C3H6 + H2 → C3H8

1. Phương trình phản ứng propen H2:

CH3-CH=CH2 + H2 Ni,t⁰> CH3–CH2–CH3

C3H6 + H2Ni,t⁰ > C3H8

Phương trình này biểu thị phản ứng hydro hóa, trong đó một phân tử propene (C3H6) phản ứng với một phân tử hydro (H2) để tạo thành một phân tử propane (C3H8). Hydro hóa là một loại phản ứng cộng trong đó hai hoặc nhiều phân tử kết hợp với nhau để tạo thành một phân tử lớn hơn. Trong trường hợp này, liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon trong propene bị phá vỡ và mỗi nguyên tử cacbon tạo thành một liên kết đơn với một nguyên tử hydro. Sản phẩm, propan, là một hydrocacbon no, nghĩa là nó chỉ có liên kết đơn giữa các nguyên tử. Phản ứng hiđro hóa được dùng phổ biến để chuyển hóa hiđrocacbon chưa no thành hiđrocacbon no có tính chất vật lý và hóa học khác nhau.

C3H6 + H2 → C3H8 là phương trình hóa học biểu diễn phản ứng cộng hiđro của propan (C3H6) với hiđro (H2) để tạo ra propan (C3H8). Phương trình này thuộc loại phản ứng thế, trong đó một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử bị thay thế bởi một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác. Trong trường hợp này, một liên kết pi giữa hai nguyên tử cacbon được thay thế bằng hai liên kết sigma với hai nguyên tử hydro. Để cân bằng phương trình này, chúng ta cần đặt hệ số 1 cho C3H6 và C3H8 và hệ số 2 cho H2. Phương trình cân bằng sẽ có dạng:

C3H6 + 2H2 → C3H8

2. Phân tích phản ứng hóa học Propene H2:

2.1. Điều kiện để xảy ra phản ứng C3H6 và H2:

Nhiệt độ, chất xúc tác niken

2.2. Cách cân bằng phương trình:

Để cân bằng phương trình C3H6 + H2 → C3H8 ta cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phản ứng. Trong trường hợp này, chúng ta có:

Số nguyên tử C bên trái là 3, bên phải là 3.

Số nguyên tử H bên trái là 8, bên phải là 10.

Bước 2: Chọn nguyên tố có số hiệu nguyên tử khác nhau ở 2 vế để cân bằng. Trong trường hợp này, chúng tôi chọn H.

Bước 3: Thêm hệ số thích hợp vào trước các chất phản ứng để cân bằng số nguyên tử của nguyên tố đã chọn. Ta thêm hệ số 2 vào trước H2 để cân bằng số nguyên tử H:

C3H6 + 2H2 → C3H8

Bước 4: Kiểm tra xem phương trình đã cân bằng chưa. Nếu không, lặp lại các bước trên cho đến khi cân bằng. Trong trường hợp này, phương trình cân bằng vì số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

Bước 5: Viết lại phương trình đã cân bằng rõ ràng và chính xác. Chúng ta có:

C3H6 + 2H2 → C3H8

2.3. Phản ứng cộng của Anken cộng với H2:

Trong phân tử anken có một liên kết đôi Pi, liên kết này kém bền hơn (so với liên kết σ) nên anken có tính chất đặc trưng là tham gia các phản ứng cộng, trùng hợp và oxi hóa.

– Anken cộng hiđro (Anken + H2)

Khi đun nóng với kim loại niken làm xúc tác, anken kết hợp được với hiđro tạo thành ankan tương ứng.

Anken + H2 → Ankan

CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3

– Tổng quát: CnH2n + H2 → CnH2n+2

3. Bài tập liên quan:

Câu 1: Quy tắc Maccopnicop được áp dụng trong trường hợp nào sau đây?

A. Cộng Br2 với anken đối xứng.

B. Cộng HX thành anken đối xứng.

C. Trùng hợp anken.

D. Phản ứng cộng HX vào anken không đối xứng.

Câu 2: Khi cho but-1-en phản ứng với dung dịch HBr, theo quy tắc Maccopnicop thu được sản phẩm nào sau đây là sản phẩm chính?

A. CH3-CH2-CHBr-CH2Br.

B. CH2Br-CH2-CH2-CH2Br

C. CH3-CH2-CHBr-CH3.

D. CH3-CH2-CH2-CH2Br.

Câu 3: Sục hỗn hợp X gồm 3 khí C3H4, C2H2 và H2 vào bình kín dung tích 8,96 lít (đk) chứa bột Ni, nung nóng bình đựng mẫu thì thu được hỗn hợp khí Y. Biết khối lượng riêng của X vs Y là 0,75. Số mol H2 tham gia phản ứng là

A. 0,75 mol

B. 0,30 mol

C. 0,10 mol

D. 0,60 mol

4. Hướng dẫn giải:

Câu hỏi 1:

Đáp án: D. Phản ứng cộng của HX vào anken là phản ứng không đối xứng.

Câu 2:

Đáp án: C. CH3-CH2-CHBr-CH3.

Câu 3:

Đáp án: C. 0,10 mol

nX = 0,4 mol

Ta có: dX/Y= MY=nY/nX = nY/0,4= 0,75 ⇒ nY = 0,3 (mol)

=> nH2 phản ứng = giảm = nX – nY = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol

5. Tìm hiểu thêm về C3H6:

5.1. Định nghĩa propen C3H6:

– Định nghĩa: Propene (C3H6) là hiđrocacbon không no trong dãy đồng đẳng của anken. Propene là một loại khí không màu có mùi giống dầu hỏa.

Công thức phân tử: C3H6.

– Công thức cấu tạo: CH2=CH-CH3

– Danh pháp

+ Tên quốc tế: C3H6 được gọi là propen.

+ Tên nhóm CH2=CH-CH2- được gọi là nhóm allyl.

Propylene là một loại khí có nhiều tên gọi khác nhau như Propene, Propene hay metyl ethylene, là một hợp chất hữu cơ không no có công thức hóa học C3H6.

Propylene C3H6 là chất khí ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển, giống như nhiều anken, là chất khí không màu, có mùi thơm nhẹ.

Phân tử C3H6 có một liên kết đôi và propylene là thành viên đơn giản thứ hai trong nhóm hydrocacbon anken.

5.2. Công thức cấu tạo của C3H6:

C3H6–Propylen là hợp chất hữu cơ không no, có 1 liên kết đôi và không bền, nhưng phân tử khí này có momen lưỡng cực nhỏ do tính đối xứng (nhóm điểm của nó là Cs).

Do khối lượng lớn hơn, propene có khối lượng riêng và nhiệt độ sôi cao hơn khí ethylene, nhiệt độ sôi thấp hơn một chút so với propan C3H8, do đó dễ bay hơi hơn.

Propene có cùng công thức thực nghiệm như cyclopropane, nhưng các nguyên tử được kết nối khác nhau, tạo cho các phân tử này cấu trúc đồng phân của chúng.

5.3. Tính chất vật lý:

C3H6 là một hiđrocacbon không no có công thức phân tử C3H6. C3H6 có hai đồng phân hình học là propen và xiclopropan. Tính chất vật lý của C3H6 phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của nó.

Propene là một loại khí không màu, không mùi, dễ cháy và nổ. Điểm sôi của propene là -47,7 độ C, điểm nóng chảy là -185 độ C. Propene có mật độ 0,616 g/L ở 0 độ C và 1 atm. Propene cực kỳ yếu do sự khác biệt về độ âm điện giữa các nguyên tử carbon và hydro.

Cyclopropane là một loại khí không màu, có mùi ngọt, dễ cháy và nổ. Điểm sôi của cyclopropane là -32,8 độ C, điểm nóng chảy là -127,6 độ C. Cyclopropane có mật độ 1.879 g/L ở 0 độ C và 1 atm. Cyclopropane cực kỳ mạnh do sức căng góc của các vòng ba carbon.

5.4. Tính chất hóa học:

đầu tiên, Phản ứng cộng:

Hướng phản ứng cộng axit và nước vào anken.

Khi thêm axit và nước vào hỗn hợp anken thường tạo ra hỗn hợp 2 đồng phân, trong đó có 1 phản ứng chính.

CH3=CH−CH3 → CH3−CH−CH3OH + H2O (điều kiện: H2SO4)

– Thêm halogen

CH3CH=CH2 +Br2 → CH3CHBrCH2Br

CH3CH=CH2 + Cl2 → CH3CHClCH2Cl

– Thêm BH3 (axit lewis)

CH3−CH=CH2 CH3−CH2−CH2−OH

Phản ứng trùng hợp: ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thích hợp

nCH2=CH → (−CH−CH−)n

| |

CH3 CH3

Thứ hai, Phản ứng oxi hóa:

– Làm mất màu KMnO4 . giải pháp

3C3H6 + 2KMnO4 + 4H2O → 2KOH + 2MnO2 + 3C3H6(OH)2

– Oxi hóa bằng KMnO4, K2Cr2O7 đậm đặc, ở nhiệt độ cao

10C3H6 + 12KMnO4 + 18H2SO4 → 15CH3COOH + 1H2O + 12MnSO4 + 6K2SO4

– Phản ứng hiđro hóa:

C3H6 + H2 → C3H8 (điều kiện: Ni/Pd/Pt)

– Phản ứng cháy: sinh ra CO2, H2) và toả nhiều nhiệt

C3H6 + 9O2 → 3CO2 + 3H2O

5.5. Phương pháp điều chế:

– Tách nước ra khỏi rượu

CH3CH2CH2OH → CH3CH=CH2 + H20 (điều kiện: H2SO4, 170C)

– Tách HX từ dẫn xuất halogen:

C3H7Cl + NaOH → C3H6 + NaCl + H2O

– Khử dẫn xuất halogen thế kép

CH3CHBrCH2Br +Zn → CH3CH=CH2 + ZnBr2 (nhiệt độ)

– Hydro hóa alkyne:

C3H4 + H2 → C3H6 (điều kiện: Pd/PbCO3)

– Nhiệt phân este

C3H7−O−COCH3 → C3H6 + CH3COOH

– Cracking butan:

C3H7−O−COCH3 → C3H6 + CH3COOH

5.6. Ứng dụng của C3H6:

Nhiều sản phẩm quan trọng được làm từ polypropylene, bao gồm màng, sợi, bao bì, ba lô, mũ và túi xách, v.v.

Ngoài ra, propylene C3H6 được sử dụng để sản xuất các hóa chất quan trọng trong công nghiệp như propylene oxide, cumene, acrylonitrile, butyraldehyd và axit acrylic. Propene C3H6 và benzen C6H6 được chuyển thành axeton và phenol bằng quy trình cumen. Propylene cũng được sử dụng để sản xuất isopropanol (propan-2-ol), propylene oxide, acrylonitrile và epichlorohydrin. C3H6 propen được dùng làm nhiên liệu trong công nghiệp và nhà máy. Khí Acetylen thay thế Oxy dùng để hàn cắt kim loại.

Theo các nghiên cứu, C3H6 có thể gây kích ứng da, mắt và đường hô hấp ở nồng độ cao. C3H6 cũng có thể gây suy nhược hệ thần kinh trung ương, nhịp tim bất thường và tử vong ở nồng độ rất cao. Tuy nhiên, C3H6 không được coi là chất gây ung thư hay chất gây dị ứng. Vì vậy, C3H6 độc nhưng không quá nguy hiểm nếu tiếp xúc trong thời gian ngắn và ở nồng độ thấp.

5.7. Cách sử dụng, cất giữ và bảo quản C3H6:

Để sử dụng, bảo quản và lưu trữ C3H6 an toàn cần tuân thủ các quy định sau:

– Sử dụng C3H6 ở nơi thông thoáng, tránh xa nguồn nhiệt và lửa. Không hút thuốc hoặc sử dụng thiết bị điện ở những nơi có C3H6.

– Bảo quản C3H6 trong thùng inox hoặc nhôm, có van an toàn và áp suất thấp. Đặt thùng chứa ở nơi khô ráo, thoáng mát và ngoài tầm với của trẻ em và vật nuôi.

– Bảo quản C3H6 ở nhiệt độ dưới 40°C và áp suất dưới 10 bar. Không để bình chứa tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời hoặc các nguồn nhiệt khác.

– Khi xảy ra sự cố rò rỉ khí C3H6 cần di chuyển người, đồ vật ra khỏi khu vực nguy hiểm, thông báo cho cơ quan chức năng và sử dụng phương tiện bảo vệ cá nhân để xử lý. Không hít vào hoặc tiếp xúc với da với C3H6.