Alkyne tác dụng với H₂ (Ni, t°) theo tỉ lệ mol 1:2 để tạo alkane (nếu phản ứng hoàn toàn). Phản ứng: CnH2n-2 + 2H₂ → CnH2n+2. Nếu 0,1 mol alkyne phản ứng với lượng dư H₂ thu được 0,1 mol alkane, điều này chứng tỏ alkyne đó chỉ có 1 liên kết ba và phản ứng đã hoàn toàn. Alkyne mạch thẳng có 1 liên kết ba có công thức chung CnH2n-2. Alkane mạch thẳng có công thức CnH2n+2. Đề cho alkyne X tạo ra alkane mạch thẳng. Số mol alkyne bằng số mol alkane, tức là số nguyên tử carbon không đổi. Ta cần tìm alkyne X. Các phương án:
A. CH₃-C≡CH (propine, C₃H₄). Tạo propane (C₃H₈). Đúng số mol.
B. CH≡CH (acetylene, C₂H₂). Tạo ethane (C₂H₆). Đúng số mol.
C. CH₃-C≡C-CH₃ (but-2-yne, C₄H₆). Tạo butane (C₄H₁₀). Đúng số mol.
D. CH≡C-CH₂-CH₃ (but-1-yne, C₄H₆). Tạo butane (C₄H₁₀). Đúng số mol.
Đề bài không cho biết alkane là chất gì, chỉ nói là alkane mạch thẳng. Tất cả các phương án A, B, C, D đều là alkyne mạch thẳng (hoặc có thể coi là mạch thẳng) và khi hydro hóa tạo alkane mạch thẳng. Cần xem xét thêm thông tin hoặc giả định các phương án A, B, C, D là các alkyne khác nhau.
Nếu các phương án là tên chất cụ thể, ta mới chọn được. Giả sử các phương án là các chất khác nhau:
A. Propine (C₃H₄) -> Propane (C₃H₈)
B. But-1-yne (C₄H₆) -> Butane (C₄H₁₀)
C. Pent-2-yne (C₅H₈) -> Pentane (C₅H₁₂)
D. Hex-1-yne (C₆H₁₀) -> Hexane (C₆H₁₄)
Nếu đề bài là 'một alkyne X tác dụng hoàn toàn với lượng dư H₂ (xúc tác Ni, t°), thu được **0,1 mol pentane mạch thẳng**', thì đáp án sẽ là C (Pent-2-yne hoặc Pent-1-yne).
Nếu đề bài là 'một alkyne X tác dụng hoàn toàn với lượng dư H₂ (xúc tác Ni, t°), thu được **0,1 mol alkane có 4 nguyên tử carbon**', thì đáp án sẽ là B hoặc D.
Vì đề bài chỉ nói '0,1 mol một alkane mạch thẳng' mà không chỉ rõ alkane nào, câu hỏi có thể hơi thiếu thông tin để chọn duy nhất 1 đáp án từ các cấu trúc cụ thể. Tuy nhiên, nếu các phương án A, B, C, D là các alkyne khác nhau, và chỉ có một alkyne trong các phương án đó có thể tạo ra một alkane mạch thẳng cụ thể (ví dụ, nếu đáp án là Propine và các đáp án khác là alkyne phân nhánh hoặc tạo alkane phân nhánh), thì câu hỏi mới có ý nghĩa.
Xét các phương án phổ biến: Propine (A) tạo propane; But-1-yne/But-2-yne (B, D) tạo butane; Acetylene (không có trong PA).
Giả sử các phương án là tên các chất.
- A. Propine (C₃H₄) -> Propane (C₃H₈) - mạch thẳng.
- B. But-1-yne (C₄H₆) -> Butane (C₄H₁₀) - mạch thẳng.
- C. 2-methylbut-3-yne (C₅H₈) -> 2-methylbutane (C₅H₁₂) - mạch nhánh.
- D. Pent-1-yne (C₅H₈) -> Pentane (C₅H₁₂) - mạch thẳng.
Nếu đề bài muốn kiểm tra alkyne mạch thẳng tạo alkane mạch thẳng, thì A, B, D đều có thể đúng. Nếu đề bài muốn kiểm tra alkyne mạch nhánh tạo alkane mạch nhánh, thì C là ví dụ.
Câu hỏi trong `#Data Training` chỉ hỏi định nghĩa và công thức chung, không có bài tập phức tạp. Tôi cần tạo câu hỏi tư duy hơn.
Tôi sẽ sửa câu hỏi để nó rõ ràng hơn và tập trung vào việc suy luận từ sản phẩm ngược về chất ban đầu.
Câu hỏi sửa: Cho 0,1 mol một alkyne X mạch hở tác dụng hoàn toàn với lượng dư H₂ (xúc tác Ni, t°), thu được 0,1 mol **pentane mạch thẳng**. Công thức cấu tạo của X là gì?
Pentane mạch thẳng là CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃. Nó có 5 nguyên tử carbon. Alkyne mạch hở tạo ra nó cũng phải có 5 nguyên tử carbon. Alkyne có 5 carbon có công thức C₅H₈. Các đồng phân alkyne mạch thẳng 5C là pent-1-yne (CH≡C-CH₂-CH₂-CH₃) và pent-2-yne (CH₃-C≡C-CH₂-CH₃). Cả hai khi hydro hóa hoàn toàn đều tạo pentane mạch thẳng. Tuy nhiên, các phương án có thể là các cấu trúc cụ thể.
Tôi sẽ tạo một câu hỏi khác, rõ ràng hơn, kiểm tra khả năng suy luận ngược.
Câu hỏi mới: Khi hydro hóa hoàn toàn một hydrocarbon mạch hở X (chỉ chứa liên kết C-C, C=C, C≡C và C-H) với xúc tác Ni, t°, thu được 2-methylpentane. X không làm mất màu dung dịch AgNO₃ trong NH₃. Công thức cấu tạo của X là gì?
Sản phẩm là 2-methylpentane (CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-CH₃). Khung carbon là 5C mạch chính, nhánh methyl ở C số 2.
CH₃-C*-C-C-C
|
C
Hydrocarbon X khi hydro hóa tạo ra khung này. X là alkene hoặc alkyne.
X không làm mất màu dung dịch AgNO₃/NH₃, nghĩa là X không có liên kết ba ở đầu mạch (-C≡CH). Vậy X có thể là:
1. Alkene với liên kết đôi ở các vị trí khác nhau.
2. Alkyne với liên kết ba không ở đầu mạch.
Xét khung 2-methylpentane: C-C(C)-C-C-C.
Các vị trí có thể có liên kết bội để khi bão hòa tạo khung này:
- Liên kết đôi: CH₂=CH-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ (3-methylpent-1-ene) -> tạo 3-methylpentane. (Loại)
- Liên kết đôi: CH₃-CH=C(CH₃)-CH₂-CH₃ (2-methylpent-2-ene) -> tạo 2-methylpentane. (Chọn)
- Liên kết đôi: CH₃-CH(CH₃)-CH=CH-CH₃ (4-methylpent-2-ene) -> tạo 2-methylpentane. (Chọn)
- Liên kết đôi: CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH=CH₂ (4-methylpent-1-ene) -> tạo 2-methylpentane. (Chọn)
- Liên kết ba: CH₃-C≡C-CH(CH₃)-CH₃ (4-methylpent-2-yne) -> tạo 2-methylpentane. (Chọn)
- Liên kết ba: CH≡C-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ (3-methylpent-1-yne) -> tạo 3-methylpentane. (Loại)
Điều kiện bổ sung: X không làm mất màu dung dịch AgNO₃/NH₃. Điều này loại bỏ các alkyne có liên kết ba ở đầu mạch.
Trong các chất tạo 2-methylpentane:
- 2-methylpent-2-ene (CH₃-CH=C(CH₃)-CH₂-CH₃). Là alkene.
- 4-methylpent-2-ene (CH₃-CH(CH₃)-CH=CH-CH₃). Là alkene.
- 4-methylpent-1-ene (CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH=CH₂). Là alkene.
- 4-methylpent-2-yne (CH₃-C≡C-CH(CH₃)-CH₃). Là alkyne không ở đầu mạch.
Vậy X có thể là 2-methylpent-2-ene, 4-methylpent-2-ene, 4-methylpent-1-ene, hoặc 4-methylpent-2-yne. Cần kiểm tra các phương án.
Giả sử các phương án là:
A. CH₃-CH=C(CH₃)-CH₂-CH₃ (2-methylpent-2-ene)
B. CH≡C-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ (3-methylpent-1-yne)
C. CH₃-C≡C-CH₂-CH₃ (pent-2-yne)
D. CH₃-CH₂-CH=C(CH₃)₂ (2-methylpent-2-ene - oops, this is 2-methylbut-2-ene, not 2-methylpentane product)
Okay, tôi sẽ chọn 2-methylpent-2-ene làm đáp án đúng và tạo các phương án nhiễu hợp lý.
Câu hỏi 12 (final version): Khi hydro hóa hoàn toàn một hydrocarbon mạch hở X với xúc tác Ni, t°, thu được 2-methylpentane. X không làm mất màu dung dịch AgNO₃ trong NH₃. Công thức cấu tạo của X là gì?