MasterSchool

Khoa học tự nhiên lớp 9 · KNTT · Chương 8

Lý thuyết KHTN 9 Bài 24: Alkene

Chương 8: Giới thiệu về chất hữu cơ. Hydrocarbon và nguồn nhiên liệu · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 24: Alkene theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.

Lớp

I. Khái niệm alkene

- Alkene là những hydrocarbon mạch hở, trong phân tử có một liên kết đôi

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 1: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 1: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Ví dụ: CH3 – CH = CH2, CH3 – CH = CH – CH3,….

- Công thức chung của các alkene có dạng CnH2n (với n≥2, n là số nguyên, dương).

1. Tính chất vật lí

Ethylene là chất khí ở điều kiện thường, không màu, hầu như không tan trong nước, tan ít trong các dung môi hữu cơ như ethylic alcohol.

2. Cấu tạo phân tử

- Công thức phân tử của ethylene là C2H4.

- Công thức cấu tạo của ethylene là

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 2: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 2: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Phân tử ethylene có liên kết đôi

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 3: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
, trong đó có một liên kết kém bền, dễ bị phá vỡ trong các phản ứng hoá học.

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 3: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

3. Tính chất hoá học

a) Phản ứng cháy

Phản ứng đốt cháy các alkene tạo ra sản phẩm chủ yếu là khí carbon dioxide và hơi nước. Phản ứng toả ra nhiều nhiệt.

C2H4+3O2→t°2CO2+2H2O

b) Phản ứng cộng

- Trong phản ứng của ethylene với nước bromine, phân tử ethylene đã làm mất màu nước bromine, liên kết kém bền trong liên kết đôi bị phá vỡ.

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 4: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 4: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

- Phản ứng:

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 5: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 5: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Viết gọn lại là: C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Phản ứng này được gọi là phản ứng cộng.

c) Phản ứng trùng hợp

- Ở điều kiện thích hợp, các phân tử ethylene cộng hợp liên tiếp với nhau, liên kết kém bền trong liên kết đôi của phân tử ethylene bị phá vỡ, tạo thành chất có khối lượng phân tử lớn.

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 6: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)
Hình 6: Alkene (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 24)

Phản ứng này được gọi là phản ứng trùng hợp.

- Polyethylene (nhựa PE) là chất rắn, không tan trong nước, không độc, được dùng để sản xuất túi đựng, màng bọc, chai, bình chứa,… Tuy nhiên, nhựa PE rất khó phân huỷ sinh học, có thể tồn tạo bền trong môi trường hàng trăm năm, vì vậy cần giảm việc thải các sản phẩm làm từ nhựa PE ra ngoài môi trường.

4. Ứng dụng

Ethylene là nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp sản xuất hoá chất và tổng hợp polymer:

- Tổng hợp acetic acid;

- Tổng hợp ethyl alcohol;

- Sản xuất dung môi;

- Kích thích quả mau chín;

- Sản xuất polyethylene (PE); poly(vinyl chloride) (PVC).

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Tiêu chí so sánhAlkane (tiêu biểu Methane CH4CH_4)Alkene (tiêu biểu Ethylene C2H4C_2H_4)
Loại liên kết trong phân tửChỉ chứa toàn bộ liên kết đơn bền vững C−CC - C và C−HC - HCó chứa một liên kết đôi C=CC = C (gồm 1 liên kết σ\sigma bền và 1 liên kết π\pi kém bền)
Công thức chung dãy đồng đẳngCnH2n+2C_n H_{2n+2} (n≥1n \ge 1)CnH2nC_n H_{2n} (n≥2n \ge 2)
Tác dụng với nước BromineHoàn toàn không làm mất màu nước bromine ở điều kiện thườngLàm mất màu da cam của dung dịch nước bromine rất nhanh: C2H4+Br2→C2H4Br2C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2
Phản ứng trùng hợpKhông có khả năng tham gia phản ứng trùng hợpTham gia phản ứng trùng hợp tạo nhựa PE: nCH2=CH2→−(CH2−CH2)−nn CH_2=CH_2 \rightarrow -(CH_2-CH_2)-_n
Phản ứng đặc trưngPhản ứng thế halogen (khi có ánh sáng khuếch tán)Phản ứng cộng (cộng Br2,H2,H2OBr_2, H_2, H_2O) và phản ứng trùng hợp

