Vì sao trong công nghiệp phương pháp điều chế axetilen
|
Câu hỏi: Điều chế C2H2 trong phòng thí nghiệm Show
Lời giải: -Trong phòng thí nghiệm và công nghiệp axetilen (C2H2) được điều chế bằng cách cho canxi cacbua (thành phần chính của đất đèn) phản ứng với nước. CaC2+ 2H2O→ C2H2+ Ca(OH)2 -Phương pháp hiện đại để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao, sau đó làm lạnh nhanh. Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về Axetilen -C2H2và các cách điều chế nhé. I.Tính chất vật lí của Axetilen-Axetilen là một chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước Axetilen nhẹ hơn không khí (dC2H2/kk= 26/29). Khối lượng riêng của C2H2bằng 1,097 kg/m3, nóng chảy ở – 80,8 °C, sôi ở – 84°C. -Axetilen có công thức cấu tạo: (H-C = C-H), viết gọn (HC = CH) -Từ công thức cấu tạo của axetilen ta thấy: giữa hai nguyên tử cacbon có ba liên kết, còn gọi làliên kết ba. Trong lên kết ba có hai liên kết kém bền, dễ đứt lần lượt trong các phản ứng hóa học. II. Tính chất hóa học của axetilen-Etilen có những phản ứng hóa học đặc trưng như phản ứng cháy, phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và phản ứng hidrat hóa. 1. Phản ứng cháy của axetilen-Axetilen cháy trong oxi tạo ra CO2và hơi nước, tương tự các hidrocacbon khác như metan, etilen. 2C2H2+ 5O2(t°) → 4CO2+ 2H2O 2. Phản ứng cộng của axetilen-Axetilen tham gia phản ứng cộng với halogen, hidro halogenua (HCl, HBr,…), AgNO3trong môi trường NH3… -Phản ứng cộng với halogen: HC≡CH + Br–Br → Br–CH=CH–Br Br–CH=CH–Br + Br–Br → Br2CH–CHBr2 -Phản ứng cộng với hidro halogen: HC≡CH + HBr → CH2=CHBr -Phản ứng cộng với AgNO3 trong môi trường NH3: HC≡CH + AgNO3+ NH3+ H2O → Ag–C≡C–Ag ↓màu vàng+ NH4NO3 3. Phản ứng trùng hợp của axetilen-Các phân tử C2H2có thể kết hợp với nhau trong phản ứng trùng hợp để tạo thành polime. nHC≡CH(t°, xt, p)→ (–HC=CH–)n 4. Phản ứng hidrat hóa của axetilen-Axetilen có phản ứng hidrat hóa để tạo thành sản phẩm cuối cùng là axit axetic theo sơ đồ sau: HC≡CH + H2O(H2SO4)→ H–CH=CH–H → CH3COOH III.Các phương pháp điều chế axetilen phổ biếnĐiều chế axetilen trong phòng thí nghiệm Cách tiến hành -Cho vài mẩu nhỏ canxi cacbua vào ống nghiệm đã đựng 1ml nước và đậy nhanh bằng nút có ống dẫn khí đầu vuốt nhọn. -Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn. Phương trình phản ứng CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 -Tuy nhiên, phương pháp điều chế này sinh ra nhiều nhiệt, hàm lượng Canxi Cacbua cũng chứa nhiều tạp chất nên phương pháp này mang lại Axetilen không tinh khiết lắm. Điều chế axetilen trong công nghiệp -Trong công nghiệp người ta điều chế axetilen bằng cách cho canxi cacbua tác dụng với nước CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 -Điều chế axetilen từ (Ag2C2) 2HCl + Ag2C2 → 2AgCl + C2H2 -Điều chế axetilen từ etilen -Sử dụng dẫn xuất halogen của C2H4 để điều chế C2H2: CH2=CH2 + Cl2 → Cl-CH2-CH2-Cl Cl-CH2-CH2-Cl + 2NaOH→CH = CH + 2NaCl + H2O -Điều chế axetilen từ metan -Một phương pháp hiện đại hơn được sử dụng phổ biến ngày nay đó là chúng ta nhiệt phân Metan ở nhiệt độ cao, rồi sau đó làm lạnh nhanh. 2CH4 → C2H2 + 3H2 -Điều chế axetilen từ cacbon và hiđro C + H2 → C2H2 IV.Ứng dụng của axetilen-Axetilen được dùng để sản xuất nhựa PVC, cao su -Axetilen dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi-axetilen để hàn hay cắt kim loại. - Axetilen cũng được sử dụng để sản xuất axit axetic, rượu etylic…
Bài 43: Ankin – Câu 5 trang 179 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Vì sao trong công nghiệp, phương pháp đêì chế axetilen từ metan hiện đang được sử dụng rộng rãi hơn phương pháp từ đá vôi và than đá ? a) Vì sao trong công nghiệp, phương pháp đêì chế axetilen từ metan hiện đang được sử dụng rộng rãi hơn phương pháp từ đá vôi và than đá ? b) Hãy viết sơ đồ phản ứng điều chế vinyl clorua từ axetilen và từ etilen. c) Vì sao hiện nay người ta chỉ sử dụng phương pháp đi từ etilen. Giải a) Trong công nghiệp, phương pháp điều chế axetilen từ metan hiện đang được sử dụng rộng rãi hơn phương pháp đi từ đá vôi và than đá vì metan có nhiều trong khí thiên nhiên và sản phẩm chế biến từ dầu mỏ, còn phương pháp đi từ đá vôi tốn năng lượng nhiều hơn lại cho khí axetilen có lẫn nhiều tạp khí ({H_2}S,N{H_3},P{H_3}) những khí độc có hại, giá thành cao hơn. b) Sơ đồ điều chế vinylclorua từ ({C_2}{H_2}), ({C_2}{H_4}) 
Có những phương pháp nào để điều chế axetilen? Ứng dụng của axetilen là gì? Các dạng bài tập về axetilen?… Trong nội dung bài viết dưới đây, hãy cùng DINHNGHIA.VN tìm hiểu chi tiết về chủ đề này nhé! Tìm hiểu Axetilen là gì?
Các phương pháp điều chế axetilen phổ biếnĐiều chế axetilen trong phòng thí nghiệmCách tiến hành
Phương trình phản ứng \(CaC_{2} + 2H_{2}O \rightarrow C_{2}H_{2} + Ca(OH)_{2}\) Tuy nhiên, phương pháp điều chế này sinh ra nhiều nhiệt, hàm lượng Canxi Cacbua cũng chứa nhiều tạp chất nên phương pháp này mang lại Axetilen không tinh khiết lắm. Điều chế axetilen trong công nghiệpTrong công nghiệp người ta điều chế axetilen bằng cách cho canxi cacbua tác dụng với nước \(CaC_{2} + 2H_{2}O \rightarrow C_{2}H_{2} + Ca(OH)_{2}\) Điều chế axetilen từ \(Ag_{2}C_{2}\)\(2HCl + Ag_{2}C_{2} \rightarrow 2AgCl + C_{2}H_{2}\) Điều chế axetilen từ etilenSử dụng dẫn xuất halogen của \(C_{2}H_{4}\) để điều chế \(C_{2}H_{2}\): \(CH_{2}=CH_{2} + Cl_{2} \rightarrow Cl-CH_{2}-CH_{2}-Cl\) \(Cl-CH_{2}-CH_{2}-Cl + 2NaOH \overset{C_{2}H_{5}OH}{\rightarrow}CH\equiv CH + 2NaCl + H_{2}O\) Điều chế axetilen từ metanMột phương pháp hiện đại hơn được sử dụng phổ biến ngày nay đó là chúng ta nhiệt phân Metan ở nhiệt độ cao, rồi sau đó làm lạnh nhanh. \(2CH_{4} \rightarrow C_{2}H_{2}+ 3H_{2}\) Điều chế axetilen từ cacbon và hiđro\(C + H_{2} \rightarrow C_{2}H_{2}\) Ứng dụng của axetilen là gì?
Một số bài tập về điều chế axetilenBài 1: Viết phương trình phản ứng điều chế \(C_{2}H_{2}, C_{2}H_{4}\) từ canxi cacbua. Cách giải: \(CaC_{2} + 2H_{2}O \rightarrow Ca(OH)_{2} + C_{2}H_{2}\) \(C_{2}H_{2} + H_{2} \rightarrow C_{2}H_{4}\) Bài 2: Trình bày phương pháp hóa học nhận biết các chất khí: \(CH_{4}, SO_{2}, CO_{2}, C_{2}H_{2}\) Cách giải: Cho lần lượt các khí đi qua dung dịch Brom:
\(C_{2}H_{2} + Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{2}Br_{4}\) \(SO_{2} + Br_{2} + H_{2}O \rightarrow H_{2}SO_{4} + 2HBr\)
Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 1 qua dung dịch \(Ca(OH)_{2}\)
\(SO_{2} + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaSO_{3} + H_{2}O\) Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 2 qua dung dịch \(Ca(OH)_{2}\):
\(CO_{2} + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaCO_{3} + H_{2}O\) Bài 3: Khi điều chế axetilen bằng phương pháp nhiệt phân nhanh metan thu được hỗn hợp A gồm axetien, hidro và một phần metan chưa phản ứng. Biết \(d_{A/H_{2}} = 5\). Hiệu suất chuyển hóa metan thành axetilen là bao nhiêu? Cách giải: Gọi a là số mol \(CH_{4}\) đã dùng, b là số mol \(CH_{4}\)phản ứng \(2CH_{4} \rightarrow C_{2}H_{2} + 3H_{2}\) b \(\frac{b}{2}\) \(\frac{3b}{2}\) Sau phản ứng có: \(CH_{4}\) (dư): a-b mol ; \(C_{2}H_{2}: \frac{b}{2}\, mol\); \(H_{2}: \frac{3b}{2}\, mol\) Giả thiết ta có: \(16(a-b) + 26(\frac{b}{2}) + \frac{2(\frac{3b}{2})}{(a-b + \frac{b}{2} + \frac{3b}{2})} = 2.(d_{A/H2})\) \(\Leftrightarrow \frac{16a}{a+b} = 10\) \(\Rightarrow 8a = 5a + 5b \Rightarrow \frac{b}{a} = \frac{3}{5} = 0,6\) \(\Rightarrow\) H% = 60% Bài 4: Hỗn hợp X gồm \(C_{2}H_{2}\) và \(H_{2}\) có cùng số mol. Lấy 1 lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng,thu được hỗn hợp Y gồm \(C_{2}H_{4},C_{2}H_{6},C_{2}H_{2}\) và \(H_{2}\). Sục Y vào dung dịch brom dư thì khối lượng bình brom tăng 10.8 gam và thoát ra 4.48 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối hơi so với \(H_{2}\) là 8.Tính thể tích oxi (đktc) cần để đốt cháy hỗn hợp Y? Cách giải: \(m_{X\, (bd)}= m_{t} + m_{Z} = 10,8 + 2.8.0,2 = 14\) mà \(n_{C_{2}H_{2}} = n_{H_{2}} = 0,5\) Đốt cháy hỗn hợp Y thì cũng như đốt X \(\Rightarrow n_{O_{2}} = 1,5\, mol\) \(\Rightarrow V = 33,6 l\) DINHNGHIA.VN đã giới thiệu đến bạn các kiến thức tổng hợp về axetilen. Hy vọng rằng những thông tin trong bài viết đã giúp ích cho bạn trong quá trình học tập cũng như tìm hiểu về chủ đề điều chế axetilen. Chúc bạn luôn học tốt! Xem chi tiết qua video: Xem thêm >>> Phenyl axetilen: Định nghĩa, Tính chất và Ứng dụng Please follow and like us:
|
