Một số dạng bài tập về hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2021

CT chung: C_xH_y (x \( \ge \) 1, y \( \le \) 2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x 4.

Hoặc: C_nH_2n+2-2k, với k là số liên kết , k \( \ge \) 0.

PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau)

- Viết phương trình phản ứng

- Lập hệ PT giải → \(\overline n \) , k.

- Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là ... và số mol lần lần lượt là a₁,a₂….

Ta có:

+ \(\overline n  = \frac{{{n_1}{a_1} + {n_2}{a_2} + ...}}{{{a_1} + {a_2} + ...}}\)

+ a₁+a₂+… = n_hh

Ta có đk: n₁2 → n₁< \(\overline n \) 2.

Thí dụ :

+ Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và \(\overline n \) =1,5

  Thì n₁<1,52 = n₁+1 → 0,51<1,5 → n₁=1, n₂=2.

+ Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH₂-)

Thì n₁< \(\overline n \) =1,52=n₁+2 → n₁=1, n₂=3.

PP2 :

- gọi CT chung của hai hidrocacbon là \({C_{\overline x }}{H_{\overline y }}\).

- Tương tự như trên → \(\overline x ,\overline y \)

- Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon \({C_{{x_1}}}{H_{{y_1}}},{C_{{x_2}}}{H_{{y_2}}}...\)

Ta có: x₁< \(\overline x \) 2, tương tự như trên x₁,x₂.

y₁ < 2; ĐK: y₁,y₂ là số chẳn.

nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y₂=y₁+2. thí dụ \(\overline y \) =3,5

y₁<3,52 = y₁+2  → 1,51<3,5 ; y₁ là số chẳn y₁=2, y₂=4

nếu là đđ không kế tiếp thì ta thay ĐK : y₂=y₁+2 bằng đk y₂=y₁+2k (với k là hiệu số nguyên tử cacbon).

Phương pháp:

+ Gọi CTTQ của hidrocacbon là C_xH_y; Đk: x 1, y 2x+2, y chẳn.

+ Ta có 12x+ y=M

+ Do y>0 12x

+ y < 2x+2 → M-12x <2x+2 → x > \(\frac{{M - 2}}{{14}}\) (chặn dưới) (2)

Kết hợp (1) và (2) x và từ đó y.

Thí dụ : KLPT của hidrocacbon C_xH_y = 58

Ta có 12x+y=58

+ Do y>o → 12x<58 → x<4,8 và do y < 2x+2 → 58-12x < 2x+2 → x > 4

→ x=4 ; y=10 → CTPT hidrocacbon là C₄H₁₀.

Khi giải bài toán hh nhiều hidrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi :

- Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian.

- Cách 2: Gọi chung thành một công thức \({C_{\overline x }}{H_{\overline y }}\) hoặc \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) (Do các hidrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau)

Phương pháp: Gọi Ct chung của các hidrocacbon trong hh là \({C_{\overline x }}{H_{\overline y }}\) (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H₂, Br₂, HX…)

- Gọi số mol hh.

- Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình → \(\overline x ,\overline y {\rm{ }}\)

+ Nếu \(\overline x ,\overline y {\rm{ }}\) là ta tách các hidrocacbon lần lượt là \({C_{{x_1}}}{H_{{y_1}}},{C_{{x_2}}}{H_{{y_2}}}.....\)

Ta có: a₁+a₂+… = nhh

\(\overline x  = \frac{{{x_1}{a_1} + {x_2}{a_2} + ....}}{{{a_1} + {a_2} + ...}}\)

\(\overline y  = \frac{{{y_1}{a_1} + {y_2}{a_2} + ...}}{{{a_1} + {a_2} + ...}}\)

Nhớ ghi điều kiện của x₁,y₁…

+ x₁ > 1 nếu là ankan; x₁ > 2 nếu là anken, ankin; x₁ 3 nếu là ankadien…

Chú ý: + Chỉ có 1 hidrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH₄ (x1=1; y1=4)

+ Chỉ có 1 hidrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C₂H₂ (y₂=4) (không học đối với C₄H₂).

Các ví dụ:

4.1. Gọi CT chung của các hidrocacbon là \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\)

a.Phản ứng với H₂ dư (Ni,t^o) (Hs=100%)

\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) + \(\overline k \)H₂ → \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2}}\) hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H₂ dư

Chú ý: Phản ứng với H₂ (Hs=100%) không biết H₂ dư hay hidrocacbon dư thì có thể dựa vào \(\overline M \) của hh sau phản ứng. Nếu \(\overline M \) < 26 hh sau phản ứng có H₂ dư và hidrocacbon chưa no phản ứng hết

b.Phản ứng với Br₂ dư:

\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) + \(\overline k \)Br₂ → \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - \overline k }}B{r_{2\overline k }}\)

c. Phản ứng với HX

\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) + \(\overline k \)HX → \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - \overline k }}{X_{\overline k }}\)

d.Phản ứng với Cl₂ (a's'k't')

\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) + \(\overline k \)Cl₂  → \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}C{l_{\overline k }} + \overline x HCl\)

e.Phản ứng với AgNO₃/NH₃

2\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k }}\) + xAg₂O → x\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2 - 2\overline k  - x}}A{g_x} + x{H_2}O\)

4.2. Đối với ankan:

C_nH_2n+2 + xCl₂ → C_nH_2n+2-xCl_x + xHCl   

ĐK: 1 < x < 2n+2

C_nH_2n+2 → C_mH_2m+2 + C_xH_2x         

ĐK: m+x=n; m > 2, x > 2, n > 3.

4.3. Đối với anken:

+ Phản ứng với H₂, Br₂, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1

+ Chú ý phản ứng thế với Cl₂ ở cacbon

CH₃-CH=CH₂ + Cl₂ → ClCH₂-CH=CH₂ + HCl

4.4. Đối với ankin:

+ Phản ứng với H₂, Br₂, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2

VD: C_nH_2n-2 + 2H₂ → C_nH_2n+2

+ Phản ứng với dd AgNO₃/NH₃

2C_nH_2n-2 + xAg₂O → 2CnH_2n-2-xAg_x + xH₂O

ĐK: 0 < x < 2    

* Nếu x=0 → hidrocacbon là ankin ankin-1

* Nếu x=1 → hidrocacbon là ankin-1

* Nếu x= 2 → hidrocacbon là C₂H₂.

4.5. Đối với aren và đồng đẳng:

+ Cách xác định số liên kết \(\pi \) ngoài vòng benzen.

Phản ứng với dd Br₂      

\(\frac{{{n_{B{r_2}}}}}{{{n_{hydrocacbon}}}} = \alpha \) →  \(\alpha \) là số liên kết \(\pi \) ngoài vòng benzen.

+ Cách xác định số lk \(\pi \) trong vòng:

Phản ứng với H₂ (Ni,t^o):   \(\frac{{{n_{{H_2}}}}}{{{n_{hydrocacbon}}}} = \alpha  + \beta \)

* với \(\alpha \) là số lk \(\pi \)  nằm ngoài vòng benzen

* \(\beta \) là số lk \(\pi \) trong vòng benzen.

Ngoài ra còn có 1 lk \(\pi \) tạo vòng benzen số lk \(\pi \) → tổng là + +1.

VD: hidrocacbon có 5  trong đó có 1 lk  tạo vòng benzen, 1lk  ngoài vòng, 3 lk  trong vòng.

Vậy nó có k=5 → CTTQ là C_nH_2n+2-k với k=5 → CTTQ là C_nH_2n-8

Phương pháp:

+ Ban đầu đưa về dạng phân tử

+ Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có)

+ Dựa vào điều kiện để biện luận.

Ví dụ 1 : Biện luận xác định CTPT của (C₂H₅)_n  → CT có dạng: C_2nH_5n

Ta có điều kiện:

+ Số nguyên tử H < 2 số nguyên tử C +2

→ 5n < 2.2n+2→ n < 2

+ Số nguyên tử H là số chẳn n=2 CTPT: C₄H₁₀

Ví dụ 2 : Biện luận xác định CTPT (CH₂Cl)_n  → CT có dạng: C_nH_2nCl_n

Ta có ĐK:     

+ Số nguyên tử H < 2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức

→ 2n < 2.2n+2-n → n < 2.

+ 2n+n là số chẳn → n chẳn → n=2 → CTPT là: C₂H₄Cl₂.

Ví dụ 3 : Biện luận xác định CTPT (C₄H₅)_n, biết nó không làm mất màu nước brom.

CT có dạng: C_4nH_5n, nó không làm mất màu nước brom → nó là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc aren.

ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6 → 5n =2.4n-6 → n=2.

Vậy CTPT của aren là C₈H₁₀.

Chú ý các qui tắc:

+ Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao.

+ Cộng theo Maccôpnhicôp vào anken

+ Cộng H₂, Br₂, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien.

+ Phản ứng thế Ag₂O/NH₃ vào ankin.

+ Quy luật thế vào vòng benzen

+ Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep.

 

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Một số dạng bài tập về hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tốt!