C2H2 ra C6H6 | C2H2 → C6H6

Trịnh Thị Thu Hiền Ngày: 25-06-2024 Lớp 12

7.3 K

Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 3C₂H₂ → C₆H₆ gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:

Phương trình 3C₂H₂ → C₆H₆

1. Phương trình phản ứng hóa học

3CH≡CH $\overset{xt,t^{\circ } }{\rightarrow}$ C₆H₆

3C₂H₂ → C₆H₆

2. Một số tính chất của C2H2

Acetylen là hợp chất hóa học có công thức hóa học là C2H2 hay H−C≡C−H. Đây là hydrocarbon và là alkyn đơn giản nhất.

Acetylene là một hóa chất khá phổ biến trong vũ trụ, thường gắn liền với bầu khí quyển của các hành tinh khí khổng lồ. Acetylen được phát hiện là tồn tại trên Enceladus, một vệ tinh của Sao Thổ. Acetylen tự nhiên được cho là hình thành từ quá trình phân hủy xúc tác các hydrocarbon chuỗi dài ở nhiệt độ 1.700 K (1.430 °C; 2.600 °F) trở lên. Vì nhiệt độ như vậy rất khó xảy ra trên một thiên thể nhỏ ở xa như vậy nên phát hiện này có khả năng gợi ý về các phản ứng xúc tác bên trong vệ tinh đó, khiến thiên thể này trở thành địa điểm đầy hứa hẹn để tìm kiếm hóa học tiền sinh học.

- Về tính chất vật lý, Acetylen là một chất khí hoàn toàn không màu, không mùi, ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí.

- Về tính chất hóa học:

+ Acetylen cháy trong không khí (tác dụng với oxi), tương tự etilen và metan, khi đốt axetilen cháy hoàn toàn tạo ra khí cacbon đioxit và hơi nước, phản ứng tỏa nhiều nhiệt. sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu và tiền chất tổng hợp các hợp chất. Acetylen không ổn định ở dạng nguyên chất, do đó thường được xử lý trong dung dịch

+ Làm mất màu dung dịch brom Trong liên kết ba của phân tử axetilen có hai liên kết kém bền. Vì vậy, chúng ta dự đoán axetilen cũng làm mất màu dung dịch brom tương tự etilen. Cùng thực hiện thí nghiệm sau: Dẫn axetilen qua dung dịch brom (Br2) ban đầu có màu da cam. Quan sát hiện tượng trên, ta thấy brom bị mất màu. Từ thí nghiệm này, có thể kết luận rằng axetilen có phản ứng cộng với dung dịch Brom ban đầu.

Acetylen nguyên chất không có mùi, nhưng trong sản phẩm hóa chất thương mại thì thường có mùi đặc trưng do tạp chất divinyl sulfide và phosphin. Với tính chất của một alkyn, acetylen là hợp chất không bão hòa (không no) vì hai nguyên tử carbon liên kết với nhau bằng liên kết ba. Liên kết ba carbon-carbon khiến cấu trúc bốn nguyên tử trong phân tử này cùng nằm trên một đường thẳng, góc liên kết CCH là 180°.

- Ứng dụng Acetylen để làm nguyên liệu sản xuất hóa chất: Trong công nghiệp, axetilen là nguyên liệu để sản xuất nhiều hóa chất quan trọng như poli (vinyl clorua); Dùng để sản xuất nhựa PVC, cao su, axit axetic….; Axetilen được dùng làm nguyên liệu sản xuất các monome, rồi từ đó chế tạo nên các polime khác, sợi tổng hợp, cao su, muội than,… Axetilen dùng để sản xuất axit axetic, rượu etylic,…..; Dùng làm nguyên liệu chế tạo các loại chất hóa học; Một trong những ứng dụng của axetilen quan trọng nhất là làm nhiên liệu trong đèn xì oxi – axetilen để hàn cắt kim loại. Khi C2H2 cháy trong O2 tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ lên đến 3000 °C. Chúng ta có thể quan sát thấy hoạt động này thường xuyên, nhưng không phải ai cũng biết là trong đèn đỏ có chứa chất khí này. Hoạt động này sẽ giúp cho việc xây dựng, lắp ráp và uốn cắt kim loại dễ dàng và nhanh chóng.

3. Các tính chất cơ bản của C6H6

Benzen là một hợp chất hữu cơ có công thức hoá học C6H6. Benzen là một hydrocarbon thơm, trong điều kiện bình thường là một chất lỏng không màu, mùi dịu ngọt dễ chịu, dễ cháy. Benzen tan kém trong nước và rượu. Vì chỉ chứa carbon và hydro nên benzen là một hydrocarbon.

Benzen là thành phần tự nhiên của dầu thô và là một trong những hóa chất dầu cơ bản. Do các liên kết pi liên tục tuần hoàn giữa các nguyên tử carbon, benzen được phân loại là hydrocarbon thơm, [n] - annulen ([6] - annulen) thứ hai. Nó đôi khi được viết tắt là PhH. Benzen là một chất lỏng không màu và rất dễ cháy và có mùi thơm, nó tạo ra mùi thơm xung quanh các trạm xăng. Nó được sử dụng chủ yếu như một tiền chất để sản xuất các hóa chất có cấu trúc phức tạp hơn, chẳng hạn như ethylbenzen và cumen, trong đó hàng tỷ kg được sản xuất hàng năm. Vì benzen có số octan cao, các dẫn xuất thơm như toluen và xylen thường chiếm tới 25% xăng. Bản thân benzen đã bị giới hạn ở mức dưới 1% trong xăng vì nó là chất gây ung thư ở người. Hầu hết các ứng dụng phi công nghiệp cũng bị hạn chế vì lý do tương tự.

Một lượng nhỏ benzen được tìm thấy trong dầu mỏ và than đá. Nó là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy không hoàn toàn của nhiều vật liệu. Đối với mục đích thương mại, cho đến Thế chiến II, hầu hết benzen được lấy làm sản phẩm phụ của sản xuất than cốc (hay "dầu nhẹ lò than") cho ngành công nghiệp thép. Tuy nhiên, trong những năm 1950, nhu cầu về benzen tăng lên, đặc biệt là từ ngành công nghiệp polymer đang phát triển, đòi hỏi phải sản xuất benzen từ dầu mỏ. Ngày nay, hầu hết benzen đến từ ngành công nghiệp hóa dầu, chỉ có một phần nhỏ được sản xuất từ than đá.

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng.

Phương trình không có hiện tượng nhận biết đặc biệt.

Trong trường hợp này, bạn chỉ thường phải quan sát chất sản phẩm C₆H₆ (benzen) (trạng thái: lỏng) (màu sắc: không màu), được sinh ra

Hoặc bạn phải quan sát chất tham gia C₂H₂ (Axetilen) (trạng thái: khí) (màu sắc: không màu), biến mất.

5. Điều kiện phản ứng

- Cacbon hoạt tính;

- 600 ^oC

6. Tính chất hóa học

a. Tác dụng với oxi

Khi đốt trong không khí, axetilen cháy với ngọn lửa sáng, tỏa nhiều nhiệt

2C₂H₂ + 5O₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 4CO₂ + 2H₂O

Hỗn hợp gồm C₂H₂và O₂ theo tỉ lệ 2 : 5 là hỗn hợp nổ rất mạnh

b. Tác dụng với dung dịch brom

Ở điều kiện thích hợp, axetilen có phản ứng cộng với brom trong dung dịch

HC ≡ CH + Br₂ → Br - CH = CH - Br (đibrometilen)

Sản phẩm sinh ra có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng tiếp với 1 phân tử Br₂nữa

HC ≡ CH + Br₂ → Br₂CH - CHBr₂ (tetrabrometan)

Nếu nước brom lấy dư và axetilen phản ứng hết thì viết:

HC ≡ CH + 2Br₂ → Br₂CH - CHBr₂

Trong điều kiện thích hợp, axetilen còn tham gia phản ứng cộng với nhiều chất khác như H₂, Cl₂...

