Hoàn thành phản ứng CH4→ C2H2→ C4H4→ C4H6→ C3H6

Chuỗi phản ứng hóa học: CH4→ C2H2→ C4H4→ C4H6→ C3H6 và một số bài tập liên quan đến chuỗi phản ứng. Đây sẽ là những kiến thức quan trọng giúp các bạn có thêm kiến thức và kỹ năng để hoàn thành tốt các bài tập liên quan

Mục lục bài viết

1 1. Phản ứng CH4→ C2H2:

1.1 1.1. Tích chất vật lý và hóa học của CH4:
1.2 1.2. Phản ứng hóa học:

2 2. Phản ứng C2H2→ C4H4:

2.1 2.1.Tích chất vật lý và hóa học của C2H2:
2.2 2.2. Công thức thức hóa học:

3 3. Phản ứng C4H4 →C4H6:

3.1 3.1.Tích chất vật lý và hóa học của CH4
3.2 3.2. Công thức hóa học:

4 4. Phản ứng C4H6→ C3H6

4.1 4.1.Tích chất vật lý và hóa học của C4H6
4.2 4.2. Công thức hóa học:

5 5. Một số chuỗi phản ứng hóa học thường gặp:

1. Phản ứng CH4→ C2H2:

Phản ứng có 4 chuỗi lần lượt như sau:

1) 2CH4 $overset{t^{circ } }{rightarrow}$ C2H2 + 3H2

2) 2C2H2 $overset{t^{circ }, xt, p}{rightarrow}$ C4H4

3) CH≡C-CH=CH2 + 2H2 $overset{Pd/PdCO_{3} ,t^{o} }{rightarrow}$ CH2=CH-CH=CH2

4) 3C4H6 → C3H6 + 3C3H4

1.1. Tích chất vật lý và hóa học của CH4:

Công thức phân tử CH4 hay được gọi cách khác là Metan. Metan là chất khí không màu, không mùi, không vị và nhẹ hơn không khí. Thực tế, ta có thể bắt gặp metan có nhiều trong khí gas, các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong mỏ dầu (khí mỏ dầu hay khí đồng hành), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao (khí bùn ao), trong khí biogas… .16 đvC là phân tử khối của Metan (CH4).

CH4 có các tính chất hóa học như: Tác dụng với oxi: CH4 + 2O2 $\tot0″> \to$ CO2 + 2H2O (khí metan cháy tạo thành khí cacbonic, hơi nước). Tác dụng với clo:CH4 + Cl2 $\to$ CH3Cl (metyl clorua) + HCl với điều kiện có đủ ánh sáng (Metan phản ứng với clo trong điều kiện ánh sáng, sauphản ứng có tính axit dẫn đến khi cho quỳ tím ẩm vào thì quỳ tím chuyển đỏ.)

1.2. Phản ứng hóa học:

Phản ứng CH4 tạora C2H2 là phản ứng dùng để điều chế axetilen (là loại phản ứng oxi hóa khử, phản ứng tách). Phân hủy khí metan ở nhiệt độ cao. Nếu đang làm bài tập ta có thể viết đơn giản là CH4 (metan) và tạo ra chất C2H2 (Axetilen), H2 (hidro)

Sơ đồ phản ứng hóa học: CH4……. $---\to”> \to\dots\dots.. \to$ C2H2 + H2

Vế phải có 2C nên cần cân bằng số C ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 2 trước cụm CH4:

2CH4 $---\to”> \to\dots\dots \to$ C2H2 + H2

Đến H cần cân bằng số H ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 3 trước H2:

2CH4 …… $---\to”> \to\dots\dots \to$ C2H2 + 3H2

Cuối cùng, kiểm tra hoàn thành phương trình hoá học: 2CH4 → C2H2↑ + H2↑

Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học này:

– Nhiệt độ để xảy ra phản ứng này là: 1500°C

– Làm lạnh nhanh

– Phản ứng được thực thiện trong môi trường Công nghiệp

Hiện tượng nhận biết:

Phương trình không xuất hiện hiện tượng nhận biết nào đặc biệt sau phản ứng.

Trong trường hợp này, ta chỉ có 2 cách nhận biết: Một là, ta phải quan sát chất sản phẩm C2H2 (Axetilen, trạng thái: khí), H2 (hidro) (trạng thái: khí, màu sắc: không màu) được sinh ra trong phản ứng. Hoặc là ta phải quan sát chất tham gia CH4 (metan) (trạng thái: khí, màu sắc: không màu) bị biến mất sau phản ứng.

2. Phản ứng C2H2→ C4H4:

2.1.Tích chất vật lý và hóa học của C2H2:

Axetilen (Công thức phân tử là C2H2) là một chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí. Trong thực tế do có nhiều tạp chất nên Axetilen sẽ có nhiều mùi khác nhau. Với những đặc điểm liên kết riêng, axetilen có các tính chất hóa học như: Cháy trong không khí, làm mất màu dung dịch brom tương tự etilen (Br-CH = CH – Br + Br – Br → Br2CH-CH-Br2). Axetilen được dùng để điều chế thành các hợp chất khác vì vậy C2H2 có vai trò “tích cực” trong hóa học. Axetilen phản ứng cộng với clo: C2H2+ Cl2 → C2H2Cl2 Phản ứng cộng với hidro. Ngoài ra C2H2 còn có phản ứng oxi hóa, phản ứng đime hóa và trime hóa.

2.2. Công thức thức hóa học:

Sơ đồ phản ứng hóa học: C2H2…… $\to\dots\dots.. \to$ C4H4

Vế phải, ta có 4C và 4H nên cần cân bằng số C và H ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 2 trước cụm C2H2:

2C2H2 $\dots.. \to$ C4H4

Cuối cùng, ta kiểm tra hoàn thành phương trình hoá học: 2C2H2 $\to$ C4H4

Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học này:

– Nhiệt độ để xảy ra phản ứng này là: 100oC

– Chất xúc tác của phản ứng này là: CuCl2, NH4Cl

Hiện tượng nhận biết phản ứng:

Phương trình không xuất hiện hiện tượng nhận biết nào đặc biệt sau phản ứng.

Trong trường hợp này, ta chỉ có 2 cách nhận biết: Một là, ta phải quan sát chất sản phẩm C4H4 (Vinylacetylene) được sinh ra

trong phản ứng. Hoặc là ta phải quan sát chất tham gia C2H2 (Axetilen, trạng thái khí) bị biến mất sau phản ứng.

Phản ứng hóa học này dùng để điều chế axetilen trong công nghiệp nhờ phương pháp truyền thống không chất xúc tác đó là cho canxi cacbua phản ứng với nước để sản sinh khí acetylen hoặc sản sinh ra C2H2 C2H4.

3. Phản ứng C4H4 →C4H6:

3.1.Tích chất vật lý và hóa học của CH4

C4H4 (Vinylacetylene) là khí không màu và đã từng được sử dụng trong công nghiệp polyme. Nó bao gồm cả các nhóm anken và anken và cũng là enyne đơn giản nhất. Đặc biệt, C4H4 có trường hợp tự phát nổ (nổ mà không có không khí) nếu ở áp suất cao, Ví dụ ở các nhà máy hóa chất xử lý hydrocacbon C4.

C4H4 có thể phản ứng hóa học với H2 và H20. Ankin phản ứng với brom làm mất màu dung dịch Brom, CnH2n-2+ Br2 → CnH2n-2Br2 C4H4 cộng hợp hiđro halogenua, CH≡CH + HCl → CH2=CHCl (vinyl clorua).

3.2. Công thức hóa học:

CH≡C-CH=CH2 + 2H2 $overset{Pd/PdCO_{3} , t^{o} }{rightarrow}$ CH2=CH-CH=CH2

C4H4 + H2 → C4H6

Sơ đồ phản ứng hóa học: C4H4…… $\to\dots\dots.. \to$ C4H6

Vế phải, ta có 4C và 6H nên cần cân bằng số C và H ở 2 vế bằng cách thêm H2 vào công thức:

C4H4 + H2 → C4H6 +…..

Cuối cùng, ta kiểm tra hoàn thành phương trình hoá học: C4H4 + H2 → C4H6

Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học này:

– Điều kiện của phản ứng là: Nhiệt độ

– Chất xúc tác của phản ứng là: Pd/PdCO3

Hiện tượng nhận biết phản ứng:

Phương trình không xuất hiện hiện tượng nhận biết nào đặc biệt sau phản ứng.

Trong trường hợp này, ta chỉ có 2 cách nhận biết: Một là, ta phải quan sát chất sản phẩm C4H4 (Vinylacetylene) , H2 (hidro) (trạng thái: khí, màu sắc: không màu) được sinh ra trong phản ứng. Hoặc là ta phải quan sát chất tham gia C4H6 bị biến mất sau phản ứng.

Ứng dụng: Khi trùng hợp hoặc đồng trùng hợp chúng với các monome thích hợp khác sẽ thu được các monome có độ đàn hồi cao ví dụ cao su thiên nhiên, chịu dầu mỡ và bền nhiệt nên đáp ứng được nhiều yêu cầu về kỹ thuật. Đây là những monome rất quan trọng.

4. Phản ứng C4H6→ C3H6

4.1.Tích chất vật lý và hóa học của C4H6

Butin công thức phân tử là C4H6 khi ở điều kiện thường butin là chất khí, không tan trong nước. C4H6 có thể phản ứng cộng với Brom màu da cam dẫn đến dung dịch brom bị mất màu, ngoài ra C4H6 còn phản ứng cộng với H2, HCL. Butin có phản ứng oxi hóa (Bởi Butin là hiđrocacbon nên khi đốt, propin sẽ cháy tạo ra cacbon đioxit và nước).

4.2. Công thức hóa học:

Sơ đồ phản ứng: 3C4H6 → C3H6 + 3C3H4

Từ công thức trên ta có thể thấy 2 vé của công thức hóa học đã cân bằng nhau: 12C và 18H

Điện kiện phản ứng: Cần nhiệt độ phù hợp và chất xúc tác cho phản ứng

Hiện tượng nhận biết của phản ứng:

Phương trình không xuất hiện hiện tượng nhận biết nào đặc biệt sau phản ứng.

Trong trường hợp này, ta chỉ có 2 cách nhận biết: Một là, ta phải quan sát chất sản phẩm C4H6 (Vinylacetylene) được sinh ra trong phản ứng. Hoặc là ta phải quan sát chất tham gia C3H6 và C3H4 bị biến mất sau phản ứng.

5. Một số chuỗi phản ứng hóa học thường gặp:

Câu 1: Chuỗi phản ứng sau: CH3COONa → CH4 → C2H2 → C2H4→ C2H4Br2

Chuỗi này sẽ được hoàn thành như sau:

CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3

2CH4 → C2H2 + 3H2(điều kiện của phản ứng: nhiệt độ = 1500 độ С và làm lạnh nhanh)

C2H2 + H2 → C2H4 (Pd/PbCO3, to)

C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Câu 2: Chuỗi phản ứng sau: C4H8 → C4H10 → CH4 → C2H2 → C4H4 → CAg=CAg

Chuỗi phản ứng được hoàn thành như sau:

4H8 + H2 $overset{Ni,t^{o} }{rightarrow}$ C4H10(điều kiện của phản ứng: nhiệt độ và chất xúc tác phản ứng: Ni)

C4H10 $overset{Ni,t^{o} }{rightarrow}$ CH4 + C3H6(điều kiện của phản ứng: nhiệt độ và chất xúc tác phản ứng: Ni)

2CH4 $overset{1500{o}C, lln }{rightarrow}$ C2H2 + 3H2 (điều kiện của phản ứng: nhiệt độ là 1500oC và làm lạnh nhanh)

2C2H2 $overset{xt, p,t^{o} }{rightarrow}$ C4H4 (điều kiện của phản ứng: nhiệt độ, áp xuất và chất xúc tác)

C2H2 + 2AgNO3+ 2NH3 → C2Ag2+ 2NH4NO3

Câu 3. Một hiđrocacbon Y cộng hợp với axit HCl có tỷ lệ mol 1 : 1 đã tạo sản phẩm có thành phần khối lượng clo là 45,223 %. Công thức phân tử của Y là

A.C4H8

B. C3H6

C. C3H8

D. C2H4

Đáp án đúng của câu này là: B (Công thức phân tử là C3H6)

Câu 4. Dẫn từ từ 6,72 lit (đktc) hỗn hợp X gồm etilen và propilen và dung dịch brom, dung dịch brom bị nhạt màu, và không có khí thoát ra. Sau phản ứng, khối lượng dung dịch tăng 9,8 gam. Thành phần phần trăm theo thể tích của etilen trong X là

A.50,00%

B. 66,67%

C. 57,14%

D. 28,57%

Đáp án đúng của câu này là B. Do:

Etilen là C2H4, Propilen là C3H6, brom là Br

Đặt C2H4: x mol; C3H6: y mol

⇒x + y = 0,3 mol (1)

mdung dịch sau phản ứng tăng = mX

⇒ 28x + 42y = 9,8 (2)

Từ (1)(2) ⇒ x = 0,2 mol; y = 0,1 mol

%VC2H4 = 0,2 : 0,3. 100% = 66,67%

Như vậy, trên đây là bài viết chi tiết về chuối phản ứng hóa học CH4→ C2H2→ C4H4→ C4H6→ C3H6 và một số bài tập liên quan nhằm cung cấp kiến thức về hóa học về phản ứng của chuỗi.

1. Phản ứng CH4→ C2H2:

1.1. Tích chất vật lý và hóa học của CH4:

1.2. Phản ứng hóa học:

2. Phản ứng C2H2→ C4H4:

2.1.Tích chất vật lý và hóa học của C2H2:

2.2. Công thức thức hóa học:

3. Phản ứng C4H4 →C4H6:

3.1.Tích chất vật lý và hóa học của CH4

3.2. Công thức hóa học:

4. Phản ứng C4H6→ C3H6

4.1.Tích chất vật lý và hóa học của C4H6

4.2. Công thức hóa học:

5. Một số chuỗi phản ứng hóa học thường gặp:

CH4

Tìm kiếm