Axetilen cộng hợp với nước (H2O) tạo ra sản phẩm gì? Phản ứng này tạo ra acetaldehyde, một hợp chất hóa học quan trọng với nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Hãy cùng Xe Tải Mỹ Đình khám phá chi tiết về phản ứng này, các yếu tố ảnh hưởng và ứng dụng thực tế của nó.
1. Phản Ứng Axetilen (C2H2) Tác Dụng Với Nước (H2O) Diễn Ra Như Thế Nào?
Phản ứng giữa axetilen và nước tạo ra acetaldehyde (CH3CHO) thông qua phản ứng cộng, cần xúc tác thích hợp. Theo nghiên cứu của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Khoa Hóa học, vào tháng 5 năm 2024, phản ứng này có vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp.
Công thức phản ứng như sau:
CH ≡ CH + H2O → (HgSO4, H2SO4) CH3 – CH = O
2. Điều Kiện Cần Thiết Để Phản Ứng Axetilen Và Nước Xảy Ra Là Gì?
Phản ứng axetilen và nước cần điều kiện gì để xảy ra hiệu quả? Để phản ứng xảy ra cần có các điều kiện sau:
- Xúc tác: HgSO4 (muối thủy ngân(II) sulfat) và H2SO4 (axit sulfuric)
- Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp để phản ứng xảy ra hiệu quả.
3. Cách Thực Hiện Phản Ứng Axetilen Tác Dụng Với Nước Trong Phòng Thí Nghiệm?
Làm thế nào để thực hiện phản ứng axetilen tác dụng với nước một cách an toàn và hiệu quả? Các bước tiến hành như sau:
- Chuẩn bị: Chuẩn bị đầy đủ axetilen, nước, xúc tác HgSO4 và H2SO4.
- Tiến hành: Sục khí axetilen vào nước đã được đun nóng và có chứa xúc tác HgSO4 trong môi trường axit (H2SO4).
- Thu thập: Thu thập sản phẩm acetaldehyde tạo thành.
4. Tính Chất Hóa Học Quan Trọng Của Alkyne Mà Bạn Cần Biết?
Alkyne có những tính chất hóa học đặc trưng nào? Alkyne có nhiều phản ứng hóa học quan trọng như phản ứng cộng, phản ứng thế và phản ứng oxy hóa.
4.1. Phản Ứng Cộng Của Alkyne Diễn Ra Như Thế Nào?
Phản ứng cộng của alkyne có những đặc điểm gì?
-
Cộng hydro (H2):
- Khi có niken (Ni), platin (Pt) hoặc palađi (Pd) làm xúc tác, alkyne cộng hydro tạo thành alkene, sau đó tạo thành alkane.
Ví 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 hydro tạo thành alkene.
CH ≡ CH + H2 → (Pd/PbCO3, to) CH2 = CH2
Đặc tính này được dùng để điều chế alkene từ alkyne.
-
Cộng halogen (brom, clo):
- Brom và clo cũng tác dụng với alkyne theo hai giai đoạn liên tiếp.
Ví dụ:
CH ≡ CH + Br2 → CHBr = CHBr
CHBr = CHBr + Br2 → CHBr2 – CHBr2
-
Cộng HX (X là OH, Cl, Br, CH3COO…):
- Alkyne tác dụng với HX theo hai giai đoạn liên tiếp.
Ví 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.
Ví dụ:
CH ≡ CH + HCl → (150–200oC, HgCl2) CH2 = CHCl
Phản ứng cộng HX của các alkyne cũng tuân theo quy tắc Markovnikov.
Phản ứng cộng H2O của các alkyne chỉ xảy ra theo tỉ lệ số mol 1:1.
Ví dụ:
CH ≡ CH + H2O → (HgSO4, H2SO4) CH3 – CH = O (acetaldehyd)
-
Phản ứng dime và trime hóa:
2CH ≡ CH → (to, xt) CH ≡ C – CH = CH2 (vinylacetylene)
3CH ≡ CH → (bột C, 600oC) C6H6 (benzene)
4.2. Phản Ứng Thế Bằng Ion Kim Loại Của Alkyne Diễn Ra Như Thế Nào?
Phản ứng thế của alkyne có những ứng dụng quan trọng nào? Sục khí axetilen vào dung dịch silver nitrate trong amonia, thấy có kết tủa vàng nhạt.
CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag – C ≡ C – Ag↓ + 2NH4NO3
Kết luận:
- Nguyên tử hydro liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon liên kết ba đầu mạch có tính linh động cao hơn các nguyên tử hydro 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 Hóa Của Alkyne Diễn Ra Như Thế Nào?
Phản ứng oxy hóa của alkyne có những loại nào?
-
Phản ứng oxy hóa hoàn toàn (cháy):
Các alkyne cháy tỏa nhiều nhiệt:
2CnH2n – 2 + (3n – 1)O2 → (to) 2nCO2 + 2(n – 1)H2O
-
Phản ứng oxy hóa 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 Về Phản Ứng Axetilen Và Nước
Câu 1: Có bao nhiêu alkyne ứng với công thức phân tử C5H8?
A. 2.
B. 4
C. 3.
D. 1.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Có 3 công thức thỏa mãn :
CH≡C – CH2 – CH2 – CH3
CH3 – C≡C – CH2 – CH3
CH≡C – CH(CH3) – CH3
Câu 2: X là hydrocarbon mạch hở, phân nhánh, có công thức phân tử C5H8. Biết X có khả năng làm mất màu nước brom và tham gia phản ứng với AgNO3 trong dung dịch NH3. Tên của X theo IUPAC là:
A. 2-methylbut-3-in
B. 3-methylbut-1-yne
C. 2-methylbuta -1,3- diene
D. pent-1-in
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
X phản ứng với AgNO3/NH3 → có nối 3 đầu mạch
→ X là CH≡C-CH(CH3)2 (3-methylbut-1-in)
Câu 3: Hidrat hóa 3,36 lit C2H2 (đktc) 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 (dư) = 0,15 – 0,09 = 0,06 mol
C2H2 → (AgNO3/NH3) Ag2C2↓
CH3CHO → (AgNO3/NH3) 2Ag↓
Câu 4: Dẫn hỗn hợp khí X gồm etilen và acetylene qua bình đựng dung dịch AgNO3 trong NH3 (dư) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 28,8 gam kết tủa và thấy có 2,912 lít khí (đo ở đktc) thoát ra. Phần trăm khối lượng của acetylene trong X là
A. 53,85%.
B. 46,15%.
C. 50,15%.
D. 49,85%.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Chỉ có C2H2 phản ứng tạo Ag2C2
→ nC2H4 = 2,912/22,4 = 0,13 mol
nC2H2 = nAg2C2 = 28,8/240 = 0,12 mol
→ %mC2H2 = (0,12 26) / (0,12 26 + 0,13 28) 100% = 46,15%
Câu 5: Hỗn hợp X gồm 2 alkyne. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X trên thu được 0,17 mol CO2. Mặt khác cứ 0,05 mol hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 300 ml dung dịch AgNO3 0,1M trong dung dịch NH3. Hỗn hợp X là:
A. acetylene, but – 1 – in
B. acetylene, propin
C. propin, but – 1 – in
D. propin, but – 2 – in
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Số C trung bình 2 alkyne = 0,17/0,05 = 3,4
Vì nAgNO3 < nX → Trong X có 1 alkyne không phản ứng với AgNO3
Dựa vào đáp án → Chỉ có đáp án D thỏa mãn vì but – 2 – in không phản ứng với AgNO3
Câu 6: Trong phân tử alkyne X, hydro 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 alkyne là CnH2n-2 (n ≥ 2)
→ %mH = (2n – 2) / (14n – 2) * 100% = 11,76%
→ n = 5
Vậy X là C5H8
Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C2H2 và hydrocarbon 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 = 2/1 = 2 → hydrocarbon X cũng có 2C.
H = 2nH2O / nhh = 2 * 2 / 1 = 4 → Hydrocarbon X có số H lớn hơn 4
→ có số H = 6
→ X là C2H6
Câu 8: Alkyne 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: Hỗn hợp khí A gồm 0,6 mol H2 và 0,15 mol vinylacetylene. Nung A một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 bằng 10. Dẫn hỗn hợp B qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng brom tham gia phản ứng là:
A. 16.
B. 0.
C. 24.
D. 8.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
BTKL: ns.Ms = nđ.Mđ → 0,6 2 + 0,15 52 = ns * 20 → ns = 0,45 mol
Số mol khí sau phản ứng giảm là số mol H2 phản ứng:
nH2 = nđ – ns = 0,75 – 0,45 = 0,3 mol
BT liên kết π ta có: nπ đầu – nπ pư = nBr2
→ nBr2 pư = 3 * 0,15 – 0,3 = 0,15 mol
→ mBr2 = 0,15 * 160 = 24 gam
Câu 10: Hỗn hợp khí X chứa H2 và một alkyne. Tỉ khối của X đối với H2 là 3,4. Đun nóng nhẹ X có mặt xúc tác Ni thì nó biến thành hỗn hợp Y không làm mất màu nước brom và có tỉ khối đối với H2 là 34/6. Công thức phân tử của alkyne là:
A. C2H2
B. C3H4
C. C4H6
D. C4H8
Hướng dẫn
Đáp án A
MX = 3,4 2 = 6,8; MY = 34/6 2 = 34/3
Chọn số mol hỗn hợp X là 1 mol (nX = 1 mol) → mX = 6,8 (g)
BTKL mX = mY = 6,8 (g) → nY = 6,8 / (34/3) = 0,6 mol
nH2 (phản ứng) = nX – nY = 1 – 0,6 = 0,4 mol
Vì hỗn hợp Y không làm mất màu nước Br2 nên trong Y chỉ có alkane.
CnH2n-2 + 2H2 → (to, xt) CnH2n+2 (n≥2)
Theo phương trình mol alkyne = 1/2 mol H2 phản ứng = 0,2 mol
mX = (14n – 2) 0,2 + 2 (1 – 0,2) = 6,8 → n = 2. CTPT: C2H2.
Câu 11: Đốt cháy m gam hỗn hợp C2H6, C3H4, C3H8, C4H10 được 35,2 gam CO2 và 21,6 gam H2O. Giá trị của m là
A. 14,4.
B. 10,8.
C. 12.
D. 56,8.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
m hydrocarbon = mC + mH = 12g
Câu 12: Alkyne là những hydrocarbon không no, mạch hở, có công thức chung là
A. CnH2n+2 (n ≥ 1).
B. CnH2n (n ≥ 2).
C. CnH2n-2 (n ≥ 2).
D. CnH2n-6 (n ≥ 6).
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Alkyne là những hydrocarbon không no, mạch hở, có công thức chung là CnH2n-2
(n ≥ 2).
Câu 13: 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
6. Ứng Dụng Của Phản Ứng Axetilen Cộng Hợp Với Nước Trong Đời Sống Và Công Nghiệp?
Phản ứng axetilen cộng hợp với nước có vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất acetaldehyde, một chất trung gian quan trọng để tạo ra nhiều hợp chất khác.
7. Tại Sao Nên Tìm Hiểu Về Phản Ứng Axetilen + H2O Tại Xe Tải Mỹ Đình?
Bạn sẽ nhận được những lợi ích gì khi tìm hiểu về phản ứng Axetilen + H2o tại Xe Tải Mỹ Đình? Tại XETAIMYDINH.EDU.VN, bạn sẽ tìm thấy thông tin chi tiết, chính xác và dễ hiểu về phản ứng axetilen + H2O, giúp bạn nắm vững kiến thức hóa học một cách hiệu quả.
8. Liên Hệ Với Xe Tải Mỹ Đình Để Được Tư Vấn Chi Tiết Nhất?
Bạn muốn được tư vấn cụ thể hơn về các loại xe tải và dịch vụ của Xe Tải Mỹ Đình? Hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua:
- Địa chỉ: Số 18 đường Mỹ Đình, phường Mỹ Đình 2, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội
- Hotline: 0247 309 9988
- Trang web: XETAIMYDINH.EDU.VN
Chúng tôi luôn sẵn lòng giải đáp mọi thắc mắc và cung cấp thông tin chi tiết nhất để bạn có thể lựa chọn được chiếc xe tải ưng ý, phù hợp với nhu cầu của mình.
9. Câu Hỏi Thường Gặp Về Phản Ứng Axetilen + H2O (FAQ)
9.1. Phản Ứng Giữa Axetilen Và Nước Tạo Ra Sản Phẩm Gì?
Phản ứng giữa axetilen (C2H2) và nước (H2O) tạo ra acetaldehyde (CH3CHO).
9.2. Điều Kiện Nào Là Cần Thiết Để Phản Ứng Axetilen Và Nước Xảy Ra?
Cần có xúc tác HgSO4 (muối thủy ngân(II) sulfat) và H2SO4 (axit sulfuric), cùng với nhiệt độ thích hợp.
9.3. Phản Ứng Cộng Hợp Nước Vào Axetilen Có Tuân Theo Quy Tắc Markovnikov Không?
Có, phản ứng cộng H2O vào alkyne tuân theo quy tắc Markovnikov.
9.4. Acetaldehyde Được Sử Dụng Để Làm Gì Trong Công Nghiệp?
Acetaldehyde là một chất trung gian quan trọng để tạo ra nhiều hợp chất khác trong công nghiệp, như axit axetic, butanol, và các loại nhựa.
9.5. Tại Sao Cần Xúc Tác Trong Phản Ứng Giữa Axetilen Và Nước?
Xúc tác giúp giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng, làm cho phản ứng xảy ra nhanh hơn và hiệu quả hơn.
9.6. Alkyne Có Những Loại Phản Ứng Hóa Học Quan Trọng Nào?
Alkyne có nhiều phản ứng hóa học quan trọng như phản ứng cộng, phản ứng thế và phản ứng oxy hóa.
9.7. Làm Thế Nào Để Phân Biệt Ank-1-yne Với Alkene Và Các Alkyne Khác?
Tính chất thế nguyên tử hydro bằng ion kim loại được dùng để phân biệt ank-1-yne với alkene và các alkyne khác.
9.8. Phản Ứng Oxi Hóa Hoàn Toàn Alkyne Tạo Ra Những Sản Phẩm Gì?
Phản ứng oxy hóa hoàn toàn (cháy) của alkyne tạo ra CO2 và H2O, đồng thời tỏa nhiều nhiệt.
9.9. Phản Ứng Giữa Axetilen Và Dung Dịch Bạc Nitrat Trong Amoniac Tạo Ra Hiện Tượng Gì?
Sục khí axetilen vào dung dịch silver nitrate trong amonia, thấy có kết tủa vàng nhạt.
9.10. Hợp Chất Nào Được Tạo Ra Khi Hidrat Hóa Axetilen?
Khi hidrat hóa axetilen, hợp chất chính được tạo ra là acetaldehyde (CH3CHO).
Xe Tải Mỹ Đình hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích và thú vị về phản ứng axetilen + H2O. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào khác, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi để được giải đáp nhé!
