Chào mừng các bạn đến với FPT Skill King! Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về phản ứng axetilen ra vinyl axetilen – một trong những phản ứng cộng quan trọng nhất trong hóa học hữu cơ. Đồng thời, chúng ta cũng sẽ làm một số bài tập liên quan đến axetilen để rèn luyện kỹ năng giải bài tập của mình.
Nội dung
Axetilen ra Vinyl Axetilen
Phản ứng C2H2 + HCl (tỉ lệ 1 : 1) là phản ứng cộng đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất để tạo ra vinyl clorua. Phản ứng này cần một số điều kiện như nhiệt độ cao ở mức 150 – 200°C và xúc tác HgCl2.
Cách tiến hành phản ứng là dẫn hai khí C2H2 và HCl vào bình có xúc tác HgCl2 ở nhiệt độ cao (150 – 200°C).
Tính chất hoá học của axetilen
Phản ứng cộng
Trong phản ứng cộng, axetilen có khả năng cộng với các chất khác để tạo ra các sản phẩm mới.
-
Cộng hiđro: Khi có xúc tác niken, platin hoặc palađi, axetilen cộng hiđro tạo thành anken, rồi tạo thành ankan.
Thí dụ: CH ≡ CH + H2 → Ni, tạo CH2 = CH2
CH2 = CH2 + H2 → Ni, tạo CH3 – CH3Lưu ý: Khi dùng xúc tác là hỗn hợp Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4, axetilen chỉ cộng một phân tử hiđro tạo thành anken.
CH ≡ CH + H2 → Pd/PbCO3, tạo CH2 = CH2
-
Cộng brom, clo: Brom và clo cũng tác dụng với axetilen theo hai giai đoạn liên tiếp.
Thí dụ: CH ≡ CH + Br2 → tạo CHBr = CHBr
CHBr = CHBr + Br2 → tạo CHBr2 – CHBr2 -
Cộng HX (X là OH, Cl, Br, CH3COO…): Axetilen tác dụng với HX theo hai giai đoạn liên tiếp.
Thí dụ: CH ≡ CH + HCl → tạo CH2 = CHCl
CH2 = CHCl + HCl → tạo CH3 – CHCl2Khi có xúc tác thích hợp, axetilen tác dụng với HCl sinh ra dẫn xuất monoclo của anken.
Thí dụ: CH ≡ CH + HCl → 150−200CoHgCl2, tạo CH2 = CHCl
-
Phản ứng đime và trime hoá:
2CH ≡ CH → tạo CH ≡ C – CH = CH2 (vinylaxetilen)
3CH ≡ CH → tạo C600Co C6H6 (benzen)
Phản ứng thế bằng ion kim loại
Axetilen có khả năng tham gia phản ứng thế với các ion kim loại để tạo ra các sản phẩm mới.
-
Sục khí axetilen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac, ta sẽ thấy có kết tủa vàng nhạt.
CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → tạo Ag – C ≡ C – Ag↓ + 2NH4NO3
Phản ứng này cho thấy khả năng thế nguyên tử hidro của C2H2 bằng ion bạc.
Kết luận: Nguyên tử hiđro liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon liên kết ba đầu mạch có tính linh động cao hơn các nguyên tử hiđro khác nên có thể bị thay thế bằng ion kim loại.
Bài tập vận dụng
Câu 1: Hiđrocacbon X ở điều kiện thường là chất khí. Khi oxi hoá hoàn toàn X thì thu được thể tích khí CO2 và hơi H2O là 2 : 1 ở cùng điều kiện. X phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3 tạo kết tủa. Số cấu tạo của X thoả mãn tính chất trên là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án B
-
X thể khí → số C ≤ 4
-
Mà nCO2/nH2O = 2/1 → nC/nH = 1
Vì X phản ứng được với AgNO3/NH3 → có liên kết 3 đầu mạch
→ có 2 công thức cấu tạo thỏa mãn: C2H2, C4H4 (CH≡C – CH=CH2)
Câu 2: Hidrat hóa có xúc tác 3,36 lit C2H2(dktc) thu được hỗn hợp A (hiệu suất phản ứng 60%). Cho hỗn hợp A tác dụng với AgNO3/NH3 thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 48,24.
