A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Để làm tốt và nhanh các bài toán về Hidrocacbon điều đầu tiên các bạn phải quan niệm nó là 1 hỗn hợp gồm C và H. Sau đó để ý xem trong hỗn hợp đó số liên kết pi tổng cộng là bao nhiêu.Sau đó ốp vài kỹ thuật mình giới thiệu dưới đây thì bài toán Hidrocacbon sẽ trở nên vô cùng đơn giản.
1. Kỹ thuật kết hợp định luật BTNT và BTKL
Với BTNT ta để ý xem : C và H biến đi đâu? Thường nó chui vào CO2 và H2O.
Với BTKL ta tư duy rất đơn giản: mHidrocacbon = Tổng m (C, H)
Nói lý thuyết thì là như vậy tuy nhiên các bạn đừng chủ quan nha.Nên luyện tập để có kỹ xảo giải bài tập. Điều đó mới là quan trọng và cần thiết.
2. Kỹ thuật tăng giảm thể tích.
Với kỹ thuật giảm thể tích: Giả sử X có chứa các hidrocacbon trong đó có ít nhất 1 chất không no. Khi đó cho X đi qua Ni nung nóng sẽ được Y và VY < VX lý do là H2 đã chui vào hidrocacbon không no trong X. Do đó ta luôn có: Độ biến thiên n kết tủa = nX - nY = nH2 phản ứng.
Với kỹ thuật tăng thể tích: Thường áp dụng với các bài toán Cracking. Hoặc tách H2.
Để ý: Ankan → Ankan + Anken
Ankan → Anken + H2
Do đó ta có : Độ biến thiên n khí = nY - nX = n ankan
3. Kỹ thuật bảo toàn liên kết π.
Về ý tưởng thì rất đơn giản thôi.Giả sử ta có 1 mol hỗn hợp A chứa 1 hoặc nhiều hidrocacbon có tổng số liên kết π là k (k thường không phải số nguyên).Khi đó để A biến thành các hidrocacbon no thì ta phải bơm vào A k mol X2 (thường là H2 hoặc Br2).Như vậy BTLKπ nghĩa là : nBr2 + nH2 = k.nA
B. VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1: Thực hiện phản ứng crackinh butan thu được một hỗn hợp X gồm các ankan và các anken. Cho toàn bộ hỗn hợp X vào dung dịch Br2 dư thấy có khí thoát ra bằng 60% thể tích X và khối lượng dung dịch Br2 tăng 5,6 gam và có 25,6 gam brom đã tham gia phản ứng. Đốt cháy hoàn toàn khí bay ra thu được a mol CO2 và b mol H2O. Vậy a và b có giá trị là:
A. a = 0,9 mol và b = 1,5 mol
B. a = 0,56 mol và b = 0,8 mol
C. a = 1,2 mol và b = 1,6 mol
D. a = 1,2 mol và b = 2,0 mol
Hướng dẫn giải
Ta có: manken = m brom tăng = 5,6 gam
nBrom = nanken = 35,6 : 160 = 0,16 mol
→ n ankan trong X = 0,16.60% : 40% = 0,24 mol
→ nButan = 0,24 mol
M trung bình anken = 5,6 : 0,16 = 35 → C2,5H5
→ nC4H10 = 0,24
Với anken:
nnC = 0,16.2,5 = 0,4 mol; nH = 0,4.2 = 0,8 mol
Với ankan:
nC = 0,24. - 0,4 = 0,56 mol và nH = 0,24.10 - 0,8 = 1,6 mol
→ a = 0,56 mol và b = 0,8 mol
Câu 2: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C2H2, 0,05 mol C3H6 và 0,07 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y gồm C2H6, C2H4 ,C3H8, C2H2 dư, C3H6 dư và H2 dư. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y rồi cho sản phẩm hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư. Khối lượng bình dung dịch nặng thêm là:
A. 5,04 gam.
B. 11,88 gam.
C. 16,92 gam.
D. 6,84 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có: nC2H2 = 0,06 mol; nC3H6 = 0,05 mol và nH2 = 0,07 mol
→ nC = 0,27 mol và nH = 0,56 mol
→ nCO2 = 0,27 mol và nH2O = 0,28 mol
Ta lại có : Tổng m = 0,27.44 + 028.18 = 16,92g
Câu 3: Khi nung butan với xúc tác thích hợp thu được hỗn hợp T gồm CH4, C3H6, C2H4, C2H6, C4H8, H2 và C4H10 dư. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T thu được 8,96 lít CO2 (đo ở đktc) và 9,0 gam H2O. Mặt khác, hỗn hợp T làm mất màu vừa hết 12 gam Br2 trong dung dịch nước brom. Hiệu suất phản ứng nung butan là:
A. 75%.
B. 65%.
C. 50%.
D. 45%.
Hướng dẫn giải
Để ý : Số mol butan bị nhiệt phân bằng số mol anken bằng số mol Brom.
Ta có : nCO2 = 0,4 mol và nH2O = 0,5 mol
→ m butan = 5,8 gam → n butan = 0,1 mol
→ nBr2 = nanken = 0,075 mol → H = 75%
Câu 4: Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm C2H2, C2H4 và H2 với xúc tác Ni đến phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp Y (có tỉ khối so với hiđrô bằng 8). Đốt cháy hoàn toàn cùng lượng hỗn hợp X trên, rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn trong dung dịch nước vôi trong dư thì khối lượng kết tủa thu được là :
A. 20 gam
B. 40 gam
C. 30 gam
D. 50 gam
Hướng dẫn giải
Vì phản ứng hoàn toàn và : MY = 16 → nC2H6 = 0,2 mol và nH2 = 0,2 mol
mCaCO3 = 0,2.2.100 = 40g
Câu 5: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỷ khối so với He là 3,75. Nung X với Ni sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với He là 5. Hiệu suất phản ứng hiđro hóa là:
A. 50%
B. 20%
C. 40%
D. 25%
Hướng dẫn giải
Ta có: nX = 1 → nH2 = 0,5 mol và nC2H4 = 0,5 mol
→ nY = 0,75 → Độ biến thiên n = 1 - 0,75 = 0,25 mol → H% = 50%
Câu 6: Hỗn hợp X gồm 1 hidrocacbon A ở thể khí và H2 có tỉ khối so với H2 là 4,8 Cho X đi qua Ni nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với CH4 = 1. Công thức phân tử của hidrocacbon có trong X là:
A. C3H4
B. C2H4
C. C3H6
D. C2H2
Hướng dẫn giải
Cho nX = 1 → mX = 9,6 → n = 0,4 mol
Trường hợp 1: Nếu A là anken :
MA = 14,67 (loại)
Trường hợp 2: Nếu A là ankin: MA = 40 (C3H4)
→Chọn A
Câu 7: Hỗn hợp khí X có thể tích 4,48 lít (đo ở đktc) gồm H2 và vinylaxetilen có tỉ lệ mol tương ứng là 3:1. Cho hỗn hợp X qua xúc tác Ni nung nóng thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 14,5. Cho toàn bộ hỗn hợp Y ở trên từ từ qua dung dịch nước brom dư (phản ứng hoàn toàn) thì khối lượng brom đã phản ứng là:
A. 32,0 gam.
B. 8,0 gam.
C. 3,2 gam.
D. 16,0 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có : mX = 2,9 = mY → nY = 0,1 mol
vĐộ biến thiên n = 0,1 → nBr2 = 0,05 mol → mbrom = 8 gam
→ Chọn B
C. LUYỆN TẬP
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp X gồm (axetilen, etan và propilen) thu được 1,6 mol nước. Mặt khác 0,5 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,645 mol Br2. Phần trăm thể tích của etan trong hỗn hợp X là:
A. 5,0%. B. 3,33%. C. 4,0 %. D. 2,5%.
Câu 2: Nung nóng a mol hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 trong bình kín có xúc tác thích hợp thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn Y qua lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 24 gam kết tủa và hỗn hợp khí Z. Hỗn hợp Z làm mất màu tối đa 40 gam brom trong dung dịch và còn lại hỗn hợp khí T. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T thu được 11,7 gam nước. Giá trị của a là:
A. 1,00. B. 0,80. C. 1,50. D. 1,25.
Câu 3: Thực hiện phản ứng crackinh m gam isobutan thu được hỗn hợp X chỉ có các hiđrocacbon. Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và có 4,704 lít hỗn hợp khí Y (đktc) thoát ra. Tỉ khối hơi của Y so với H2 là 117/7. Giá trị của m là:
A. 10,44. B. 8,70. C. 9,28. D. 8,12.
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm ankin X và hiđrocacbon Y cần dùng 2,25 lít khí O2 sinh ra 1,5 lít khí CO2 (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Công thức phân tử của X và Y lần lượt là:
A. C2H2 và C2H4. B. C3H4 và CH4.
C. C2H2 và CH4. D. C3H4 và C2H6.
Câu 5: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là:
A. 40%. B. 25%. C. 20%. D. 50%.
Câu 6: Hidrocacbon X có thành phần khối lượng Cacbon trong phân tử là 90,566% . Biết rằng X không làm mất màu dd Brom. Khi cho X tác dụng Cl2 có bột sắt làm xúc tác thì chỉ thu được một dẫn xuất monoclo duy nhất. Tên gọi của X là:
A. m-xilen B. p-xilen
C. etylbenzen D. 1,3,5-trimetylbenzen
Câu 7: Hỗn hợp X gồm H2 và hai olefin là đồng đẳng kế tiếp nhau . Cho 8,96 lít hỗn hợp X đi qua xúc tác Ni nung nóng thu được hỗn hợp Y. Dẫn Y qua dd brom dư thấy khối lượng bình tăng 1,82 gam và thoát ra 5,6 lít hỗn hợp khí Z. Tỷ khối của Z đối với H2 là 7,72 . Biết tốc độ phản ứng của hai olefin với hidro là như nhau. Công thức phân tử và % thể tích của anken có ít nguyên tử cacbon hơn trong X là:
A.C2H4 ;20% B. C2H4 ;17,5%
C. C3H6 ;17,5% D. C3H6 ;20%
Câu 8: Một hỗn hợp X gồm a mol axetilen.2a mol etylen và 5a mol H2. Cho hỗn hợp X qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp Y gồm 4 chất. Đặt k là tỷ khối của hỗn hợp Y so với hỗn hợp X. Hãy cho biết khoảng giá k.
A. 1,6 ≥ k > 1 B. 2 ≥ k ≥ 1 C. 1,6 > k > 1 D. 2 > k > 1
Câu 9: Hỗn hợp khí X gồm Propilen và H2. Cho 6,5 gam hỗn hợp X vào một bình kín ,có chứa một ít bột niken là xúc tác. Đun nóng bình một thời gian,thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn hỗn hợp Y qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 2,24 lít hỗn hợp khí Z thoát ra(đktc). Biết tỷ khối hơi của Z so với metan là 2,225. Hiệu suất phản ứng cộng giữa propilen với hiđro là:
A. 53,3% B. 60% C. 75% D. 80%.
Câu 10: Cho V lít hỗ hợp khí X gồm H2, C2H2, C2H4 trong đó số mol của C2H2 bằng số mol của C2H4 đi qua Ni nung nóng (hiệu suất đạt 100%), thu được 11,2 lit hỗn hợp khí Y (ở đktc), biết tỷ khối hơi của hỗn hợp Y đối với H2 là 6,6. Nếu cho V lit hỗn hợp khí X đi qua dung dịch Brom dư thì khối lượng Brom tăng:
A. 2,7 gam. B. 6,6 gam. C. 4,4 gam. D. 5,4 gam.
Câu 11: Craking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm: H2, CH4, C2H4, C3H6 và một phần propan chưa bị cracking (10%). Khối lượng phân tử trung bình của A là:
A. 39,6. B. 23,15. C. 3,96. D. 2,315.
Câu 12. Hỗn hợp X gồm: C2H6, C2H2, C2H4 có tỉ khối so với H2 là 14,25. Đốt cháy hoàn toàn 11,4 gam X, cho sản phẩm vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng m gam. Giá trị của m là:
A. 62,4. B. 73,12. C. 68,50. D. 51,4.
Câu 13: Đem crackinh một lượng butan thu được một hỗn hợp gồm 5 khí hiđrocacbon. Cho hỗn hợp khí này sục qua dung dịch nước brom dư thì lượng brom tham gia phản ứng là 25,6 gam và sau thí nghiệm khối lượng bình brom tăng thêm 5,32 gam. Hỗn hợp khí còn lại sau khi qua dung dịch nước brom có tỷ khối đối với metan là 1,9625. Hiệu suất của phản ứng crackinh là:
A. 20,00% B. 80,00% C. 88,88% D. 25,00%
Câu 14: Cho V lit (đktc) hỗn hợp khí X gồm C2H2 và H2 đi qua ống chứa xúc tác Ni, đun nóng thu được hỗn hợp gồm 3 hidrocacbon có tỉ khối so với H2 bằng 13,5.Phần trăm thể tích khí C2H2 trong X là:
A.33,33 % B. 60 % C. 66,67 % D. 40 %
Câu 15: Cho hỗn hợp X gồm: etan, propilen, benzen, metylaxetat, axit propanoic. Đốt cháy hoàn toàn mg hỗn hợp X cần dùng 4.592 lít(đktc) khí O2 thu được hỗn hợp sản phẩm.Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu được 5g kết tủa và một muối của Ca .Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng 4,3g. Phần trăm số mol của hỗn hợp (metylaxetat ,axit propanoic) trong X là:
A. 60 % B. 12.22 % C. 87.78 % D. 40 %
Trên đây là phần trích dẫn Những kỹ xảo giải bài toán về Hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục sau đây:
