Hoàn thành phương trình hóa học sau C2H2 ra C4H4

Câu hỏi: Hoàn thành phương trình hóa học sau:

C₂H₂, C₄H₄ là Hidrocacbon Không no

- Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ, chất xúc tác, áp suất 

- Phản ứng trùng hợp

- Giải thích: Cũng như ankin, anken có liên kết pi nên có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polyme

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về Axetilen và ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác đến tốc độ phản ứng để làm rõ câu hỏi trên nhé!

I. Axetilen là gì?

Axetilen hay acetylene (tên hệ thống là Ethylne) là một hidrocacbon không no nằm trong dãy đồng đẳng ankin. Đây là một chất khí không màu, không mùi với công thức hóa học là C₂H₂.

1. Cấu tạo phân tử của axetilen

C₂H₂ có một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon trong một phân tử axetilen.

 2. Tính chất hóa học của axetilen

a. 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

b. 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, to: 150 - 200^oC)

CH₂ = CH – Cl + HCl → CH₃ – CHCl₂

c. Phản ứng hiđrat hóa

- Axetilen có phản ứng cộng nước

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

d. 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)

3. Điều chế axetilen

Có thể điều chế axetilen bằng các phương pháp sau:

+ Cho canxi cacbua tác dụng với nước

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

+ Cho cacbon tác dụng với hidro trong điều kiện có hồ quang điện

2C + H₂ → C2H₂

+ Nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao và làm lạnh nhanh sau đó

2CH₄ → C₂H₂ + 3H₂ (1500^oC)

4. Ứng dụng của axetilen

- Ứng dụng trong hàn xì: là một thành phần trong đèn oxi – axetilen dùng trong hàn và cắt kim loại. Từ đó giúp cho quá trình xây dựng, lắp ráp cùng việc sử dụng kim loại và uốn cắt kim loại trở nên dễ dàng hơn.

- Trong công nghiệp: nó là nguyên liệu trong sản xuất poli (viny clorua) (được dùng để sản xuất nhựa PVC), cao su, axit axetic và nhiều loại hóa chất quan trọng khác.

5. Axetilen nguy hiểm thế nào?

- Axetilen là một chất không gây độc hại với con người nếu sử dụng ở ngưỡng cho phép. Tuy nhiên, nếu vượt quá mức cho phép có thể gây một số ảnh hưởng đến cơ thể con người như:

+ Có thể xảy ra một số hiện tượng buồn nôn, đau ngực, khó thở, nhức đầu, đi loạng choạng, da tái xanh, ngạt thở, đau phổi, hôn mê khi hít phải hí axetilen C₂H₂

+ Nếu tiếp xúc qua da xuất hiện triệu chứng bị phát ban

- Khi sử dụng không đúng cách hay không có kiến thức cũng có thể gây ra một số hậu quả nghiêm trọng như tính dễ cháy, gây nổ của loại khí này cần đặc biệt thận trọng trong sử dụng và bảo quản. Nồng độ axetilen trong không khí từ 2,5% trở lên có thể gây ra cháy nổ.

II. Tốc độ phản ứng là gì?

– Để đánh giá mức độ xảy ra nhanh chậm, người ta dùng khái niệm tốc độ phản ứng hóa học gọi tắt là tốc độ phản ứng

– Khái niệm: Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian

– Công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng:

1. Ảnh hưởng của áp suất đến tốc độ phản ứng

– Khi tăng áp suất, nồng độ chất khí tăng theo, nên tốc độ phản ứng tăng

2HI_(k) → H_2(k) + I_2(k)­

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

3. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng

– Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc.

* Ví dụ: