Bên cạnh phản ứng cộng, phản ứng tách thì phản ứng thế cũng là phần kiến thức quan trọng trong chương trình hóa học. Vậy khái niệm phản ứng thế là gì? Phương trình phản ứng thế? Lý thuyết và các dạng bài tập phản ứng thế?… Hãy cùng mottech.net tìm hiểu chi tiết về chủ đề “phản ứng thế là gì” qua bài viết dưới đây nhé!.
Lý thuyết phản ứng thế là gì?
Khái niệm phản ứng thế là gì?
Phản ứng thế theo định nghĩa là phản ứng hóa học mà trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất.
Bạn đang xem: PhảN ỨNg Thế Là Gì
Bạn đang xem: Phản ứng thế là gì
Phương trình phản ứng thế
Trong hoá học vô cơ:Phản ứng thế trong hóa học vô cơ bao giờ cũng có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.Phản ứng thế về bản chất là phản ứng hóa học mà trong đó một nguyên tố có độ hoạt động hóa học mạnh hơn [ở các điều kiện cụ thể về nhiệt độ và áp suất] sẽ thay thế cho nguyên tố có độ hoạt động hóa học yếu hơn trong hợp chất của nguyên tố này, như phản ứng sau: [A + BX rightarrow AX + B]Trong hóa học hữu cơ, phản ứng thế được biết là phản ứng hóa học mà trong đó một nhóm của một hợp chất được thay bằng một nhóm khác.
Một số ví dụ phản ứng thế thường gặp
Một số phản ứng thế hay gặp:
Trong hóa vô cơ
[Fe + HCl rightarrow FeCl_{2} + H_{2}]
[2Al + 6HCl rightarrow 2AlCl_{3} + 3H_{2}]
[3Cl_{2} + 2NH_{3} rightarrow 6HCl + N_{2}]
[Zn + CuCl_{2} rightarrow Cu + ZnCl_{2}]
[2HCl + Zn rightarrow H_{2} + ZnCl_{2}]
[2C + SiO_{2} rightarrow 2CO + Si]
[Fe + CuCl_{2} rightarrow Cu + FeCl_{2}]
[Fe + H_{2}SO_{4} rightarrow H_{2} + FeSO_{4}]
[2AlCl_{3} + 3Mg rightarrow 2Al + 3MgCl_{2}]
[3Cl_{2} + 6Fe[NO_{3}]_{2} rightarrow 4Fe[NO_{3}]_{3} + 2FeCl_{3}]
Trong hóa hữu cơ
[CH_{4} + Cl_{2} overset{as}{rightarrow} CH_{3}Cl + HCl]
Phản ứng thế trong hóa hữu cơ
Phản ứng thế ở các hợp chất hữu cơ được chia thành các loại như sau:
Phản ứng thế ái lực hạt nhân.Phản ứng thế ái lực điện tử.Phản ứng thế gốc.
***Lưu ý:
Phản ứng này thường gặp ở các hiđrocacbon no, được ký hiệu là S. Phản ứng thế halogen trong các phân tử ankan sẽ xảy ra theo cơ chế gốc [cơ chế SR].Đây là một phản ứng dây chuyền. Do đó, muốn khơi mào phản ứng, cần phải chiếu sáng hoặc thêm các chất dễ phân hủy thành gốc tự do hoạt động vào.
Ví dụ: Xét quá trình phản ứng giữa metan và clo, phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc, trải qua 3 giai đoạn: khơi mào, phát triển mạch, tắt mạch.
Khơi mào:[Cl_{2} rightarrow Cl’ + Cl’] [điều kiện: ánh sáng khuếch tán].Phát triển mạch:[CH_{4} + Cl’ rightarrow CH_{3}’ + HCl][CH_{3}’ + Cl_{2} rightarrow CH_{3}Cl + Cl’]Tắt mạch:[Cl’ + Cl’ rightarrow Cl_{2}][CH_{3}’ + Cl’ rightarrow CH_{3}Cl][CH_{3}’ + CH_{3}’ rightarrow CH_{3}-CH_{3}]
Một số dạng bài tập về phản ứng thế
Dạng 1: Phản ứng thế halogen của ankan
Nhận xét chung :Vì trong phân tử chỉ có các liên kết đơn là các liên kết bền nên ở điều kiện thường các ankan tương đối trơ về mặt hóa học. Ankan không bị oxi hóa bởi các dung dịch sau [H_{2}SO_{4}, d, HNO_{3}, KMnO_{4},…]Khi có ánh sáng, nhiệt độ và xúc tác thì ankan tham gia các phản ứng thế, tách và oxi hóa.Phản ứng thế halogen [phản ứng halogen hóa]Thường xét phản ứng với [Cl_{2}, Br_{2}]Dưới tác dụng của ánh sáng, các ankan sẽ tham gia phản ứng thế halogen. Các nguyên tử H có thể lần lượt bị thế đến hết bằng các nguyên tử halogen.[CH_{4} + Cl_{2} overset{as}{rightarrow} CH_{3}Cl + HCl][CH_{3}Cl + Cl_{2} overset{as}{rightarrow} CH_{2}Cl_{2} + HCl][CH_{2}Cl_{2} + Cl_{2} overset{as}{rightarrow} CHCl_{3} + HCl][CHCl_{3} + Cl_{2} overset{as}{rightarrow} CCl_{4} + HCl]Quy tắc thế: Khi tham gia phản ứng thế, nguyên tử halogen sẽ ưu tiên tham gia thế vào nguyên tử H của C bậc cao hơn [có ít H hơn].
Xem thêm: ” Strut Là Gì ? Strut Là Gì, Nghĩa Của Từ Strut
Ví dụ:
[CH_{3} – CH_{2}-CH_{3} + Br_{2} overset{as}{rightarrow} CH_{3}-CHBr-CH_{3} + HBr]
Lưu ý:
Phương pháp giải bài tập thế halogen
Bước 1: Viết phương trình phản ứng của ankan với [Cl_{2}] hoặc [Br_{2}]. Nếu đề bài không cho biết sản phẩm thế là monohalogen, đihalogen,… thì ta phải viết phản ứng ở dạng tổng quát :[C_{n}H_{2n+2} + xBr_{2} overset{as, t^{circ}}{rightarrow} C_{n}H_{2n+2-x}Br_{x} + xHBr]hoặc [C_{n}H_{2n+2} + xCl_{2} overset{as, t^{circ}}{rightarrow} C_{n}H_{2n+2-x}Cl_{x} + xHCl]Bước 2: Tính khối lượng mol của sản phẩm thế hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm nhằm tìm số nguyên tử cacbon trong ankan hay mối liên hệ giữa số cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế. Qua đó sẽ xác định được số nguyên tử cacbon cũng như số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế. Từ đó tìm được công thức cấu tạo của ankan ban đầu và công thức cấu tạo của các sản phẩm thế.
Bài 1: Clo hóa ankan X theo tỉ lệ mol 1: 1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoclo có thành phần khối lượng Clo là 45, 223%. Vậy công thức phân tử của X là gì?
Hướng dẫn giải
Ta có: [C_{n}H_{2n+2} + Cl_{2} rightarrow C_{n}H_{2n+1}Cl + HCl]
[Rightarrow frac{35, 5}{14n + 36, 5}.100 = 45, 223 Rightarrow n = 3]
Vậy CTPT của X là: [C_{3}H_{8}]
Bài 2: Một ankan A có thành phần phần trăm C là 83, 33%. Tìm CTPT và xác định CTCT đúng của A biết rằng khi cho A tác dụng với Clo theo tỉ lệ mol 1: 1 ta chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.
Hướng dẫn giải
Gọi CTPT của ankan là: [C_{n}H_{2n+2}]
%[m_{C} = frac{12n}{12n + 2n+2}.100]% = 83, 33%
[Rightarrow n = 5]
Vậy CTPT của A là [C_{5}H_{12}]
A tác dụng với [Cl_{2}] theo tỉ lệ mol 1: 1 ta chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.
[Rightarrow] CTCT đúng của A là:
Dạng 2: Bài tập phản ứng thế hiđrocacbon
Bài 1: Hiđrocacbon mạch hở X trong phân tử chỉ chứa liên kết [sigma] và có hai nguyên tử cacbon bậc ba trong một phân tử. Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích X sinh ra 6 thể tích [CO_{2}] [ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất]. Khi cho X tác dụng với [Cl_{2}] [theo tỉ lệ số mol 1 : 1], số dẫn xuất monoclo tối đa sinh ra là:
3425
Hướng dẫn giải
X có 6 cacbon và chỉ gồm toàn liên kết xích ma
[Rightarrow] X là: [C-C[C]-C[C]-C, [2, 3-dimetylbutan]]
[Rightarrow] X có 2 đồng phân.
Xem thêm: Cách Chơi Twisted Fate Đtcl Mùa 4, Liên Minh Huyền Thoại
Bài 2: Hai xicloankan M và N đều có tỉ khối hơi so với metan bằng 5, 25. Khi tham gia phản ứng thế clo [ánh sáng, tỉ lệ mol 1:1] M cho 4 sản phẩm thế còn N cho 1 sản phẩm thế. Tên gọi của các xicloankan N và M là:
metyl xiclopentan và đimetyl xiclobutan.Xiclohexan và metyl xiclopentan.Xiclohexan và n-propyl xiclopropan.Cả A, B, C đều đúng.
Hướng dẫn giải
Cả 2 đều có tỷ khối hơi so với metan bằng 5, 25 [Rightarrow] công thức phân tử là [C_{6}H_{12}]
N cho duy nhất 1 đồng phân [Rightarrow] N chỉ có thể là xiclohexan [Rightarrow] Loại A và D
M cho 4 đồng phân [Rightarrow] M là metyl xiclopentan
[Rightarrow] Chọn B
Như vậy bài viết trên đây của mottech.net đã giúp bạn tổng hợp chuyên đề phản ứng thế là gì cũng như một số dạng bài tập. Nếu có bất cứ câu hỏi hay đóng góp gì về bài viết phản ứng thế là gì, đừng quên để lại trong nhận xét bên dưới nhé. Chúc bạn luôn học tốt!.
Chuyên mục: Mẹo Hay
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Bài giảng: Phương pháp giải bài toán cracking ankan - Cô Nguyễn Thị Nhàn [Giáo viên VietJack]
Quảng cáo
Phản ứng halogen hóa Ankan là phản ứng một hay nhiều nguyên tử H bị thay thế bởi một hay nhiều nguyên tử Halogen. Dựa vào thành phần phần trăm khối lượng, khối lượng mol của sản phẩm hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm Hidrocacbon
CnH2n+2 + aX2 → CnH2n+2-aXa +aHX
Bài 1: Một ankan A có thành phần phần trăm C là 83,33%. Tìm CTPT và xác định CTCT đúng của A biết rằng khi cho A tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1: 1 ta chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.
Hướng dẫn:
Gọi CTPT của ankan là: CnH2n+2
%[m]C = 12n/[12n+2n+2].100% = 83,33%
⇒ n = 5. Vậy CTPT của A là C5H12
A tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1: 1 ta chỉ thu được 1 sản phẩm thế monoclo.
⇒ CTCT đúng của A là:
Bài 2: Clo hóa ankhan X theo tỉ lệ mol 1: 1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoClo có thành phần khối lượng Clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là
Hướng dẫn:
CnH2n+2 + Cl2 → CnH2n+1Cl + HCl
Quảng cáo
Bài 3: Khi brom hóa một ankhan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của ankhan là
Hướng dẫn:
CnH2n+2 + Br2 → CnH2n+1Br + HBr
⇒ 14n + 81 = 75,5.2 ⇒ n = 5 ⇒ CTPT: C5H12
Bài 4: Khi cho ankhan X [ trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,72%] tác dụng với Clo theo tỉ lệ số mol 1 : 1[ trong điều kiện chiếu sáng ] chỉ thu được 2 dẫn xuất monoClo đồng phân của nhau. Tên của X là
Hướng dẫn:
Đặt CTPT X là CnH2n+2
⇒ CTPT: C6H14
⇒ CTCT:
Bài 5: Ankan A phản ứng vừa đủ với V lit Cl2 [đktc] thu được hh sản phẩm chỉ gồm 2 dẫn xuất monoclo và 1 chất vô cơ X. Mỗi dẫn xuất monoclo đều chứa 38,38% khối lượng là clo. Biết tổng khối lượng 2 dẫn xuất clo lớn hơn khối lượng của X là 8,4 gam. A và giá trị của V là:
Hướng dẫn:
CTPT dẫn xuất monoclo là CnH2n+1Cl; 38,38% = 35,5/[14n+36,5].100% ⇒ n = 4
⇒ CTCT của A là CH3-CH2-CH2-CH3
Ta có nCl2 = ndx = nHCl = x ⇒ mdx - mHCl = 8,4 ⇒ 92,5x – 36,5x = 8,4 ⇒ x = 0,15 mol ⇒ V = 3,36 lít.
