C2H4 + KMnO4 | CH2=CH2 + KMnO4 + H2O → OH-CH2-CH2–OH + MnO2 + KOH | Etilen + thuốc tím

Phản ứng C₂H₄ + KMnO₄ hay etilen + thuốc tím thuộc loại phản ứng oxi hóa không hoàn toàn đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về C₂H₄ có lời giải, mời các bạn đón xem:

3CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O 3OH-CH₂-CH₂ – OH + 2MnO₂ + 2KOH

1. Phương trình phản ứng etilen tác dụng với dung dịch thuốc tím KMnO₄

3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO–CH₂–CH₂–OH + 2MnO₂↓ + 2KOH

2. Cách cân bằng phản ứng etilen tác dụng với dung dịch thuốc tím KMnO₄

Để cân bằng phản ứng một cách đơn giản ta có thể viết gọn lại như sau:

C₂H₄ + H₂O + KMnO₄ → C₂H₄(OH)₂ + MnO₂ + KOH

Sau đó thực hiện từng bước như lập phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá khử thông thường:

$\stackrel{0}{\overbracket{C_2{H}_4}}+H_{2}O+K\stackrel{+7}{Mn}{O}_4\to \stackrel{+2}{\overbracket{C_2{H}_4}}{\left(OH\right)}_2+\stackrel{+4}{Mn}{O}_2+KOH$

Ta có các quá trình:

$\begin{array}{c}2\times \\ 3\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{+7}{Mn}+3e\to \stackrel{+4}{Mn}\\ \stackrel{0}{\overbracket{C_2{H}_4}}\to \stackrel{+2}{\overbracket{C_2{H}_4}}+2e\end{array}\right)$

Điền hệ số hoàn thiện phản ứng:

3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO–CH₂–CH₂–OH + 2MnO₂↓ + 2KOH

3. Hiện tượng của phản ứng etilen tác dụng với KMnO₄

- Màu của dung dịch thuốc tím nhạt dần, xuất hiện kết tủa nâu đen, kết tủa là MnO₂.

4. Cách tiến hành phản ứng etilen tác dụng với KMnO₄

- Dẫn từ từ đến dư khí etilen vào ống nghiệm chứa 1 – 2 mL dung dịch KMnO₄.

5. Mở rộng về tính chất hoá học của alkene

5.1. Phản ứng cộng

a) Phản ứng cộng hiđro (Phản ứng hiđro hoá)

CH₂ = CH₂ + H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ CH₃ – CH₃

b) Phản ứng cộng halogen (Phản ứng halogen hoá)

- alkene làm mất màu của dung dịch brom.

→ Phản ứng này dùng để nhận biết alkene.

Thí dụ:

CH₂ = CH₂ + Br₂ → Br–CH₂–CH₂–Br

c) Phản ứng cộng HX (X là OH, Cl, Br,…)

Cộng nước

Thí dụ:

CH₂ = CH₂ + H – OH $\stackrel{H^{+},t^o}{\to }$ CH₃ – CH₂ – OH

Cộng axit HX

Thí dụ:

CH₂ = CH₂ + HCl → CH₃ – CH₂ – Cl

- Đối với các alkene có cấu tạo không đối xứng khi tác dụng với HX có thể sinh ra hỗn hợp hai sản phẩm.

Thí dụ:

* Quy tắc Mac-côp-nhi-côp: Trong phản ứng cộng HX (axit hoặc nước) vào liên kết C = C của alkene, H (phần mang điện tích dương) cộng vào C mang nhiều H hơn, X (hay phần mang điện tích âm) cộng vào C mang ít H hơn.

5.2. Phản ứng trùng hợp

- Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành phân tử lớn gọi là polymer.

- Số lượng mắt xích trong một phân tử polymer gọi là hệ số trùng hợp, kí hiệu n.

Thí dụ: Trùng hợp etilen

5.3. Phản ứng oxi hoá

a) Oxi hoá hoàn toàn

C_nH_2n + $\frac{3n}{2}$O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + nH₂O

⇒ Đốt cháy hoàn toàn alkene thu được

b) Oxi hoá không hoàn toàn

alkene làm mất màu dung dịch KMnO₄ ⇒ Dùng để nhận biết alkene.

Thí dụ:

3CH₂=CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO–CH₂–CH₂–OH + 2MnO₂↓ + 2KOH

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Chất X có công thức CH₃–CH(CH₃)–CH=CH₂. Tên thay thế của X là

A. 2-methylbut-3-en B. 3-methylbut-1-yne.

C. 3-methylbut-1-en D. 2-methylbut-3-in

Hướng dẫn giải

Đáp án C

$\stackrel{4}{C}{H}_3–\stackrel{3}{C}H\left(C{H}_3\right)–\stackrel{2}{C}H=\stackrel{1}{C}{H}_2$

3-methylbut-1-en

Chú ý: Mạch cacbon được đánh số bắt đầu từ phía gần liên kết đôi hơn.

Câu 2: Để phân biệt etan và eten, phản ứng nào là thuận tiện nhất?

A. Phản ứng đốt cháy. B. Phản ứng với dung dịch brom.

C. Phản ứng cộng hiđro. D. Phản ứng trùng hợp.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch brom.

Khí eten làm mất màu dung dịch brom, khí etan không phản ứng với dung dịch brom thoát ra khỏi dung dịch.

CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br-CH₂Br

Câu 3: Để khử hoàn toàn 200 ml dung dịch KMnO₄ 0,2M tạo thành chất rắn màu đen cần V lít khí C₂H₄ (đktc). Giá trị tối thiểu của V là

A.2,240 B. 2,688 C. 4,480 D. 1,344

Hướng dẫn giải

Đáp án D

3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO_2(đen) + 2KOH

$n_{KMn{O}_4}$ = 0,2.0,2 = 0,04 mol

Theo phương trình: $n_{C_2{H}_4}=\frac{3}{2}$.$n_{KMn{O}_4}$= $\frac{3}{2}\mathrm{.0,04}$ = 0,06 mol

→ V = 0,06.22,4 = 1,344 lít

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm một alkane và một alkene, thu được 0,35 mol CO₂ và 0,4 mol H₂O. Thành phần phần trăm số mol của alkene có trong X là

A.40% B. 50% C. 25% D. 75%

Hướng dẫn giải

Đáp án D

n_alkane = $n_{H_{2}O}$ - $n_{C{O}_2}$ = 0,4 – 0,35 = 0,05 (mol)

n_alkene = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol → %V_alkene = $\frac{\mathrm{0,15}}{\mathrm{0,2}}$.100% = 75%

Câu 5: Hỗn hợp X gồm propene và một alkene đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn 1 mol hỗn hợp X cần 4,75 mol O₂. alkene còn lại trong X có thể là:

A. buten. B. propan. C. etan. D. eten.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

$\begin{array}{c}{C}_n{H_{2n}}_{}+\frac{3n}{2}{O}_2\stackrel{t°}{\to }nC{O}_2+n{H}_{2}O\\ 1\mathrm{4,75}mol\end{array}$

→ $1.\frac{3n}{2}$ = 4,75 → n = 3,17

Hỗn hợp chứa propene có 3C, vậy chất còn lại phải có >3C, dựa vào đáp án chọn C₄H₈

Câu 6: Tổng hệ số cân bằng (với các hệ số là tối giản) của phản ứng:

CH₃CH=CH₂ + KMnO₄ + H₂O → CH₃CHOH-CH₂OH + MnO₂ + KOH là

A. 16 B. 17 C. 18 D. 19

Hướng dẫn giải

Đáp án A

3CH₃CH=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3CH₃CHOH-CH₂OH + 2MnO₂ + 2KOH

Câu 7: Hỗn hợp X gồm H₂ và C₂H₄ có tỷ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có khối lượng so với He là 5. Hiệu suất của phẩn ứng hiđro hóa là

A.20% B. 25% C. 50% D. 40%

Hướng dẫn giải

Đáp án C

M_X = 3,75.4 = 15 (g/mol); M_Y = 5.4 = 20 (g/mol)

Chọn 1 mol hỗn hợp X

$\left(\begin{array}{c}{n}_{C_2{H}_4}+n_{H_2}=1\\ 28.n_{C_2{H}_4}+2n_{H_2}=15\end{array}\right)$$\to \left(\begin{array}{c}{n}_{C_2{H}_4}=\mathrm{0,5}\\ n_{H_2}=\mathrm{0,5}\end{array}\right)$

Đặt số mol H₂ phản ứng là a mol

C₂H₄ + H_{2 →} C₂H₆

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_X = m_Y → 15.1 = 20.n_Y → n_Y = 0,75 mol

Số mol hỗn hợp giảm bằng số mol H₂ phản ứng

→ a = 1 – 0,75 = 0,25 mol

→ H% = $\frac{\mathrm{0,25}}{\mathrm{0,5}}.100$ = 50%

Câu 8: alkene A phản ứng với dung dịch KMnO₄ loãng, lạnh thu được sản phẩm hữu cơ B với M_B = 1,81M_A. A có CTPT:

A. C₂H₄. B. C₃H₆. C. C₄H₈. D. C₅H₁₀.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

3C_nH_2n(A) +2KMnO₄+3H₂O→3C_nH_2n(OH)₂(B) +2MnO₂+2KOH

$\frac{M_B}{M_A}=\frac{14n+34}{14n}=\mathrm{1,81}$ → n = 3

→ alkene là C₃H₆

Câu 9: X là hỗn hợp gồm 2 hydrocarbon thuộc 2 dãy đồng đẳng khác nhau. Đốt cháy X thu được. X có thể gồm:

A. 1 cycloalkane và 1 alkene. B. 1 alkane và 1 alkene

B. 1 alkane và 1 cycloalkane D. Cả 3 đáp án trên đều đúng.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Vì cycloalkane và alkene đều có CTPT là C_nH_2n

(Chú ý: với cycloalkane n ≥ 3; với alkene n ≥ 2)

→ cycloalkane và alkene khi đốt cháy đều cho $n_{H_{2}O}=n_{C{O}_2}$

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 10ml hydrocarbon X mạch hở thu được 40 ml CO₂ ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Biết X có khả năng làm mất màu dung dịch brom và có cấu tạo mạch phân nhánh. CTCT của X là:

A. (CH₃)₂C=CH₂ B. CH₃C=C(CH₃)₂

C. CH₂=CH(CH₂)₂CH₃ D. CH₃CH=CHCH₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

10ml X → 40ml CO₂

Số C trong X = $\frac{V_{C{O}_2}}{V_X}$ = 4

X có 4C, kết hợp X không no (mất màu dung dịch Br₂) và mạch nhánh

X chỉ có thể là (CH₃)₂C=CH₂

Câu 11: Cho một hỗn hợp gồm các alkene ở thể khí tại nhiệt độ phòng tham gia phản ứng cộng nước. Số ancol tối đa được tạo thành là:

A. 4 B. 5 C. 6 D. 7

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Có 3 alkene ở thể khí tại nhiệt độ phòng: C₂H₄ (tạo 1 ancol), C₃H₆ (tạo 2 ancol) và C₄H₈ (tạo 4 ancol ứng với 2CTCT alkene)

Câu 12: Cho các chất sau: 2-methylbut-1-en (1); 3,3-dimethylbut-1-en (2); 3-methylpent-1-en (3); 3-methylpent-2-en (4). Những chất là đồng phân của nhau là:

A. (1) và (2) B. (2) và (3)

C. (1), (2) và (3) D. (2), (3) và (4).

Hướng dẫn giải

Đáp án D

(1) 2-methylbut-1-en: CH₂=C(CH₃)-CH₂-CH₃

(2) 3,3-dimethylbut-1-en: CH₂=CH-C(CH₃)₂-CH₃

(3) 3-methylpent-1-en: CH₂=CH-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

(4) 3-methylpent-2-en: CH₃-CH=C(CH₃)-CH₂-CH₃

Nhận thấy (2), (3), (4) đều có công thức C₆H₁₂ → (2), (3), (4) là đồng phân của nhau.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃–CH₃
• CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂Br–CH₂Br
• CH₂=CH₂ + Cl₂ → CH₂Cl–CH₂Cl
• CH₂=CH₂ + HCl → CH₂Cl–CH₃
• CH₂=CH₂ + HBr → CH₂Br–CH₃
• CH₂=CH₂ + H₂O → CH₂OH–CH₃
• CH₂=CH₂ + H₂SO₄ → CH₃–CH₂OSO₃H
• nCH₂=CH₂ → (-CH₂-CH₂ -)_n
• C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
• CH₂=CH₂ + O₂ → CH₃CHO

---