắc chắn yêu cầu từ C2H5Cl thành PE, thì có thể có 2 hướng hiểu hoặc 2 cách xử lý khác nhau tùy vào kiến thức mở rộng (thường ở lớp trên):
Hướng 1: Phản ứng tách HCl từ C2H5Cl để tạo lại C2H4, rồi trùng hợp C2H4.
Phản ứng tách HCl:
C2H5Cl \(\xrightarrow{NaOH, t^o}\) C2H4 + NaCl + H2O
Sau đó, trùng hợp C2H4:
n C2H4 \(\xrightarrow{xt, p, t^o}\) (-CH2-CH2-)n (PE)
Hướng 2: Nếu có kiến thức về polime khác (thường không thuộc lớp 9).
Vì đề bài yêu cầu không vượt lớp, chúng ta sẽ tuân thủ theo Hướng 1.
Vậy, phản ứng thứ 7 ở đây bao gồm 2 bước:
Bước 7a: C2H5Cl \(\xrightarrow{7a}\) C2H4
Phương trình hóa học:
C2H5Cl \(\xrightarrow{NaOH, t^o}\) C2H4 + NaCl + H2O
Giải thích: Etyl clorua phản ứng với dung dịch natri hiđroxit đặc, đun nóng (hoặc trong dung dịch ancol etylic) sẽ tách ra axit clohidric tạo thành etilen.
Bước 7b: C2H4 \(\xrightarrow{7b}\) PE
Phương trình hóa học:
n C2H4 \(\xrightarrow{xt, p, t^o}\) (-CH2-CH2-)n
Điều kiện: Phản ứng trùng hợp cần xúc tác (thường là các oxit kim loại), áp suất và nhiệt độ.
Giải thích: Nhiều phân tử etilen nối lại với nhau tạo thành một phân tử polietylen mạch dài. PE là một loại polime.
—
Vậy là chúng ta đã hoàn thành chuỗi biến hóa. Các em thấy đó, mỗi bước phản ứng đều dựa trên những tính chất hóa học cơ bản của các chất, và chúng ta đã áp dụng đúng kiến thức trong chương trình Hóa học lớp 9.
Các em hãy xem lại và ghi nhớ các phương trình phản ứng này nhé! Nếu có câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi cô.
Đáp án:
chỗ \(C_2H_5Cl\) cần bổ sung thêm \(C_2H_4\) thì mới đúng nên mình thêm luôn ạ
Giải thích các bước giải:
\(CaCO_3 \xrightarrow{t^o} CaO + CO_2\)
\(CaO + 3C \xrightarrow{lò điện} CaC_2 + CO\)
\(CaC_2 + 2H_2O -> Ca(OH)_2 + C_2H_2\)
\(C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{Ni; t^o} C_2H_4\)
\(C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{Ni;t^o} C_2H_6\)
\(C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{ánh sáng} C_2H_5Cl + HCl\)
\(C_2H_5Cl -> C_2H_4 + HCl\)
\(nCH_2 = CH_2 \xrightarrow{trùng hợp} -(CH_2 – CH_2)-_n\)
Chúc bạn học tốt~
Em tham khảo nha :
\(\begin{array}{l}
CaC{O_3} \xrightarrow{t^0} CaO + C{O_2}\\
2CaO + 5C \xrightarrow{t^0} 2Ca{C_2} + C{O_2}\\
Ca{C_2} + 2{H_2}O \to {C_2}{H_2} + Ca{(OH)_2}\\
{C_2}{H_2} + {H_2} \xrightarrow{t^0,Pd/PbCO_3} {C_2}{H_4}\\
{C_2}{H_4} + {H_2} \xrightarrow{t^0,Ni} {C_2}{H_6}\\
{C_2}{H_6} + C{l_2} \to {C_2}{H_5}Cl + HCl\\
{C_2}{H_5}Cl \to {C_2}{H_4} + HCl\\
nC{H_2} = C{H_2} \to {( – C{H_2} – C{H_2} – )_n}
\end{array}\)