Ankin là một trong những dãy đồng đẳng quan trọng của hidrocacbon không no, được nghiên cứu kỹ lưỡng trong chương trình Hóa học lớp 11. Để nắm vững lý thuyết và tự tin chinh phục các dạng bài tập về Ankin, bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức trọng tâm và các bài tập có lời giải chi tiết, từ cơ bản đến nâng cao.
Tổng Quan Về Ankin
Ankin là những hidrocacbon không no, mạch hở có chứa một liên kết ba (≡) trong phân tử. Công thức chung của dãy đồng đẳng ankin là CnH2n-2 (n ≥ 2). Ankin đơn giản nhất là C2H2 (etin), thường được gọi là axetilen.
Tính chất vật lý của Ankin
- Ở điều kiện thường, các ankin từ C2H2 đến C4H6 là chất khí, từ C5H8 trở đi là chất lỏng hoặc rắn.
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của ankin tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối.
- Ankin không tan trong nước nhưng tan được trong một số dung môi hữu cơ.
Tính chất hóa học của Ankin
- Phản ứng cộng: Ankin có thể tham gia phản ứng cộng với H2, Br2, HX, H2O,…
- Phản ứng đime hóa và trime hóa: Ankin có thể tạo thành các hợp chất vòng như benzen.
- Phản ứng thế nguyên tử H liên kết trực tiếp với nguyên tử C nối ba: Ankin có thể tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo kết tủa vàng nhạt.
Các Dạng Bài Tập Ankin Thường Gặp
Dựa trên tính chất hóa học đặc trưng của ankin, các dạng bài tập thường xoay quanh:
1. Nhận biết Ankin
Câu hỏi: Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận biết các chất khí sau: Etan (C2H6), Eten (C2H4) và Etin (C2H2).
Lời giải:
Dẫn lần lượt các khí qua dung dịch AgNO3/NH3:
- Khí tạo kết tủa vàng nhạt là C2H2:
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → Ag2C2↓ + 2NH4NO3
- Hai khí còn lại không hiện tượng, cho tác dụng với dung dịch Br2:
- Khí làm mất màu dung dịch Br2 là C2H4:
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
- Khí không hiện tượng là C2H6.
2. Xác Định Công Thức Phân Tử Ankin
Câu hỏi: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một ankin X thu được 2,688 lít CO2 (đktc). Tìm công thức phân tử của X.
Lời giải:
nCO2 = 2,688/22,4 = 0,12 mol
Gọi công thức phân tử của ankin X là CnH2n-2 (n ≥ 2)
CnH2n-2 + (3n-1)/2O2 → nCO2 + (n-1)H2O
Theo phương trình: nX = 1/n * nCO2 = 0,12/n (mol)
Mà nX = 0,1 mol => 0,12/n = 0,1 => n = 1,2
Vì n là số nguyên nên n = 2. Vậy công thức phân tử của X là C2H2.
Đốt cháy hoàn toàn ankin
3. Tính Thể Tích Khí Tham Gia Phản Ứng
Câu hỏi: Cho 13 gam hỗn hợp gồm axetilen và metan tác dụng với dung dịch brom dư, sau phản ứng thấy thoát ra 4,48 lít khí (đktc). Tính thể tích khí axetilen ban đầu (đktc).
Lời giải:
nKhí thoát ra = 4,48/22,4 = 0,2 mol
Khí thoát ra là CH4 vì không phản ứng với Br2.
=> nCH4 = 0,2 mol
=> mCH4 = 0,2 * 16 = 3,2 gam
=> mC2H2 = 13 – 3,2 = 9,8 gam
=> nC2H2 = 9,8/26 = 0,377 mol
=> VC2H2 = 0,377 * 22,4 = 8,45 lít
4. Bài Tập Ankin Nâng Cao
Câu hỏi: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 có tỉ khối hơi so với H2 bằng 5,8. Dẫn X qua Ni nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y. Tỉ khối hơi của Y so với H2 là:
A. 7,25 B. 11,6 C. 29 D. 14,5
Lời giải:
MX = 5,8 * 2 = 11,6
Gọi số mol C2H2 và H2 trong 1 mol X lần lượt là a và b.
Ta có hệ phương trình:
26a + 2b = 11,6 (1)
a + b = 1 (2)
Giải hệ (1) và (2) => a = 0,4 và b = 0,6
C2H2 + 2H2 → C2H6
Theo phương trình: nH2 phản ứng = 2nC2H2 = 0,8 mol
=> nH2 dư = 0,6 – 0,8 = -0,2 mol (loại)
=> H2 hết, C2H2 dư
nC2H2 phản ứng = nH2/2 = 0,4 mol
=> nC2H2 dư = 0,4 – 0,4 = 0 mol
Vậy Y gồm 0,4 mol C2H6 và 0 mol H2
=> MY = MC2H6 = 30
=> dY/H2 = 30/2 = 15
Vậy đáp án đúng là D.
Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí
Kết Luận
Bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức tổng quan về ankin và các dạng bài tập thường gặp, kèm lời giải chi tiết. Để học tốt hơn, bạn nên luyện tập thêm nhiều bài tập từ các nguồn tham khảo khác như bài tập ankin có lời giải violet hoặc bài tập ankan anken ankin có lời giải… Chúc bạn học tốt!