Cấu tạo phân tử Axetilen

Cấu tạo phân tử Axetilen được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Nêu cấu tạo phân tử axetilen?

Trả lời:

Axetilen có công thức cấu tạo: H - C ≡ C- H; viết gọn HC ≡ CH.

Trong phân tử axetilen có một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon.

Trong liên kết ba, có hai liên kết kém bền, dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học.

A. Lý thuyết về Axetilen

1. Tính chất vật lý của Axetilen

Axetilen là một chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước.Axetilen nhẹ hơn không khí (d_C2H2/kk = 26/29). Khối lượng riêng của C₂H₂ bằng 1,097 kg/m³, nóng chảy ở – 80,8°C, sôi ở – 84°C.

2. Tính chất hóa học của axetilen

Phản ứng oxi hóa (cháy)

Khi đốt axetilen trong không khí, nó sẽ cháy với ngọn lửa sáng và tỏa ra nhiều nhiệt.

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

Phản ứng cộng

- Phản ứng cộng brom: tương tự như etilen, axetilen cũng làm mất màu dung dịch brom. Sản phẩm mới sinh ra do có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng thêm một phân tử brom nữa:

HC ≡ CH (k) + Br – Br (dd) → Br – CH ≡ CH – Br (l)

Br – CH ≡ CH – Br (l) + Br – Br (dd) → Br₂CH – CHBr₂

- Trong những điều kiện thích hợp, axetilen còn có phản ứng cộng với hidro cùng một số chất khác:

CH ≡ CH + 2H₂ → CH₃ – CH₃ (Ni, t^o)

CH ≡ CH + H₂ → CH₂ = CH₂ (Pb/PbCO₃)

CH ≡ CH + HCl → CH₂ = CH – Cl (HgCl₂, t^o: 150 - 200 ^oC)

CH₂ = CH – Cl + HCl → CH₃ – CHCl₂

Phản ứng trùng hợp

+ Cũng như ankin, anken có liên kết pi nên có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polyme.

+ Hai phân tử axetilen có thể cộng hợp lại với nhau tạo ra vinylaxetilen.

2CH ≡ CH CH₂ → CH – C ≡ CH (xt, t^o)

Phản ứng hiđrat hóa

+ Axetilen có phản ứng cộng nước.

HC ≡ CH + H – OH → [CH₂ = CH – OH] → CH₃ – CH = O

3. Điều chế Axetilen

a, Điều chế Axetilen trong phòng thí nghiệm

Cho vài mẩu nhỏ canxi cacbua vào ống nghiệm đã đựng sẵn 1ml nước, sau đó đậy nhanh lại bằng nút có ống dẫn khí và đầu vuốt nhọn. Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn.

Phương trình phản ứng:

CaC₂ + H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Phương pháp này sinh ra một lượng nhiệt lớn, hàm lượng canxi cacbua chứa nhiều tạp chất (H₂S, NH₃, PH₃,...) nên axetilen tạo ra không tinh khiết lắm.

b, Sản xuất Axetilen trong công nghiệp

Phương pháp chủ yếu nhất để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ 15000°C (phản ứng thu nhiệt mạnh). Vì nhiệt độ sôi của axetilen là -75 °C nên nó có thể dễ dàng được tách ra khỏi hỗn hợp với hidro.

- Phương trình nhiệt phân metan (CH₄):

2 CH₄ → C₂H₂ + 3 H₂

- Cho cacbon tác dụng với khí hidro khi có hồ quang điện:

2 C + H₂ (hồ quang điện) → C₂H₂

- Điều chế axetilen từ Ag₂C:

2 HCl + Ag₂C → 2 AgCl + C₂H₂

- Cho canxi cacbua tác dụng với axit sunfuric:

CaC₂ + H₂SO₄ → C₂H₂ + CaSO₄

4. Axetilen có nguy hiểm không?

C₂H₂ không độc hại đối với con người nếu trong ngưỡng cho phép. Theo nghiên cứu, nếu ta tiếp xúc khí C₂H₂ dưới 2,5% trong khoảng thời gian dưới 1 giờ, thì chúng ta vẫn bình thường an toàn. Tuy nhiên, nếu ngưỡng axetilen vượt quá cho phép sẽ gây ảnh hưởng đến cơ thể con người, cụ thể như:

+ Khi ta hít phải khí C₂H₂: Nạn nhân sẽ cảm thấy buồn nôn, đau ngực, thở khó khăn, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, ngạt thở, đau phổi, hôn mê.

+ Nếu C₂H₂ tiếp xúc qua da: bị phát ban.

Ngoài ra, một số nơi điều chế C₂H₂ không đúng cách, không có kiến thức về chúng thì sẽ gây ra hậu quả khôn lường. Đặc biệt là khí này dễ gây nổ, bắt cháy. Khi phát cháy có thể gây suy nhược hệ thần kinh trung ương, khó thở.

B. Bài tập luyện tập

Bài tập 1: Cần bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1 M để tác dụng hết với:

a) 0,224 lít etilen ở điều kiện tiêu chuẩn?

b) 0,224 lít axetilen ỏ điều kiện tiêu chuẩn?

Bài giải

a) Số mol C₂H₄= 0,224 : 22,4 = 0,01 mol

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

Thấy ngay số mol Br₂ phản ứng = số mol C₂H₄ = 0,01 mol

V_ddBr2 =0,01/0,1 = 0,1 lit = 100ml

b) Số mol С₂H₂= 0,01 mol

С₂H₂ + 2Вг₂ → C₂H₂Br₄

Mol: 0,01 0,02 0,01 (mol)

V_ddBr2 = 0,01/0,1 = 0,2 lit = 200ml

Bài tập 2: Trình bày phương pháp hóa học nhận biết các chất khí: CH₄, SO₂, CO₂, C₂H₂

Bài giải

Cho lần lượt các khí đi qua dung dịch Brom:

- Có 2 khí làm mất màu dung dịch Brom là SO₂ và C₂H₂ (nhóm 1)

C₂H₂ + Br₂ → C₂H₂Br₄

SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

- Có 2 khí không làm mất màu dung dịch Brom là CO₂ và CH₄ (nhóm 2)

Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 1 qua dung dịch Ca(OH)_2:

- Khí tạo kết tủa trắng là SO₂

- Không có hiện tượng gì là C₂H₂

SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O

Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 2 qua dung dịch Ca(OH)₂:

- Khí tạo kết tủa trắng là CO₂

- Không có hiện tượng gì là CH₄

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Bài tập 3: Biết rằng 0,1 lít khí etilen (đktc) làm mất màu 50ml dung dịch brom. Nếu dùng 0,1 lít khí axetilen (đktc) thì có thể làm mất màu bao nhiêu ml dung dịch brom trên?

Bài giải

Phương trình phản ứng:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂ (1)

C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄ (2)

Từ phương trình (1) và (2) ta nhận thấy:

Tỉ lệ n_C2H₄ : n_Br2 = 1:1

n_C2H₂ : n_Br2 = 1:2

⇒ Số mol brom phản ứng tối đa với C₂H₂ gấp 2 lần C₂H₄ nên thể tích dung dịch brom cần dùng khi phản ứng với C₂H₂ cũng gấp 2 lần khi phản ứng với C₂H₄.

V_Br2 cần dung khi phản ứng với 0,1 l axeilen là: 50ml × 2 = 100ml.

-------------------------------

Ngoài Cấu tạo phân tử Axetilen đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.