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

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

Hoặc: CnH2n+2-2k, với k là số liên kết , k \( \ge \) 0.

1. Dạng 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng

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+… = nhh

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).

2. Dạng 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử:

Phương pháp:

+ Gọi CTTQ của hidrocacbon là CxHy; 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 CxHy = 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.

3. Dạng 3: Giải bài toán hỗn hợp

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. Dạng 4: Các phản ứng dạng tổng quát

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,to) (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

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:

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

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')

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

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:

CnH2n+2 + xCl2 → CnH2n+2-xClx + xHCl   

ĐK: 1 < x < 2n+2

CnH2n+2 → CmH2m+2 + CxH2x         

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: CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2

+ Phản ứng với dd AgNO3/NH3

2CnH2n-2 + xAg2O → 2CnH2n-2-xAgx + 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,to):   \(\frac{{{n_{{H_2}}}}}{{{n_{hydrocacbon}}}} = \alpha  + \beta \)

* 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 CnH2n+2-k với k=5 → CTTQ là CnH2n-8

5. Dạng 5 : Một số dạng biện luận khi biết một số tính chất

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: C2nH5n

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: CnH2nCln

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: C4nH5n, 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!

Tham khảo thêm

Bình luận

Có Thể Bạn Quan Tâm ?