HC ≡ CH + H₂ → CH₂= CH₂

HC ≡ CH + 2H₂ → CH₃- CH₃

c. Phản ứng đime và trime hóa

Hai phân tử axetilen cộng hợp với nhau tạo thành vinylaxetilen

2CH≡CH $\overset{xt,t^{\circ}}{\rightarrow}$ CH ≡ C-CH=CH₂

Ba phân tử axetilen cộng hợp với nhau tạo thành benzen

3CH≡CH $\overset{xt,t^{\circ}}{\rightarrow}$ C₆H₆

7. Cách thực hiện phản ứng

- Trime hóa axetilen ở nhiệt độ và xúc tác thích hợp thu được benzen.

8. Bạn có biết

- Hiện tại chúng tôi không có thêm bất kỳ thông tin nào thêm về phương trình này

9. Bài tập liên quan

Câu 1: Trong không khí, nhất ở các khu đô thị lớn có một lượng Benzen vượt quá giới hạn cho phép là một thành phần gây ô nhiễm không khí. Lượng benzen đó có nguồn gốc chủ yếu là do

A. khí phát thải từ các động cơ ô tô, xem máy do nhiên liệu đốt cháy chưa hoàn toàn.

B. hơi benzen thoát ra từ các giàn khoan dầu khí.

C. sinh ra từ khí thải nhà máy

D. sinh ra từ sản xuất nông nghiệp

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 2: Cho các phát biểu sau:

(1) Benzen cháy trong không khí cho ngọn lửa nhiều muội than

(2) Benzen là chất lỏng không màu, hòa tan được trong nước

(3) Benzen là hóa chất độc hại có nguy cơ gây ung thư khi tiếp xúc trực tiếp với nó

(4) Hòa tan iot vào benzen thu được dung dịch đồng nhất không phân lớp.

(5) Ở điều kiện thường benzen tác dụng với H₂ tạo thành hexan

Số phát biểu đúng là:

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 3: Hãy chọn đúng hóa chất để phân biệt benzen, axetilen, stiren?

A. Dung dịch AgNO₃

B. Dung dịch KMnO₄, dung dịch AgNO₃/NH₃

C. Dung dịch phenolphthalein

D. Cu(OH)₂

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Khi cho KMnO₄ ở điều kiện thường vào lần lượt các ống nghiệm

+ Ống đựng axetilen và stiren làm nhạt màu KMnO₄.

+ Ống đựng benzen không hiện tượng.

Cho tiếp 2 dung dịch axetilen và stiren vào dung dịch AgNO3/ NH3, đun nóng

+ Ống đựng axetilen có lớp Ag màu trắng xám

+ Ống đựng stiren không hiện tượng.

Câu 4: Benzen tác dụng với H₂ dư có mặt bột Ni xúc tác, thu được

A. hex-1-en

B. hexan

C. 3 hex-1-in

D. xiclohexan

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 5: Toluen tác dụng với Br₂ chiếu sáng (tỷ lệ mol 1 : 1), thu được sẩn phẩm hữu cơ là

A. o-bromtoluen

B. m-bromtoluen.

C. phenylbromua

D. benzylbromua

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 6: Nhận xét nào sau đây về công thức cấu tạo của benzen là sai:

A. Các nguyên tử hiđro không cùng nằm trên một mặt phẳng với các nguyên tử cacbon.

B. Giữa các nguyên tử cacbon có 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn.

C. Mỗi nguyên tử cacbon đều có hoá trị IV.

D. Các nguyên tử cacbon liên kết với nhau thành vòng sáu cạnh đều.

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

+) các nguyên tử C liên kết với nhau thành vòng 6 canh

+) giữa các nguyên tử C có 3 liên kết đôi xen kẽ với 3 liên kết đơn

+) mỗi nguyên tử C đều có hóa trị IV

+) cả 6 nguyên tử C và H đều nằm trên 1 mặt phẳng

→ Nhận xét sai: Các nguyên tử hiđro không cùng nằm trên một mặt phẳng với các nguyên tử cacbon.

Câu 7: Hợp chất hữu cơ có số nguyên tử hiđro bằng số nguyên tử Cacbon. Hợp chất này tham gia phản ứng thế brôm , không tham gia phản ứng cộng brôm . Hợp chất đó là:

A. Metan

B. Etilen

C. Axetilen

D. Benzen

A. benzen

B. toluen

C. Metan

D. Axetilen

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Khi đốt benzen cháy trong không khí tạo ra CO₂ và H₂O, ngọn lửa có nhiều khói đen (muội than)

Phản ứng thế với với brom:

Benzen không làm mất màu dung dịch brom như etilen và axetilen. Nó chỉ tham gia phản ứng thế với brom lỏng và cần có xúc tác là bột sắt.

Benzen khó tham gia phản ứng cộng hơn etilen và axetilen. Tuy nhiên, trong điều kiện thích hợp benzen có phản ứng cộng với một số chất như H₂, Cl₂,…

Câu 8: Toluen phản ứng với hỗn hợp H₂SO₄ đặc và HNO₃ đặc dư sẽ thu được sản phẩm nào?

A. 2,3,4-trinitroluen.

B. o-nitrotoluen và m-nitrotoluen.

C. 2,4,6-trinitroluen (TNT).

D. m-nitrotoluen và p-nitrotoluen.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Sản phẩm thu được là 2,4,6-trinitrotoluen (TNT).

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn ankybenzen X thu được 7,84 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Công thức phân tử của X là

A. C₆H₆

B. C₇H₈

C. C₈H₈

D. C₈H₁₀

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Gọi công thức hợp chất hữu cơ ankybenzen X là C_nH_2n-6

Ta có: 3n_X = n_CO2 - n_H2O = 0,35 - 0,2 = 0,15 mol

=> n_X = 0,05 mol

Bảo toàn nguyên tố C => 0,05n = 0,35 => n = 7

=> CTPT của X là C₇H₈

Câu 10: Khi cho một ít benzen vào ống nghiệm đựng nước brom, lắc nhẹ. Hiện tượng quan sát được là:

A. nước brom mất màu, thu được chất lỏng đồng nhất

B. chất lỏng trong ống nghiệm chia thành 2 lớp: lớp có màu đỏ và lớp không màu

C. chất lỏng trong ống nghiệm không thay đổi

D. nước brom mất màu, có chất lỏng không tan chìm xuống đáy ống nghiệm

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Benzen không tác dụng với nước brom. Vì vậy khi cho benzen vào ống nghiệm chứa nước brom, lắc kĩ rồi để yên. Chất lỏng trong ống nghiệm sẽ tách thành hai lớp: Lớp chất lỏng trên là dung dịch brom trong benzen có màu vàng (phần này do benzen tan trong brom tạo nên), lớp dưới là nước trong suốt.

Câu 11: Cho 2,24 lít (đktc) một hiđrocacbon mạch hở A tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch brom 1M được sản phẩm chứa 85,56%Br về khối lượng. Công thức phân tử của A là

A. C₂H₆

B. C₃H₈

C. C₄H₆

D.C₄H₈

Lời giải:

Đáp án C

Ta có: $n_{A} = 0,1 m o l; n_{B r_{2}} = 0,2 m o l$

Xét tỉ lệ: $T = \frac{n_{B r_{2}}}{n_{A}} = \frac{0,2}{0,1} = 2$

→ A có công thức phân tử là C_nH_2n-2

Theo phương trình hóa học:

C_nH_2n-2 + 2Br₂ → C_nH_2n-2Br₄

Theo đề bài: $% m_{B r} = \frac{80.4}{14 n - 2 + 80.4} .100 % = 85,56$ %

→ n = 4

Vậy công thức phân tử của A là C₄H₆

Câu 12: Cho 4,48 lít hỗn hợp khí gồm CH₄ và C₂H₂ qua dung dịch Br₂ dư thấy dung dịch nhạt màu và có 2,24 lít khí thoát ra (đktc). Thành phần phần trăm theo thể tích của C₂H₂ trong hỗn hợp là

A. 25,0%

B. 50,0%

C. 60,0%

D. 37,5%

Lời giải:

