Phương pháp hiện đại sản xuất axetilen

Phương pháp hiện đại để điều chế axetilen hiện nay là

A. nhiệt phân etilen ở nhiệt độ cao.

B. nhiệt phân benzen ở nhiệt độ cao.

C. nhiệt phân canxi cacbua ở nhiệt độ cao.

D. nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao.

Phương pháp hiện đại để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao.

2CH4 →làm lạnh nhanhto C2H2 + 3H2

Đáp án: D

Câu hỏi hot cùng chủ đề

Câu hỏi: Nêu cách điều chế axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm?

Trả lời:

+ Điều chế Axetilen trong phòng thí nghiệm

Cho vài mẩu nhỏ canxi cacbua vào ống nghiệm đã đựng sẵn 1ml nước, sau đó đậy nhanh lại bằng nút có ống dẫn khí và đầu vuốt nhọn. Đốt khí sinh ra ở đầu ống vuốt nhọn.

Phương trình phản ứng:

CaC2+ H2O → C2H2+ Ca(OH)2

Phương pháp này sinh ra một lượng nhiệt lớn, hàm lượng canxi cacbua chứa nhiều tạp chất (H2S, NH3, PH3,...) nên axetilen tạo ra không tinh khiết lắm.

+ Sản xuất Axetilen trong công nghiệp

Phương pháp chủ yếu nhất để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ 15000 °C (phản ứng thu nhiệt mạnh). Vì nhiệt độ sôi của axetilen là -75 °C nên nó có thể dễ dàng được tách ra khỏi hỗn hợp với hidro.

- Phương trình nhiệt phân metan (CH4)

2 CH4→ C2H2+ 3 H2

- Cho cacbon tác dụng với khí hidro khi có hồ quang điện:

2 C + H2(hồ quang điện)→ C2H2

- Điều chế axetilen từ Ag2C:

2 HCl + Ag2C → 2 AgCl + C2H2

- Cho canxi cacbua tác dụng với axit sunfuric:

CaC2 +H2SO4→ C2H2 +CaSO4

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiến thức về Axetilen nhé!

1. Axetilen là gì?

KhíAxetilenhay được gọi tên khác là Acetylene (bắt nguồn tên gọi này từ tiếng Phápacétylène) tên hệ thống gọi là ethyne là hợp chất hoá học với công thức C2H2. axetilen la một hydrocarrbon và là alkin đơn nhất nhất .

Axetilen là chất khí không màu và được sử dụng trong nhiều nghành như làm nhiên liệu và tổng hợp lại hợp chất khác , không ổn định ở dạng tinh khiết do đó thường được để trong một dung dịch

2. Tính chất vật lý của Axetilen

+ Là một chất khí không màu, không mùi, dễ bắt cháy và nhẹ hơn không khí. Nó không tồn tại ở dạng tinh khiết hoàn toàn mà thường được để trong một dung dịch do tính không ổn định ở dạng tinh khiết.

+ Là chất ít tan trong nước.

+ Khối lượng riêng: 1.097 kg m-3

+ Điểm nóng chảy: - 80.8oC (192.4 K, -113.4oF)

+ Điểm sôi: - 84oC (189 K, -119oF)

3. Tính chất hóa học của Axetilen

+ Tác dụng với oxi:

Phương trình hóa học:

2C2H2+ 5O2→ 4CO2+ 2H2O

+ Phản ứng cộng vớidung dịch brom:

Phương trình hóa học:

HC≡CH + Br2—> Br-CH=CH—Br (đibrometilen)

HC≡CH + 2Br2—> Br2CH-CHBr2(tetrabrometan)

Ngoài brom ra, nếu trong điều kiện thích hợp, axetilen còn có thể tham gia phản ứng cộngvới nhiều chất khác như H2, Cl2…

Qua đây ta cũng thấy được Axetilen rất “tích cực” trong mặt hóa học. Chính vì thế, lợi ích mà nó đóng góp vào đời sống con người cũng rất nhiều.

4. Axetilen có nguy hiểm không?

Axetilennếu ở trong một ngưỡng cho phép thì sẽ không gây độc hại đối với con người. Cụ thể là nếu chúng ta tiếp xúc với dưới 2,5% khí axetilen trong khoảng thời gian dưới 1 giờ thì sẽ không có vấn đề gì. Mọi thứ vẫn bình thường và an toàn. Nhưng, nếu vượt qua ngưỡng axetilen này thì sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến cơ thể cụ thể là:

+ Nếu nồng độ C2H2chỉ ở mức thấp thì người tiếp xúc sẽ cảm thấy buồn nôn, đau ngực, thở khó khăn, da tái xanh, nhức đầu, đi loạng choạng, ngạt thở, đau phổi, hôn mê.

+ Nếu tăng lượng C2H2và để chúng tiếp xúc qua da trong thời gian dài thì có thể khiến chúng ta bị phát ban.

Chính vì những điều này mà những ai chuyên phải tiếp xúc với C2H2cũng thư thực hiện công tác điều chế hoặc bảo quản thì đặc biệt cần phải chú ý an toàn. Đặc biệt đây là khí rất dễ gây nổ, bắt cháy rất nhanh. Khi axetilen phát cháy sẽ khiến cho chúng ta bị suy nhược hệ thần kinh trung ương, dần dần không thể thở được và ngất đi.

B. Bài tập luyện tập

Bài tập 1: Hãy cho biết trong các chất sau :

CH3–CH3, CH≡CH, CH2=CH2, CH4, CH≡C–CH3

a) Chất nào có liên kết ba trong phân tử.

b) Chất nào làm mất màu dung dịch brom.

Bài giải

a) Chất có liên kết ba trong phân tử là:

CH≡CH và CH≡C–CH3

b) Chất làm mất màu dung dịch brom là những chất có liên kết đôi và liên kết ba trong phân tử:

CH≡CH, CH2=CH2và CH≡C–CH3

Bài tập 2: Biết rằng 0,1 lít khí etilen (đktc) có thể làm mất màu tối đa 50 ml dung dịch brom. Vậy nếu dùng 0,1 lít khí axetilen (ở đktc) thì có thể làm mất màu tối đa bao nhiêu ml dung dịch brom trên?

Bài giải

Phương trình hóa học

CH2=CH2+ Br2→ CH2Br–CH2Br

HC≡CH + 2Br2→ Br2–CH–CH–Br2

Từ phương trình hóa học, chúng ta có thể thấy lượng axetilen có thể làm mất màu dung dịch brom nhiều gấp đôi etilen => 0,1 lít khí C2H2có thể làm mất màu tối đa 100 ml dung dịch Br2.

Bài tập 3:Hỗn hợp X gồm C2H2và H2có cùng số mol.Lấy 1 lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng,thu được hỗn hợp Y gồm C2H4,C2H6,C2H2và H2.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 H2là 8.Tính thể tích oxi (đktc) cần để đốt cháy hỗn hợp Y?

Bài giải

mX(ban đầu)= m( bình tăng)+ mZ= 10,8 + 2.8.0,2 = 14 (g)

Mà nC2H2 = nH2 = 0,5 (mol)

Đốt cháy hỗn hợp Y thì cũng như đốt X => nO2= 1,5 mol => V = 33,6 (l)

Câu hỏi:Nêu cách điều chế axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm

Lời giải:

- Trong phòng thí nghiệm và công nghiệp axetilen 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.

Sau đây, mời bạn đọc hãy cùng với Top lời giải tìm hiểu chi tiết về axetilen.

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.

Cấu tạo phân tử của axetilen

Axetilen có công thức hóa học là C2H2với một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon trong một phân tử axetilen.

Tính chất vật lý của axetilen

-Là một chất khí không màu, không mùi, dễ bắt cháy và nhẹ hơn không khí. Nó không tồn tại ở dạng tinh khiết hoàn toàn mà thường được để trong một dung dịch do tính không ổn định ở dạng tinh khiết.

-Là chất ít tan trong nước.

-Khối lượng riêng: 1.097 kg m-3

-Điểm nóng chảy: - 80.8oC (192.4 K, -113.40F)

-Điểm sôi: - 84oC (189 K, -119oF)

Tính chất hóa học của axetilen

1. 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

2. 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, to)

CH ≡ CH + H2→ CH2= CH2(Pb/PbCO3)

CH ≡ CH + HCl→ CH2= CH – Cl(HgCl2, to: 150 - 200oC)

CH2= CH – Cl + HCl → CH3– CHCl2

3. 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 ≡ CH2→ CH – C ≡ CH(xt, to)

4. Phản ứng hiđrat hóa

-Axetilen có phản ứng cộng nước

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

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(1500oC)

1. Điều 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.

2. 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

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.

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.

Cách bảo quản khí axetilen an toàn

-Hạn chế các hư hại vật lý

-Bảo quản ở khu riêng, cách xa các chất khác, tránh các nguồn nhiệt, nguồn bắt cháy,…

-Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát và thông thoáng

-Có rào chắn che đậy và bảng hiệu cảnh báo.