Phản ứng acetylene ra etilen hoặc C2H2 + H2 (tỉ lệ 1 : 1) tạo ra C2H4 thuộc loại phản ứng cộng đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về C2H2 có lời giải, mời các bạn đón xem:
C2H2 + H2 C2H4
1. Phương trình phản ứng acetylene ra etilen
CH ≡ CH + H2 →Pd/PbCO3, to CH2 = CH2
2. Điều kiện của phản ứng acetylene ra etilen
– Nhiệt độ;
– Xúc tác: Pd/ PbCO3 hoặc Pd/ BaSO4
3. Cách tiến hành phản ứng acetylene ra etilen
– Nung hỗn hợp acetylene và H2 với xúc tác Pd/ PbCO3 hoặc Pd/ BaSO4
4. Mở rộng về tính chất hoá học của alkyne
4.1. Phản ứng cộng
a) Cộng hiđro
– Khi có niken (hoặc platin hoặc palađi) làm xúc tác, alkyne cộng hiđro tạo thành alkene, sau đó tạo thành alkane.
Thí dụ:
CH ≡ CH + H2 →Ni, to CH2 = CH2
CH2 = CH2 + H2 →Ni, to CH3 – CH3
– Lưu ý: Khi dùng xúc tác là hỗn hợp Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4, alkyne chỉ cộng một phân tử hiđro tạo thành alkene.
CH ≡ CH + H2 →Pd/PbCO3, to CH2 = CH2
⇒ Đặc tính này được dùng để điều chế alkene từ alkyne.b) Cộng brom, clo
– Brom và clo cũng tác dụng với alkyne theo hai giai đoạn liên tiếp.Thí dụ:
CH ≡ CH + Br2 → CHBr = CHBr
CHBr = CHBr + Br2 → CHBr2 – CHBr2c) Cộng HX (X là OH, Cl, Br, CH3COO…)
– alkyne tác dụng với HX theo hai giai đoạn liên tiếp.
Thí dụ:
CH ≡ CH + HCl →to, xt CH2 = CHCl
CH2 = CHCl + HCl →to, xt CH3 – CHCl2
– Khi có xúc tác thích hợp, alkyne tác dụng với HCl sinh ra dẫn xuất monochloro của alkene.
Thí dụ:
CH ≡ CH + HCl →150−200CoHgCl2 CH2 = CHCl
– Phản ứng cộng HX của các alkyne cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp.
– Phản ứng cộng H2O của các alkyne chỉ xảy ra theo tỉ lệ số mol 1:1.
Thí dụ:
CH ≡ CH + H2O →HgSO4, H2SO4 CH3 – CH = O (anehit axetic)
d) Phản ứng đime và trime hoá
2CH ≡ CH →to, xt CH ≡ C – CH = CH2 (vinylacetylene)
3CH ≡ CH →bôt C600Co C6H6 (benzen)
4.2. Phản ứng thế bằng ion kim loại
– Sục khí acetylene vào dung dịch silver nitrate trong amonia, 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 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.
– Các ank-1-yne khác như propin, but-1-in, … cũng có phản ứng tương tự acetylene.
⇒ Tính chất này được dùng để phân biệt ank-1-yne với alkene và các alkyne khác.
4.3. Phản ứng oxi hoá
a) Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (cháy)
Các alkyne cháy toả nhiều nhiệt:
2CnH2n – 2 + (3n – 1)O2 →to 2nCO2 + 2(n – 1)H2Ob) Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn- Tương tự alkene và alkadien, alkyne cũng có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím.
5. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Một hỗn hợp khí M gồm alkyne 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. alkyne X là
A. acetylene
B. metylaxetilen
C. etylaxetilen
D. propylaxetilen
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
MN = 16 < 28 → hỗn hợp sau phản ứng có H2 dư, alkyne phản ứng hết
Gọi số mol hỗn hợp M, X và H2 lần lượt là 1, a và (1-a) mol
Ta có: nH2(phan ung)=2nX=2a mol
Bảo toàn khối lượng: nMnN=MNMM→11−2a=10,6→a=0,2
Lại có: 0,2MX + (1-0,2).2 = 16.0,6 → MX = 40 → X là C3H4 (metylaxetilen)
Câu 2: Trong bình kín chứa hydrocarbon 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 A
Đốt cháy Y thu được nH2O=0,3 mol,nCO2=0,2 mol→ Y là alkane CnH2n+2
Số nguyên tử C trong Y: n=nCO2nH2O−nCO2=2
Vậy Y là C2H6 và X là C2Hy
Phương trình hóa học:
C2Hy+6−y2H2→Ni,t0C2H6 1 → 6−y2 → 1
Vì nhiệt độ bình không đổi nên n1n2=p1p2→1+6−y21=3→y=2
Vậy X là C2H2
Câu 3: hỗn hợp X gồm hidro và một hydrocarbon. 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 methane là 2,7 và Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom. Công thức phân tử của hydrocarbon là
A. C3H6
B. C4H6
C. C3H4
D. C4H8
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
nX=0,65 mol,MY¯=43,2
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mX=mY=10,8→nX.MX¯=nY.MY¯→nY=0,25 mol
Vì hỗn hợp Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom nên hidro phản ứng hết, hydrocarbon còn dư. Như vậy trong hỗn hợp X
nH2=0,65−0,25=0,4 mol;nCxHy=0,25 mol
→ (12x + y).0,25 + 0,4.2 = 10,8 → 12x + y = 40 → x = 3 và y = 4
Vậy hydrocarbon là C3H4
Câu 4: X có thể tham gia cả 4 phản ứng. Phản ứng cháy trong oxi, phản ứng cộng brom, phản ứng cộng hiđro (xúc tác Ni, t0), phản ứng thế với dung dịch AgNO3/NH3. X là
A. etan
B. etilen
C. acetylene
D. but-2-yne
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 acetylene.
Câu 5:Một hỗn hợp X gồm một alkyne 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 alkyne là CnH2n-2 (n ≥ 2)
Ta có: nkhi giam=nH2(phan ung)
→Vkhi giam=VH2(phan ung)=12,32−5,6=6,72lít
Phương trình hóa học:
CnH2n−2+2H2→Ni,t0CnH2n+2
Theo phương trình: Vankin=VH2(phan ung)2=6,722=3,36 lít
→VH2(du)=Vhon hop−Vankin−VH2(phan ung)=12,32−3,36−6,72=2,24lít
Câu 6:Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol alkyne được 3,6 gam H2O. Nếu hidro hóa hoàn toàn 0,1 mol alkyne 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: nH2O bd=0,2 mol
Gọi công thức phân tử của alkyne là CnH2n-2 (n ≥ 2)
Phương trình hóa học:
CnH2n−2+3n−12O2→t0nCO2+(n−1)H2O
Ta có: nCO2−nH2O=nCnH2n−2
→nCO2=0,1+0,2=0,3 mol
Lại có: n=nCO2nCnH2n−2=0,30,1=3
→ Công thức phân tử của alkyne là C3H4
Phương trình hóa học:
C3H4+2H2→Ni,t0C3H8 0,1 → 0,1
Khi đốt cháy 0,1 mol C3H8: nH = 0,8 mol
Bảo toàn nguyên tố H: nH2O=12nH=0,4 mol
→nH2O=0,4.18=7,2 gam
Câu 7: Cho 10,8 gam alkyne 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.C3H4
C. C4H6
D. C5H8
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Gọi công thức phân tử của alkyne là CnH2n−2(n≥2)
Bảo toàn liên kết π:nπ(X)=nH2+nBr2=0,4 mol
Lại có: nX=12nπ(X)=0,2 mol→MX=10,80,2=54→X là C4H6
Câu 8: Cho 3,12 gam alkyne X phản ứng với 0,1 mol H2 (xúc tác Pd/PbCO3, ), 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 alkyne X: CnH2n−2n≥2
CnH2n−2+H2→Pb/PbCO3,t0CnH2n0,1←0,1(mol)
Sau phản ứng thu được 2 hydrocarbon → alkyne X dư
→nX>0,1→MX<3,120,1=31,2→alkyne X là C2H2
Câu 9: 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→xxmolC2H2+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%
Câu 10: Hỗn hợp X gồm hydrocarbon 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 hydrocarbon mạch hở, có số liên kết π không vượt quá 2. Công thức phân tử của hydrocarbon 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, hydrocarbon B đã phản ứng hết
Bảo toàn khối lượng: mX = mY → nX.MX = nY.MY
→nXnY=MYMX=8.24,8.2=53
Chọn nX = 5 mol; nY = 3 mol
→nH2(phan ung)=5−3=2 mol
TH1: Nếu B có 1 liên kết π trong phân tử: CnH2n (n ≥ 2)
Ta có: nCnH2n=nH2(phan ung)=2 mol
→nH2(ban dau)=5−2=3 mol
→MX=14n.2+2.35=4,8.2→n=1,5(loại)
TH2: Nếu B có 2 liên kết π trong phân tử: CnH2n-2 (n ≥ 20
Ta có: nCnH2n−2=12nH2(phan ung)=1 mol
→nH2(ban dau)=5−1=4 mol
→MX=(14n−2).1+2.45=4,8.2→n=3(thỏa mãn)
Vậy công thức của B là C3H4
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- C2H2 + 2H2 → C2H6
- C2H2 + Br2 → C2H2Br2
- C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4
- C2H2 + HCl → C2H3Cl
- C2H2 + H2O → CH3CHO
- 2CH≡CH → CH≡CH-CH=CH2 ( vinyl acetylene )
- 3CH≡CH → C6H6 ( benzene )
- nCH≡CH → (-CH=CH-)n (nhựa cupren)
- CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag-C≡C-Ag ↓ + 2NH4NO3
- 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
- 3C2H2 + 8KMnO4 → 3(COOK)2 + 8MnO2 ↓ + 2KOH + 2H2O
- C2H2 + Cl2 → C2H2Cl2
- C2H2 + Cl2 → 2C + 2HCl
- C2H2 + HBr → C2H3Br
