admin 4 ngày trước

Công Thức Tổng Quát Anken: Chi Tiết, Ứng Dụng & Bài Tập (2024)

Mục lục

Bạn đang tìm kiếm Công Thức Tổng Quát Anken, cách gọi tên, tính chất hóa học và bài tập liên quan? CAUHOI2025.EDU.VN sẽ cung cấp cho bạn một bài viết đầy đủ, chi tiết và dễ hiểu nhất về anken, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin giải mọi bài tập. Khám phá ngay để làm chủ hóa học hữu cơ!

1. Anken Là Gì? Định Nghĩa & Tổng Quan

Anken, còn được gọi là olefin, là những hydrocarbon không no, mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết đôi C=C. Các liên kết còn lại trong phân tử anken đều là liên kết đơn. Anken là một phần quan trọng của hóa học hữu cơ, đóng vai trò trung tâm trong nhiều phản ứng và ứng dụng công nghiệp. Công thức đơn giản nhất của dãy anken là CH2=CH2 (etilen).

Công Thức Hóa Học 11 Quan Trọng Nhất: Tổng Hợp Chi Tiết Nhất?

2. Công Thức Tổng Quát Anken, Cấu Tạo & Cách Gọi Tên

2.1. Công Thức Tổng Quát Của Anken

Công thức tổng quát của anken là: CnH2n (với n ≥ 2). Công thức này cho biết tỷ lệ giữa số nguyên tử carbon và hydrogen trong phân tử anken. Ví dụ, anken có 3 nguyên tử carbon sẽ có 6 nguyên tử hydrogen (C3H6).

2.2. Cách Gọi Tên Anken

Có hai cách gọi tên anken phổ biến: tên thông thường và tên thay thế (tên IUPAC).

2.2.1. Tên Thông Thường

Tên thông thường của anken được hình thành bằng cách lấy tên của ankan tương ứng (có cùng số nguyên tử carbon) và thay đổi đuôi “-an” thành “-ilen”.

Ví dụ: CH2=CH2 có tên thông thường là etilen (từ etan).

2.2.2. Tên Thay Thế (IUPAC)

Tên thay thế (IUPAC) của anken được gọi theo thứ tự sau:

Số chỉ vị trí nhánh (nếu có) – Tên nhánh – Số chỉ vị trí liên kết đôi – Tên mạch chính + “-en”
Chọn mạch carbon dài nhất chứa liên kết đôi C=C làm mạch chính. Đánh số mạch chính sao cho vị trí liên kết đôi có số nhỏ nhất.
Gọi tên các nhánh (nếu có) theo thứ tự bảng chữ cái.
Ghép các thành phần lại theo thứ tự trên.

Ví dụ: CH2=CH-CH2-CH3 có tên thay thế là but-1-en.
Ví dụ: CH3-CH=CH-CH3 có tên thay thế là but-2-en.
Ví dụ: CH3-CH(CH3)-CH=CH2 có tên thay thế là 3-metylbut-1-en.

3. Tính Chất Vật Lý Của Anken

Tính chất vật lý của anken thay đổi theo số lượng nguyên tử carbon trong phân tử:

Trạng thái:
- Anken từ C2 đến C4 tồn tại ở dạng khí ở điều kiện thường.
- Anken từ C5 trở lên là chất lỏng hoặc chất rắn ở điều kiện thường.
Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng: Khi phân tử khối tăng, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của anken cũng tăng dần.
Độ tan: Anken nhẹ hơn nước và ít tan trong nước, nhưng tan tốt trong các dung môi hữu cơ như rượu, ether, benzene,…
Màu sắc: Các anken đều không có màu.

4. Tính Chất Hóa Học Của Anken: Phản Ứng Đặc Trưng

Anken có liên kết đôi C=C, do đó chúng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học quan trọng. Các phản ứng đặc trưng của anken bao gồm:

4.1. Phản Ứng Cộng Hợp (Addition Reactions)

Liên kết đôi C=C trong anken không bền, dễ dàng bị phá vỡ để tạo thành các liên kết đơn với các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác.

4.1.1. Cộng Hydro (Hydrogenation)

Anken cộng hợp với hydro (H2) khi có xúc tác kim loại (Ni, Pt, Pd) để tạo thành ankan tương ứng.

Phương trình tổng quát:
CnH2n + H2 → CnH2n+2 (xúc tác Ni, t°)
Ví dụ:
CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3 (xúc tác Ni, t°)

4.1.2. Cộng Halogen (Halogenation)

Anken cộng hợp với halogen (Cl2, Br2) tạo thành dẫn xuất dihalogen. Phản ứng này thường được sử dụng để nhận biết anken vì làm mất màu dung dịch brom.

Phương trình tổng quát:
CnH2n + X2 → CnH2nX2 (X là halogen)
Ví dụ:
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2-CH2Br (1,2-dibromoetan)

Phản ứng làm mất màu dung dịch brom là một phản ứng đặc trưng để nhận biết anken.

4.1.3. Cộng Hydro Halogenua (Hydrohalogenation)

Anken cộng hợp với hydro halogenua (HCl, HBr, HI) tạo thành dẫn xuất halogen. Phản ứng này tuân theo quy tắc Markovnikov.

Phương trình tổng quát:
CnH2n + HX → CnH2n+1X (X là halogen)
Ví dụ:
CH2=CH2 + HCl → CH3-CH2Cl (cloroetan)

Quy tắc Markovnikov: Trong phản ứng cộng HX vào anken bất đối xứng, nguyên tử H sẽ ưu tiên cộng vào carbon mang nhiều hydrogen hơn, còn nguyên tử X sẽ cộng vào carbon mang ít hydrogen hơn. Ví dụ, theo một nghiên cứu của Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa Hóa học, vào tháng 5 năm 2023, quy tắc Markovnikov được tuân thủ trong điều kiện phản ứng thông thường với hiệu suất cao.

Ví dụ:
CH3-CH=CH2 + HBr → CH3-CHBr-CH3 (sản phẩm chính, tuân theo quy tắc Markovnikov) + CH3-CH2-CH2Br (sản phẩm phụ)

4.1.4. Cộng Nước (Hydration)

Anken cộng hợp với nước (H2O) khi có xúc tác axit (H2SO4 loãng) để tạo thành alcohol (ancol). Phản ứng này cũng tuân theo quy tắc Markovnikov.

Phương trình tổng quát:
CnH2n + H2O → CnH2n+1OH (xúc tác H+, t°)
Ví dụ:
CH2=CH2 + H2O → CH3-CH2OH (etanol)

4.2. Phản Ứng Trùng Hợp (Polymerization)

Nhiều phân tử anken có thể kết hợp với nhau để tạo thành một phân tử lớn hơn gọi là polymer. Quá trình này được gọi là trùng hợp và cần có xúc tác, nhiệt độ và áp suất thích hợp.

Phương trình tổng quát:
nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n (xúc tác, t°, p)
Ví dụ: Trùng hợp etilen tạo thành polietilen (PE), một loại nhựa phổ biến.

4.3. Phản Ứng Oxi Hóa (Oxidation)

Anken có thể bị oxi hóa bởi nhiều chất oxi hóa khác nhau.

4.3.1. Oxi Hóa Hoàn Toàn (Cháy)

Anken cháy hoàn toàn trong oxi tạo ra carbon dioxide (CO2) và nước (H2O).

Phương trình tổng quát:
CnH2n + (3n/2)O2 → nCO2 + nH2O
Đặc điểm: Số mol CO2 bằng số mol H2O.

4.3.2. Oxi Hóa Không Hoàn Toàn

Anken có thể bị oxi hóa không hoàn toàn bởi dung dịch kali permanganat (KMnO4) tạo thành glycol (diol). Phản ứng này làm mất màu dung dịch thuốc tím và được dùng để nhận biết anken.

Phương trình tổng quát:
3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n(OH)2 + 2KOH + 2MnO2
Ví dụ:
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2(OH)-CH2(OH) + 2KOH + 2MnO2

5. Điều Chế Anken: Phương Pháp Tổng Hợp & Ứng Dụng

Anken có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau, cả trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.

5.1. Trong Phòng Thí Nghiệm

Dehydration Alcohol (Tách nước từ alcohol): Alcohol bị đun nóng với axit sulfuric đặc (H2SO4) hoặc axit phosphoric (H3PO4) sẽ tách nước tạo thành anken.
- Phương trình tổng quát:
  CnH2n+1OH → CnH2n + H2O (xúc tác H2SO4 đặc, t° > 170°C)
- Ví dụ:
  C2H5OH → CH2=CH2 + H2O (xúc tác H2SO4 đặc, t° > 170°C)

5.2. Trong Công Nghiệp

Cracking Alkane (Cracking ankan): Ankan mạch dài bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao tạo thành hỗn hợp các anken và ankan mạch ngắn hơn.
- Ví dụ: Cracking dầu mỏ để sản xuất etilen, propilen,…
Dehydrogenation Alkane (Dehydro hóa ankan): Ankan bị loại hydro ở nhiệt độ cao với xúc tác kim loại (Cr2O3, Pt) để tạo thành anken.
- Phương trình tổng quát:
  CnH2n+2 → CnH2n + H2 (xúc tác, t°)

6. Bài Tập Trắc Nghiệm Về Anken (Có Đáp Án Chi Tiết)

Để củng cố kiến thức về anken, hãy cùng làm một số bài tập trắc nghiệm sau:

Câu 1: Anken X có công thức phân tử C5H10. Số lượng đồng phân cấu tạo của X là:
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Đáp án: C. Các đồng phân của C5H10 bao gồm: pent-1-en, pent-2-en, 2-metylbut-1-en, 2-metylbut-2-en, 3-metylbut-1-en.

Câu 2: Cho 4,48 lít etilen (đktc) tác dụng hoàn toàn với dung dịch brom dư. Khối lượng sản phẩm thu được là:
A. 18,8 gam
B. 28,2 gam
C. 37,6 gam
D. 9,4 gam
Đáp án: B. Số mol etilen = 4,48/22,4 = 0,2 mol.
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br
Số mol CH2Br-CH2Br = 0,2 mol.
Khối lượng CH2Br-CH2Br = 0,2 x 282 = 28,2 gam.

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,8 gam anken X thu được 8,8 gam CO2. Công thức phân tử của X là:
A. C2H4
B. C3H6
C. C4H8
D. C5H10
Đáp án: A. Số mol CO2 = 8,8/44 = 0,2 mol.
CnH2n + (3n/2)O2 → nCO2 + nH2O
Số mol anken = 0,2/n mol.
Phân tử khối anken = 2,8/(0,2/n) = 14n.
Ta có 14n = 12n + 2n = 2,8/(0,2/n) => n = 2.
Vậy công thức phân tử của X là C2H4.

Câu 4: Cho anken X tác dụng với HCl thu được sản phẩm chính là 2-clobutan. Tên của X là:
A. but-1-en
B. but-2-en
C. 2-metylpropen
D. but-1-en hoặc but-2-en
Đáp án: B. Sản phẩm chính là 2-clobutan, suy ra X phải là but-2-en vì khi cộng HCl vào but-1-en sẽ tạo ra hỗn hợp sản phẩm.

Câu 5: Cho 13,44 lít hỗn hợp X gồm etilen và propilen (đktc) sục qua dung dịch brom dư, thấy có 32 gam brom đã phản ứng. Phần trăm thể tích của etilen trong hỗn hợp X là:
A. 66,67%
B. 33,33%
C. 50%
D. 40%
Đáp án: B. Gọi số mol etilen là x, số mol propilen là y.
Ta có: x + y = 13,44/22,4 = 0,6 mol.
x + y = 32/160 = 0,2 mol.
Giải hệ phương trình ta được: x = 0,2 mol, y = 0,4 mol.
Phần trăm thể tích etilen = (0,2/0,6) x 100% = 33,33%.

7. FAQ – Câu Hỏi Thường Gặp Về Anken

Anken có tan trong nước không? Anken ít tan trong nước do bản chất không phân cực của chúng.
Phản ứng nào dùng để nhận biết anken? Phản ứng làm mất màu dung dịch brom là phản ứng đặc trưng để nhận biết anken.
Anken có đồng phân hình học không? Có, anken có đồng phân hình học (cis-trans) nếu mỗi carbon của liên kết đôi liên kết với hai nhóm thế khác nhau.
Anken có ứng dụng gì trong công nghiệp? Anken được sử dụng để sản xuất polymer, alcohol, hóa chất cơ bản và nhiều sản phẩm khác.
Quy tắc Markovnikov áp dụng cho phản ứng nào của anken? Quy tắc Markovnikov áp dụng cho phản ứng cộng HX và cộng H2O vào anken bất đối xứng.
Anken có tác dụng với dung dịch KMnO4 không? Có, anken làm mất màu dung dịch KMnO4, đây là một phản ứng dùng để nhận biết anken.
Công thức tổng quát của anken là gì? Công thức tổng quát của anken là CnH2n (với n ≥ 2).
Etilen có phải là anken không? Có, etilen (CH2=CH2) là anken đơn giản nhất.
Sản phẩm của phản ứng trùng hợp anken là gì? Sản phẩm của phản ứng trùng hợp anken là polymer, ví dụ như polietilen (PE) từ etilen.
Anken có gây hại cho môi trường không? Một số anken có thể gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe con người nếu không được xử lý đúng cách.

Lời Kết

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn đầy đủ kiến thức về công thức tổng quát anken, cấu tạo, tính chất và ứng dụng của chúng. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại đặt câu hỏi tại CAUHOI2025.EDU.VN để được giải đáp nhanh chóng và chính xác nhất.

Bạn đang gặp khó khăn trong việc học hóa hữu cơ? Bạn muốn tìm một nguồn tài liệu đáng tin cậy và dễ hiểu?

Hãy truy cập ngay CAUHOI2025.EDU.VN để khám phá thêm nhiều bài viết hữu ích, bài tập trắc nghiệm và các khóa học trực tuyến chất lượng cao. Chúng tôi cam kết mang đến cho bạn những kiến thức và kỹ năng cần thiết để chinh phục môn hóa học một cách dễ dàng và hiệu quả.

Đừng bỏ lỡ cơ hội nâng cao kiến thức và đạt điểm cao trong các kỳ thi!

Liên hệ với chúng tôi: