C2H2 + AgNO3 + NH3 → Ag–C≡C-Ag + NH4NO3 | Axetilen ra Bạc axetilua

Phản ứng: C₂H₂ + AgNO₃ + NH₃ → Ag–C≡C-Ag + NH₄NO₃

1. Phương trình phản ứng axetilen tác dụng với AgNO₃/NH₃

HC ≡ CH + 2AgNO₃ + 2NH₃→ + 2NH₄NO₃

2. Điều kiện phản ứng axetilen tác dụng với AgNO₃/NH₃

- Phản ứng diễn ra ngay điều kiện thường.

3. Hiện tượng của phản ứng axetilen tác dụng với AgNO₃/NH₃

- Có kết tủa vàng xuất hiện; kết tủa là (bạc axetilua).

4. Cách tiến hành phản ứng axetilen tác dụng với AgNO₃/NH₃

- Sục khí axetilen vào ống nghiệm có chứa dung dịch AgNO₃/NH₃.

5. Lưu ý về phản ứng axetilen tác dụng với AgNO₃/NH₃

- Phản ứng giữa axetilen và AgNO₃/NH₃ là phản ứng thế H linh động. Đây không phải là phản ứng tráng gương.

6. Mở rộng về tính chất hoá học của ankin

6.1. 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 $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ CH₂ = CH₂

CH₂ = CH₂ + H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ 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 $\stackrel{Pd/PbC{O}_3,t^o}{\to }$ 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 $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ CH₂ = CHCl

CH₂ = CHCl + HCl $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ 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 $\underset{150-200C_o}{\overset{HgC{l}_2}{\to }}$ 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 $\stackrel{HgS{O}_4,H_{2}S{O}_4}{\to }$ CH₃ – CH = O (anehit axetic)

d) Phản ứng đime và trime hoá

2CH ≡ CH $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ CH ≡ C – CH = CH₂ (vinylaxetilen)

3CH ≡ CH $\underset{bôtC}{\overset{600C_o}{\to }}$ C₆H₆ (benzen)

6.2. Phản ứng thế bằng ion kim loại

- Sục khí axetilen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac, 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.

6.3. Phản ứng oxi hoá

a) Phản ứng oxi hoá hoàn toàn (cháy)

Các ankin cháy toả nhiều nhiệt:

2C_nH_{2n – 2} + (3n – 1)O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 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.

7. Tính chất vật lí của ankin

Ít tan trong nước, tan được trong một số dung môi hữu cơ. Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng dần theo phân tử khối. Từ C2 đến C4 là chất khí; C5 đến C16 là chất lỏng.

8. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Số đồng phân ankin có công thức phân tử C₅H₈ không tác dụng với dung dịch chứa AgNO₃/NH₃ là

A. 4

B. 2

C. 1

D. 3

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Có 1 đồng phân thỏa mãn: $C{H}_3-C\equiv C-C{H}_2-C{H}_3$

Câu 2: X có thể tham gia cả 4 phản ứng. Phản ứng cháy trong oxi, phản ứng cộng brom, phản ứng cộng hiđro (xúc tác Ni, t⁰), phản ứng thế với dung dịch AgNO₃/NH₃. X là

A. etan

B. etilen

C. axetilen

D. but-2-in

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

X tham gia phản ứng cộng brom, cộng hidro phải có liên kết π kém bền (loại A)

X có phản ứng thế với dung dịch AgNO₃/NH₃ → X là ank-1-in

→ Chất thỏa mãn đề Câu là axetilen.

Câu 3: Để phân biệt but-1-in và but-2-in người ta dùng thuốc thử nào sau đây?

A. Dung dịch hỗn hợp KMnO₄ + H₂SO₄

B. Dung dịch AgNO₃/NH₃

C. Dung dịch Br₂

D. Dung dịch HCl

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Các ankin-1-in có phản ứng đặc trưng là tác dụng với AgNO₃/NH₃ tạo kết tủa màu vàng → chọn thuốc thử là dung dịch AgNO₃/NH₃

Phương trình hóa học:

$CH\equiv C-C{H}_{2}C{H}_3+AgN{O}_3+N{H}_3\to AgC\equiv C-C{H}_{2}C{H}_3+N{H}_{4}N{O}_3$

Câu 4: 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%)

Hướng dẫn 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

$CH\equiv C-C{H}_3+AgN{O}_3+N{H}_3\to AgC\equiv C-C{H}_3+N{H}_{4}N{O}_3$

Ta có: n_↓ = 0,3 mol

Theo phương trình: $n_{C_3{H}_4}=n_{\downarrow }=\mathrm{0,3}mol$

$\to m_{C_3{H}_4}=\mathrm{0,3.40}=12gam$

$\to m_{C_4{H}_6}=\mathrm{17,4}-12=\mathrm{5,4}gam$

$\to n_{C_4{H}_6}=\frac{\mathrm{5,4}}{54}=\mathrm{0,1}mol$

Thành phần phần trăm về thể tích các khí trong hỗn hợp là

$\%V_{C_3{H}_4}=\frac{\mathrm{0,3}}{\mathrm{0,3}+\mathrm{0,1}}.100\%=75\%$

$\to \%V_{C_4{H}_6}=100\%-75\%=25\%$

Câu 5: Cho 3,36 lít khí ankin X (đktc) phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃ thu được 36 gam kết tủa. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₆

B. C₂H₂

C. C₄H₄

D. C₃H₄.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Ta có: n_X = 0,15 mol

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

Ta có: n_↓ = n_X = 0,15 mol

$\to M_{\downarrow }=\frac{36}{\mathrm{0,15}}=240$

TH₁: Ankin có 1H linh động

M_ankin = 14n – 2 = 240 – 108 + 1 = 133

→ không có ankin thỏa mãn

TH₂: Ankin có 2H linh động

M_ankin = 14n – 2 = 240 – 2.108 + 2 = 26

→ X là C₂H₂

Câu 6: Cho 0,1 mol hỗn hợp gồm axetilen và ankin X có tỉ lệ mol 1:1 vào dung dịch chứa AgNO₃ dư trong NH₃ thu được 19,35 gam kết tủa. Công thức của ankin X là

A. $C{H}_3-C{H}_2-C{H}_2-C\equiv CH$

B. $C{H}_3-C{H}_2-C\equiv CH$

C. $C{H}_3-C\equiv C-C{H}_3$

D. $C{H}_3-C\equiv CH$

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

$n_{C_2{H}_2}=n_X=\frac{\mathrm{0,1}}{2}=\mathrm{0,05}mol$

TH₁: ankin X không tác dụng với AgNO₃/NH₃

Kết tủa thu được là Ag₂C₂

$n_{A{g}_2{C}_2}=n_{C_2{H}_2}=\mathrm{0,05}mol\to n_{\downarrow }=\mathrm{0,05.240}=12<\mathrm{19,35}g$ (không thỏa mãn)

TH₂: ankin X có tác dụng với AgNO₃/NH₃

Gọi công thức của ankin là $R-C\equiv CH$

→ Kết tủa thu được gồm Ag₂C₂ (0,05 mol) và $R-C\equiv CH\left(\mathrm{0,05}mol\right)$

Ta có: 0,05.240 + 0,05(R + 132) = 19,35 → R = 15 (-CH₃)

Vậy X là $C{H}_3-C\equiv CH$

Câu 7: Hỗn hợp X gồm hidro và một hidrocacbon. Nung nóng 14,56 lít hỗn hợp X (đktc), có Ni xúc tác đến khi phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có khối lượng 10,8 gam. Biết tỉ khối của Y so với metan là 2,7 và Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom. Công thức phân tử của hidrocacbon là

A. C₃H₆

B. C₄H₆

C. C₃H₄

D. C₄H₈

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

$n_X=\mathrm{0,65}mol,\overline{M_Y}=\mathrm{43,2}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

$m_X=m_Y=\mathrm{10,8}\to n_X.\overline{M_X}=n_Y.\overline{M_Y}\to n_Y=\mathrm{0,25}mol$

Vì hỗn hợp Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom nên hidro phản ứng hết, hidrocacbon còn dư. Như vậy trong hỗn hợp X

$n_{H_2}=\mathrm{0,65}-\mathrm{0,25}=\mathrm{0,4}mol;n_{C_x{H}_y}=\mathrm{0,25}mol$

→ (12x + y).0,25 + 0,4.2 = 10,8 → 12x + y = 40 → x = 3 và y = 4

Vậy hidrocacbon là C₃H₄

Câu 8: Cho 3,12 gam ankin X phản ứng với 0,1 mol H₂ (xúc tác Pd/PbCO₃, ), thu được hỗn hợp Y chỉ có hai hiđrocacbon. Công thức phân tử của X là

A. C₂H₂

B. C₅H₈

C. C₄H₆

D. C₃H₄

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Gọi công thức phân tử ankin X: $C_n{H}_{2n-2}\left(n\ge 2\right)$

$\begin{array}{c}{C}_n{H}_{2n-2}+H_2\stackrel{Pb/PbC{O}_3,t^0}{\to }{C}_n{H}_{2n}\\ \mathrm{0,1}\leftarrow \mathrm{0,1}\left(mol\right)\end{array}$

Sau phản ứng thu được 2 hidrocacbon →ankin X dư

$\to n_X>\mathrm{0,1}\to M_X<\frac{\mathrm{3,12}}{\mathrm{0,1}}=\mathrm{31,2}\to$ ankin X là C₂H₂

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm C₂H₂, C₃H₄ và C₄H₄ (số mol mỗi chất bằng nhau) thu được 0,09 mol CO₂. Nếu lấy cùng một lượng hỗn hợp X như trên tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, thì khối lượng kết tủa thu được lớn hơn 4 gam. Công thức cấu tạo của C₃H₄ và C₄H₄ trong X lần lượt là

A. $CH\equiv C-C{H}_3,C{H}_2=CH-C\equiv CH$

B. $CH\equiv C-C{H}_3,C{H}_2=C=C=C{H}_2$

C. $C{H}_2=C=C{H}_2,C{H}_2=C=C=C{H}_2$

D. $C{H}_2=C=C{H}_2,C{H}_2=CH-C\equiv CH$

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Gọi số mol các chất trong hỗn hợp X đều là x mol

$\to n_{C{O}_2}=2x+3x+4x=\mathrm{0,09}\to x=\mathrm{0,01}$

$\begin{array}{c}{C}_2{H}_2\stackrel{AgN{O}_3/N{H}_3}{\to }A{g}_2{C}_2\\ \mathrm{0,01}\mathrm{0,01}\end{array}$

Khối lượng kết tủa tạo ra do C₂H₂ phản ứng với AgNO₃/NH₃ là 2,4 gam suy ra hai chất còn lại khi phản ứng với AgNO₃/NH₃ cho lượng kết tủa lớn hơn 1,6 gam

$\begin{array}{c}C{H}_2=CH-C\equiv CH\stackrel{AgN{O}_3/N{H}_3}{\to }C{H}_2=CH-C\equiv CAg\\ \mathrm{0,01}\mathrm{0,01}\end{array}$

Khối lượng kết tủa tạo ra do C₄H₄ phản ứng với AgNO₃/NH₃ là 1,59 gam

→ C₃H₄ phải tham gia phản ứng kết tủa

Vậy công thức cấu tạo của C₃H₄ và C₄H₄ trong X lần lượt là $CH\equiv C-C{H}_3,C{H}_2=CH-C\equiv CH$