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Alkene là những hydrocarbon không no, mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon (C=CC = C).
  • Kiến thức then chốt 2: Công thức phân tử chung của dãy đồng đẳng alkene là CnH2nC_n H_{2n} với n≥2n \ge 2 (ví dụ: ethylene C2H4C_2H_4, propylene C3H6C_3H_6).
  • Kiến thức then chốt 3: Đặc điểm liên kết đôi C=CC = C: Gồm một liên kết bền và một liên kết kém bền; liên kết kém bền này dễ dàng bị bẻ gãy trong các phản ứng hóa học.
  • Kiến thức then chốt 4: Tính chất hóa học đặc trưng của alkene: 1. Phản ứng cộng làm mất màu dung dịch nước bromine: C2H4+Br2→C2H4Br2C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2 (dấu hiệu nhận biết alkene); 2. Phản ứng trùng hợp nhiều phân tử ethylene liên kết lại với nhau tạo polymer polyethylene (nhựa PE): nCH2=CH2→t∘,p,xt−(CH2−CH2)−nn CH_2=CH_2 \xrightarrow{t^\circ, p, xt} -(CH_2-CH_2)-_n.
  • Kiến thức then chốt 5: Ứng dụng của ethylene (C2H4C_2H_4): Sản xuất nhựa PE, PVC, dung môi ethyl alcohol và được dùng làm chất thúc đẩy quá trình chín nhanh của hoa quả.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Alkene là những hydrocarbon không no, mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon (C=CC = C).
  • Công thức phân tử chung của dãy đồng đẳng alkene là CnH2nC_n H_{2n} với n≥2n \ge 2 (ví dụ: ethylene C2H4C_2H_4, propylene C3H6C_3H_6).
  • Đặc điểm liên kết đôi C=CC = C: Gồm một liên kết bền và một liên kết kém bền; liên kết kém bền này dễ dàng bị bẻ gãy trong các phản ứng hóa học.
  • Tính chất hóa học đặc trưng của alkene: 1. Phản ứng cộng làm mất màu dung dịch nước bromine: C2H4+Br2→C2H4Br2C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2 (dấu hiệu nhận biết alkene); 2. Phản ứng trùng hợp nhiều phân tử ethylene liên kết lại với nhau tạo polymer polyethylene (nhựa PE): nCH2=CH2→t∘,p,xt−(CH2−CH2)−nn CH_2=CH_2 \xrightarrow{t^\circ, p, xt} -(CH_2-CH_2)-_n.
  • Ứng dụng của ethylene (C2H4C_2H_4): Sản xuất nhựa PE, PVC, dung môi ethyl alcohol và được dùng làm chất thúc đẩy quá trình chín nhanh của hoa quả.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Alkene là gì? Viết công thức phân tử chung của alkene và công thức cấu tạo của Ethylene?
Alkene là những hydrocarbon không no, mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon (C=CC = C). Công thức chung: CnH2nC_n H_{2n} với n≥2n \ge 2. Ethylene có công thức phân tử C2H4C_2H_4 và công thức cấu tạo thu gọn là: CH2=CH2CH_2 = CH_2.
Đặc điểm liên kết đôi C=CC = C trong phân tử Ethylene quyết định tính chất hóa học gì?
Liên kết đôi C=CC = C gồm có một liên kết σ\sigma bền vững và một liên kết π\pi kém bền. Liên kết π\pi kém bền này rất dễ bị bẻ gãy trong các phản ứng hóa học, làm cho ethylene có tính chất hóa học đặc trưng là phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp mà alkane không có.
Nêu hiện tượng và viết PTHH khi sục khí Ethylene (C2H4C_2H_4) vào dung dịch nước Bromine?
Hiện tượng: Màu da cam đặc trưng của dung dịch nước bromine nhạt màu dần rồi mất màu hoàn toàn. Phương trình phản ứng cộng: CH2=CH2+Br2→CH2Br−CH2BrCH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br (tạo 1,2-dibromoethane không màu). Đây là phản ứng đặc trưng dùng để nhận biết alkene.
Phản ứng trùng hợp của Ethylene tạo ra chất gì và viết phương trình phản ứng?
Ở điều kiện nhiệt độ, áp suất cao và có chất xúc tác thích hợp, các phân tử ethylene liên kết với nhau bằng cách bẻ gãy liên kết đôi tạo thành một đại phân tử polymer là Polyethylene (nhựa PE): nCH2=CH2→t∘,p,xt−(CH2−CH2)−nn CH_2=CH_2 \xrightarrow{t^\circ, p, xt} -(CH_2-CH_2)-_n.

Đề luyện tập theo bài