Isopren: Lý thuyết và bài tập vận dụng

Isopren - Hợp chất hóa học quan trọng và được ứng dụng nhiều trong đời sống. Đây cũng là chất hóa học các em được tìm hiểu ở môn Hóa lớp 11. Để áp dụng được những kiến thức của hợp chất này vào làm Hóa trắc nghiệm, các em cần phải nắm rõ những kiến thức của nó.

Cùng Admin tìm hiểu ngay các kiến thức cơ bản về Isopren và thực hành ngay cùng một số vài tập dưới đây nhé!

Isopren là hiđrocacbon không no, mạch hở có hai liên kết đôi trong phân tử. Thuộc loại ankađien có hai liên kết đôi cách nhau bởi một liên kết đơn (ankađien liên hợp). Nó là một chất khí độc, và có mùi khó chịu. Isoprene thường được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm hóa học khác, chẳng hạn như cao su, keo và các loại hóa chất khác.

Isopren thuộc ankađien liên hợp

Các thông tin cơ bản về hợp chất này như sau:

Công thức phân tử : C5H8
Công thức cấu tạo thu gọn: CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂
Tên gọi theo danh pháp quốc tế là 2-Metybuta-1,3-dien
Mật độ: 681 kg/m³
Khối lượng phân tử: 68,12 g/mol
Điểm sôi: 34,07 °C
CID PubChem: 6557

Hợp chất Isopren tồn tại dưới dạng chất lỏng (nhiệt độ sôi = 34 độ C). Đây là chất lỏng không tan trong nước, nhưng tan trong một số dung môi hữu cơ như: rượu, ete. Các em có thể dựa vào tính chất vật lý của hợp chất này để nhận biết chúng. Isopren làm mất màu nước brom.

Cần lưu ý những tính chất vật lý của isopren để nhận biết chúng

Về tính chất hóa học, hợp chất này có 4 tính chất hóa học nổi bật. Bao gồm:

Phản ứng cộng hiđro:

Phản ứng cộng halogen và hiđro halogenua:

Phản ứng trùng hợp: Khi có mặt chất xúc tác, ở nhiệt độ và áp suất thích hợp isopren tham gia phản ứng trùng hợp chủ yếu theo kiểu cộng 1,4 tạo thành các polime mà mỗi mắt xích có chứa 1 liên kết đôi ở giữa. Hợp chất mới được tạo ra gọi là Poliisopren - Hợp chất có tính đàn hồi cao nên được dùng để điều chế cao su tổng hợp (tính chất gần giống với cao su thiên nhiên.).

Phản ứng đốt cháy: C₅H₈ + 7O₂ → 5CO₂ + 4H₂O

Hiện nay, hầu hết điều chế hợp chất Isopren trong công nghiệp, người ta thường tách hiđro từ ankan tương ứng. Quá trình này được gọi là dehydrogenation. Cụ thể, isopren thường được điều chế từ isobutane (C4H10), một loại ankan, thông qua quá trình dehydrogenation để tạo ra isopren (C5H8) và hydro (H2):

nCH2 = C(CH3) – CH = CH2 → -(CH2(CH3) = C – CH = CH2)n-

Isopren là những monome rất quan trọng. Trong quá trình điều chế, người ta có thể sử dụng hợp chất này để tạo ra những hợp chất mới có tính đàn hồi cao như cao su thiên nhiên, lại có thể có tính bền nhiệt, hoặc chịu dầu mỡ. Đây là những hợp chất hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu đa dạng của kĩ thuật. Bao gồm:

Isopren có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống

Isoprene được sử dụng trong sản xuất các loại hóa chất khác. Chẳng hạn như cao su, keo và các chất dẻo khác.
Nó cũng có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm khác. Chẳng hạn như nhựa, màng chống ô nhiễm và một số loại hóa chất dùng trong công nghiệp.
Isoprene còn được sử dụng trong một số khía cạnh y tế.Chẳng hạn như trong sản xuất thuốc và các chất dùng trong quá trình phẫu thuật.
Isoprene còn được sử dụng trong một số ngành công nghiệp khác. Chẳng hạn như ngành hóa học, ngành công nghiệp đồng hồ và ngành công nghiệp điện tử.
Nó cũng có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp luyện kim và ngành công nghiệp giấy.
Isoprene còn có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp môi trường. Chẳng hạn như trong việc làm sạch không khí và lọc nước.

Với những thông tin trên, các em hãy ứng dụng vào để giải ngay các bài tập bổ trợ dưới đây nhé!

