PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON MÔN HÓA HỌC 11 NĂM 2020
Bài 1. Đốt cháy một hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (có M hơn kém nhau 28g) thì thu được 0,3mol CO2 và 0,5 mol H2O. Tìm CTPT & tên A, B
GIẢI :
Hydrocacbon A, B có M hơn kém nhau 28g Þ A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng.
Cách 1 :
A, B + O2 → CO2 + H2O
\(\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}}} = \frac{{0,5}}{{0,3}} = 1,67\) >1 → A, B thuộc dãy đồng đẳng ankan.
Đặt CTTB A, B : \({{\rm{C}}_{\overline {\rm{n}} }}{{\rm{H}}_{{\rm{2}}\overline {\rm{n}} + 2}}\) : a mol
\({{\rm{C}}_{\overline {\rm{n}} }}{{\rm{H}}_{{\rm{2}}\overline {\rm{n}} + 2}} + \frac{{{\rm{3}}\overline {\rm{n}} + 1}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to \overline {\rm{n}} {\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + (\overline {\rm{n}} + {\rm{1)}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
a → a → a( +1) (mol)
Ta có \(\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}}} = \frac{{0,5}}{{0,3}} = \frac{{\overline {\rm{n}} + 1}}{{\overline {\rm{n}} }}\) → \(\overline {\rm{n}} \) = 1,5
Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 và CmH2m+2
Giả sử n< m → n< 1,5 → n = 1 → CTPT A : CH4 (M = 16)
→ MB = 16 + 28 = 44 → CTPT B : C3H8.
Cách 2 : Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 : a mol và CmH2m+2 : b mol
Các ptpứ cháy :
\(\begin{array}{l}
{{\rm{C}}_{\rm{n}}}{{\rm{H}}_{{\rm{2n}} + {\rm{2 - 2k}}}} + \frac{{{\rm{3n}} + {\rm{1 - k}}}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{nC}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + {\rm{(n}} + {\rm{1 - k)}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\
\;\;\;{\rm{ }}a\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}an\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}a\left( {n + 1 - k} \right)\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}\left( {mol} \right)
\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
{{\rm{C}}_{\rm{m}}}{{\rm{H}}_{{\rm{2m}} + {\rm{2 - 2k}}}} + \frac{{{\rm{3m}} + {\rm{1 - k}}}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{mC}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + {\rm{(m}} + {\rm{1 - k)}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\
b\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,\,\,\,\,\,\,bm\;\;\;\;\,\,\,\,\,\,\;b\left( {m + 1 - k} \right)\;\;\;\;\;\;\;\left( {mol} \right)
\end{array}\)
Ta có :
\(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{an}} + {\rm{bm}} = {\rm{0,3}}\\
{\rm{(n}} + {\rm{1 - k)a}} + {\rm{(m}} + {\rm{1 - k)b}} = {\rm{0,5}}
\end{array} \right.\)
→ (a+b)(1-k) = 0,2 → k = 0 vì chỉ có k = 0 thì phương trình mới có nghĩa.
→ a + b = 0,2 và an + bm = 0,3
Giả sử n < m
→ n(a+b) < m (a+b)
→ n < \(\frac{{{\rm{na}} + {\rm{bm}}}}{{{\rm{a}} + {\rm{b}}}}\) < m → n < \(\frac{{{\rm{0,3}}}}{{{\rm{0,2}}}} = 1,5\) < m
Biện luận tương tự cách trên suy ra CTPT A : CH4 và B : C3H8.
Bài 2. Cracking ankan A, người ta thu được một hỗn hợp khí B gồm 2 ankan và 2 anken. Tỉ khối hơi của B so với H2 dB/H2 = 14,5. Khi dẫn hỗn hợp khí B qua dung dịch Br2 dư, khối lượng hỗn hợp khí giảm đi 55,52%.
a) Tìm CTPT của A và các chất trong B.
b) Tính % thể tích các chất khí trong B.
GIẢI
Ở bài này dựa vào tính chất phản ứng cracking và áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm MA kết hợp với phương pháp ghép ẩn số để giải.
\({\overline M _{hhB}}\) = 14,5.2 = 29
Theo ĐLBT khối lượng : khối lượng A đem cracking = khối lượng hỗn hợp B
→ mAtham gia pứ = mB (1)
Phản ứng cracking làm tăng gấp đôi số mol hydrocacbon nên
nB = 2nA tham gia pứ (2)(1) chia (2) → \({\overline M _{hhB}}\) = ½ MA
→ MA = 29.2 = 58 → MA = 14n + 2 = 58 Þ n= 4
CTPT A là C4H10 Các ptpư cracking A :
C4H10 → CH4 + C3H6
a → a a (mol)
C4H10 → C2H6 + C2H4
b → b b (mol)
Gọi A, B lần lượt là số mol A đã bị cracking theo 2 phản ứng trên.
hh B gồm : CH4 : a (mol)
C2H6 : b (mol)
C3H6 : a (mol)
C2H4 : b (mol)
Khi dẫn hh qua dd Br2 thì 2 anken bị hấp thụ.
→ m2anken = 55,52%mB = 55,52%mA → mC3H6 + mC2H4 = 55,52%.58 (a+b)
→ 42a + 28b = 32,2016 (a+b) → 9,7984a = 4,2016b → b = 2,3a (mol)
nB = 2(a + b) = 2 (a + 2,3a) = 6,6a (mol)
Ở cùng điều kiện, tỉ lệ số mol cũng chính là tỉ lệ về thể tích
→ %CH4 = %C3H6 = \(\frac{a}{{6,6a}}*100\% \) = 15%
%C2H6 = %C2H4 = \(\frac{b}{{6,6a}}*100\% = \frac{{2,3a}}{{6,6a}}*100\% = 35\% \)
Bài 3 : Đốt cháy 19,2 g hỗn hợp 2 ankan kế tiếp thì thu được V lít CO2 (0oC, 2 atm). Cho V lít CO2 trên qua dd Ca(OH)2 thì thu được 30g kết tủa. Nếu tiếp tục cho dd Ca(OH)2 vào đến dư thì thu được thêm 100g kết tủa nữa.
a) Xác định CTPT 2 ankan.
b) Tính thành phần % theo khối lượng 2 hydrocacbon.
GIẢI
Ở bài này, đốt cháy hỗn hợp gồm 2 ankan liên tiếp nên dùng phương pháp trung bình để giải.
a) Xác định CTPT 2 ankan :
Đặt CTTQ 2 ankan
X : CnH2n+2 : a (mol)
Y : CmH2m+2 : b (mol)
CTPT trung bình 2 ankan \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}}\)
Giả sử n < m → n< \(\overline n \) < m = n + 1.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Khi cho thêm dd Ca(OH)2 vào đến dư :
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Áp dụng ĐLBT khối lượng thì mCO2 = mCO2 (trong )
→ nCO2 = nCaCO3 = \(\frac{{30 + 100}}{{100}} = 1,3\) (mol) → mCO2 = 1,3 x 44 = 57,2 (g)
\(\begin{array}{l}
{C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \frac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\\
\overline M \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,44n\\
19,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,57,2
\end{array}\)
Ta có tỉ lệ :
\(\frac{{\overline M }}{{19,2}} = \frac{{44\overline n }}{{57,2}} \Leftrightarrow \frac{{14\overline n + 2}}{{19,2}} = \frac{{44\overline n }}{{57,2}}\)
→ \(\overline n \) = 2,6
Ta có n < \(\overline n \) = 2,6 < m = n+1 → n = 2 và m =3
Vậy CTPT 2 ankan là C2H6 và C3H8
b) Tính % các hydrocacbon trên :
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
a → 2a (mol)
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
b → 3b (mol)
nCO2 = 2a + 3b = 1,3 (1)
mhh = 30a + 44b = 19,2 (2)
(1) , (2) Þ a = 0,2 ;b = 0,3 (mol)
%C2H6 = \(\frac{{30a}}{{19,2}}*100\% = \frac{{30.0,2}}{{19,2}}*100\% = 31,25\% \)
% C3H8 = \(\frac{{44b}}{{19,2}}*100\% = \frac{{44.0,3}}{{19,2}}*100\% = 68,75\% \)
Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp 2 hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp thu được 1,12 lít khí CO2 ( đktc) và 1,26g H2O. Giá trị của V là :
A . 0,112 lít B . 0,224 lít C . 0,448 lít D. 0,336 lít
Giải:
\({n_{C{O_2}}} = \frac{{1,12}}{{22,4}} = 0,5(mol);{n_{{H_2}O}} = \frac{{1,26}}{{18}} = 0,07(mol) \Rightarrow \) \({n_{ankan}} = {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 0,07 - 0,05 = 0,02(mol)\)
\({V_{ankan}} = 0,02.22,4 = 0,448\) (lít)
Bài 5 : Đốt cháy 560cm3 hỗn hợp khí (đktc) gồm 2 hydrocacbon có cùng số nguyên tử cacbon ta thu được 4,4g CO2 và 1,9125g hơi nước.
a) Xác định CTPT các chất hữu cơ.
b) Tính %khối lượng các chất.
c) Nếu cho lượng CO2 trên vào 100 ml dd KOH 1,3M; Tính CM muối tạo thành.
GIẢI
Ở bài này, ta dùng phương pháp số nguyên tử H trung bình kết hợp với phương pháp biện luận để giải.
a) Xác định CTPT các hydrocacbon :
Đặt CTPT 2 hydrocacbon trên : \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{x}}}{{\rm{H}}_{\rm{y}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{x}}}{{\rm{H}}_{{\rm{y'}}}}
\end{array} \right.\)
CTPT trung bình 2 hydrocacbon trên : \({{\rm{C}}_{\overline {\rm{x}} }}{{\rm{H}}_{\overline {\rm{y}} }}\)
Giả sử y < y’ → y < \(\overline {\rm{y}} \) < y’
Số mol hỗn hợp khí nhh = \(\frac{{0,56}}{{22,4}} = 0,025\) mol
nCO2 = 4,4/44 = 0,1 (mol)
nH2O = 1,9125/18 = 0,10625 (mol)
\({{\rm{C}}_{\overline {\rm{x}} }}{{\rm{H}}_{\overline {\rm{y}} }} + \left( {\overline {\rm{x}} + \frac{{\overline {\rm{y}} }}{{\rm{4}}}} \right){{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to \overline {\rm{x}} {\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + \frac{{\overline {\rm{y}} }}{{\rm{2}}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
0,025 → 0,025x → 0,025 \(\overline {\rm{y}} \) /2
\(\left\{ \begin{array}{l}
{{\rm{n}}_{{\rm{CO2}}}} = {\rm{0,025}}\overline {\rm{x}} = {\rm{0,1}}\\
{{\rm{n}}_{{\rm{H2O}}}} = {\rm{0,025}}\frac{{\overline {\rm{y}} }}{{\rm{2}}} = {\rm{0,10625}}
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\overline {\rm{x}} = {\rm{4}}\\
\overline {\rm{y}} = {\rm{8,5}}
\end{array} \right.\)
CTPT A, B có dạng : A : C4Hy và B : C4Hy’
Ta có y < < y’ hay y < 8,5
Biện luận tìm CTPT B :
8,5 < y’ chẵn
y’ < 2x + 2 = 2.4 + 2 = 10
→ y’ =10 → CTPT B : C4H10
Tương tự biện luận tìm CTPT A :
y < 8,5
y chẵn
| y | 2 4 6 8 |
| A | C4H2 C4H4 C4H6 C4H8 |
Vậy có 4 cặp nghiệm :
\(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\) và \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\) và \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{6}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\) và \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{8}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\)
c) Tính CM các muối tạo thành :
nKOH = V.CM = 0,1.1,3 = 0,13 (mol)
Ta có : \(\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{KOH}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}}} = \frac{{0,13}}{{0,1}} = 1,3\) Tạo thành 2 muối.
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
a 2a a (mol)
CO2 + KOH → KHCO3
b b b (mol)
Ta có : \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{a}} + {\rm{b}} = {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = 0,1\\
{\rm{2a}} + {\rm{b}} = {{\rm{n}}_{{\rm{KOH}}}} = 0,13
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\rm{a}} = {\rm{0,03}}\\
{\rm{b}} = {\rm{0,07}}
\end{array} \right.\) (mol)
CM(K2CO3 ) = \(\frac{{{\rm{0,03}}}}{{{\rm{0,1}}}} = 0,3\) (M) CM(KHCO3) = \(\frac{{{\rm{0,07}}}}{{{\rm{0,1}}}} = 0,7\) (M)
---(Nội dung đầy đủ, chi tiết của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
...
Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp giải bài tập về Hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2020, 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!
