Giải Khoa học tự nhiên 9 trang 113

Câu mở đầu (Trang 111)

Đề bài: Khí ethylene có tác dụng thúc đẩy quá trình chín của trái cây. Ethylene thuộc loại hợp chất hữu cơ nào? Ethylene có cấu tạo, tính chất như thế nào và có vai trò gì trong công nghiệp hoá chất?

Cách giải

Đây là câu hỏi gợi mở đầu bài. Sau khi học xong bài, ta trả lời được như sau:

• Loại hợp chất: Ethylene là một hydrocarbon (chỉ gồm carbon và hydrogen). Cụ thể, ethylene thuộc loại alkene – là hydrocarbon mạch hở, trong phân tử có một liên kết đôi C=C.

• Cấu tạo: Công thức phân tử là C₂H₄, công thức cấu tạo là CH₂=CH₂. Phân tử có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử carbon. Trong liên kết đôi này có một liên kết kém bền, dễ bị phá vỡ.

• Tính chất: Là chất khí không màu, hầu như không tan trong nước. Ethylene tham gia phản ứng cháy, phản ứng cộng (làm mất màu nước bromine) và phản ứng trùng hợp.

• Vai trò: Ethylene là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hoá chất, dùng để tổng hợp ethylic alcohol (cồn), sản xuất nhựa polyethylene (PE) và nhiều sản phẩm khác.

🎯 Ethylene là alkene đơn giản nhất, vừa kích thích trái cây chín, vừa là "nguyên liệu vàng" của ngành hoá chất.

---

I – Khái niệm alkene (Trang 111)

Cho công thức cấu tạo của một số alkene:

CH₂=CH₂ CH₃–CH=CH₂ CH₃–CH=CH–CH₃

Câu 1

Đề bài: Nhận xét về đặc điểm chung của các công thức cấu tạo đã cho.

Cách giải

Quan sát ba công thức trên, ta thấy điểm giống nhau:

• Đều là hydrocarbon mạch hở (các nguyên tử carbon nối thành mạch không khép kín thành vòng).
• Trong mỗi phân tử đều có một liên kết đôi C=C (hai gạch nối giữa hai nguyên tử carbon).

Đặc điểm chung: Các chất trên đều là hydrocarbon mạch hở, trong phân tử có một liên kết đôi C=C. Đây chính là đặc điểm của alkene.

---

Câu 2

Đề bài: Viết công thức phân tử của các alkene trên, từ đó rút ra công thức chung của các alkene đó.

Cách 1 — Đếm trực tiếp số nguyên tử

Ta đếm số nguyên tử C và H trong mỗi công thức cấu tạo:

• CH₂=CH₂: có 2 nguyên tử C và 4 nguyên tử H → C₂H₄
• CH₃–CH=CH₂: có 3 nguyên tử C và (3 + 1 + 2) = 6 nguyên tử H → C₃H₆
• CH₃–CH=CH–CH₃: có 4 nguyên tử C và (3 + 1 + 1 + 3) = 8 nguyên tử H → C₄H₈

Nhận xét quy luật: số H luôn gấp 2 lần số C.

• C₂H₄ → số H = 2 × 2 = 4 ✔
• C₃H₆ → số H = 2 × 3 = 6 ✔
• C₄H₈ → số H = 2 × 4 = 8 ✔

Công thức chung của alkene: CₙH₂ₙ (với n ≥ 2, n là số nguyên dương).

Cách 2 — Lập theo công thức chung

Gọi số nguyên tử carbon là n. Vì số H luôn gấp đôi số C nên số H là 2n, ta được công thức chung CₙH₂ₙ. Lần lượt thay n vào:

• n = 2 → C₂H₄
• n = 3 → C₃H₆
• n = 4 → C₄H₈

Kết quả trùng khớp với cách 1.

💡 Mẹo nhớ: Alkene "H gấp đôi C" → CₙH₂ₙ. (So sánh: alkane là CₙH₂ₙ₊₂, "H gấp đôi C cộng thêm 2").

---

II – Ethylene

Câu hỏi thí nghiệm (Trang 112)

Đề bài: Quan sát hiện tượng xảy ra ở đầu ống dẫn thuỷ tinh vuốt nhọn và tại ống nghiệm đựng nước bromine. Rút ra nhận xét về tính chất hoá học của ethylene.

Cách giải

Hiện tượng quan sát được:

• Ở đầu ống dẫn vuốt nhọn: khi đưa que đóm đang cháy lại gần, khí ethylene cháy tạo ngọn lửa sáng. Đây là phản ứng cháy (toả nhiều nhiệt).

• Tại ống nghiệm đựng nước bromine: khi dẫn khí ethylene vào, nước bromine (màu vàng/da cam) nhạt màu dần rồi mất màu.

Nhận xét về tính chất hoá học của ethylene:

• Ethylene cháy được trong không khí (phản ứng cháy):

C₂H₄ + 3O₂ →(t°) 2CO₂ + 2H₂O

• Ethylene làm mất màu nước bromine (phản ứng cộng). Do trong liên kết đôi C=C có một liên kết kém bền, dễ bị phá vỡ để cộng thêm nguyên tử khác:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂ (1,2-dibromoethane)

Kết luận: Ethylene có hai tính chất hoá học cơ bản là phản ứng cháy và phản ứng cộng. Khả năng làm mất màu nước bromine là dấu hiệu nhận biết các chất có liên kết đôi C=C.

💡 Mẹo nhớ: "Mất màu bromine → có nối đôi". Đây là cách phân biệt alkene (như ethylene) với alkane (như methane) vì alkane không làm mất màu nước bromine.

---

🎯 Ghi nhớ toàn bài: - Alkene là hydrocarbon mạch hở, có một liên kết đôi C=C, công thức chung CₙH₂ₙ (n ≥ 2). - Ethylene (C₂H₄, CH₂=CH₂) là alkene đơn giản nhất: chất khí không màu, ít tan trong nước. - Hai phản ứng quan trọng: cháy (C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O) và cộng (làm mất màu nước bromine: C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂).