Gần đây, phản ứng axetilen tác dụng với HCl (tỉ lệ 1 : 1) để tạo thành vinyl clorua đã thu hút rất nhiều sự quan tâm. Đây là một loại phản ứng cộng được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó, trong bài viết này, chúng ta cũng sẽ tìm hiểu một số bài tập liên quan về axetilen có lời giải hấp dẫn, vậy hãy cùng tìm hiểu ngay!
C2H2 + HCl → C2H3Cl
1. Phản ứng axetilen tác dụng với HCl
Trong phản ứng này, ta có:
CH ≡ CH + HCl →150−200CoHgCl2→ CH2 = CHCl
2. Điều kiện của phản ứng
- Nhiệt độ cao 150 – 200°C.
- Xúc tác HgCl2.
3. Cách tiến hành phản ứng axetilen tác dụng với HCl
- Ta đưa 2 khí C2H2 và HCl vào bình có xúc tác HgCl2 ở nhiệt độ cao (150 – 200°C).
4. Mở rộng về tính chất hoá học của ankin
4.1. Phản ứng cộng
a) Cộng hiđro
Khi có niken (hoặc platin hoặc palađi) làm xúc tác, ankin cộng hiđro tạo thành anken, sau đó tạo thành ankan.
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, ankin chỉ cộng một phân tử hiđro tạo thành anken.
CH ≡ CH + H2 →Pd/PbCO3, to 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 →to, xt CH2 = CHCl
CH2 = CHCl + HCl →to, xt 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 →150−200CoHgCl2 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 CH3 – CH = O (anehit axetic)
d) Phản ứng đime và trime hoá
2CH ≡ CH →to, xt CH ≡ C – CH = CH2 (vinylaxetilen)
3CH ≡ CH →bôt C600Co C6H6 (benzen)
4.2. Phản ứng thế bằng ion kim loại
- Sục khí axetilen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac, ta 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-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.
4.3. Phản ứng oxi hoá
a) Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (cháy)
Các ankin cháy toả nhiều nhiệt:
2CnH2n – 2 + (3n – 1)O2 →to 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.
5. Bài tập vận dụng liên quan
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 A
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 →to,xt 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 →to,LLN 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
→ 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
→ mBr2=0,12.160 = 19,2 gam.
→ m = 19,2/16.100=120g
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 nhh=21=2→ Hiđrocacbon X cũng có 2C.
H=2nH2O nhh=2.21=4→Hiđrocacbon X có số H lớn hơn 4
→ có số H = 6
→ X 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
nhh khí có lk 3 đầu mạch bị giữ lại : 0,14 + 0,1 – nZ = 0,1 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
→ 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
CH≡C-CH2-CH2-CH2-CH3
CH≡C-CH2-CH(CH3)-CH3
CH≡C-CH(CH3)-CH2-CH3
CH≡C-C(CH3)3
Vậy có 4 đồng phân thỏa mãn đề bài.
Câu 9:
Đốt cháy hoàn toàn 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
- n = 3,4×12/44 = 0,927 mol → a = 0,927.175 = 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 = 192 = 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). Ti 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.nsnd=Ms.VsVd=4.4/3= 16/3
→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
Săn SALE shopee tháng 7:
- Đồ dùng học tập giá rẻ
- Sữa dưỡng thể Vaseline chỉ hơn 40k/chai
- Tsubaki 199k/3 chai
- L’Oreal mua 1 tặng 3