Câu 10: Cho 13,8 gam chất hữu cơ X có công thức phân tử C₇H₈ tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, thu được 45,9 gam kết tủa. X có bao nhiêu đồng phân cấu tạo thỏa mãn

A. 5

B. 4

C. 6

D. 2

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Phương trình phản ứng

$\begin{array}{c}{C}_7{H}_8+nAgN{O}_3+nN{H}_3\to C_7{H}_{8-n}A{g}_n+nN{H}_{4}N{O}_3\\ \mathrm{0,15}\mathrm{0,15}\end{array}$

Ta có: (12.7 + 8-n + 108n).0,15 = 45,9 → n = 2

Mặt khác độ bất bào hòa của C₇H₈ bằng $\frac{2.7-8+2}{2}=4$

→ C₇H₈ có hai nối ba ở đầu mạch, các đồng phân thỏa mãn là

$CH\equiv C-C{H}_2-C{H}_2-C{H}_2-C\equiv CH$

$CH\equiv C-C{H}_2-CH\left(C{H}_3\right)-C\equiv CH$

$CH\equiv C-C{\left(C{H}_3\right)}_2-C\equiv CH$

$CH\equiv C-CH\left(C_2{H}_5\right)-C\equiv CH$

Câu 11: Đốt cháy m gam hidrocacbon A ở thể khí trong điều kiện thường được CO₂ và m gam H₂O. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hidrocacbon B là đồng đẳng kế tiếp của A rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng x gam. Giá trị x là

A. 29,2 gam

B. 31 gam

C. 20,8 gam

D. 16,2 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Đặt công thức phân tử của A là C_xH_y

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{c}{C}_x{H}_y+(x+\frac{y}{4})O_2\stackrel{t^0}{\to }xC{O}_2+\frac{y}{2}{H}_{2}O\\ \frac{m}{12x+y}\frac{y}{2}.\frac{m}{12x+y}\end{array}$

$\to \frac{y}{2}.\frac{m}{12x+y}=\frac{m}{18}\to \frac{x}{y}=\frac{2}{3}$

Vì hidrocacbon A ở thể khí nên số C không vượt quá 4. Vậy A là C₄H₆, đồng đẳng kế tiếp của A là C₅H₈

$\begin{array}{c}{C}_5{H}_8\stackrel{+O_2,t^0}{\to }5C{O}_2+4H_{2}O\\ \mathrm{0,1}\mathrm{0,5}\mathrm{0,4}\end{array}$

$\to x=\mathrm{0,5.44}+\mathrm{0,4.18}=\mathrm{29,2}gam$

Câu 12: Cho 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm C₂H₄ và C₂H₂ lội chậm qua bình đựng dung dịch Br₂ dư thấy khối lượng bình tăng thêm 2,7 gam. Thành phần phần trăm thể tích của C₂H₂ có trong hỗn hợp X là

A. 40%

B. 50%

C. 60%

D. 75%

Hướng dẫn giải

Đáp án B

$n_X=\frac{\mathrm{2,24}}{\mathrm{22,4}}=\mathrm{0,1}mol$

Gọi số mol của C₂H₄ và C₂H₂ lần lượt là x và y mol

x + y = 0,1 (1)

$\begin{array}{c}{C}_2{H}_4+B{r}_2\to C_2{H}_{4}B{r}_2\\ x\to xx\left(mol\right)\\ C_2{H}_2+2B{r}_2\to C_2{H}_{2}B{r}_4\\ y\to 2yy\left(mol\right)\end{array}$

Ta có khối lượng bình tăng bằng khối lượng hỗn hợp khí X →28x + 26y = 2,7 (2)

Từ (1) và (2) →x = y = 0,05

Phần trăm thể tích bằng phần trăm số mol khí.

$\begin{array}{c}\to \%V_{C_2{H}_4}=\frac{\mathrm{0,05}}{\mathrm{0,1}}.100\%=50\%\\ \%V_{C_2{H}_2}=100\%-50\%=50\%\end{array}$