Chào mừng các bạn đến với trang web fptskillking.edu.vn! Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về phản ứng axetilen ra etan, còn được gọi là C2H2 ra C2H6. Đây là một phản ứng cộng đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Tuy nhiên, trước khi tìm hiểu về phản ứng này, mời các bạn xem một số bài tập có liên quan về C2H2 có lời giải.
Nội dung
Phản ứng axetilen tác dụng với H2 ra etan
Phản ứng axetilen tác dụng với H2 theo phương trình:
CH ≡ CH + 2H2 → Ni, tạo thành CH3-CH3 (etan)
Điều kiện phản ứng axetilen tác dụng với H2 ra etan
Các điều kiện cần thiết cho phản ứng này bao gồm:
- Nhiệt độ
- Xúc tác: Niken
Cách tiến hành phản ứng axetilen tác dụng với H2 xúc tác niken
Cách tiến hành phản ứng này đơn giản, chỉ cần nung hỗn hợp axetilen với H2 trong điều kiện có niken làm xúc tác.
Mở rộng về tính chất hoá học của ankin
Phản ứng cộng
a) Cộng hidro
Khi có niken (hoặc platin hoặc palađi) làm xúc tác, ankin cộng hidro tạo thành anken, sau đó tạo thành ankan.
Thí dụ:
CH ≡ CH + H2 → Ni, tạo thành CH2 = CH2
CH2 = CH2 + H2 → Ni, tạo thành CH3 – CH3
Lưu ý: Khi dùng xúc tác là hỗn hợp Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4, ankin chỉ cộng một phân tử hidro tạo thành anken.
CH ≡ CH + H2 → Pd/PbCO3, tạo thành CH2 = CH2
⇒ Đặc tính này được dùng để điều chế anken từ ankin.
b) Cộng brom, clo
Brom và clo cũng tác dụng với ankin theo hai giai đoạn liên tiếp.
Thí dụ:
CH ≡ CH + Br2 → CHBr = CHBr
CHBr = CHBr + Br2 → CHBr2 – CHBr2
c) Cộng HX (X là OH, Cl, Br, CH3COO…)
Ankin tác dụng với HX theo hai giai đoạn liên tiếp.
Thí dụ:
CH ≡ CH + HCl → tạo thành CH2 = CHCl
CH2 = CHCl + HCl → tạo thành CH3 – CHCl2
- Khi có xúc tác thích hợp, ankin tác dụng với HCl sinh ra dẫn xuất monoclo của anken.
Thí dụ:
CH ≡ CH + HCl → 150-200°C, HgCl2, tạo thành CH2 = CHCl
-
Phản ứng cộng HX của các ankin cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp.
-
Phản ứng cộng H2O của các ankin chỉ xảy ra theo tỉ lệ số mol 1:1.
Thí dụ:
CH ≡ CH + H2O → HgSO4, H2SO4, tạo thành CH3 – CH = O (anehit axetic)
d) Phản ứng đime và trime hoá
2CH ≡ CH → tạo thành CH ≡ C – CH = CH2 (vinylaxetilen)
3CH ≡ CH → tạo thành C600°C, C6H6 (benzen)
Phản ứng thế bằng ion kim loại
- Sục khí axetilen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac, thấy có kết tủa vàng nhạt.
CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag – C ≡ C – Ag↓ + 2NH4NO3
Phản ứng thế nguyên tử hidro của C2H2 bằng ion bạc
a) Trước khi sục khí C2H2.
b) Sau khi sục khí C2H2.
Kết luận:
-
Nguyên tử hidro liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon liên kết ba đầu mạch có tính linh động cao hơn các nguyên tử hidro khác nên có thể bị thay thế bằng ion kim loại.
-
Các ank-1-in khác như propin, but-1-in, … cũng có phản ứng tương tự axetilen.
⇒ Tính chất này được dùng để phân biệt ank-1-in với anken và các ankin khác.
Phản ứng oxi hoá
a) Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (cháy)
Các ankin cháy toả nhiều nhiệt:
2CnH2n – 2 + (3n – 1)O2 → tạo thành 2nCO2 + 2(n – 1)H2O
b) Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn
- Tương tự anken và ankađien, ankin cũng có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím.
Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1: X có thể tham gia cả 4 phản ứng. Phản ứng cháy trong oxi, phản ứng cộng brom, phản ứng cộng hidro (xúc tác Ni, t0), phản ứng thế với dung dịch AgNO3/NH3. X là
A. etan
B. etilen
C. axetilen
D. but-2-in
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
X tham gia phản ứng cộng brom, cộng hidro phải có liên kết π kém bền (loại A)
X có phản ứng thế với dung dịch AgNO3/NH3 → X là ank-1-in
→ Chất thỏa mãn đề câu là axetilen.
Câu 2: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon B với H2 (dư), có tỉ khối so với hiđro là 4,8. Cho X đi qua Ni nung nóng đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp Y có tỉ khối so với hiđro bằng 8. Biết B là hiđrocacbon mạch hở, có số liên kết π không vượt quá 2. Công thức phân tử của hiđrocacbon B là
A. C3H6
B. C2H2
C. C3H4
D. C4H8.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Ta có: MY = 8.2 = 16 < 28
→ Sau phản ứng H2 còn dư, hiđrocacbon B đã phản ứng hết
Bảo toàn khối lượng: mX = mY → nX.MX = nY.MY
→nX/nY=MY/MX=8/2=4
Chọn nX = 5 mol; nY = 3 mol
→nH2(phanung)=nX- nY=5-3=2mol
TH1: Nếu B có 1 liên kết π trong phân tử: CnH2n (n ≥ 2)
Ta có: nCnH2n=nH2(phanung)=2mol
→nH2(bandau)=nX- nH2(phanung)=5-2=3mol
→MX=14n.2+2.nH=4,8.2→n=1,5(loại)
TH2: Nếu B có 2 liên kết π trong phân tử: CnH2n-2 (n ≥ 2)
Ta có: nCnH2n-2=1/nH2(phanung)=1mol
→nH2(bandau)=nX- nH2(phanung)=5-1=4mol
→MX=(14n-2).1+2.nH=4,8.2→n=3(thỏa mãn)
Vậy công thức của B là C3H4
Câu 3: Một hỗn hợp X gồm một ankin A và H2 có thể tích 12,32 lít (đktc) cho qua Ni nung nóng, phản ứng hoàn toàn cho ra hỗn hợp Y có thể tích 5,6 lít (Y có H2 dư). Thể tích của A trong X và thể tích H2 dư (đktc) là
A. 3,36 lít và 2,24 lít
B. 4,48 lít và 4,48 lít
C. 3,36 lít và 3,36 lít
D. 1,12 lít và 5,60 lít
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Gọi công thức phân tử của ankin là CnH2n-2 (n ≥ 2)
Ta có: nH2(phanung)=2nX=2amol
→VH2(phanung)=VXH2=12,32-5,6=6,72lít
CnH2n-2+2nH2→Ni,t0CnH2n=0,1→0,1
Khi đốt cháy 0,1 mol C3H8: nH = 0,8 mol
Bảo toàn nguyên tố H: nH2O=1/2nH=0,4mol
→nH2O=0,4.18=7,2gam
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol ankin được 3,6 gam H2O. Nếu hidro hóa hoàn toàn 0,1 mol ankin đó rồi đốt cháy thì khối lượng nước thu được là
A. 4,2 gam
B. 5,2 gam
C. 6,2 gam
D. 7,2 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Ta có: nH2Obd=0,2mol
Gọi công thức phân tử của ankin là CnH2n-2 (n ≥ 2)
CnH2n-2+3n-12O2→t0nCO2+(n-1)H2O
Ta có: nCO2-nH2O=nCnH2n-2
→nCO2=0,1+0,2=0,3mol
Lại có: n=nCO2/nCnH2n-2=0,3/0,1=3
→ Công thức phân tử của ankin là C3H4
Phản ứng:
C3H4+2H2→Ni,t0C3H80,1→0,1
Khi đốt cháy 0,1 mol C3H8: nH = 0,8 mol
Bảo toàn nguyên tố H: nH2O=1/2nH=0,4mol
→nH2O=0,4.18=7,2gam
Câu 5: Cho 10,8 gam ankin X tác dụng với 6,72 lít H2 (đktc) có xúc tác thích hợp, thu được hỗn hợp Y (không chứa H2). Biết Y phản ứng tối đa với dung dịch chứa 0,1 mol Br2. Công thức phân tử của X là
A. C2H2
B. C5H8
C. C4H6
D. C3H4
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Gọi công thức phân tử ankin X: CnH2n-2 (n ≥ 2)
CnH2n-2+H2→Pb/PbCO3,t0CnH2n0,1←0,1(mol)
Sau phản ứng thu được 2 hidrocacbon → ankin X dư
→nX>0,1→MX<3,120,1=31,2→ankin X là C2H2
Câu 6: Một hỗn hợp khí M gồm ankin X và H2 có tỉ khối hơi so với CH4 là 0,6. Nung nóng hỗn hợp M với bột Ni để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí N có tỉ khối so với CH4 là 1,0. Ankin X là
A. axetilen
B. metylaxetilen
C. etylaxetilen
D. propylaxetilen
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
M/N = 16 < 28 → hỗn hợp sau phản ứng có H2 dư, ankin phản ứng hết
Gọi số mol hỗn hợp M, X và H2 lần lượt là 1, a và (1-a) mol
Ta có: nH2(phanung)=2nX=2amol
→nN=nM- nH2(phanung)=(1-2a)mol
Bảo toàn khối lượng: nM/nN=MMN
→1/(1-2a)=16/18
→a=1/3
Vậy X là metylaxetilen.
Câu 7: Trong bình kín chứa hidrocarbon X và hidro. Nung nóng bình đến khi phản ứng hoàn toàn thu được khí Y duy nhất. Ở cùng nhiệt độ, áp suất trong bình trước khi nung gấp 3 lần áp suất trong bình sau khi nung. Đốt cháy một lượng Y thu được 8,8 gam CO2 và 5,4 gam nước. Công thức phân tử của X là
A. C2H2
B. C2H4
C. C4H6
D. C3H4
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Ta có: nH2O=0,3mol,nCO2=0,2mol→Y là ankan CnH2n+2
Số nguyên tử C trong Y: n=nCO2/nH2O-nCO2=2
Vậy Y là C2H6 và X là C2Hy
C2Hy+6-y/2H2→Ni,t0C2H61→6-y/2→1
Vì nhiệt độ bình không đổi nên n1/n2=p1/p2→(1+6-y)/(1)=3→y=2
Vậy X là C2H4
Câu 8: Hỗn hợp X gồm hidro và một hidrocacbon. Nung nóng 14,56 lít hỗn hợp X (đktc), có Ni xúc tác đến khi phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có khối lượng 10,8 gam. Biết tỉ khối của Y so với metan là 2,7 và Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom. Công thức phân tử của hidrocacbon là
A. C3H6
B. C4H6
C. C3H4
D. C4H8
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
nX=0,65mol,MY=43,2
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mX=mY=10,8→nX.MX=nY.MY→nY=0,25mol
Vì hỗn hợp Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom nên hidro phản ứng hết, hidrocacbon còn dư. Như vậy trong hỗn hợp X
nH2=0,65−0,25=0,4mol,nCxHy=0,25mol
→ (12x + y).0,25 + 0,4.2 = 10,8 → 12x + y = 40 → x = 3 và y = 4
Vậy hidrocacbon là C3H4
Câu 9: Cho 3,12 gam ankin X phản ứng với 0,1 mol H2 (xúc tác Pd/PbCO3, t0), thu được hỗn hợp Y chỉ có hai hiđrocacbon. Công thức phân tử của X là
A. C2H2
B. C5H8
C. C4H6
D. C3H4
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Gọi công thức phân tử của ankin X là CnH2n-2 (n ≥ 2)
CnH2n-2+H2→Pb/PbCO3,t0CnH2n=0,1→0,1
Sau phản ứng thu được 2 hidrocacbon → ankin X dư
→nX>0,1→MX<3,120,1=31,2→ankin X là C2H2
Câu 10: Cho 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm C2H4 và C2H2 lội chậm qua bình đựng dung dịch Br2 dư thấy khối lượng bình tăng thêm 2,7 gam. Thành phần phần trăm thể tích của C2H2 có trong hỗn hợp X là
A. 40%
B. 50%
C. 60%
D. 75%
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
nX=2,2422,4=0,1mol
Gọi số mol của C2H4 và C2H2 lần lượt là x và y mol
→ x + y = 0,1 (1)
C2H4+Br2→C2H4Br2x→xxmol
C2H2+2Br2→C2H2Br4y→2yy(mol)
Ta có khối lượng bình tăng bằng khối lượng hỗn hợp khí X → 28x + 26y = 2,7 (2)
Từ (1) và (2) →x = y = 0,05
Phần trăm thể tích bằng phần trăm số mol khí.
→%VC2H4=0,050,1.100%=50%
→%VC2H2=100%-50%=50%
Đúng như một câu chuyện thú vị đúng không nào? Hy vọng rằng bài viết này đã giúp các bạn hiểu thêm về phản ứng axetilen ra etan – một khám phá thú vị trong lĩnh vực hóa học.
Đừng quên truy cập fptskillking.edu.vn để khám phá thêm nhiều kiến thức bổ ích khác nhé!
Săn shopee siêu SALE:
