Chúng tôi xin giới thiệu phương trình 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O 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 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
1. Phản ứng hóa học:
2C4H10 + 13O2 
8CO2 + 10H2O
2. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ
3. Cách thực hiện phản ứng
- Đốt cháy khí butan (C4H10) trong không khí thì thu được khí cacbonic và nước.
(Xét phản ứng xảy ra hoàn toàn và vừa đủ, không có chất dư)
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Trước khi đốt cháy khí butan (C4H10) trong không khí thì hỗn hợp phản ứng không màu. Sau khi đốt cháy thu được khí làm vẩn đục nước vôi trong.
5. Phản ứng hóa học
5.1. Phản ứng hóa học của Butan
- 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.
a. 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.
b. 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.
c. 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.
5.2. Tính chất hóa học của Oxi
Khi tham gia phản ứng, nguyên tử O dễ dàng nhận thêm 2e. Nguyên tử oxi có độ âm điện lớn (3,44), chỉ kém flo (3,98).
Do vậy, oxi là nguyên tố phi kim hoạt động hoá học, có tính oxi hoá mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hoá là -2.
Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt, ...) và các phi kim (trừ halogen). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.
a. Tác dụng với kim loại
Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ au và Pt), cần có to tạo oxit:
b. Tác dụng với phi kim
Tác dụng với hầu hết phi kim (trừ halogen), cần có to tạo oxit:
ĐB: Tác dụng với H2 nổ mạnh theo tỉ lệ 2:1 về số mol:
c. Tác dụng với hợp chất
- Tác dụng với các chất có tính khử:
- Tác dụng với các chất hữu cơ:
6. Bạn có biết
- Phản ứng trên được gọi là phản ứng đốt cháy
- Tương tự butan (C4H10) các đồng đẳng của butan cũng tham gia phản ứng đốt cháy tương tự.
- Nếu thiếu oxi, phản ứng cháy của butan xảy ra không hoàn toàn: sản phẩm cháy ngoài CO2, H2O còn có C, CO...
- Khi đốt cháy butan, số mol H2O thu được sau phản ứng luôn lớn hơn số mol CO2.
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 5,8 gam butan thu được bao nhiêu lít khí CO2 ở đktc? Bao nhiêu gam nước?
A. 8,96 lít và 9 gam
B. 8,96 lít và 18 gam
C. 4,48 lít và 5,4 gam
C. 2,24 lít và 7,2 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
Số mol butan : nC4H10 = 5,8/58 = 0,1 (mol)
VCO2 = 0,4 . 22,4 = 8,96 (lít)
mH2O = 0,5 . 18 = 9 (gam)
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam butan. Dẫn toàn bộ sản phẩm vào dung dịch nước vôi trong dư thu được 10 gam kết tủa. Giá trị m = ?
A. 14,5 gam
B. 1,45 gam
C. 2,9 gam
D. 29 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Gọi số mol của butan phản ứng là x (mol)
mkết tủa = 4x . 100 = 10 (g) → x = 0,025 (mol)
→ mC4H10 = 0,025.58 = 1,45 (gam)
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,58 gam butan cần vừa đủ bao nhiêu thể tích khí oxi ở đktc?
A. 2,24 lít
B. 0,56 lít
C. 1,12 lít
D. 1,456 lít
Hướng dẫn giải:
Đáp án D.
Số mol butan : nC4H10 = 0,58/58 = 0,01 (mol)
VO2 = 0,065 .22,4 = 1,456 (lít)
8. Một số phương trình phản ứng hóa học khác của Ankan và hợp chất
