Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một dạng bài tập rất quen thuộc trong chương trình Hóa học lớp 11, đó là các bài toán viết phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa. Các em chú ý lắng nghe và ghi chép bài đầy đủ nhé!

Chúng ta sẽ đi vào từng phần của sơ đồ nhé.

Phần 1: CH4 —-> C2H2 —-> C4H4 —-> Buta 1,3 đien —-> Cao su buna

Đầu tiên, chúng ta xem xét phản ứng đầu tiên: CH4 —-> C2H2

Phản ứng này là phản ứng điều chế axetilen từ metan. Đây là một phản ứng quan trọng, các em cần nhớ điều kiện của nó.
Metan (CH4) khi nung nóng ở nhiệt độ rất cao, khoảng 1500 độ C, trong điều kiện thiếu không khí, sẽ bị nhiệt phân thành axetilen (C2H2) và hiđro (H2).
Phương trình phản ứng là:
2CH4 —1500^oC, \text{làm lạnh nhanh}—> C2H2 + 3H2

Tiếp theo, chúng ta đến phản ứng: C2H2 —-> C4H4

Phản ứng này là phản ứng đime hóa axetilen. Axetilen tác dụng với nhau tạo thành vinilen (C4H4). Phản ứng này cần có xúc tác thích hợp, thường là đồng(I) clorua (CuCl) trong môi trường amoniac.
Phương trình phản ứng là:
2C2H2 —CuCl, NH3—> C4H4 (Lưu ý: C4H4 ở đây có thể là vinylaxetilen, có công thức cấu tạo CH≡C-CH=CH2)

Tiếp theo nữa là phản ứng: C4H4 —-> Buta 1,3 đien

Phản ứng này là phản ứng đồng phân hóa của vinilen thành buta-1,3-đien. Phản ứng này cần có xúc tác và nhiệt độ thích hợp.
Phương trình phản ứng là:
C4H4 —xt, t^o—> C4H6 (Trong trường hợp này, C4H4 là vinylaxetilen, và nó đồng phân hóa thành buta-1,3-đien, công thức C4H6 có cấu tạo CH2=CH-CH=CH2).

Cuối cùng, chúng ta có phản ứng: Buta 1,3 đien —-> Cao su buna

Phản ứng này là phản ứng trùng hợp buta-1,3-đien. Buta-1,3-đien trùng hợp tạo thành polime có tên là cao su buna. Phản ứng này cần có xúc tác thích hợp, thường là natri kim loại (Na).
Phương trình phản ứng là:
n CH2=CH-CH=CH2 —Na, t^o—> (-CH2-CH=CH-CH2-)_n (Công thức (-CH2-CH=CH-CH2-)n chính là công thức của cao su buna).

Phần 2: C2H2 ——> CuC2

Phản ứng này là phản ứng thế nguyên tử hiđro trong liên kết ba đầu mạch của axetilen bằng ion kim loại. Axetilen tác dụng với dung dịch bạc nitrat (AgNO3) trong môi trường amoniac (NH3) tạo thành bạc axetilua (Ag2C2) kết tủa màu vàng nhạt, hoặc tác dụng với đồng(I) clorua (CuCl) trong môi trường amoniac tạo thành đồng(I) axetilua (Cu2C2) kết tủa màu đỏ gạch. Trong đề bài của chúng ta là CuC2, nên chúng ta sẽ dùng đồng. Tuy nhiên, công thức đúng phải là Cu2C2. Giả sử đề bài muốn hỏi phản ứng tạo kết tủa với Cu+.
Phản ứng với ion Cu+ (trong CuCl) là:
C2H2 + 2CuCl —NH3—> Cu2C2↓ + 2HCl (Lưu ý: Công thức CuC2 trong đề bài có thể là viết tắt hoặc có nhầm lẫn, công thức chuẩn của đồng(I) axetilua là Cu2C2).

Phần 3: C2H2 ——> C2H4 ——> PE

Đầu tiên là phản ứng: C2H2 ——> C2H4

Phản ứng này là phản ứng hiđro hóa axetilen. Axetilen tác dụng với hiđro (H2) có xúc tác thích hợp (thường là niken, niken đun nóng) sẽ tạo thành etilen (C2H4). Để chỉ tạo ra etilen mà không tiếp tục phản ứng tạo thành etan, ta cần khống chế lượng hiđro hoặc dùng xúc tác là niken đã được biến tính.
Phương trình phản ứng là:
C2H2 + H2 —Ni, t^o—> C2H4

Tiếp theo là phản ứng: C2H4 ——> PE

Phản ứng này là phản ứng trùng hợp etilen. Nhiều phân tử etilen liên kết với nhau tạo thành một phân tử polietilen (PE). Phản ứng này cần có xúc tác và nhiệt độ, áp suất thích hợp.
Phương trình phản ứng là:
n C2H4 —xt, P, t^o—> (-CH2-CH2-)_n (Công thức (-CH2-CH2-)n chính là công thức của polietilen, hay còn gọi là PE).

Phần 4: C4H4 ——> C4H10

Phản ứng này là phản ứng hiđro hóa hoàn toàn C4H4 (vinylaxetilen). Vinylaxetilen tác dụng với hiđro (H2) có xúc tác thích hợp (như niken, platin hoặc paladi) sẽ cộng hợp hiđro vào các liên kết pi, tạo thành ankan tương ứng là butan (C4H10).
Phương trình phản ứng là:
C4H4 + 2H2 —Ni, t^o—> C4H10

Các em thấy đấy, các phản ứng trong sơ đồ chuyển hóa này đều thuộc các dạng phản ứng cơ bản mà chúng ta đã học trong chương trình Hóa học lớp 11 như nhiệt phân, đime hóa, đồng phân hóa, trùng hợp, thế, cộng hiđro. Quan trọng là chúng ta cần nắm vững điều kiện của từng phản ứng.

Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, các em cứ mạnh dạn hỏi nhé!