Phản ứng cộng ankin

CH≡C–CH₂–CH₃  +  H₂ $\xrightarrow{Pd/PbC{{O}_{3}}}$ CH₂=CH–CH₂–CH₃

C₂H₂ + H₂O $\xrightarrow{HgS{{O}_{4}},\,\,{{t}^{o}}}$ CH₃–CHO

Propen: CH₂=CH-CH₃ + HCl → CH₃-CHCl-CH₃ + CH₂Cl-CH₂-CH₃

Propin: CH≡C-CH₃ + HCl →  CH₂=CCl-CH₃ + CHCl=CH-CH₃ (có đphh)

=> propin thu được 3 sản phẩm

Đivinyl: CH₂=CH-CH=CH₂ có 2 kiểu cộng 1,2 và cộng 1,4 (xem lại lí thuyết ankađien)

CH₂=CH-CH=CH₂ + HCl → CH₂=CH-CH₂-CH₂Cl + CH₂=CH-CHCl-CH₃

CH₂=CH-CH=CH₂ + HCl → CH₃-CH=CH-CHCl (có đphh)

=> đivinyl thu được 4 sản phẩm

Gọi n _anken = a mol, n _ankin = b mol => a + b = 0,3  (1)

Ta có: n_Br2 = n_anken  + 2. n_ankin 

=> a + 2b = 0,4  (2)

Từ (1) và (2) =>  a = 0,2 mol;   b = 0,1 mol          

=> % n _ankin = 0,1.100/0.3 = 33,33%   

+) Vì thể tích hỗn hợp qua dung dịch Br₂ giảm 1 nửa => n_ankan = n_ankin

=> đốt cháy hỗn hợp X thu được ${{n}_{C{{O}_{2}}}}=\text{ }{{n}_{{{H}_{2}}O}}=\text{ }x\text{ }mol$

+) Ta có: ${{m}_{X}}={{m}_{C}}+{{m}_{H}}=12.{{n}_{C{{O}_{2}}}}+2.{{n}_{{{H}_{2}}O}}=>\text{ }12x+2x=3,5~$

=> x = 0,25 mol

+) Bảo toàn O: $2.{{n}_{{{O}_{2}}}}=2.{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}=>\text{ }{{n}_{{{O}_{2}}}}=0,375\text{ }mol$

=> V = 8,4 lít

- Ta có: số mol khí giảm = số mol H₂ tham gia phản ứng = 1,2

=> tổng số mol hỗn hợp = 1,2 / 2 = 0,6

=> \(\overline M \) = 28,2 / 0,6 = 47

=> \(\overline n \) = 3,5

=> Hỗn hợp có thể là C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆ hoặc C₃H₄, C₄H₆, C₅H₈

n_X = 0,4 mol

Ta có: \({d_{X/Y}} = \frac{{{{\overline M }_X}}}{{{{\overline M }_Y}}} = \frac{{{n_Y}}}{{{n_X}}} = \frac{{{n_Y}}}{{0,4}} = 0,75 \Rightarrow {n_Y} = 0,3{\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} {\kern 1pt} (mol)\)

=> \({n_{{H_2}}}\)_{phản ứng}  = n_giảm = n_X – n_Y = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol

Do phản ứng hoàn toàn, mà \({\overline M _Y}\)= 1.16 = 16   => H₂ dư   => ankin phản ứng hết, Y chỉ chứa ankan và H₂ dư

Khối lượng bình brom tăng chính là khối lượng của hiđrocacbon không no => Bình không tăng

Bảo toàn khối lượng ta có: m_C2H2 + m_H2 = m_Y = m_Z + m

=> 0,06.26 + 0,04.2 = m + 0,02.0,5.32

=> m = 1,32 gam

Đốt cháy Y cũng chính là đốt cháy X

- Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2 = 2.n_C2H2 + 2.n_C2H4 + 2.n_C2H6 = 2.0,1 + 2.0,15 + 2.0,2 = 0,9 mol

=> m_CO2 = 39,6 gam

- Bảo toàn nguyên tố H: n_H2O = n_C2H2 + 2.n_C2H4 + 3.n_C2H6 + n_H2 = 1,3 mol => m_H2O = 23,4 gam

n_Y = 0,4 mol

${\overline M _Y}$= 8.2 = 16 => Y chứa H₂ dư

Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên trong Y chứa C₂H₆ (a mol) và H₂ dư (b mol)

=>  a + b = 0,4 mol   (1)

${\overline M _Y} = \frac{{30a + 2b}}{{a + b}} = 16$ (2)

Từ (1) và (2) => a = b = 0,2 mol

Đốt cháy X cũng thu được số mol CO₂ và H₂O như đốt cháy Y

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2­ = 2.n_C2H6 = 2.0,2 = 0,4 mol

=> m_CaCO3 = 0,4.100 = 40 gam

Coi C₂H₂ với H₂ tác dụng với nhau tạo 4 chất : C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, H₂ khi qua bình brom thì chỉ có C₂H₆ và H₂ đi ra.

Bảo toàn khối lượng: mx = my = 10,8 + 0,2.16 = 2x + 26x => x = 0,5

Đốt cháy Y cũng như đốt cháy X =>\({n_{{O_2}}} = 2,5{n_{{C_2}{H_2}}} + {n_{{H_2}}} = 1,5\,\,mol\)

=>V = 3/2 . 22,4 = 33,6 lít

Vinylaxetilen: CH₂=CH-C≡CH phân tử có 3 liên kết π

∑n_{liên kết π} = 3.0,1 = 0,3 mol;  n_X = 0,3 + 0,1 = 0,4 mol

Bảo toàn khối lượng:  m_X = 0,3.2 + 0,1.52 = 5,8 gam => m_Y = 5,8 gam

${{\bar{M}}_{Y}}=29\Rightarrow {{\mathrm{n}}_{\mathrm{Y}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{5,8}}{\mathrm{29}}\mathrm{=0,2}\mathrm{mol}$

=> n_{H2 phản ứng}  = n_{khí giảm} = n_X – n_Y = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol

Bảo toàn liên kết π:  n_{Br2 phản ứng} = n_{liên kết π ban đầu} – n_{H2 phản ứng}  = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

=> m_Br2 = 0,1.160 = 16 gam               

Gọi công thức phân tử của ankin X là C_nH_2n-2 

=> m_A = m_H2 + m_ankin = 0,4.2 + 0,2.(14n – 2) = 2,8n + 0,4

Ta có : $\frac{{{{\bar M}_A}}}{{{{\bar M}_B}}} = \frac{{{n_B}}}{{{n_A}}}\,\, =  > \,{n_B} = \frac{{{n_A}.{{\bar M}_A}}}{{{{\bar M}_B}}} = \frac{{{m_A}}}{{{{\bar M}_B}}} = \frac{{2,8n + 0,4}}{{2.12}}$

=> n_{H2 phản ứng} = n_{khí giảm} = n_A – n_B = $0,6 - \frac{{2,8n + 0,4}}{{2.12}}$ (1)

Bảo toàn liên kết π: n_{π trong A} = n_{H2 phản ứng} + n_{Br2 phản ứng}

=> n_{H2 phản ứng} = 0,2.2 – 0,05 = 0,35 mol  (2)

Từ (1) và (2) => $0,6 - \frac{{2,8n + 0,4}}{{2.12}} = 0,35\,\, =  > \,\,n = 2$

Vậy CTPT của ankin X là C₂H₂

n_ankan = n_ankin = 0,1 mol

Khí thoát ra gồm ankan và ankin dư. Gọi n_{ankin dư} = a mol

\(\bar M = 12,5.2 = 25\) => ankan là CH₄ (vì M­_CH4 = 16 < 25)

\(\bar M = \frac{{16.0,1 + {M_{ankin}}.a}}{{0,1 + a}} = 12,5.2 = 25\)  (1)

Khối lượng dung dịch brom tăng = khối lượng ankin phản ứng => m_{ankin phản ứng} = 1,6 gam

=> M_ankin.(0,1 – a) = 1,6  (2)

Từ (1) và (2) => M = 40;  a = 0,06

=> ankin là C₃H₄

Phản ứng cộng hiđro hoàn toàn và chỉ thu được 1 khí Z => Z là ankan; ankin B và H₂ ban đầu đều hết  

M_Z  = 44 => Z là C₃H₈  => ankan A là C₃H₈ và ankin B là C₃H₄

n_H2 = 0,2 => n_Ankin = 0,1  

=> n_ankan = 0,3 – 0,1 = 0,2  

Theo bài ra, ta có: $\frac{{{P_X}}}{{{P_Y}}} = {\rm{ }}\frac{{{d_Y}}}{{{d_X}}} = {\rm{ }}\frac{{{M_Y}}}{{{M_X}}}$

Mà d_(x)/H2 = 24 => M_X = 48

=> M_Y = (4 . 48) / 3 = 64

=> d_Y/H2 = 64 : 2 = 32

C₂H₄ chứa 1 liên kết π; C₂H₂ chứa 2 liên kết π

=> ∑n_{liên kết π} = 1.0,1 + 2.0,2 = 0,5 mol

n_{H2 phản ứng} = n_X – n_Y = 0,7 + 0,1 + 0,2 - 0,8 = 0,2 mol

Bảo toàn liên kết π: n_{H2 phản ứng} + n_{Br2 phản ứng} = n_{liên kết π ban đầu}

=> n_{Br2 phản ứng}  =  n _{liên kết π ban đầu} – n_{H2 phản ứng} = 0,5 – 0,2 = 0,3 mol

=> a = 0,3 / 0,1 = 3M 

n_E = x + y + z = 1   (1)

\({\bar M_{E/He}} = \frac{{28x + 2y + 26z}}{{x + y + z}} = 3,6.4\,\,\,(2)\)

n_G = 0,7 mol => n_{H2 phản ứng} = n_{khí giảm} = n_E – n_G = 1 – 0,7 = 0,3 mol

n _Br2 = 0,5 mol

∑n_{liên kết π} = n_C2H4 + 2.n_C2H2 = x + 2z

Bảo toàn liên kết π:  ∑n_{liên kết π} = n_{H2 pư} + n_{Br2 pư} => x + 2z = 0,8  (3)

Từ (1), (2), (3) => x = 0,2 ;  y = 0,5 ;  z = 0,3

Số mol hỗn hợp ban đầu = 0,35 + 0,65 = 1 mol

Khối lượng hỗn hợp ban đầu = 0,35. 26 + 0,65.2 = 10,4 gam

Số mol liên kết π = 0,35.2 = 0,7 mol

Bảo toàn khối lượng: m_{hh ban đầu} = m_{hh X} =10,4 gam => n_X = 10,4/16 = 0,65 mol

n _{khí giảm} = n_{H2 phản ứng} = 0,35 mol

Ta có: n _{C2H2 dư} = n_Ag2C2 = 0,05 mol

Bảo toàn liên kết π : n _{π trong Y} = n_{p ban đầu} – n_H2 – 2.n_{C2H2 dư} = 0,7 – 0,35 – 0,05.2 = 0,25 mol

=> n_{Br2 pư với Y} = n_{π trong Y} = 0,25 mol