Chào các em học sinh thân mến của lớp 11! Cô là giáo viên Hóa học của chúng ta đây. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau đi sâu vào phần bài tập về anken, một chủ đề rất quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 11. Cô sẽ hướng dẫn các em viết các phương trình phản ứng của propen (CH3CH=CH2) theo đúng sách giáo khoa nhé.

Chúng ta sẽ lần lượt giải quyết từng phản ứng.

Phản ứng 1: Cộng nước của propen (CH3CH=CH2+HOH)

Các em nhớ lại kiến thức về anken nhé. Anken có liên kết đôi C=C. Liên kết đôi này kém bền vững hơn liên kết đơn, nên dễ tham gia các phản ứng cộng.

Trong phản ứng cộng nước, nước phân li thành ion H+ và OH-. Propen là một anken không đối xứng (vì có hai nguyên tử C ở nối đôi có số lượng nguyên tử H gắn vào khác nhau).

Theo quy tắc Markovnikov, nguyên tử hydro sẽ ưu tiên cộng vào nguyên tử cacbon mang nhiều nguyên tử hydro hơn, và nhóm OH sẽ cộng vào nguyên tử cacbon mang ít nguyên tử hydro hơn.

Trong phân tử propen (CH3-CH=CH2):
– Nguyên tử C ở vị trí số 2 (gắn với CH3) có 1 nguyên tử H.
– Nguyên tử C ở vị trí số 3 (cuối mạch) có 2 nguyên tử H.

Vì vậy, H+ sẽ cộng vào C số 3, và OH- sẽ cộng vào C số 2.

Phản ứng sẽ diễn ra như sau:
CH3CH=CH2 + H2O —t^o, xúc tác—> CH3CH(OH)CH3

Sản phẩm thu được là propan-2-ol, hay còn gọi là isopropyl alcohol.

Phản ứng 2: Cộng HBr của propen (CH3CH=CH2+HBr)

Tương tự như phản ứng cộng nước, đây cũng là phản ứng cộng vào liên kết đôi của anken. HBr phân li thành ion H+ và Br-.

Propen vẫn là một anken không đối xứng. Áp dụng quy tắc Markovnikov, nguyên tử hydro sẽ cộng vào nguyên tử cacbon mang nhiều nguyên tử hydro hơn ở nối đôi, còn nguyên tử brom sẽ cộng vào nguyên tử cacbon mang ít nguyên tử hydro hơn.

Trong phân tử propen (CH3-CH=CH2):
– Nguyên tử C ở vị trí số 2 có 1 nguyên tử H.
– Nguyên tử C ở vị trí số 3 có 2 nguyên tử H.

Vậy, H+ sẽ cộng vào C số 3, và Br- sẽ cộng vào C số 2.

Phương trình phản ứng:
CH3CH=CH2 + HBr —> CH3CH(Br)CH3

Sản phẩm thu được là 2-brompropan.

Phản ứng 3: Phản ứng trùng hợp của propen (CH3CH=CH2 trùng hợp)

Phản ứng trùng hợp là phản ứng mà nhiều phân tử nhỏ (monomer) kết hợp lại với nhau tạo thành một phân tử rất lớn (polymer).

Đối với anken, phản ứng trùng hợp xảy ra dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp, có thêm xúc tác. Liên kết đôi C=C trong phân tử anken bị phá vỡ, và các phân tử anken nối với nhau tạo thành một mạch dài.

Với propen, công thức cấu tạo là CH3-CH=CH2. Khi trùng hợp, liên kết đôi bị phá vỡ, và các mắt xích propen nối lại với nhau.

Phương trình phản ứng:
n CH3CH=CH2 —t^o, p, xúc tác—> [-CH2-CH(CH3)-]_n

Ở đây, “n” là hệ số trùng hợp, cho biết có “n” mắt xích propen đã nối lại với nhau. Sản phẩm thu được là polipropen (polypropylene), một loại nhựa rất phổ biến.

Phản ứng 4: Phản ứng oxi hóa của propen với oxi (CH3CH=CH2+ O2)

Đây là phản ứng đốt cháy anken. Anken cũng giống như các hợp chất hữu cơ khác, khi cháy trong oxi sẽ tạo ra khí cacbonic (CO2) và nước (H2O).

Phản ứng này cần điều kiện có tia lửa điện hoặc đun nóng.

Ta có phương trình phản ứng chưa cân bằng:
CH3CH=CH2 + O2 —> CO2 + H2O

Bây giờ chúng ta sẽ cân bằng phương trình.
Đếm số nguyên tử C: Bên trái có 3 nguyên tử C. Vậy hệ số của CO2 là 3.
CH3CH=CH2 + O2 —> 3CO2 + H2O

Đếm số nguyên tử H: Bên trái có 3 + 2 + 1 = 6 nguyên tử H. Vậy hệ số của H2O là 3 (vì mỗi phân tử H2O có 2 nguyên tử H).
CH3CH=CH2 + O2 —> 3CO2 + 3H2O

Cuối cùng, đếm số nguyên tử O: Bên phải có (3 2) + (3 1) = 6 + 3 = 9 nguyên tử O.
Bên trái, Oxi có dạng O2. Để có 9 nguyên tử O, ta cần 9/2 phân tử O2.
CH3CH=CH2 + 9/2 O2 —> 3CO2 + 3H2O

Để cho các hệ số là số nguyên, ta nhân toàn bộ phương trình với 2:
2 CH3CH=CH2 + 9 O2 —t^o—> 6 CO2 + 6 H2O

Đây là phản ứng oxi hóa hoàn toàn propen.

Phản ứng 5: Phản ứng oxi hóa propen với dung dịch KMnO4 (CH3CH=CH2+ H2O+ KMn)

Phản ứng này là phản ứng oxi hóa không hoàn toàn anken. Dung dịch kali permanganat (KMnO4) có tính oxi hóa mạnh, và nó sẽ oxi hóa liên kết đôi của anken. Phản ứng này thường xảy ra trong môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ, và có thể đun nóng nhẹ.

Trong phản ứng này, liên kết đôi C=C của propen sẽ bị phá vỡ, và các nhóm -OH sẽ gắn vào hai nguyên tử cacbon của nối đôi này. Mangan trong KMnO4 (có số oxi hóa +7) sẽ bị khử về MnO2 (số oxi hóa +4), là một kết tủa màu nâu đen.

Phản ứng cụ thể như sau:
3 CH3CH=CH2 + 2 H2O + 2 KMnO4 —t^o—> 3 CH3CH(OH)CH2(OH) + 2 MnO2
+ 2 KOH

Sản phẩm CH3CH(OH)CH2(OH) là propan-1,2-diol (còn gọi là propylene glycol).

Cô đã trình bày chi tiết từng bước và giải thích rõ ràng từng phản ứng dựa trên kiến thức sách giáo khoa. Các em hãy xem lại và ghi chép cẩn thận nhé. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô. Chúc các em học tốt!