Chúng tôi xin giới thiệu phương trình C4H10 → C4H8 + H2 gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:
Phương trình C4H10 → C4H8 + H2
1. Phản ứng hóa học:
C4H10 
C4H8 + H2
2. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp.
3. Cách thực hiện phản ứng
- Dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp các ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hiđro cacbon không no tương ứng.
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Sản phẩm sau phản ứng làm mất màu dung dịch brom.
5. Phản ứng hóa học
- Trong phân tử C4H10 chỉ có liên kết và . Đó là các liên kết xích ma bền vững, vì thế C4H10 tương đối trơ về mặt hóa học: Ở nhiệt độ thường, chúng không phản ứng với axit, bazơ và chất oxi hóa mạnh (như KMnO4) Dưới tác dụng của ánh sáng, xúc tác, nhiệt, C4H10 tham gia các phản ứng thế, phản ứng tách và phản ứng oxi hóa.
1. Phản ứng thế bởi halogen
- Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp butan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hidro bằng clo. Tương tự như metan.
C4H10 + Cl2 → C4H9Cl + HCl
- Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hóa, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen.
2. Phản ứng tách (gãy liên kết C-C và C-H)
- Dưới tác dụng của nhiệt và xúc tác (Cr2O3, Fe, Pt,...), các ankan không những bị tách hidro tạo thành các hidrocacbon không no mà còn bị gãy các liên kết C-C tạo ra các phân tử nhỏ hơn.
3. Phản ứng oxi hóa
- Khi đốt, butan bị cháy tạo ra CO2, H2O và tỏa nhiều nhiệt
- Nếu không đủ oxi, ankan bị cháy không hoàn toàn, khi đó ngoài CO2 và H2O còn tạo ra các sản phẩm như CO, than muội, không những làm giảm năng suất tỏa nhiệt mà còn gây độc hại cho môi trường.
6ết
- Phản ứng trên được gọi là phản ứng đề hidro hoá (hay phản ứng tách hiđro).
- Sản phẩm thu được của phản ứng tách H2 của butan ngoài C4H8 và H2 còn có hỗn hợp các hiđrocacbon mạch ngắn hơn.
- Chỉ những ankan trong phân tử có từ 2 nguyên tử C trở lên mới có khả năng tham gia phản ứng tách H2 .
- Trong phản ứng tách H2, hai nguyên tử H gắn với hai nguyên tử C nằm cạnh nhau tách ra cùng nhau và ưu tiên tách H ở C bậc cao.
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Cho butan qua xúc tác (ở nhiệt độ cao) thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H8, C4H6, H2. Tỉ khối của X so với butan là 0,4. Nếu cho 0,6 mol X vào dung dịch brom dư thì số mol brom tối đa phản ứng là:
A. 0,48 mol
B. 0,36 mol
C. 0,6 mol
D. 0,24 mol
Hướng dẫn:
Đáp án B.
Ví dụ 2: Crakinh 560 (l) C4H10 thu được 1036 (l) hỗn hợp gồm nhiều H-C khác nhau. Các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tính hiệu suất phản ứng cracking?
A. 75%
B. 80%
C. 85%
D. 90%
Hướng dẫn:
Đáp án C.
Ví dụ 3: Craking n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là:
A. 57,14%.
B. 75,00%.
C. 42,86%.
D. 25,00%.
Hướng dẫn:
Gọi a là số mol C4H10 phản ứng, b là số mol C4H10 dư.
Ta có:
C4H10 → (H2, CH4, C2H6) + (C4H8, C3H6, C2H4)
Cracking a mol C4H10 được 2a mol (H2, CH4, C2H6, C4H8, C3H6, C2H4).
Trong đó có: a mol (H2, CH4, C2H6) và a mol (C4H8, C3H6, C2H4).
Vậy A gồm: a mol (H2, CH4, C2H6) và a mol (C4H8, C3H6, C2H4) và b mol C4H10 dư → 2a + b = 35 (1)
Không tác dụng với dd Br2 gồm: a mol (H2, CH4, C2H6) và b mol C4H6 dư → a + b = 20 (2)
Từ (1) và (2) → a = 15, b = 5.
=> H = 15*100% /20 = 75%
Đáp án B.
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Ankan và hợp chất:
