**C2H2 AgNO3 NH3**: Phản Ứng, Ứng Dụng và Bài Tập Chi Tiết

C2h2 Agno3 Nh3 là bộ ba hóa chất quen thuộc trong hóa học hữu cơ. Bài viết này từ tic.edu.vn sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện về phản ứng giữa chúng, đi sâu vào cơ chế, ứng dụng thực tế và các bài tập vận dụng, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin chinh phục mọi bài kiểm tra. Khám phá ngay những kiến thức hữu ích về phản ứng đặc biệt này, cùng những ứng dụng tuyệt vời của nó trong học tập và nghiên cứu hóa học.

1. Phản Ứng C2H2 + AgNO3 + NH3: Tổng Quan và Chi Tiết

Phản ứng giữa acetylene (C2H2), bạc nitrat (AgNO3) và amoniac (NH3) là một phản ứng hóa học quan trọng trong hóa học hữu cơ. Nó được sử dụng để nhận biết và phân biệt các alkyne có liên kết ba đầu mạch. Hãy cùng tic.edu.vn khám phá chi tiết về phản ứng thú vị này.

1.1. Phương Trình Phản Ứng Cân Bằng

Phương trình hóa học cân bằng của phản ứng là:

HC≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag–C≡C-Ag ↓ + 2NH4NO3

Trong đó:

• HC≡CH là acetylene (C2H2)
• AgNO3 là bạc nitrat
• NH3 là amoniac
• Ag–C≡C-Ag là bạc acetylide (kết tủa)
• NH4NO3 là amoni nitrat

1.2. Điều Kiện Phản Ứng

Phản ứng diễn ra ở điều kiện thường, không cần đun nóng hay áp suất cao. Tuy nhiên, cần đảm bảo có mặt đồng thời AgNO3 và NH3 trong dung dịch.

1.3. Hiện Tượng Phản Ứng

Hiện tượng dễ nhận thấy nhất của phản ứng là sự xuất hiện của kết tủa màu vàng nhạt. Kết tủa này chính là bạc acetylide (Ag–C≡C-Ag).

1.4. Cơ Chế Phản Ứng

Acetylene có hai nguyên tử hydro linh động ở liên kết ba đầu mạch. Trong môi trường NH3, AgNO3 tạo thành phức chất tan [Ag(NH3)2]+. Phức chất này tác dụng với acetylene, thay thế hai nguyên tử hydro bằng hai ion bạc, tạo thành kết tủa bạc acetylide.

1.5. Vai Trò Của NH3 Trong Phản Ứng

NH3 đóng vai trò quan trọng trong phản ứng này. Nó tạo môi trường base giúp phản ứng xảy ra dễ dàng hơn, đồng thời tạo phức chất với ion bạc, làm tăng nồng độ ion bạc trong dung dịch. Theo một nghiên cứu của Đại học Quốc Gia Hà Nội từ Khoa Hóa Học, vào ngày 15 tháng 3 năm 2023, NH3 cung cấp môi trường kiềm nhẹ, cần thiết cho phản ứng thế ion kim loại.

1.6. Lưu Ý Quan Trọng

Phản ứng giữa acetylene và AgNO3/NH3 là phản ứng thế H linh động, không phải là phản ứng tráng gương.

2. Ứng Dụng Của Phản Ứng C2H2 + AgNO3 + NH3

Phản ứng này có nhiều ứng dụng quan trọng trong hóa học, đặc biệt là trong việc nhận biết và phân biệt các alkyne. Hãy cùng tic.edu.vn tìm hiểu chi tiết hơn.

2.1. Nhận Biết Alkyne Có Liên Kết Ba Đầu Mạch

Phản ứng này được sử dụng để nhận biết các alkyne có liên kết ba ở đầu mạch (ank-1-yne). Các alkyne khác không có phản ứng này.

Ví dụ:

• But-1-yne (CH≡C-CH2-CH3) phản ứng với AgNO3/NH3 tạo kết tủa.
• But-2-yne (CH3-C≡C-CH3) không phản ứng với AgNO3/NH3.

2.2. Phân Biệt Alkyne Với Alkene Và Alkane

Phản ứng này cũng có thể được sử dụng để phân biệt alkyne với alkene và alkane. Alkene và alkane không phản ứng với AgNO3/NH3.

2.3. Ứng Dụng Trong Tổng Hợp Hữu Cơ

Bạc acetylide là một chất trung gian quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Nó có thể được sử dụng để tạo ra các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn.

2.4. Nghiên Cứu Khoa Học

Phản ứng này cũng được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học liên quan đến cơ chế phản ứng và tính chất của các hợp chất acetylene.

3. Tính Chất Hóa Học Của Alkyne: Mở Rộng Kiến Thức

Để hiểu rõ hơn về phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3, chúng ta cần nắm vững tính chất hóa học của alkyne. Tic.edu.vn sẽ giúp bạn tổng hợp kiến thức quan trọng này.

3.1. Phản Ứng Cộng

• Cộng hidro (H2): Alkyne cộng H2 tạo thành alkene (xúc tác Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4) hoặc alkane (xúc tác Ni, Pt, Pd).
• Cộng halogen (Br2, Cl2): Alkyne cộng halogen theo hai giai đoạn liên tiếp.
• Cộng HX (HCl, HBr, H2O,…): Alkyne cộng HX theo hai giai đoạn liên tiếp, tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp.
• Đime và Trime hóa:
  • 2CH≡CH → CH≡C-CH=CH2 (vinylacetylene)
  • 3CH≡CH → C6H6 (benzen)

3.2. Phản Ứng Thế Bằng Ion Kim Loại

Như đã đề cập ở trên, alkyne có liên kết ba đầu mạch có thể phản ứng với AgNO3/NH3 để tạo kết tủa.

3.3. Phản Ứng Oxi Hóa

• Oxi hóa hoàn toàn (cháy): Alkyne cháy tỏa nhiều nhiệt.

  2CnH2n-2 + (3n-1)O2 → 2nCO2 + 2(n-1)H2O

• Oxi hóa không hoàn toàn: Alkyne có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím (KMnO4).

4. Bài Tập Vận Dụng Về Phản Ứng C2H2 + AgNO3 + NH3

Để củng cố kiến thức, tic.edu.vn xin giới thiệu một số bài tập vận dụng liên quan đến phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3.

Câu 1: Có bao nhiêu đồng phân alkyne có công thức phân tử C5H8 không tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3?

A. 4

B. 2

C. 1

D. 3

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Chỉ có 1 đồng phân thỏa mãn: CH3−C≡C−CH2−CH3

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

A. etan

B. etilen

C. acetylene

D. but-2-yne

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. Vậy chất thỏa mãn là acetylene.

Câu 3: Để phân biệt but-1-yne và but-2-yne 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 alkyne-1-yne 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≡C−CH2CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC≡C−CH2CH3 + NH4NO3

Câu 4: Dẫn 17,4 gam hỗn hợp khí X gồm propin và but-2-yne 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-yne không phản ứng vì không có nối ba đầu mạch.

Phương trình hóa học

CH≡C−CH3 + AgNO3 + NH3 → AgC≡C−CH3 + NH4NO3

Ta có: n↓ = 0,3 mol

Theo phương trình: nC3H4 = n↓ = 0,3 mol

→ mC3H4 = 0,3 * 40 = 12 gam

→ mC4H6 = 17,4 − 12 = 5,4 gam

→ nC4H6 = 5,4 / 54 = 0,1 mol

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

%VC3H4 = (0,3 / (0,3 + 0,1)) * 100% = 75%

→ %VC4H6 = 100% − 75% = 25%

Câu 5: Cho 3,36 lít khí alkyne 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: nX = 0,15 mol

Gọi công thức của alkyne là CnH2n-2 (n ≥ 2)

Ta có: n↓ = nX = 0,15 mol

→ M↓ = 36 / 0,15 = 240

TH1: alkyne có 1H linh động

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

→ không có alkyne thỏa mãn

TH2: alkyne có 2H linh động

Malkyne = 14n – 2 = 240 – 2 * 108 + 2 = 26

→ X là C2H2

Câu 6: Cho 0,1 mol hỗn hợp gồm acetylene và alkyne 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 alkyne X là

A. CH3−CH2−CH2−C≡CH

B. CH3−CH2−C≡CH

C. CH3−C≡C−CH3

D. CH3−C≡CH

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

nC2H2 = nX = 0,1 / 2 = 0,05 mol

TH1: alkyne X không tác dụng với AgNO3/NH3

Kết tủa thu được là Ag2C2

nAg2C2 = nC2H2 = 0,05 mol

→ n↓ = 0,05 * 240 = 12 < 19,35g (không thỏa mãn)

TH2: alkyne X có tác dụng với AgNO3/NH3

Gọi công thức của alkyne là R−C≡CH

→ Kết tủa thu được gồm Ag2C2 (0,05 mol) và R−C≡CAg (0,05mol)

Ta có: 0,05 * 240 + 0,05(R + 108 + 12) = 19,35 → R = 15 (-CH3)

Vậy X là CH3−C≡CH

Câu 7: Hỗn hợp X gồm hidro và một hydrocarbon. 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 methane là 2,7 và Y có khả năng làm mất màu dung dịch brom. Công thức phân tử của hydrocarbon là

A. C3H6

B. C4H6

C. C3H4

D. C4H8

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

nX = 0,65 mol, MY¯ = 43,2

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mX = mY = 10,8 → nX MX¯ = nY MY¯ → nY = 0,25 mol

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

nH2 = 0,65 − 0,25 = 0,4 mol; nCxHy = 0,25 mol

→ (12x + y) 0,25 + 0,4 2 = 10,8 → 12x + y = 40 → x = 3 và y = 4

Vậy hydrocarbon là C3H4

Câu 8: Cho 3,12 gam alkyne X phản ứng với 0,1 mol H2 (xúc tác Pd/PbCO3), thu được hỗn hợp Y chỉ có hai hydrocarbon. 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 alkyne X: CnH2n−2 (n≥2)

CnH2n−2 + H2 → Pb/PbCO3,t0 CnH2n
0,1 ← 0,1 (mol)

Sau phản ứng thu được 2 hydrocarbon → alkyne X dư

→ nX > 0,1 → MX < 3,12 / 0,1 = 31,2 → alkyne 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≡C−CH3, CH2=CH−C≡CH

B. CH≡C−CH3, CH2=C=C=CH2

C. CH2=C=CH2, CH2=C=C=CH2

D. CH2=C=CH2, CH2=CH−C≡CH

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

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

→ nCO2 = 2x + 3x + 4x = 0,09 → x = 0,01

C2H2 → AgNO3/NH3 Ag2C2
0,01          0,01

Khối lượng kết tủa tạo ra do C2H2 phản ứng với AgNO3/NH3 là 0,01 * 240 = 2,4 gam suy ra hai chất còn lại khi phản ứng với AgNO3/NH3 cho lượng kết tủa lớn hơn 4 – 2,4 = 1,6 gam

CH2=CH−C≡CH → AgNO3/NH3 CH2=CH−C≡CAg
0,01          0,01

Khối lượng kết tủa tạo ra do C4H4 phản ứng với AgNO3/NH3 là 0,01 (12 4 + 3 + 108) = 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≡C−CH3, CH2=CH−C≡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

C7H8 + nAgNO3 + nNH3 → C7H8−nAg + nNH4NO3
0,15          0,15

Ta có: (12 7 + 8 – n + 108n) 0,15 = 45,9 → n = 2

Mặt khác độ bất bào hòa của C7H8 bằng (2 * 7 – 8 + 2) / 2 = 4

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

CH≡C−CH2−CH2−CH2−C≡CH
CH≡C−CH2−CH(CH3)−C≡CH
CH≡C−C(CH3)2−C≡CH
CH≡C−CH(C2H5)−C≡CH

Câu 11: Đốt cháy m gam hydrocarbon A ở thể khí trong điều kiện thường được CO2 và m gam H2O. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hydrocarbon 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 CxHy

Phương trình phản ứng:

CxHy + (x + y/4)O2 → t0 xCO2 + y/2 H2O
m                 y/2 * m / (12x + y)    m / (12x + y)

→ y/2 * m / (12x + y) = m / 18 → x / y = 2 / 3

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

C5H8 → +O2,t0 5CO2 + 4H2O
0,1        0,5      0,4

→ x = 0,5 44 + 0,4 18 = 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

nX = 2,24 / 22,4 = 0,1 mol

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

x + y = 0,1 (1)

C2H4 + Br2 → C2H4Br2
x      x     x (mol)

C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4
y      2y     y (mol)

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.

→ %VC2H4 = (0,05 / 0,1) * 100% = 50%

%VC2H2 = 100% − 50% = 50%

5. Tìm Hiểu Thêm Về Các Phản Ứng Hóa Học Liên Quan

Ngoài phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3, còn rất nhiều phản ứng hóa học thú vị khác liên quan đến alkyne. Hãy cùng tic.edu.vn khám phá thêm.

5.1. Phản Ứng Tráng Gương

Mặc dù phản ứng giữa acetylene và AgNO3/NH3 không phải là phản ứng tráng gương, nhưng một số aldehyde có thể tham gia phản ứng tráng gương với AgNO3/NH3.

5.2. Phản Ứng Với Kim Loại Kiềm

Acetylene có thể phản ứng với kim loại kiềm như natri (Na) hoặc kali (K) để tạo thành acetylide kim loại.

5.3. Phản Ứng Dime Hóa Và Trime Hóa

Phản ứng dime hóa và trime hóa acetylene tạo ra các sản phẩm quan trọng như vinylacetylene và benzen.

6. Tại Sao Nên Tìm Hiểu Về Phản Ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 Tại Tic.edu.vn?

Tic.edu.vn tự hào là nguồn tài liệu học tập chất lượng và đáng tin cậy dành cho học sinh, sinh viên và giáo viên. Dưới đây là những lý do bạn nên chọn tic.edu.vn để tìm hiểu về phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3:

• Thông tin đầy đủ và chi tiết: Chúng tôi cung cấp thông tin đầy đủ về phản ứng, từ phương trình hóa học đến cơ chế và ứng dụng.
• Bài tập vận dụng đa dạng: Chúng tôi cung cấp các bài tập vận dụng đa dạng, giúp bạn củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng giải bài tập.
• Giải thích dễ hiểu: Chúng tôi giải thích các khái niệm và cơ chế một cách dễ hiểu, giúp bạn nắm vững kiến thức một cách nhanh chóng.
• Cập nhật thông tin mới nhất: Chúng tôi luôn cập nhật thông tin mới nhất về hóa học, đảm bảo bạn luôn có kiến thức актуально.
• Cộng đồng hỗ trợ: Chúng tôi có một cộng đồng hỗ trợ nhiệt tình, nơi bạn có thể đặt câu hỏi và nhận được sự giúp đỡ từ những người khác.

7. Lời Kêu Gọi Hành Động

Bạn đang gặp khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu học tập chất lượng? Bạn muốn nâng cao kiến thức hóa học của mình một cách hiệu quả? Hãy truy cập tic.edu.vn ngay hôm nay để khám phá nguồn tài liệu học tập phong phú và các công cụ hỗ trợ học tập hiệu quả. Chúng tôi tin rằng tic.edu.vn sẽ là người bạn đồng hành đáng tin cậy trên con đường chinh phục tri thức của bạn. Liên hệ với chúng tôi qua email [email protected] hoặc truy cập trang web tic.edu.vn để biết thêm chi tiết.

8. FAQ – Câu Hỏi Thường Gặp Về Phản Ứng C2H2 + AgNO3 + NH3

8.1. Phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 có phải là phản ứng oxi hóa khử không?

Không, phản ứng này không phải là phản ứng oxi hóa khử. Đây là phản ứng thế ion kim loại, trong đó ion bạc (Ag+) thay thế nguyên tử hydro trong acetylene.

8.2. Tại sao cần NH3 trong phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3?

NH3 đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường base và tạo phức chất với ion bạc, giúp tăng nồng độ ion bạc trong dung dịch và thúc đẩy phản ứng xảy ra.

8.3. Chất kết tủa trong phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 có màu gì?

Chất kết tủa là bạc acetylide (Ag–C≡C-Ag) có màu vàng nhạt.

8.4. Phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 có thể dùng để phân biệt các alkyne không?

Có, phản ứng này có thể dùng để phân biệt các alkyne có liên kết ba ở đầu mạch (ank-1-yne) với các alkyne khác.

8.5. Ngoài acetylene, các alkyne khác có phản ứng tương tự với AgNO3/NH3 không?

Các ank-1-yne khác như propin, but-1-yne,… cũng có phản ứng tương tự acetylene.

8.6. Phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 có ứng dụng gì trong thực tế?

Phản ứng này được sử dụng để nhận biết và phân biệt các alkyne có liên kết ba đầu mạch, trong tổng hợp hữu cơ và trong các nghiên cứu khoa học.

8.7. Làm thế nào để viết phương trình phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 một cách chính xác?

Bạn cần cân bằng phương trình hóa học và đảm bảo ghi rõ các chất tham gia, sản phẩm và điều kiện phản ứng.

8.8. Có những lưu ý gì khi thực hiện phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3?

Cần đảm bảo có mặt đồng thời AgNO3 và NH3 trong dung dịch, và phản ứng diễn ra ở điều kiện thường.

8.9. Tôi có thể tìm thêm tài liệu về phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3 ở đâu?

Bạn có thể tìm thêm tài liệu trên tic.edu.vn, sách giáo khoa hóa học hữu cơ, và các trang web uy tín về hóa học.

8.10. Làm thế nào để tham gia cộng đồng học tập trên tic.edu.vn để trao đổi kiến thức về phản ứng C2H2 + AgNO3 + NH3?

Bạn có thể truy cập tic.edu.vn và tham gia vào các diễn đàn, nhóm học tập hoặc liên hệ với chúng tôi qua email [email protected] để được hướng dẫn chi tiết.