Phản ứng C2H2 + H2 → C2H6 là một phản ứng hóa học trong đó hai khí C2H2 và H2 phản ứng với nhau để tạo thành một khí mới là C2H6. Đây là một phản ứng thuộc loại phản ứng hydrogen hóa, trong đó các liên kết C-C bị phá vỡ và được thay thế bằng các liên kết C-H.
Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng cộng giữa C2H2 và H2:
C2H2 là một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là C2H2. Ankin thường được sử dụng trong các quá trình sản xuất nhựa và chất dẻo, chế tạo các hợp chất hữu cơ khác, và nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành công nghiệp.
Khi cho C2H2 tác dụng với H2, ta có phản ứng cộng như sau:
C2H2 + H2 → C2H6
Khi thực hiện phản ứng này, cần có các điều kiện nhất định để phản ứng xảy ra hiệu quả. Điều kiện cần thiết bao gồm nhiệt độ và xúc tác Niken. Tuy nhiên, khi cho C2H2 tác dụng với H2 ở điều kiện nhiệt độ và chất xúc tác khác nhau, sản phẩm sẽ khác nhau.
2. Điều kiện phản ứng xảy ra C2H2 và H2:
Để phản ứng xảy ra, cần có nhiệt độ và xúc tác Niken. Việc sử dụng xúc tác Niken giúp tăng tốc độ phản ứng và giảm nhiệt độ cần thiết để phản ứng xảy ra. Tuy nhiên, khi cho C2H2 tác dụng với H2 ở điều kiện nhiệt độ và chất xúc tác khác nhau, sản phẩm sẽ khác nhau.
Một ví dụ về phản ứng này là phản ứng giữa C2H2 và H2 để tạo thành C2H4, được biểu diễn bằng phương trình sau đây:
C2H2 + H2 → C2H4
3. Tính chất hóa học của Ankin:
Ankin là một hợp chất hữu cơ rất đa dạng tính chất hóa học. Nó tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác nhau, bao gồm phản ứng cộng, phản ứng thế bằng ion kim loại và phản ứng oxi hóa.
3.1. Phản ứng cộng:
Ankin tham gia các phản ứng cộng như sau:
Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hóa)
Ankin có thể cộng brom theo phương trình sau:
CH≡CH + Br – Br → Br-CH = CH – Br
Ankin cũng có thể cộng clo, theo phương trình:
C2H2+ Cl2 → C2H2Cl2
Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hóa)
Ankin tác dụng với hiđro để tạo thành etilen như sau:
C2H2 + H2→ C2H6
Điều kiện phản ứng xảy ra C2H2 và H2 là nhiệt độ và xúc tác Niken. Tuy nhiên, khi cho C2H2 tác dụng với H2 ở điều kiện nhiệt độ và chất xúc tác khác nhau, sản phẩm sẽ khác nhau.
Ankin cũng có thể cộng axit theo phương trình:
C2H2 + HCl → C2H3Cl (Nhiệt độ và xúc tác HgCl2)
Và có thể cộng nước (phản ứng hiđrat hóa) để tạo thành axetaldehyt như sau:
C2H2 + H2O → CH3CHO (Nhiệt độ: 80 độ C Xúc tác: Hg2+ Dung môi: H2SO4)
3.2. Phản ứng thế bằng ion kim loại:
Ankin tham gia các phản ứng thế bằng ion kim loại, ví dụ như phản ứng của ank-1-in:
CH≡CH + AgNO3 + NH3→ CAg≡CAg↓ (Bạc Axetilen) + 2NH4NO3
Phản ứng này có thể dùng để phân biệt ank-1-in với anken và ankan.
3.3. Phản ứng oxi hóa:
Ankin có thể cháy hoàn toàn để tạo ra CO2, H2O và tỏa nhiều nhiệt theo phương trình:
C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn, tương tự như anken và ankađien, ankin cũng có khả năng làm mất màu dung dịch KMnO4. Phản ứng này có thể được biểu diễn bằng phương trình:
3C2H2 + 8KMnO4 + 4H2O → 3(COOH)2 + 8MnO2 + 8KOH
Tóm lại, Ankin tham gia nhiều loại phản ứng hóa học khác nhau, bao gồm phản ứng cộng, phản ứng thế bằng ion kim loại và phản ứng oxi hóa. Các điều kiện để các phản ứng xảy ra cũng khá đa dạng, vì vậy cần phải có kiến thức vững chắc để áp dụng chúng vào thực tế.
4. Bài tập trắc nghiệm liên quan Ankin:
Câu 14. Tính chất vật lí của etilen là
A. Chất lỏng, không màu, không mùi, ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí.
B. Chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí.
C. Chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước và nặng hơn không khí.
D. Chất khí, không màu, không mùi, tan tốt trong nước và nhẹ hơn không khí.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Etilen là một hợp chất hữu cơ có tính chất vật lý đặc trưng như sau: Nó là một chất khí, không có màu sắc cụ thể, không có mùi đặc trưng và có độ tan ít trong nước. Trong bầu khí quyển, etilen có khối lượng riêng nhẹ hơn không khí, điều này cho phép nó có thể dễ dàng phân tán trong không khí và lan truyền đến các khu vực khác nhau. Ngoài ra, etilen còn có ứng dụng rộng trong công nghiệp, được sử dụng để sản xuất các hợp chất hữu cơ quan trọng như Polyethylene, Ethanol, Ethylene Oxide và nhiều sản phẩm khác. Vì vậy, tính chất vật lý của etilen là rất quan trọng để hiểu về tính chất hóa học của nó cũng như ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau.
Câu 2. Axetilen tham gia phản ứng cộng H2O (xúc tác HgSO4, thu được sản phẩm hữu cơ là:
A. C2H4(OH)2
B. CH3CHO
C. CH3COOH
D. C2H5OH
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Câu 3. Đimetylaxetilen còn có tên gọi là:
A. propin
B. but-1-in
C. but-2-in
D. but-2-en
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Câu 4. Để nhận biết các ankin có liên kết ba ở đầu mạch là phản ứng thế bằng ion kim loại do ankin có:
A. Liên kết 3 kém bền
B. 2 liên kết π ở liên kết ba kém bền
C. Nguyên tử H ở C nối ba linh động
D. Nguyên tử C lai hóa sp
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Để nhận biết các ankin có liên kết ba ở đầu mạch là phản ứng thế bằng ion kim loại do ankin có nguyên tử H ở C nối ba linh động. Điều này có nghĩa là trong phản ứng thế bằng ion kim loại, nguyên tử H ở C nối ba của ankin sẽ được thay thế bởi ion kim loại, giữa liên kết ba và C nối ba sẽ có một liên kết mới được hình thành. Việc xác định các ankin có liên kết ba ở đầu mạch như vậy là rất quan trọng trong các quá trình phản ứng hóa học và có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như hóa dược, hóa sinh và hóa học vô cơ.
Câu 5. Chất X có công thức: CH3 – CH(CH3) – C=CH. Tên thay thế của X là
A. 2-metylbut-2-en
B. 3-metylbut-1-in
C. 3-metylbut-1-en
D. 2-metylbut-3-in
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Câu 6. Có bao nhiêu đồng phân ankin C5H8 tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3?
A. 4
B. 2
C. 3
D. 1
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Khi phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3, các hợp chất hữu cơ sẽ tạo ra các phức chất với ion bạc. Trong trường hợp này, khi hợp chất CH≡C-CH2-CH2-CH3 và (CH3)2CH-C≡CH phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3, chúng sẽ tạo ra các phức chất với ion bạc, và có thể dẫn đến các kết quả khác nhau. Việc tạo ra các phức chất này có thể được liên kết với sự hình thành các liên kết phức tạp giữa các nguyên tử ion và các nguyên tử trong phân tử hữu cơ. Bởi vậy, việc phân tích và tìm hiểu cơ chế phản ứng này có thể đem lại nhiều thông tin hữu ích cho lĩnh vực hóa học.
Câu 7. Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 tạo kết tủa?
A. CH3 – CH = CH2
B. CH2 – CH – CH = CH2.
C. CH3 – C ≡ C – CH3
D. CH3 – CH2 – C ≡ CH2
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Câu 8. Trong điều kiện thích hợp, axetilen có thể tác dụng được với các chất dãy nào sau đây
A. H2, Br2, dung dịch H2SO4
B. H2, H2O, Br2, HCl
C. H2, H2O, Br2, HBr, dung dịch NaOH
D. H2, H2O, Br2, dung dịch H2SO4
Hướng dẫn giải
Đáp án B
C2H2 + H2 → C2H4: Phản ứng này liên quan đến sự kết hợp của axetilen (C2H2) với khí hydro (H2) để sản xuất etilen (C2H4), một hợp chất hữu ích trong sản xuất nhựa và vật liệu tổng hợp.
CH ≡ CH + Br – Br → Br-CH = CH – Br: Phản ứng này liên quan đến sự thêm một nguyên tử brom vào axetilen (CH≡CH), tạo ra trans-1,2-dibromoetylen (Br-CH=CH-Br). Hợp chất này thường được sử dụng trong sản xuất chất chống cháy và như một chất tái chế trong hóa học hữu cơ.
C2H2 + H2O → CH3CHO: Phản ứng này liên quan đến sự thêm nước (H2O) vào axetilen (C2H2) để sản xuất acetaldehyt (CH3CHO), một chất lỏng không màu thường được sử dụng như một tiền chất cho các hợp chất khác.
C2H2 +HCl → C2H3Cl: Phản ứng này liên quan đến sự thêm axit hydrochloric (HCl) vào axetilen (C2H2) để sản xuất vinyl clorua (C2H3Cl), một khí không màu được sử dụng trong sản xuất polyvinyl clorua (PVC) và các loại nhựa khác.
Câu 9. Khi ném đất đèn xuống ao sẽ làm cá chết, đó là hiện tương do phản ứng nào gây ra
A. khí C2H2 sinh ra có độc tính
B. CaC2 cacbua canxi (thành phần chính của đất đèn) là một chất độc
C. trong thành phần của đất đèn, ngoài canxi cacbua CaC2 còn có một số muối sunfua, photphua gây độc cho cá
D. khí C2H2 tác dụng với nước sinh ra chất độc làm cá bị chất
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Đất đèn là một loại hợp chất chính gồm canxi cacbua CaC2, khi hòa tan với nước sẽ sinh ra khí axetilen và canxi hiđroxit theo phương trình hóa học sau:
CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Khí axetilen được tạo ra có thể tác dụng với nước để tạo thành anđehit axetic, loại chất này có thể gây tổn thương đến hoạt động hô hấp của cá và gây chết chúng. Vì vậy, khi đất đèn được sử dụng, cần phải hết sức cẩn trọng và đảm bảo không để chất độc này gây hại đến môi trường sống của các loài cá trong nước. Ngoài ra, việc kiểm tra chất lượng của đất đèn trước khi sử dụng cũng là cách để đảm bảo an toàn cho các sinh vật sống trong hệ sinh thái nước.
Câu 10. Câu nào sau đây là sai về ankin?
A. Ankin có số đồng phân ít hơn anken tương ứng (số C ≥ 4).
B. Ankin tương tự anken đều có đồng phân hình học.
C. But-1-in phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 còn but-2-in thì không phản ứng.
D. Ankin và anken đều làm mất màu dung dịch nước brom ở nhiệt độ thường.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
A là một câu trả lời đúng vì các đồng phân hình học có cùng số lượng atom và liên kết giữa chúng nhưng không thể trùng nhau. Điều này là do sự khác biệt về vị trí của các nhóm chức hoặc nguyên tử trong phân tử.
B là sai vì ankin có đồng phân hình học. Các đồng phân hình học của ankin khác nhau về hướng xoắn của nhóm amino và cacboxyl đối với mặt phẳng của vòng benzen.
C cũng là một câu trả lời đúng, vì but-1-in và but-2-in khác nhau về cấu trúc. But-1-in có liên kết ba đầu mạch trong khi but-2-in không có liên kết ba đầu mạch.
D cũng là một câu trả lời đúng, vì các hợp chất đều chứa liên kết bội kém bền. Liên kết bội có thể là liên kết đôi hoặc ba, có năng lượng cao hơn so với liên kết đơn và dễ bị phá vỡ.
Câu 11. Phương pháp điều chế etilen trong phòng thí nghiệm là
A. cracking ankan.
B. tách H2 từ etan.
C. cho C2H2 tác dụng với H2, xúc tác Pd/PbCO3.
D. đun C2H5OH với H2SO4 đặc ở 170oC.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Câu 12. Tính chất hóa học nào sau đây không phải của etilen
A. etilen cháy tạo thành khí CO2 và H2O tỏa nhiệt nhiều
B. làm mất màu trong dd brom
C. tham gia phản ứng thế vs halogen
D. tham gia phản ứng trùng hợp
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Câu 13. Ứng dụng nào sau đây không phải ứng dụng của etilen?
A. Điều chế PE.
B. Điều chế rượu etylic
C. Điều chế khí ga.
D. Dùng để ủ trái cây mau chín.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Câu 14. Cho các hợp chất sau: CH4, C2H6, C2H4, H2. Có bao nhiêu chất tác dụng với dung dịch nước brom ở nhiệt độ thường?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Chất C2H4 tác dụng với dung dịch nước brom do trong phân tử của nó có tồn tại liên kết đôi. Khi C2H4 phản ứng với Br2, liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon bị phá vỡ và hai nguyên tử brom lần lượt thay thế vào vị trí của liên kết đôi này, tạo thành sản phẩm là CH2Br=CH2Br. Điều này cho thấy tính chất hóa học của C2H4 và cách phản ứng với Br2, cũng như ứng dụng của chúng trong ngành công nghiệp và các lĩnh vực khác. Ngoài ra, C2H4 là một hợp chất hữu cơ quan trọng được sử dụng trong sản xuất chất liệu nhựa và cao su, đóng góp rất lớn vào nền kinh tế của nhiều quốc gia trên thế giới.