Bài 1: Ankan X có công thức phân tử C5H12. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoClo. Tên gọi của X là
A. 2,2-đimetylprotan B. 2- metylbutan
C. pentan D. 2- đimetylpropan
Quảng cáo
Bài 2: Ankan X có công thức phân tử C6H14. Clo hóa X, thu được 4 sản phẩm dẫn xuất monoClo. Tên gọi của X là
A. 2,2-đimetylbutan B. 2- metylpentan
C. hexan D. 2- đimetylpropan
Bài 3: Cho 2-metylbutan tác dụng với Cl2 [ánh sáng, tỉ lệ số mol 1 : 1], số sản phẩm monoClo tối đa thu được là
A. 2 B. 3 C. 5 D. 4.
Bài 4: Clo hóa ankhan X theo tỉ lệ mol 1 : 1 tạo sản phẩm dẫn xuất monoClo có thành phần khối lượng Clo là 38,378%. Công thức phân tử của X là
A. C4H10 B. C3H8 C. C3H6 D. C2H6.
Đáp án: A
CnH2n+2 + Cl2 → CnH2n+1Cl + HCl
Bài 5: Khí Clo hóa hoàn toàn anlan X thu được chất hữu cơ Y có khối lượng phân tử lớn hơn khối lượng phân tử của X là 138. Ankan X là
A. CH4 B. C2H6 C. C3H8. D. C4H10.
Đáp án: A
CnHm + mCl2 → CnClm + mHCl
⇒ 35,5m – m = 138 ⇒ m = 4 ⇒ CTPT: CH4
Bài 6: Sản phẩm của phản ứng thế clo [1:1, ánh sáng] vào 2,2- đimetyl propan là:
[1] CH3C[CH3]2CH2Cl;
[2] CH3C[CH2Cl]2CH3 ;
[3] CH3ClC[CH3]3
A. [1]; [2] B. [2]; [3] C. [2] D. [1]
Bài 7: Iso-hexan tác dụng với clo [có chiếu sáng] có thể tạo tối đa bao nhiêu dẫn xuất monoclo?
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
Bài 8: Cho m metan tác dụng vừa đủ với Br2 vừa đủ chỉ thu được 2 sản phẩm gồm 37,95 gam dẫn xuất X và 36,45 gam chất vô cơ Y. Giá trị của m là:
A. 2,4 gam B. 3,2 gam C. 3,6 gam D. 2,5 gam
Đáp án: A
nHBr = 36,45/81 = 0,45 mol ⇒ nBr2 = 0,45 mol; m + 0,45.160 = 37,95 + 36,45 ⇒ m = 2,4 gam.
Bài 9: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X với khí clo theo tỷ lệ mol 1:1 thu được hh sản phẩm Y chỉ chứa hai chất. Tỉ khối hơi của Y so với hiđro là 46,25. Tên của X là
A. 2,2-đimetylpropan. B. butan. C. pentan. D. etan.
Đáp án: B
MY = 46,25.2 = 92,5 ⇒ 14n + 36,5 = 92,5 ⇒ n = 4 ⇒ X là C4H10
Bài 10: Ankan X trong đó C chiếm 83,725% về khối lượng. Cho X tác dụng với Clo chiếu sáng thu được 2 dẫn xuất monoclo. Hãy cho biết X là chất nào sau đây?
A. neo-hexan B. butan
C. propan D. 2,3-đimetylbutan
Đáp án: D
83,725 = 12n/[14n+2].100% ⇒ n = 6. X tác dụng với Cl2 cho 2 dẫn xuất monoclo ⇒ CTCT của X là CH3-CH[CH3]-CH[CH3]-CH3
Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
hidrocacbon-no.jsp