Đáp án B

Ta có: n_hh = 0,2 mol

Nhận thấy: chỉ có C₂H₂ phản ứng với Br₂, khí thoát ra là CH₄

$\to n_{C H_{4}} = 0,1 m o l$

Ta có: $n_{C_{2} H_{2}} = 0,2 - 0,2 = 0,1 m o l$

$\to % V_{C_{2} H_{2}} = \frac{0,1}{0,2} .100 % = 50 %$

Câu 13: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon 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 hiđrocacbon mạch hở, có số liên kết π không vượt quá 2. Công thức phân tử của hiđrocacbon B là

A. C₃H₆

B. C₂H₂

C. C₃H₄.

D. C₄H₈.

Lời giải:

Đáp án C

Ta có: M_Y = 8.2 = 16 < 28

→ Sau phản ứng H₂ còn dư, hiđrocacbon B đã phản ứng hết

Bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y → n_X.M_X = n_Y.M_Y

$\to \frac{n_{X}}{n_{Y}} = \frac{M_{Y}}{M_{X}} = \frac{8.2}{4,8.2} = \frac{5}{3}$

Chọn n_X = 5 mol; n_Y = 3 mol

$\to n_{H_{2} (p h a n u n g)} = 5 - 3 = 2 m o l$

TH₁: Nếu B có 1 liên kết π trong phân tử: C_nH_2n (n ≥ 2)

Ta có: $n_{C_{n} H_{2 n}} = n_{H_{2} (p h a n u n g)} = 2 m o l$

$\to n_{H_{2} (b a n d a u)} = 5 - 2 = 3 m o l$

$\to M_{X} = \frac{14 n .2 + 2.3}{5} = 4,8.2 \to n = 1,5$ (loại)

TH₂: Nếu B có 2 liên kết π trong phân tử: C_nH_2n-2 (n ≥ 20

Ta có: $n_{C_{n} H_{2 n - 2}} = \frac{1}{2} n_{H_{2} (p h a n u n g)} = 1 m o l$

$\to n_{H_{2} (b a n d a u)} = 5 - 1 = 4 m o l$

$\to M_{X} = \frac{(14 n - 2) .1 + 2.4}{5} = 4,8.2 \to n = 3$ (thỏa mãn)

Vậy công thức của B là C₃H₄

Câu 14: Một hỗn hợp X gồm một ankin 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

Lời giải:

Đáp án A

Gọi công thức phân tử của ankin là C_nH_2n-2 (n ≥ 2)

Ta có: $n_{k h i g i a m} = n_{H_{2} (p h a n u n g)}$

$\to V_{k h i g i a m} = V_{H_{2} (p h a n u n g)} = 12,32 - 5,6 = 6,72$ lít

$C_{n} H_{2 n - 2} + 2 H_{2} \overset{N i, t^{0}}{\to} C_{n} H_{2 n + 2}$

Theo phương trình: $V_{a n k i n} = \frac{V_{H_{2} (p h a n u n g)}}{2} = \frac{6,72}{2} = 3,36$ lít

$\to V_{H_{2} (d u)} = V_{h o n h o p} - V_{a n k i n} - V_{H_{2} (p h a n u n g)} = 12,32 - 3,36 - 6,72 = 2,24$ lít

Câu 15: Dẫn 17,4 gam hỗn hợp khí X gồm propin và but-2-in lội thật chậm qua bình đựng dung dịch AgNO₃/NH₃ dư thấy có 44,1 gam kết tủa xuất hiện. Phần trăm thể tích của mỗi khí trong X là

A. C₃H₄ (80%) và C₄H₈ (20%)

B. C₃H₄ (25%) và C₄H₆ (75%)

C. C₃H₄ (75%) và C₄H₆ (25%)

D. C₃H₄ (20%) và C₄H₆ (80%)

Lời giải:

Đáp án C

Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃ thì chỉ có propin phản ứng, but-2-in không phản ứng vì không có nối ba đầu mạch.

Phương trình hóa học

$C H \equiv C - C H_{3} + A g N O_{3} + N H_{3} \to A g C \equiv C - C H_{3} + N H_{4} N O_{3}$