Câu 1. Công thức của cao su isopren là

A. (-CH₂-CH=CH-CH₂)n.

B. (-CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-)n.

C. (-CH₂-CH=CH-CH₂-CH(C₆H₅)-CH₂-)n.

D. (-CH₂-CH=CH-CH₂-CH(CN)-CH₂)_n.

Đáp án: B. Công thức của cao su isopren là (-CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-)n

Câu 2. Công thức phân tử của isopren là:

A. C₅H₁₀.

B. C₅H₈.

C. C₄H₈.

D. C₄H₆

Đáp án: B

Câu 3. Cho Isopren tham gia phản ứng với dung dịch Br₂ theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ra tối đa bao nhiêu sản phẩm?

A. 4.

B. 1.

C. 3.

D. 2.

Đáp án: A. Isopren tham gia phản ứng với dung dịch Br₂ theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ra tối đa 4 sản phẩm đó là:

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂ + Br₂→ CH₂Br−CBr(CH₃)−CH=CH₂
H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂ + Br₂ →CH₂=C(CH₃)−CHBr−CH₂Br
H₂C=C(CH₃)−CH=CH2 + Br₂ → CH₂Br−C(CH₃)=CH−CH₂Br (sản phẩm sinh ra có đồng phân hình học)

Câu 4. Tiến hành thí nghiệm cho Isopren phản ứng với dung dịch HBr theo tỉ lệ mol 1:1. Sau phản ứng số sản phẩm tạo ra tối đa là bao nhiêu (không xét đồng phân hình học)?

A. 8.

B. 7.

C. 6.

D. 5.

Đáp án: C. Isopren tham gia phản ứng với dung dịch HBr theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ra tối đa bao nhiêu sản phẩm cộng (xét đồng phân hình học)

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂ + HBr→ CH₃−CBr(CH₃)−CH=CH₂

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂ + HBr→ CH₂Br−CH(CH₃)−CH=CH₂

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂+ HBr→ CH₂=C(CH₃)−CH₂−CH₂Br

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂ + HBr→ CH₂=C(CH₃)−CHBr−CH₃

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂+ HBr→ CH₃−C(CH₃)=CH−CH₂Br

H₂C=C(CH₃)−CH=CH₂ + HBr→ CH₂Br−C(CH₃)=CH−CH₃(sản phẩm có chứa đồng phân hình học)

Có 7 sản phẩm cộng

Câu 5. Dẫn từ từ 4,2 gam hỗn hợp A gồm but-1-en và but-2-en lội chậm qua bình đựng dung dịch Br₂, khi kết thúc phản ứng thấy có m gam brom phản ứng. m có giá trị là:

A. 12 gam.

B. 24 gam.

C. 36 gam.

D. 48 gam.

Đáp án: A

Ta có n_but-1-en + n_but-2-en= 4,2 : 56 = 0,075 mol.

Công thức phân tử của hỗn hợp A là C₄H₈

Phương trình phản ứng cộng Br₂

C₄H₈ + Br₂ → C4H₈Br₂

0,075 → 0,075

→ m_Br2 = 0,075 . 160 = 12 gam

Câu 6. Phát biểu không đúng là

A. Tinh bột và xenlulozơ đều là polisaccarit (C₆H₁₀O₅)n nhưng xenlulozơ có thể kéo sợi, còn tinh bột thì không.

B. Len, tơ tằm, tơ nilon kém bền với nhiệt và không bị thuỷ phân trong môi trường axit hoặc kiềm.

C. Phân biệt tơ nhân tạo và tơ tự nhiên bằng cách đốt, tơ tự nhiên cho mùi khét.

D. Đa số các polime đều không bay hơi do khối lượng phân tử lớn và lực liên kết phân tử lớn.

Đáp án: B. sai vì len, tơ tằm, tơ nilon kém bền với nhiệt và bị thủy phân bởi môi trường axit và kiềm.

Câu 7. Hiđro hóa hoàn toàn isopren , thu được

A. pentan

B. isobutan

C. isopentan

D. neo pentan

Đáp án: C

Một lưu ý quan trọng khi học về hợp chất Isopren là nó có thể gây nên một số tác dụng không tốt đối với sức khỏe người và môi trường. Khi hít vào hô hấp, nó có thể gây ra sự suy giảm trong sức khỏe và có thể gây ra các vấn đề về hô hấp như hắt hơi, ho và khó thở.

Nó cũng có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe khi tiếp xúc với da hoặc khi ăn vào. Isoprene còn là một nguồn ô nhiễm không khí và có thể gây ra các vấn đề về môi trường nếu không được xử lý đúng cách.

Vì vậy, các em cần chú ý trong quá trình tiếp xúc hoặc điều chế hợp chất này nhé! Những thông tin này cũng rất hữu ích để các em có thể giải bài tập trắc nghiệm về isopren. Hãy lưu lại và ghi nhớ chúng nhé!