B. 33,84.
C. 14,4.
D. 19,44.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án B
-
nC2H2 = 0,15 mol
-
C2H2 + H2O → CH3CHO
-
nCH3CHO = 0,15 * 60/100 = 0,09 mol → nC2H2(du) = 0,15 – 0,09 = 0,06 mol
-
C2H2 → AgNO3/NH3 Ag2C2 ↓
-
CH3CHO → AgNO3/NH3 2Ag ↓
Câu 3: Khi điều chế axetilen bằng phương pháp nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp A gồm axetilen, hiđro và một phần metan chưa phản ứng. Tỷ khối hơi của A so với hiđro bằng 5. Hiệu suất chuyển hóa metan thành axetilen là
A. 60%.
B. 50%.
C. 40%.
D. 80%.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án A
-
Xét 1 mol CH4
-
2CH4 → C2H2 + 3H2
-
x → 0,5x → 1,5x mol
-
Sau phản ứng: nhh = 1 – x + 0,5x + 1,5x = 1 + x (mol)
-
Bảo toàn khối lượng: mtrước = msau
-
16.1 = 5.2.(1 + x)
-
x = 0,6 mol
-
H = 0,6 * 100% = 60%
Câu 4: Trong phân tử ankin X, hidro chiếm 11,76% khối lượng. Công thức phân tử của X là
A. C2H2.
B. C5H8.
C. C4H6.
D. C3H4.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án B
-
Công thức ankin là CnH2n-2 (n ≥ 2)
-
%mH = 2n – 2/14n – 2 * 100% = 11,76%
-
n = 5
-
Vậy X là C5H8
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm etan, propan, propilen, axetilen thu được số mol H2O ít hơn số mol CO2 là 0,02 mol. Mặt khác 0,1 mol X có thể làm mất màu tối đa m gam dung dịch Br2 16%. Giá trị của m là
A. 180.
B. 120.
C. 100.
D. 60.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án B
-
Gọi số mol ankan là a, anken là b, ankin là c
-
a + b + c = 0,1
-
Mà nCO2 – nH2O = c – a = 0,02 mol
-
nBr2 = b + 2c = a + b + c + c – a = 0,1 + 0,02 = 0,12 mol
-
m = 0,12 * 160 = 19,2 gam ≈ 20 gam
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C2H2 và hiđrocacbon X sinh ra 2 lít khí CO2 và 2 lít hơi H2O (các thể tích khí và hơi đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Công thức phân tử của X là
A. C2H4.
B. CH4.
C. C2H6.
D. C3H8.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án C
-
Ta có: C = nCO2 = nH2O = 2 mol
-
X phản ứng được với O2 tạo ra CO2 và H2O với tỷ lệ 2 : 2
-
Do đó, X chứa carbon, và có thể là C2H6.
Câu 7: Một hỗn hợp X gồm 0,14 mol axetilen, 0,1 mol vinylaxetilen, 0,2 mol H2 và một ít bột Ni trong bình kín. Nung hỗn hợp X thu được hỗn hợp Y gồm 7 hidrocacbon. Cho toàn bộ hỗn hợp Y đi qua bình đựng dung dịch AgNO3 dư/NH3, thu được m gam kết tủa vàng nhạt và 3,136 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm 5 hidrocacbon thoát ra khỏi bình. Để làm no hoàn toàn hỗn hợp khí Z cần vừa đủ 120 ml dung dịch Br2 1M. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 25.
B. 20.
C. 34.
D. 24.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án B
-
∑nπ bđ = 0,14 2 + 0,1 3 = 0,58 mol
-
n lk π sau pư hidro hóa = 0,58 – 0,2 = 0,38 mol (I)
-
n lk π trong hh Z = 0,12 mol (II)
-
Số mol π đã biết = 2 * n π(I) + nπ(II) = 0,32 mol ≠ n π thực tế = 0,38 mol
-
Trong 2 hợp chất bị AgNO3/NH3 giữ lại chứa CH≡C – CH = CH2 dư
-
nC4H4dư = 0,38 – 0,32 = 0,06 mol
-
Vì ∑n khí có liên kết ba = 0,1 mol → khí còn lại phải là C2H2 : 0,04 mol (Nếu là C4H6 thì Y không thể chứa tới 7 HC)
-
m↓ = mAg2C2 + mAgC≡C−CH=CH2 = 0,04 240 + 0,06 159 = 19,14 g ≈ 20 g
Câu 8: Ankin C6H10 có bao nhiêu đồng phân phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 ?
A. 3.
B. 4.
C. 5.
D. 6.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án B
-
C6H10 có 4 đồng phân phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3. Các đồng phân đó là: CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH3, CH≡C-CH2-CH(CH3)-CH3, CH≡C-CH(CH3)-CH2-CH3 và CH≡C-C(CH3)3
Câu 9: Đốt cháy 3,4 gam hiđrocacbon A tạo ra 11g CO2. Mặt khác, khi cho 3,4g A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thấy tạo thành a gam kết tủa. CTPT của A và a là:
A. C2H2; 8,5g.
B. C3H4; 8,5g.
C. C4H6; 8,75g.
D. C5H8; 8,75g.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án D
-
Do A tác dụng được với AgNO3 trong NH3 nên A là ank-1-in:
CnH2n-2 + (1,5n – 0,5) O2 → nCO2 + (n-1)H2O
3,4/14(n – 2) = 0,25 mol
Ta có: 3,4/14(n – 2) = 0,25n → n = 5
→ CTPT A là C5H8
C5H8 + AgNO3 + NH3 → C5H7Ag + NH4NO3
3,4/84(n – 2) = 0,25n
→ a = 0,25 * 175 = 8,75g
Câu 10: Hỗn hợp ban đầu gồm 1 ankin, 1 anken, 1 ankan và H2 với áp suất 4 atm. Đun nóng bình với Ni xúc tác để thực hiện phản ứng cộng sau đó đưa bình về nhiệt độ ban đầu được hỗn hợp Y, áp suất hỗn hợp Y là 3 atm. Tỉ khối hỗn hợp X và Y so với H2 lần lượt là 24 và x. Giá trị của x là
A. 18.
B. 34.
C. 24.
D. 32.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án D
-
Do nhiệt độ và thể tích bình không thay đổi
-
nX/nY=PX/PY=4/3
-
Giả sử nX = 4 → nY = 3
-
mX = 4 24 2 = 192g = mY
-
MY = 192/3 = 64
-
x = MY/MH2 = 64/2 = 32
Câu 11: Hỗn hợp A gồm H2, C3H8, C3H4. Cho từ từ 12 lít A qua bột Ni xúc tác. Sau phản ứng được 6 lít khí duy nhất (các khí đo ở cùng điều kiện). Tỉ khối hơi của A so với H2 là
A. 11.
B. 22.
C. 26.
D. 13.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án A
-
Khí duy nhất là C3H8.
-
BTKL: mđ = ms → nđ.Mđ = ns.Ms
-
Mđ = Ms.ns/nd = Ms.Vs/Vd = 44.6/12 = 22
-
→ dA/H2 = 11
Câu 12: Dẫn hỗn hợp X gồm 0,05 mol C2H2, 0,1 mol C3H4 và 0,1 mol H2 qua ống chứa Ni nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp Y gồm 7 chất. Đốt cháy hoàn toàn Y bằng O2 dư rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào 700 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch Z. Tổng khối lượng chất tan trong Z là
A. 35,8.
B. 45,6.
C. 38,2.
D. 40,2.
Hướng dẫn giải:
-
Đáp án D
-
Đốt cháy Y cũng là cháy X
-
BTNT “C” → nCO2 = 2nC2H2 + 3nC3H4 = 0,4
-
Lại có: nCO2 < nNaOH < 2nCO2
-
→ tạo 2 muối Na2CO3 và NaHCO3
-
Trong đó nNa2CO3 = nOH−−nCO2 = 0,3 mol
-
→ nNaHCO3 = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol
-
m chất tan trong Z = 0,3 106 + 0,1 84 = 40,2g
Hãy áp dụng kiến thức bạn vừa học để giải quyết các bài tập trên. Chúc các bạn thành công và hãy tiếp tục theo dõi những bài viết hữu ích khác từ FPT Skill King. Đừng quên truy cập trang web fptskillking.edu.vn để cập nhật thông tin mới nhất về các khóa học và chương trình đào tạo của chúng tôi.
Săn shopee siêu SALE: