Đang tải... (xem toàn văn)
Bộ tài liệu về chuyên đề các bài tập hay và khó bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học lớp11, 12 đã được soạn tương đối đầy đủ có lời giải chi tiết tất cả các bài tập giúp giáo viên và học sinh tham khảo thuận lợi trong việc giảng dạy và học tập,nhằm nâng cao kiến thức,chuyên môn không phải mất thời gian để soạn mà tập trung vào công việc khác, tiết kiệm được thời gian, tiền của cho giáo viên. Đây là tài liệu tham khảo rất bổ ích.
DongHuuLee *** Các chuyên đề bồi dỡng Học sinh giỏi thpt Hi®rocacbon Thanh Hố, năm 2021 Bài Xác định chất A1, A2, A3, A4, A5, A6 hiđrocacbon khác viết phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau đây: (Trích HSG lớp 12 Quảng Trị 2020 -2021) Hướng dẫn giải A6: CH4; A1: C2H2; A2: C2H4; A3: C4H10; A4: C4H4; A5: C4H6 Các phản ứng: 1500o C, làm lạnh nhanh C H + 3H 2CH4 2 Pd/ PbCO3 ,to C2H2 + H2 C H4 xt,to ,p nC2H4 (-CH2CH2-)n CuCl,NH4Cl,to CH2=CH-C≡CH 2C2H2 Pd/ PbCO3 ,to CH2=CH-C≡CH + H2 CH2=CH-CH=CH2 Ni,to CH2=CH-C=CH2 + 2H2 C4H10 xt,t o C4H10 CH4 + C3H6 o xt,t 2C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + H2 + 2H2O Bài 2.Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau, chất viết dạng công thức cấu tạo thu gọn, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có): (2) (1) CH4 C2H2 (4) (6) C H4 C H6 C H4 (5) (7) (3) C2H6O2 C6H6Cl6 C4H6 (8) C4H10O4 (Trích HSG lớp 10,11Vĩnh Phúc 2017 - 2018) Hướng dẫn giải o 1500 C (1) 2CH4 C2H2 + 3H2 l ln o Pd/PbCO3 ,t (2) C2H2 + H2 C2H4 (3) 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH C; 600o C (4) 3C2H2 C6H6 as (5) C6H6 + 3Cl2 C6H6Cl6 NH Cl; CuCl, t o (6) 2C2H2 C4H4 Pd/PbCO3 ,t o (7) C4H4 + H2 C4H6 (8) 3C4H6 + 4KMnO4 + 8H2O 3C4H6(OH)4 + 4MnO2 + 4KOH Bài Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon mạch hở A, thu số mol CO2 gấp đôi số mol H2O Mặt khác, lấy 0,1 mol A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thu 15,9 gam kết tủa màu vàng Xác định công thức cấu tạo tên gọi A (Trích HSG lớp 10,11Vĩnh Phúc 2017 - 2018) Hướng dẫn giải Gọi CTPT A CnHm Các phương trình phản ứng: 4n m m ) O2 nCO2 + H2O (1) CnHm + xAgNO3 + xNH3 CnHm–xAgx + xNH4NO3 2n m=n m CnHm + ( Theo (1) ta có: n CO2 n H2O (2) 15, 159 0,1 x = 1; n = Vậy CTPT A C4H4 Như ta có: 13n + 107x = 159 CTCT: CH ≡ C – CH = CH2 (vinyl axetilen) Theo (2): n C n Hmx Ag x n Cn Hm 0,1(mol) M C n H mx Ag x Bài Hỗn hợp X gồm C3H6, C4H10, C2H2 H2 (các hiđrocacbon mạch hở) Nung m gam X bình kín với bột Ni đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp Y Đốt cháy hoàn toàn Y, thu V lít CO2 (ở đktc) Biết hỗn hợp Y làm màu tối đa 150 ml dung dịch Br2 1M Cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch Br2 dư có 64 gam Br2 phản ứng Tính V (Trích HSG lớp 10,11Vĩnh Phúc 2017 - 2018) Hướng dẫn giải C3 H : a(mol) C H : b(mol) 10 O2 Ni,t o hh Y V(lit) CO C H : c(mol) 2 H : d(mol) Hỗn hợp Y phản ứng với 0,15 mol Br2 H2 phản ứng hết phản ứng xảy hoàn toàn Đốt cháy hỗn hợp Y đốt cháy hỗn hợp X BTNT (C) ta có số mol CO2 = 3a + 4b + 2c (*) Số mol liên kết π m gam X: a + 2c (mol) a + 2c = d + 0,15 d = a + 2c – 0,15 (1) Theo ta có: (a + b + c + d) mol X (d + 0,15) mol liên kết π 0,5 mol X 0,4 mol liên kết π 0,4(a + b + c + d) = 0,5(d + 0,15) 4a + 4b + 4c – d = 0,75 (2) Thay (1) vào (2) ta được: 3a + 4b + 2c = 0,6 Số mol CO2 = 0,6 (mol) V = 13,44 (lít) Bài Đốt cháy hết m gam hỗn hợp E gồm ankan X, anken Y, ankin Z (Y Z có số nguyên tử cacbon) Dẫn toàn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thu 45,31 gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 29,97 gam Mặt khác, đun nóng m gam hỗn hợp E với 0,05 mol H2 (Ni, to) thu hỗn hợp F có tỉ khối so với He 5,375 Dẫn tồn F qua bình đựng lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thu m1 gam kết tủa; sau qua bình đựng dung dịch Br2 dư thấy khối lượng bình tăng m2 gam Khí khỏi bình chứa hiđrocacbon đồng đẳng tích 2,688 lít (ở đktc) Tính giá trị m, m1 m2 (Trích HSG lớp 10,11Vĩnh Phúc 2017 - 2018) Hướng dẫn giải Số mol CO2 = 0,23 (mol); Số mol H2O = 0,29 (mol) mE = 3,34 (gam) BTKL mF = mE + mH = 3,34 + 0,05.2 = 3,44 (gam) nF = 0,16 (mol) Khí khỏi bình chứa RH nên H2 phản ứng hết nE = nF = 0,16 (mol) Ta có: n CO nE 0, 23 1, 4375 Các hiđrocacbon có cơng thức: CH4; C2H2; C2H4 0,16 n CH4 2n C2H4 2n C2 H2 0, 23 n CH4 0, 09(mol) m 3,34(gam) hh E 16n CH4 28n C2 H4 26n C2H2 3,34 n C2 H4 0, 04(mol) Ta có hệ : n E 0,16(mol) n CH4 n C2 H4 n C2 H2 0,16 n C2 H2 0, 03(mol) Số mol liên kết π (trong E) = 0,04 + 0,03.2 = 0,1 (mol) Số mol liên kết π (trong F) = 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol) Khí khỏi bình CH4: 0,09 (mol) C2H6: 0,03 (mol) CH : 0, 09(mol) C H : 0, 03(mol) n lk a 2b 0, 05 a 0, 03(mol) BT (C) Hỗn hợp F gồm C2 H : a(mol) 2a 2b 0, 08 b 0, 01(mol) C2 H : b(mol) BT (C) Số mol C2Ag2 = Số mol C2H2 = 0,01 m1 = 0,01.240 = 2,4 (gam) Số mol C2H4 = 0,03 (mol) m2 = 0,03.28 = 0,84 (gam) Bài Cho A hiđrocacbon mạch hở Đốt cháy hết 0,25 mol hỗn hợp X gồm CH4 A O2 dư, sản phẩm sau phản ứng cho qua bình đựng H2SO4 đặc 98% thấy khối lượng bình tăng 8,1 gam Mặt khác, cho 0,25 mol hỗn hợp X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, thu kết tủa màu vàng có khối lượng nhỏ 13 gam Biết phản ứng hóa học xảy hồn tồn a Xác định công thức phân tử hiđrocacbon A b Cho 0,25 mol hỗn hợp X tác dụng với 0,5 lít dung dịch Br2 0,1M, sau phản ứng thấy dung dịch Br2 màu hồn tồn có 0,21 mol khí Hỏi sản phẩm thu gì, khối lượng gam? (Trích HSG lớp 12 Thành Phố , Hải Phịng 2019 - 2020) a Ta có: nX = 0,25 (mol); n H 2O = 0,45 mol H = 2.0,45 = 3,6 0,25 A có dạng CaH2 ( a số chẵn) Dùng sơ đồ đường chéo n CH = 4.n A n CH = 0,2 mol n Ca H = 0,05 mol + Vì A mạch hở có nguyên tử H, tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 chắn nguyên tử H bị nguyên tử Ag sinh kết tủa CaAg2 (0,05 mol) Có 0,05.(12a +216) < 13 a < 3,67 a = Vậy A C2H2 b + Ta có: n Br2 = 0,05 , số mol khí khỏi bình đựng dung dịch brom 0,21 mol n C H phản ứng với Br2 0,25 - 0,21 = 0,04 mol n 0,05 Br2 = =1,25 C2H2 phản ứng với Br2 theo phản ứng n C2 H2 0,04 C2H2 + Br2 C2H2Br2 (1) C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (2) n C2 H2 Br2 = a a + b = 0,04 a = 0,03 Gọi a + 2b = 0,05 b = 0,01 n C2 H2 Br4 = b m C H2 Br2 5, 58 gam m C H2 Br4 3, 46 gam Bài Từ khí metan, chất vơ khơng chứa cacbon tùy chọn, điều kiện phản ứng cho đủ, lập sơ đồ phản ứng (ghi rõ điều kiện) để điều chế: axit meta-nitrobenzoic, axit ortho-nitrobenzoic, polistiren polibuta-1,3-đien (Trích HSG lớp 12 Hà Tĩnh 2018 - 2019) Hướng dẫn giải -axit o-nitrobezoic Cl2 CH4 (as,1:1) CHCl 0 CH3Cl C C [O] / H2SO4 CH4 1500 C2H2 600 C6H6 C6H5 CH3 HNO oON oO2N C6H4 COOH C6H4 CH3 LLN C AlCl3 t0 -axit m-nitrobezoic HNO3 / H2SO4 [O] C6H5 CH3 C6H5 COOH m O2 N C6H4 COOH t0 - polistiren H2 C2 H C2 H Pd C2 H / H ZnO T H C6 H C6 H C2 H C6 H C2 H polistiren 6500 C - polibuta-1,3-đien NH 4Cl ,CuCl H2 T H C2 H C4 H (CH CH )2 polibuta 1,3 dien Pd Bài Oxi hóa hoàn toàn hiđrocacbon A B thu CO2 H2O có tỉ lệ mol tương ứng 7:4 Hóa hồn tồn 13,8 gam A B thu thể tích với thể tích 4,2 gam khí N2 điều kiện nhiệt độ áp suất Cho 11,04 gam A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thu 36,72 gam kết tủa; B không phản ứng với dung dịch AgNO3 NH3, không làm màu dung dịch brom, bị oxi hóa dung dịch KMnO4 đun nóng Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo phù hợp A B (Trích HSG lớp 12 Hải Dương 2017 - 2018) Hướng dẫn giải *- Do khối lượng mol A, B nhau; đốt cháy A B thu tỉ lệ mol CO2 H2O A B có công thức phân tử - Đặt công thức phân tử A B CxHy (x, y >0) 13,8 MA =MB = =92 (gam/mol) 0,15 O2 ,t CxHy xCO2 + y/2H2O Ta có: 12x+ y=92 nCO2 nH O 2x y x=7; y=8 Vậy công thức phân tử A, B C7H8 * Biện luận tìm cơng thức cấu tạo A: - A phản ứng với AgNO3/NH3 tạo thành kết tủa A có liên kết -CCH nA = 0,12 mol + A có a liên kết -CCH Phương trình: C7H8 + aAgNO3 + aNH3 C7H8-aAga + aNH4NO3 0,12 mol 0,12 mol 36, 72 M kết tủa = = 306 92 + 107a= 306 a=2 0,12 Cơng thức A có dạng HCC-C3H6-CCH Cơng thức cấu tạo phù hợp A CH C-CH2-CH2-CH2-C CH; CH C-C(CH3)2-C CH CH C-CH(CH3)-CH2-C CH; CH C-CH(C2H5)-C CH * Biện luận tìm cơng thức cấu tạo B - B khơng có phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3; khơng làm màu dung dịch brom; bị oxi hóa dung dịch KMnO4 đun nóng Vậy B C6H5-CH3 (toluen) t C6H5-CH3 + 2KMnO4 C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O Bài 9.Hỗn hợp X gồm C2H6, C3H4, C2H2, C4H6 H2 (các chất mạch hở) Cho 19,46 gam X vào dung dịch chứa Br2 dư thấy có 0,86 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 14,56 lít hỗn hợp khí X cần V lít O2 thu 1,21 mol H2O Tính V Các thể tích khí đo đktc (Trích HSG lớp 12 Vĩnh Phúc 2020 - 2021) o Hướng dẫn giải Xét phản ứng đốt 14,56 lít hỗn hợp X + O2 → CO2 + H2O X a 1,21 mol Ta có: mol Br2 phản ứng với 14,56 lít (0,65 mol) hỗn hợp X = a – 1,21 + 0,65 = a – 0,56 Khối lượng X 0,65 mol X = 12a + 2,42 (gam) => => a = 1,42 mol ĐLBT nguyên tố O => mol O2 = 2,025 mol => V = 45,36 lít Bài Cho 12,24 gam hỗn hợp D gồm C2H6, C2H4, C3H4 vào dung dịch AgNO3/NH3 dư, phản ứng kết thúc, thu 14,7 gam kết tủa Mặt khác 0,19 mol hỗn hợp D phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,14 mol Br2 Viết phương trình phản ứng tính số mol chất 12,24 gam hỗn hợp D (Trích HSG lớp 12 Quãng Trị 2018) Hướng dẫn giải Gọi x, y, z số mol C2H6, C2H4, C3H4 12,24 gam D NH CH3-C CH +Ag[(NH3)2]OH CH3-C CAg +2NH3 + H2O (1) C2H4 + Br2 BrH2C - CH2Br (2) CH3 - C CH + Br2 CH3- CBr2 - CHBr2 (3) Theo (13) ta có hệ: 3 x y z , z , / ,1 x y z y 2z ,1 ,1 x 0,2 m o l y = ,0 m o l z = ,1 m o l Bài 10 Trộn ankan A hiđrocacbon mạch hở B có số nguyên tử cacbon theo tỉ lệ mol 1:1 hỗn hợp X Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol X cho toàn sản phẩm cháy vào bình đựng nước vơi dư thấy khối lượng bình tăng 3,63 gam đồng thời thu gam kết tủa a) Xác định công thức phân tử A B b) Xác định công thức cấu tạo A gọi tên Biết A tác dụng với khí clo thu dẫn xuất monoclo đồng phân Viết phương trình phản ứng xảy c) Xác định công thức cấu tạo B biết B hiđrocacbon không phân nhánh, có hệ liên hợp khơng có liên kết ba phân tử B có đồng phân hình học khơng? Nếu có viết đồng phân hình học B gọi tên (Trích HSG lớp 11 Điện Biên 2018 - 2019) Hướng dẫn giải a) - n CO2 n CaCO3 0, 06 - Khối lượng bình tăng m CO2 m H 2O 3,63 n H 2O 0,055 - Số nguyên tử C A (cũng B) n CO2 nA nB 0,06 6 0,01 Ankan A C6H14 (0,005 mol) - Bảo toàn mol H Số nguyên tử H B 0,055 0,005 14 8 0,005 Hiđrocacbon mạch hở B C6H8 ( = 3) b) - CTCT A: (2,3-đimetylbutan) - Pư clo hóa A: c) - B mạch hở, có lk (khơng có liên kết ba), có hệ liên hợp B có CTCT: CH2=CHCH=CHCH=CH2 - B có đồng phân hình học: Bài 11 a) Từ metan hợp chất vô không chứa cacbon, viết phương trình phản ứng (kèm đầy đủ kiều kiện) để điều chế nhựa PVC cao su buna b) Nhỏ toluen vào dung dịch thuốc tím nhiệt độ thường đun nóng nhẹ (Trích HSG lớp 11 Điện Biên 2018 - 2019) Hướng dẫn giải a) * Điều chế nhựa PVC 1500 C 2CH4 CHCH + 3H2 làm lạnh nhanh HgCl2 CHCH + HCl CH2=CHCl 1502000 C * Điều chế cao su buna CuCl, NH Cl 2CHCH CH2=CHCCH 800 C Pd/ PbCO3 CH2=CHCCH + H2 CH2=CHCH=CH2 t 0C b) Ở nhiệt độ thường khơng có tượng Khi đun, màu tím dd nhạt dần: t0 C6H5CH3 + 2KMnO4 C6H5COOK + KOH + MnO2 + H2O Bài 12 a) Tính tỉ lệ sản phẩm monoclo hóa 1000C monobrom hóa tạo 1270C isobutan Biết tỉ lệ khả phản ứng tương đối nguyên tử H cacbon bậc nhất, bậc hai bậc ba phản ứng clo hóa 1,0 : 4,3 : 7,0 phản ứng brom hóa : 82 : 1600 b) Dựa vào kết tính câu (a), cho nhận xét yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng sản phẩm phản ứng halogen hóa ankan (Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2015 - 2016) Hướng dẫn giải a) Phản ứng xảy ra: CH3 CH3 CH3 CH3 CH CH CH2X (A1) CH3 (A2) as CH3 + X2 CH3 -HX CH3 CX 9.1 100% 56, 25% ; %A2 = 43,75% 9.1 9.1 100% 0,56% ; %A2 = 99,44% + Ứng với X2 Br2 %A1 = 9.1 1600 b) Các yếu tố ảnh hưởng gồm: Cấu tạo ankan (bậc cacbon) chất halogen Bài 13 Hiđrocacbon A không làm màu dung dịch brom Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol chất A hấp thụ hết sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,15 mol Ca(OH)2 thu chất kết tủa khối lượng dung dịch bình tăng lên 1,32 gam Thêm tiếp dung dịch Ca(OH)2 dư vào dung dịch thu thấy lượng kết tủa tăng lên, tổng khối lượng hai lần kết tủa 20 gam Chất A không phản ứng với dung dịch KMnO4/H2SO4 đun nóng, cịn monoclo hóa điều kiện chiếu sáng tạo sản phẩm hữu Tìm CTPT, CTCT tên gọi A (Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2015 - 2016) Hướng dẫn giải + Ứng với X2 Cl2 %A1 = Tổng khối lượng CaCO3 = 20 gam CO2 tạo = 0,2 mol tính H2O = 0,14 mol + Do số mol A = 0,02 mol A C10H14 ( + v = 4) + Vì A khơng làm màu nước brom nên A có vịng benzen + Vì A khơng phản ứng với dung dịch KMnO4/H2SO4 đun nóng nên A có cacbon bậc IV A C6H5-C(CH3)3 = tert-butylbenzen Bài 14 Đốt cháy 3,36 gam hh gồm hiđrocacbon A, B, D, E, F, G có CTPT (đều chất khí đkt) Đem toàn sp cháy hấp thụ hết vào bình đựng dd Ba(OH)2 thu 39,4 gam kết tủa thấy khối lượng dd giảm 24,52 gam Khi cho chất vào dung dịch brom CCl4 thấy A, B, D, E tác dụng nhanh, F tác dụng chậm hơn, G không tác dụng B D đồng phân hình học Khi cho A, B D tác dụng với H2 (Ni, t0) cho sản phẩm Biết nhiệt độ sôi B cao D Tìm A, B, D, E, F, G (Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2016 - 2017) Hướng dẫn giải Ta có tổng khối lượng (CO2 + H2O) = 39,4 – 24,52 = 14,88 gam CO2 x mol 44x 18y 14,88 x 0,24 mol + Đặt tỉ lệ C : H = 0,24 : 0,48 = : y = 0,24 mol H O y mol 12x 2y 3,36 chất có CTPT (CH2)n n = 2, 3, Do có đồng phân có n = thỏa mãn + Do chất khí nên n ≤ + Vậy A = but-1-en; B = cis-but-2-en; D = trans-but-2-en; D = isobutilen; F = metyl xiclopropan; G = xiclobutan + Chú ý: qui luật chung Nhiệt độ sơi Nhiệt độ nóng chảy Đồng phân cis Cao Thấp Đồng phân trans Thấp Cao Bài 15 Khi điều chế khí etilen cách đun nóng 1700C hỗn hợp etanol H2SO4 đặc ta khí X Cho sản phẩm khí qua dung dịch KMnO4 khơng thấy có kết tủa MnO2 Nếu cho etilen nguyên chất vào dung dịch KMnO4 có kết tủa nâu đen MnO2 a) Giải thích tượng trên? b) Để loại bỏ tạp chất X ta phải cho X qua dung dịch sau đây: KMnO4; KOH; Br2; Na2CO3; BaCl2 Giải thích (Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2016 - 2017) Hướng dẫn giải a) Khi đun nóng 170 C hỗn hợp etanol H2SO4 đặc ta có phản ứng: H 2SO4 Phản ứng chính: C2H5OH CH2=CH2 + H2O 1700 C Phản ứng phụ: t0 C2H5OH + 2H2SO4 2C + 2SO2 + 5H2O 0 t C2H5OH + 6H2SO4 2CO2 + 6SO2 + 9H2O Hỗn hợp khí X gồm: C2H4, SO2, CO2 + Khi cho X vào dd KMnO4 xảy pư: 2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 dung dịch sau phản ứng có mơi trường axit không tạo MnO2 b) Để loại bỏ CO2, SO2 ta phải cho X qua chất hấp thụ CO2 SO2 mà không phản ứng với C2H4 ta phải chọn: KOH phản ứng + Ta khơng chọn KMnO4, Br2, Na2CO3 BaCl2 vì: KMnO4, Br2 hấp thụ SO2 C2H4 Phản ứng (tự viết) Na2CO3 có phản ứng Bài 16.Hỗn hợp X gồm hiđro, propen, propin Dẫn hỗn hợp X qua Ni đun nóng, sau pư xảy hồn tồn thu hỗn hợp khí Y Chia Y thành hai phần nhau; Đốt cháy phần cần dùng V lít O2 (đktc) Hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào dd nước vôi dư, dung dịch thu có khối lượng giảm 16,2 gam so với khối lượng dd nước vôi ban đầu Dẫn phần vào dung dịch brom dư có 16 gam brom phản ứng Tìm V? (Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2018 - 2019) Hướng dẫn giải Cách 1: Vì phần phản ứng với brom nên Y khơng có hiđro dư Sơ đồ C H : x mol C H8 CO : (3x+3y) O2 H 100% C H C H : y mol H O : (3x + 2y + z) H : z mol C H + Ta có số mol O2 = 4,5x + 4y + 0,5z = 4(x + y) + 0,5(x + z) (I) + KL dung dịch giảm = CaCO3 – CO2 – H2O = 100(3x + 3y) – 44(3x + 3y) – 18(3x + 2y + z) = 16,2 114x + 132y – 18z = 16,2 132(x + y) – 18(x+z) = 16,2 (II) + Bảo toàn số mol liên kết ta có: x + 2y = z + 0,1 2(x+y) – (x + z) = 0,1 (III) + Từ (II, III) (x + y) = 0,15 mol (x + z) = 0,2 mol Thay vào (I) O2 = 0,7 mol Cách 2: Dùng pp số đếm loại bỏ C3H6 ta có: C H8 C H : x mol H 100% CO : 3x O2 C H H : y mol H O : 2x + y C H = 2x = y + 0,1 100.3x – 44.3x – 18(2x+y) = 16,2 x = 0,15 y = 0,2 mol O2 = 4x + 0,5y = 0,7 mol Cách 3: Dùng pp số đếm loại bỏ C3H4 ta có: C H : x mol H 100% C H8 O2 CO2 : 3x H : y mol C H H O : 3x + y = x = y + 0,1 100.3x – 44.3x – 18(3x+y) = 16,2 x = 0,15 y = 0,05 mol O2 = 4,5x + 0,5y = 0,7 mol Bài 18.Cao su thiên nhiên polime isopren mắt xích có cấu hình cis Polime lấy từ nhựa gu-ta-pec-cha (một loại cao su) có cơng thức (C5H8)n mắt xích có cấu hình trans Viết CTCT đoạn mạch polime cho loại (Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2018 - 2019) Hướng dẫn giải Công thức dạng cis: CH2 C CH2 C CH3 C H CH2 CH2 C CH3 H Công thức dạng trans: CH3 C CH2 C H CH2 C C CH3 CH2 CH2 H Bài 19.Một hợp chất A có cơng thức phân tử C9H12 Xử lý A với oxi khơng khí, sau thủy phân sản phẩm dung dịch H2SO4 thu hai chất B (C6H6O) C (C3H6O) Có thể thu C cho isobutilen tác dụng với dung dịch chứa KMnO4 H2SO4 Khi A tác dụng với dung dịch KMnO4 đun nóng thu muối D (C7H5O2K) Nhiệt phân D với NaOH điều kiện thích hợp thu hiđrocacbon E Brom hóa E Br2 có mặt FeBr3 thu F Cho F tác dụng với NaOH điều kiện thích hợp, sau trung hịa sản phẩm thu B a) Xác định công thức cấu tạo A, B, C, D, E, F b) Viết phương trình từ isobutilen tạo thành C, từ D tạo thành E (Trích HSG lớp 12 Bình Phước 2020) Hướng dẫn giải Hướng dẫn giải a) Do nH2O: nCO2 > R CnH2n+2 (n 1) Phản ứng: CnH2n+2 +(3n+1)/2O2 nCO2 + (n+1) H2O (1) Từ (n+1): n =1,125 n=8 R: C8H18 b) Do R1 tác dụng với Cl2 tạo dẫn xuất monoclo R2 R1: (CH3)3C – C(CH3)3 : 2,2,3,3-tetrametylbutan R2: ClCH2(CH3)2C – C(CH3)3 : 1-clo-2,2,3,3-tetrametylbutan (CH3)3C – C(CH3)3 + Cl2 as ClCH2(CH3)2C – C(CH3)3 + HCl Bài 89 Từ C2H2 , hóa chất vơ điều kiện cần thiết, viết phản ứng điều chế caosu BuNa- S (Trích HSG 11 THPT Lê Hồng Phong –Nghệ An 2012 - 2013) Hướng dẫn giải - Điều chế buta – 1,3-đien : NH Cl,CuCl 2CH CH CH CH C CH t0 Pd/ PbCO3 CH CH C CH H CH CH CH CH t0 C ho¹ t tÝnh 3CH CH C6H6 t0 - Điều chế stiren : Ni CH CH H CH CH t0 xt C6H6 + CH2=CH2 C6H5-CH2-CH3 t0 t C6H5-CH2-CH3 C6H5-CH=CH2 + H2 xt - Đồng trùng hợp buta – 1,3- đien stiren thu caosu buna –S : t nCH CH CH CH nCH CH ( CH CH CH CH CH CH ) xt,p | | C H5 C H5 Bài 90 A B hidrocacbon thể khí điều kiện thường, biết: * Khi đốt cháy chất với số mol cho số mol nước * Trộn A với lượng oxi (lấy gấp đôi so với lượng oxi cần cho phản ứng đốt cháy hết A) hỗn hợp X 00C, áp suất p atm Đốt cháy hết X, tổng thể tích khí thu sau phản ứng 2730C, áp suất 1,5p atm gấp 1,4 lần thể tích hỗn hợp X * B có nguyên tử cacbon nằm đường thẳng, có khả làm nhạt màu dung dịch brom Xác định công thức phân tử, viết cơng thức cấu tạo A,B (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 11) Hướng dẫn giải Gọi công thức A CxHy lấy số mol A mol ta có y y CxHy + x O2 → xCO2 + H2O 4 y Ban đầu 2* x 0 4 y y Sau phản ứng x x 4 Tổng số mol hỗn hợp trước phản ứng n1 y 8x y y n1 = 1+2* x =1+2x+ = 4 Tổng số mol hỗn hợp sau phản ứng y y 8x y y = n2 = x +x+ =n2= 2x+ = 4 4 p *V R * 273 1,5 p *1,4V n2= R * * 273 n p *V 1,5 p *1,4V x y x y Ta có : = : n2 R * 273 R * * 273 n1 20 x y x y x y : = n2 21 8x y 4x-9y=-42 B chất khí nên xét x=1,2,3,4 thấy có x=3; y=6 thõa mãn A C3H6; Vì theo giả thiết thứ A,B có số nguyên tử H phân tử B C4H6 Mặt khác B có khả làm màu dung dịch Brom có nguyên tử C nằm đường thẳng nên B but-2-in A là: C3H6 cấu tạo là: CH2=CH-CH3 B là: C4H6 cấu tạo là: CH3-CC-CH3 Bài 91.Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon A thu số mol CO2 gấp đôi số mol H2O Mặt khác lấy 0,1 mol A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu 15,9 gam kết tủa màu vàng - Xác định công thức cấu tạo tên gọi A - Từ A, phản ứng người ta điều chế etyl xiclohecxan Viết phương trình phản ứng hóa học xẩy (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 12) Theo đề n1= Hướng dẫn giải - Do 2n H2 O n CO2 hiđrocacbon có dạng CnHn - Phản ứng : AgNO3 / NH CnHn CnHn- aAga Đề : 0,1(13n – 107a) = 15,9 có cặp n = , a = thỏa mãn - CTPT A : C4H4 - CTCT A: CH CH C CH ( But – 1- en – –in hay vinyl axetilen) - Phản ứng : Pd/ PbCO3 CH2 = CH – CH = CH2 CH CH C CH + H2 t0 xt,t CH2 = CH – CH = CH2 + CH2 = CH – CH = CH2 Vinyl xiclohexen ( phản ứng đóng vịng) xt,t Vinyl xiclohexen + 2H2 Etyl xiclohexan Bài 92 A hiđrocacbon có phần trăm khối lượng hiđro 7,692% Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol A, thu không 1,344 lit CO2(đktc) Trong phân tử A, tất nguyên tử cacbon kiểu lai hóa Hãy xác định cơng thức cấu tạo A cho biết kiểu lai hóa nguyên tử cacbon phân tử A Hướng dẫn giải sp Công thức nguyên A (CH)n; n ≤ 7, chẵn => CTPT X: C2H2 ( C ), C4H4(xiclobuta-1,3- đien; 2 C sp ) C6H6 (benzen; C sp ) Bài 93 Thổi 672 ml (đktc) hỗn hợp khí A gồm ankan, anken ankin (đều có số nguyên tử cacbon phân tử nhau) qua lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, thấy có 3,4 gam AgNO3 tham gia phản ứng Cũng lượng hỗn hợp khí A làm màu vừa hết 200 ml dung dịch Br2 0,15 M a) Xác định công thức cấu tạo tính khối lượng chất A b) Đề nghị phương pháp tách riêng chất khỏi hỗn hợp A Hãy hoàn thành sơ đồ phản ứng tổng hợp PVC policloropren cho cho biết PVC tổng hợp theo sơ đồ nào? Cl a) CH2 = CH2 A 15000 C b) CH4 C2H2 NaOH,e tan ol HCl B B t ,xt,p PVC t ,xt,p PVC t ,xt,p c) CH CH C4H4 C4H5Cl policloropren (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 13) t ,xt HCl,xt Hướng dẫn giải Nếu ankin có dạng RCCH : RCCH + AgNO3 + NH3 RCCAg + NH4NO3 n (ankin ) 3,4gam 0,02mol n Br2 n (ankin ) 0,04mol 170gam / mol Điều trái giả thiết, số mol Br2 0,2L 0,15mol / L 0,03mol Vậy ankin phải C2H2 ankan C2H6, anken C2H4 Từ phản ứng : C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 C2Ag2 + 2NH4NO3 n(C2H2) = 1/2n(AgNO3) = 0,01 mol Từ phản ứng : C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 C2H4 + Br2 C2H4Br2 n(C2H4) = 0,01 mol n(C2H6) = 0,672L 0,01mol 0,01mol 0,01 mol 22,4L / mol Khối lượng của: C2H2: 0,26gam; C2H4: 0,28 gam; C2H6: 0,3 gam (2)Thổi hỗn hợp qua binh chứa dung dịch AgNO3/NH3 dư Lọc tách kết tủa, hòa tan kết tủa dung dịch HCl dư thu khí C2H2 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 C2Ag2 ↓ + 2NH4NO3 C2Ag2 + 2HCl C2H2 + 2AgCl ↓ Khí khỏi bình chứa dung dịch AgNO3/NH3, thổi tiếp qua dung dịch nước brom dư Chiết lấy sản phẩm đun nóng với bột Zn (trong CH3COOH) thu C2H4 : C2H4 + Br2 C2H4Br2 C2H4Br2 + Zn C2H4 + ZnBr2 Khí khỏi bình chứa dung dịch brom khí C2H6 a) CH2 = CH2 + Cl2 Cl – CH2 – CH2 – Cl e tan ol Cl- CH2-CH2 – Cl +NaOH CH2= CH – Cl + NaCl + H2O t ,xt,p n CH2 = CH-Cl (-C2H3Cl-)n b) 1500 C 2CH4 CH CH 3H l ln HgCl CH CH HCl CH2 = CH-Cl n CH2 = CH-Cl (-C2H3Cl-)n Hiện người ta tổng hợp PVC theo sơ đồ : Cl 500 C CH2=CH2 Cl-CH2-CH2-Cl CH2 = CH – Cl PVC Vì : + Tận dụng Cl2 ( sinh nhờ tận dụng HCl 2) + Chất thải H2O nên không gây ô nhiễm môi trường + Khơng cần phải dùng thêm hóa chất NaOH, etanol sơ đồ không tốn lượng sơ đồ c) CuCl ,NH Cl 2CH CH CH CH C CH xt CH CH C CH +HCl CH2= CH – CCl = CH2 ( cloropren) t ,xt,p nCH2= CH – CCl = CH2 -(CH2- CH = CCl- CH2-)n Bài 94 Trong công nghiệp, ngày người ta điều chế PVC tức Poli(vinyl clorua) theo sơ đồ kĩ thuật hình bên: a) Từ sơ đồ kĩ thuật cho, viết phương trình hóa học xảy gai đoạn clo hóa (1), giai đoạn nhiệt phân (2) giai đoạn chuyển HCl thành Cl2 (3) b) Nêu ưu điểm sơ đồ bên với sơ đồ sau: Cl e tan ol,NaOH t ,xt,p Sơ đồ 2: CH2 = CH2 A B PVC 15000 C HCl t ,xt,p Sơ đồ 3: CH4 C2H2 B PVC c) Tính thể tích khí etilen khí clo(đktc) cần sản xuất PVC theo sơ đồ trên, giả sử phản ứng đạt 100% Hướng dẫn giải a) CH2 = CH2 + Cl2 Cl – CH2 – CH2 – Cl (giai đoạn 1) 500 C Cl- CH2 – CH2 – Cl CH2 = CH – Cl + HCl (giai đoạn 2) 4HCl + O2 2Cl2 + 2H2O ( giai đoạn 3) b) Bản chất sơ đồ hình vẽ là: Cl 500 C CH2=CH2 Cl-CH2-CH2-Cl CH2 = CH – Cl PVC So vớ sơ đồ sơ đồ thì: + Tận dụng Cl2 ( sinh nhờ tận dụng HCl 2) + Chất thải H2O nên không gây ô nhiễm môi trường + Không cần phải dùng thêm hóa chất NaOH, etanol sơ đồ không tốn lượng sơ đồ c) Sơ đồ : n CH2 = CH2 + n Cl2 (- C2H3Cl-)n + n HCl dễ tính 106.22, VC H4 VCl2 358400(lit) 62, Bài 95 Viết phản ứng naphtalen (ghi rõ điều kiện phản ứng có) với : Br2, HNO3, H2 O2 Chỉ khác cho benzen, Etylbenzen, stiren, Naphtalen tác dụng với dung dịch KMnO4 (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 14) Hướng dẫn giải SGK 11 NC – Trang 195, 196 - Benzen naphtalen không tac dụng với dung dịch KMnO4 nhiệt độ - Etylbezen ( ankyl benzen) tác dụng làm màu dung dịch KMnO4 đun nóng: C6H5 – CH2-CH4 + KMnO4 + H2O C6H5COOK + K2CO3 ( KHCO3) + MnO2 + H2O - Stiren tác dụng làm màu dung dịch KMnO4 điều kiện thường : C6H5-CH=CH2 + KMnO4 + H2O C6H5-CH(OH)- CH2OH + MnO2 + KOH Nếu môi trường axit : C6H5-CH = CH2 + KMnO4 +H2SO4 C6H5-COOH + CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Bài 96 Hãy nêu giải thích tượng xảy thí nghiệm sau: a) Cho bezen vào ống nghiệm chứa nước brom, lắc kĩ để yên b) Cho brom lỏng vào ống nghiệm chứa benzen ,lắc kĩ để yên c) Cho brom lỏng vào ống nghiệm chứa benzen, cho thêm chút bột sắt vào ròi đun nóng nhẹ (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 14) Hướng dẫn giải a)chất lỏng phân thành lớp : lớp dung dịch brom benzen có màu da cam, lớp nước không màu Vì benzen khơng tác dụng với nước brom tan brom tốt tan nước b) tạo thành dung dịch đồng có màu nhạt brom tan tốt benzen nên bị pha lỗng c) có khí , màu dung dịch nhạt dần Bài 97 a)Vì cơng nghiệp,phương pháp điều chế axetilen từ metan sử dụng rộng giải phương pháp từ đá vôi than đá? b) Viết sơ đồ điều chế vinyl clorua từ axetilen từ etilen Vì người ta sử dụng phương pháp từ etilen? (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 14) Hướng dẫn giải a) Vì CH4 có nhiều khí thiên nhiên sản phẩm chế biến dầu mỏ, cịn phương pháp từ đá vơi tốn lượng nhiều hơn, cho khí axetilen có lẫn nhiều tạp chất ( NH3,PH3, H2S) khí độc hại, giá thành cao b) HCl CH CH CH CH Cl 150 200 C,HgCl Cl2 500 C, HCl CH CH Cl CH CH Cl CH CH Cl Phương pháp từ etilen cho sản phẩm rẻ C2H4 có sẵn khí crackinh cịn C2H2 phải điều chế từ CH4 15000C nên tốn lượng, đắt Bài 98 Chất A tác dụng tác nhân tạo anken B dễ bay Sau brom hố lượng mol tương đương B thu chất C Khi xử lí C dung dịch KOH ancol thu ankin D đơn giản Một phần chất D tạo thành nhiệt độ xác định tạo chất Đ (chất đứng đầu dãy đồng đẳng đó) D có khả bị đime hoá tạo chất Z mà cho chất Z tác dụng với HCl tạo monome quan trọng I dùng để tổng hợp cao su V Khi hidro hố khơng hồn tồn Z chất K dùng để tổng hợp cao su L Hãy tìm cơng thức cấu tạo chất tương ứng chữ viết phương trình phản ứng xảy Hướng dẫn giải CaC2 + 2HOH → Ca(OH)2 + C2H2 2CH CH→ CH2=CH-C CH CH2=CH-C CH + H2 → CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n 3CH CH→ C6H6 C6H6 + CH CH→ CH2=CH-C6H5 CH2=CH-CH=CH2 + CH2=CH-C6H5 → Caosubuna-S ( Tự ghi điều kiện phản ứng) Bài 99 Từ nguyên liệu ban đầu CH4, chất vô cần thiết, đk tùy ý chọn Viết phương trình hóa học điều chế PE,PVC Cao su bu na Hướng dẫn giải C H P.E CH C H CH CH Cl P.V.C CH CH C CH CH CH CH CH Cao su buna 1500 C 2CH4 CH CH 3H Ni CH CH H CH CH t0 CH CH HCl CH CH Cl t ,xt nCH CH (CH CHCl )n p | Cl CuCl,NH Cl CH CH CH CH CH CH C CH Pd / PbCO3 CH CH C CH H CH CH CH CH t0 t ,xt nCH2= CH- CH= CH2 (-CH2-CH = CH – CH2-)n p Bài 100 Hỗn hợp khí A (đktc) gồm olefin Để đốt cháy hết thể tích A cần 31 thể tích oxi a) Xác định công thức phân tử olefin, biết olefin chứa nhiều cacbon chiếm khoảng 40 – 50% thể tích A b) Tính % khối lượng olefin A c)Trộn 4,704 lít A với V lít H2 đun nóng với bột Ni làm xúc tác Hỗn hợp khí sau phản ứng cho từ từ qua dung dịch nước brom thấy nước brom nhạt màu khối lượng bình tăng thêm 2,8933 gam Tính thể tích H2 dùng tính khối lượng phân tử trung bình hỗn hợp ankan thu Biết khí đo (đktc), phản ứng xảy hoàn toàn hiệu suất phản ứng olefin Hướng dẫn giải a) Gọi công thức chung olefin CnH2n Phương trình: 3n CnH2n + O2 nCO2 + nH2O (1) 31 Trong điều kiện, tỉ lệ thể tích tỉ lệ mol 3n 31 => => n = 2,95 Olefin phải có số nguyên tử cacbon => hỗn hợp phải có C2H4 Gọi cơng thức olefin cịn lại CmH2m ( m > 2,95), có y (mol) Giả sử có mol hỗn hợp => 0,4 y 0,5 (*) n = 2,95 = 2( – y) + my 0,95 => y = (**) m2 Lắp giá trị vào (*) => 3,9 m 4,375 , m số nguyên => m = hay olefin cịn lại C4H8 Vậy cơng thức olefin A C2H4 C4H8 b) thay giá trị m vào (**) => y = 0,475 (mol) => mol A có 0,525 (mol) C2H4 0,475 mol C4H8 0,525.28 100% 35,59% 0,525.28 0, 475.56 %C4H8 = 64,41% c) phương trình Ni CnH2n + H2 CnH2n + t0 %C2H4 = CnH2n + Br2 CnH2nBr2 Dung dịch nước brom nhạt màu => H2 hết, olefin dư Khi cho qua dung dịch Br2, olefin bị giữ lại hết Br2 dư Khối lượng bình tăng khối lượng olefin chưa phản ứng với H2 4, 704 nA 0, 21(mol ) 22, 2,8933 Số mol olefin chưa phản ứng với H2 : 0,07(mol ) 14.2,95 => số mol olefin phản ứng với H2 là: 0,21 – 0,07 = 0,14 (mol) => thể tích H2 dùng là: 0,14.22,4 = 3,136 lít Vì olefin có hiệu suất phản ứng nhau, nên ankan n = 2,95 không đổi => Mankan = 14.2,95 + = 43,3 Bài 101 Đồng phân pentađien tồn đồng phân hình học? Dùng cơng thức cấu tạo viết phương trình hóa học phản ứng theo sơ đồ: Br2 C C H Br2 (mét chÊt) t ,xt A H2 Br2 C H Br2 (mét chÊt) D xt,t C H10 H2 D t ,xt B AgNO3 / NH3 H2 E Hướng dẫn giải 1.Với hợp chất có nhiều liên kết đơi liên kết đơi cách liên kết đơn có số lẻ liên kết đơi liên tiếp cso đồng phân hình học cso penta- 1,3- đien có đồng phân hình học: CH CH CH CH CH H CC CC CH H H H A: CH3 – CH = CH – CH3 B: CH2 = CH – CH2- CH3 C:CH3 – C C- CH3 D: CH2 = CH – CH = CH2 E: CH C - CH2- CH3 Bài 102 Đốt cháy hồn tồn hiđrocacbon khí A với oxi bình kín Nếu tăng nồng độ oxi lên lần tốc độ phản ứng tăng lên gấp 32 lần Tìm cơng thức phân tử có A Biết cơng thức tính tốc độ trùng với công thức thiết lập theo lý thuyết, hệ số hợp thức phương trình phản ứng nguyên, phản ứng xảy nhiệt độ bổ sung kiến thức : Phản ứng aA+bB cC +dD Thì : - a,b,c,d gọi hệ số hợp thức - Cơng thức tính tốc độ phản ứng v = k A B a b với k hệ số không đổi, phụ thuộc vào nhiệt độ, A , B nồng độ mol/l chất thời điểm xét (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 16) Hướng dẫn giải Đặt công thức A: CxHy (x, y nguyên, dương) CxHy + (x + y/4)O2 xCO2 + y/2H2O (1) y (x+ ) Cơng thức tính tốc độ phản ứng theo lý thuyết v=k C x H y O Vì hệ số hợp thức phương trình phản ứng nguyên nên có trường hợp: TH1: y chia hết cho Gọi số mol hiđrocacbon oxi lít hỗn hợp trước phản ứng a, b , v =k.a.(2b) y (x+ ) y (x+ ) y ( x ) v2 2 32 25 v1 Lập bảng x + y/4 = > 4x + y = 20 y x 12 (nhận) (nhận) (loại) A C4H4 C3H8 TH2: y số nguyên chẵn không chia hết cho Khi hệ số hợp thức phản ứng phải là: 2CxHy + 2(x + y/4)O2 2xCO2 + yH2O (2) v1 k a b v1 =k.a.b y (2 x ) , v2 k a (2b) 16 (loại) y (2 x ) y (2 x ) v2 b 25 2x + y/2 = hay 4x + y = 10 v1 Lập bảng: y x 1,5 (loại) (loại) Vậy A C2H2 Bài 103 Hiđrocacbon mạch hở X có 94,12% khối lượng cacbon, phân tử khối nhỏ 120 Khi thay hết nguyên tử H linh động phân tử X nguyên tử kim loại M (M có số oxi hóa +1) thu muối Y có chứa 76,6% khối lượng kim loại Xác định kim loại M cơng thức có X,Y (Trích Tài liệu HSG Lớp 11- Đề 16) Hướng dẫn giải X: CxHy %mC = 12x/(12x+y) = 0,9412 x/y = 4/3 Từ MX < 120 nên X: C8H6 (a=6) chứa tối đa liên kết Y: C8H6-bMb %mM = Mb/(102+Mb-b) = 0,766 M = (102-b).0,766/(0,234.b) Do b nên b=3, M=108, kim loại M Ag Nên X: C2H3(CCH)3 Y C2H3(CCAg)3 X Y CH3C(CCH)3 CH3C(CCAg)3 HCC-CH2-CH(CCH)2 AgCC-CH2-CH(CCAg)2 Bài 104 a) Cho hai ống nghiệm ống đựng ml nước brom( màu vàng nhạt) Thêm vào ống thứ 0,2 ml hexan ống thứ hai 0,2 ml hex-2-en, sau lắc nhẹ hai ống nghiệm, để yên Hãy mô tả tượng hai ống nghiệm, giải thích ? b) Vì công nghiệp, phương pháp điều chế axetilen từ metan sử dụng rộng rãi phương pháp từ đá vôi than đá? c) Trong số 20 hóa chất sản xuất nhiều nhất, H2SO4 đứng đầu, etilen chiếm vị trí thứ tư, clo xếp thứ 10 Hãy nêu lý làm cho etilen chiếm thứ bậc cao vậy, lấy ba ví dụ phản ứng hóa học để minh họa cho ý kiến Hướng dẫn giải a)- Ống thứ có lớp chất lỏng phía màu vàng nhạt cịn lớp chất lỏng phía khơng màu Do brom tan hexan tốt nước nên chiết toàn brom từ nước - Ống thứ hai có lớp chất lỏng phía khơng màu lớp chất lỏng phía khơng màu Do ống thứ hai có phản ứng hex-2-en với brom tạo sản phẩm không màu, khơng tan nước nhẹ nước phân thành hai lớp CH3–CH =CH-CH2- CH2-CH2- CH3 + Br2 CH3 – CHBr - CHBr- CH2- CH2-CH2- CH3 b) Phương pháp từ metan dùng nhiều CH4 có nhiều khí thiên nhiên sản phẩm chế biến dầu mỏ, cịn phương pháp từ đá vơi tốn lượng nhiều hơn, cho khí axetilen có lẫn nhiều tạp khí ( H2S ,NH3 , PH3 ) khí độc có hại, giá thành cao c)Etilen nguyên liệu quan trọng công nghiệp tổng hợp polime hóa chất khác nCH2 CH2 xt, to, p CH2 CH2 n polietilen(PE) etilen * o * t CH2 = CH2 + Cl2 CH2Cl – CH2Cl CH2 =CHCl nCH2 CH xt, to, p CH2 * vinyl clorua CH n Cl Cl poli(vinyl clorua) (PVC) o t , xt CH2 = CH2 + ½ O2 etilen oxit * Bài 105.Một học sinh lấy 100,0ml bezen ( D = 0,879, 200C), brom lỏng (D = 3,1 gam/ ml 200C) bột sắt để điều chế brom benzen a) Hãy vẽ dụng cụ để thực thí nghiệm b)Tính thể tích brom cần dùng c) Để hấp thụ khí sinh cần dùng dung dịch chứa tối thiểu bao nhiêm gam NaOH d) Hãy đề nghị phương pháp tách lấy brom bezen từ hỗn hợp sau phản ứng, biết chất lỏng, sôi 1560C, D = 1,495 gam/ml 200C,tan benzen,không tan nước, không phản ứng với dung dịch kiềm Hướng dẫn giải a) Hình bên b) mol Br2 = mol benzen = 1,127 mol nên thể tích Br2 = 58,168 lit c) Mol HBr = mol Br2 = mol NaOH =1,127 mol nên khối lượng NaOH = 45,08 gam d) Hỗn hợp sau phản ứng gồm C6H5Br, HBr (hòa tan), C6H6(dư), Br2(dư) - Rửa hỗn hợp dung dịch kiềm: NaOH + HBr NaBr + H2O NaOH + Br2 NaBr + NaBrO + H2O Chiết lấy hỗn hợp C6H5Br C6H6(xem hình 4.2.SGK) Chưng cất, đuổi benzen ( t 0s = 800C) thu brombenzen nhiệt độ gần 1560C ( xem hình 4.1.SGK) Bài 106.Đốt cháy hồn toàn 0,012 mol hiđrocacbon X Sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2, thu dung dịch Y (có khối lượng tăng 0,56 gam so với dung dịch ban đầu) gam kết tủa Cho Y vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 6,534 gam kết tủa a) Tìm cơng thức phân tử X b) Cho 18,4 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, thu 61,2 gam kết tủa Xác định cơng thức cấu tạo X (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O; 0,04 0,04 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 2a a Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 CaCO3 + BaCO3 + 2H2O a a a Với 2a số mol CO2 tạo muối axit: a.100 + a.197 = 6,534 => a = 0,022 mol => tổng số mol CO2: 0,04 + 0,022.2 = 0,084 mol => x= Mặt khác mdd tăng = 0,022.2.44 + mH2O - 0,04.(100 - 44) = 0,56 => mH2O = 0,864 gam=> nH2O= 0,048 mol => y = Vậy công thức phân tử X C7H8 b) nX = 18,4/92 = 0,2 mol; nAg+ = (61,2-18,4): 107 = 0,4 mol => X nguyên tử Ag => X có nối ba đầu mạch C H C -C H -C H -CH -C C H C H C -C H (C H )-C H -C C H C H C -C (C H ) -C CH C H C -C H (C H )-C C H Bài 107 Hiđrocacbon (X) điều chế trực tiếp từ benzen, phản ứng với brom với xúc tác sắt nung nóng (ti lệ mol 1:1) cho hai sản phẩm vị trí octo para (X) phản ứng với brom điều kiện chiếu sáng (tỉ lệ mol 1:1) cho sản phẩm (X) bị oxi hoá dung dịch KMnO4 đặc, đun nóng (mơi trường axit) khơng bị oxi hố KMnO4 điều kiện thường Biết tham gia phản ứng với brom (tỉ lệ mol 1:1) khối lượng phân tử hữu tăng 85,8696% so với ban đầu Xác định (X) viết phương trình phản ứng minh hoạ (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải (X) điều chế từ benzen, phản ứng thể có định hướng octo, para, bị oxi hoá KMnO4 đặc (môi trường axit) nên (X) hiđrocacbon thơm liên kết nhánh Vậy (X) có dạng CnH2n – (n 6) CnH2n-6 + Br2 CnH2n – 7Br + HBr 7 80 0,858696 n 14n Vậy (X) toluen PTHH: Đơn giản, tự viết Bài 108.Một hợp chất A có cơng thức phân tử C6H6 tác dụng với dung dịch AgNO3 NH3 tạo hợp chất B Khối lượng mol phân tử B lớn A 214 đvc Viết công thức cấu tạo gọi tên A theo danh pháp thay (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải Hiđrocacbon phản ứng với dung dịch AgNO3 NH3 phải hiđrocacbon có nối ba dầu mạch Khi thay nguyên tử H nguyên tử Ag khối lượng mol phân tử tăng : 108-1=107 đvc Số nguyên tử Ag phân tử B : M B M A 214 2 107 107 A có nối ba đầu mạch HC C-CH2-CH2-C CH + 2AgNO3 +2NH3 AgC C-CH2-CH2-C CAg + 2NH4NO3 Vậy CTCT A : HC C-CH2-CH2-C CH Hecxa-1,5-điin Và HC C-CH-C CH 3-Metylpenta-1,4-điin CH3 Bài 109 Viết phương trình phản ứng xảy q trình sản xuất cao su cloropren, từ khí thiên nhiên, chất vơ điều kiện phản ứng có đủ Hướng dẫn giải - Thành phần khí thiên nhiên CH4 o 1500 ,lln 2CH4 HC CH + 3H2 CuCl,NH Cl,t Cao su cloropren: n HC CH CH2= CH - C CH CH2= CH - C CH + HCl CH2 = CH - CCl = CH2 xt ,t (-CH2CH = CCl - CH2 -)n n CH2 = CH - CCl = CH2 Một hiđrocacbon A có cơng thức phân tử C10H18 ( mạch cacbon A giống mạch hai phân tử isopen lắp ráp lại với theo kiểu đầu phân tử nối phân tử kia).Oxi hóa A dung dịch KMnO4 H2SO4 thu chất A1(C3H6O) ancol bậc 2, A2 (C2H4O2) axit hữu A3 (C5H8O3) hợp chất tạp chức ( chứa chức axit – COOH, chức xeton C=O) Xác định cơng thức hóa học A viết đồng phân hình học A Hướng dẫn giải Bài 110 a) Hỗn hợp D gồm etan, etilen, propin Cho 12,24 gam D tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, phản ứng xong thu 14,7 gam kết tủa Mặt khác 4,256 lít D (đktc) phản ứng vừa đủ 140 ml dung dịch Br2 1M Tính số mol chất có 12,24 gam D (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải Đặt số mol C2H6, C2H4, C3H4 12,24 gam D là: x, y, z 2CH3 - C CH+ [Ag(NH3)2]OH 2CH3 - C CAg + H2O (1) 0,1 C2H4 + Br2 C2H4Br2 (2) 14,7/147 = 0,1 mol C3H4 + Br2 C3H4Br4 (3) Nhận xét: Cứ ( x+y+z) mol hỗn hợp + ddBr2 cần (y + 2z) mol Br2 0,19mol hỗn hợp cần 0,14mol Br2 Theo (1 3) ta có hệ: 30x 28y 30z 12, 24 x 0, mol y 0, 08 mol z 0,1 x y z : 0,19 y 2z : 0,14 z 0,1 mol b) Hỗn hợp X gồm ankan A, anken B ankin C Dẫn 4,48 lít (đktc) hỗn hợp X qua dung dịch AgNO3 dư NH3 thấy thể tích hỗn hợp giảm 20% thu 5,88 gam kết tủa Toàn khí bay dẫn tiếp vào bình đựng dung dịch Br2 dư thấy khối lượng bình brom tăng 2,24 gam cịn 1,792 lít (đktc) khí bay Khi đốt cháy hoàn toàn 11,04 gam hỗn hợp X hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 thấy bình xuất 60 gam kết tủa dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 10,56 gam so với dung dịch bazơ ban đầu Xác định công thức cấu tạo A, B C (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải Tìm C n A,B,C = 4,48/22,4= 0,2 mol Dung dịch AgNO3/NH3 hấp thụ ankin nankin = 0,2 20% = 0,04 mol TH1 : ankin C2H2 C2H2 + AgNO3 +2 NH3 AgC≡CAg + 2NH4NO3 (1) Từ (1) nAg2C2 = nC2H2= 0,04 mol m Ag2C2= 0,04 240 = 9,6 (g) ≠ 5,88 (g) Loại TH2: đặt công thức ankin RC≡CH RC≡CH + AgNO3 + NH3 RC≡CAg + NH4NO3 (2) Từ (2) nRC≡CAg = 0,04 mol (R + 132) 0,04 = 5,88 R = 15 (CH3-) công thức ankin C CH3-C≡CH Tìm B Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) ankan thoát n Ankan = 1,792 /22,4= 0,08 (mol) n Anken = 0,2-0,04-0,08= 0,08 mol CnH2n + Br2 CnH2nBr2 (3) m bình tăng = 0,08 14n= 2,24 n = công thức anken B CH2=CH2 Tìm A Đặt cơng thức ankan A CmH2m+2 (m 1) 3n CmH2m+2 + (4) O mCO2 + (m+1)H2O C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O C3H4 + 4O2 3CO2 + 2H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Và CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 Gọi số mol CO2 H2O thu đốt cháy chất a; b ( mol ) Ta có m x =11,04 = mC+ mH= 12a + 2b (I) dd giảm =m - (mCO2 + mH2O) mCO2+ m H2O = 60-10,56=49,44(g) 44 a + 18 b= 49,44 (II) a = 0,78 mol , b = 0,84 Giải hệ phương trình (I)&(II) Trong 0,2 mol hỗn hợp X số mol CmH2m+2 : C2H4 : C3H4 =0,04: 0,08 : 0,08 =1:2:2 Vậy 11,04 (g) hỗn hợp X số mol CmH2m+2 ,C2H4, C3H4 x, 2x, 2x (mol) Theo định luật bảo tồn C H ta có hệ nCO2 = m.x + 4x + 6x = 0,78 nH2O = x(m+1) +4x + 4x = 0,84 x= 0,06 x.m=0,18 m =3 Công thức ankan CH3CH2CH3 Bài 111.Trong bình kín chứa 0,35 mol C2H2; 0,65 mol H2 bột Ni Nung nóng bình thời gian, thu hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 Sục X vào lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 đến phản ứng hoàn toàn, thu hỗn hợp khí Y 24 gam kết tủa Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với mol Br2 dung dịch? (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải Bảo toàn số mol liên kết : nH2 pư+ nBr2=2nC2H2pư 0,35 (0,35 0,65 0,35 26 0,65 24 ) 0,15 16 240 Bài 112 Trình bày phương pháp hóa học đơn giản để phân biệt cặp chất chứa bình riêng biệt nhãn viết phương trình phản ứng xảy ra: a) phenylaxetilen stiren b) axetilen propin (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải a) Dùng dung dịch AgNO3/NH3, phenylaxetilen cho kết tủa vàng xám: C6H5CCH + AgNO3 + NH3 C6H5CCAg + NH4NO3 b) Cho tác dụng với H2O, xt Lấy sản phẩm thực phản ứng tráng gương Tạo kết tủa Ag anđehit, không phản ứng xeton CHCH CH3 - CCH HgSO ,t o HgSO ,t o H2O + C2H2 CH3CHO CH3 - CCH H2O CH3COCH3 o t CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4 + 2Ag+ 3NH3 + H2O Bài 113.Hồn thành phương trình hóa học phản ứng sau (nếu có): CCl a) CH3-C≡CH + HBr (dư) b) C2H2 + Br2 20o C o Ni f) C6H5-CH=CH2 + H2 20o C, 23atm t g) BrCH2CH2CH2Br + Zn VO k) 1-etylxiclohexen + K2Cr2O7 + H2SO4 i) Naphtalen + O2 350 450o C (Với C6H5- gốc phenyl) (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải a) CH3-C≡CH + HBr (dư) CH3CBr2CH3 CCl b) C2H2 + Br2 BrCH=CHBr 20o C Ni f) C6H5-CH=CH2 + H2 C6H5CH2CH3 20o C, 23atm g) BrCH2CH2CH2Br + Zn to + ZnBr2 O i) + 9O2 V2O5 350-450oC O + 4CO2 + 4H2O O C2H5 k) + K2Cr2O7 + 4H2SO4 C2H5CO[CH2]4COOH + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O Bài 114.Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon A B tạo CO2 H2O theo tỉ lệ thể tích 1,75 : Cho bay hồn toàn 5,06 gam A B thu thể tích thể tích 1,76 gam O2 điều kiện Xác định CTPT A, B Cho 13,8 gam A phản ứng hoàn toàn với AgNO3/NH3 dư 45,9 gam kết tủa B không cho phản ứng A phản ứng với HCl cho sản phẩm có chất C, B khơng phản ứng với HCl Chất C chứa 59,66% clo phân tử C phản ứng với Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 có chiếu sáng thu dẫn xuất chứa halogen Chất B làm màu dung dịch KMnO4 đun nóng Xác định cơng thức cấu tạo A, B, C viết phương trình phản ứng xảy (Trích tuyển tập HSG -11) Hướng dẫn giải Ta có nC: nH = nCO2 : 2nH2O = 1,75 : = : Công thức A B có dạng (C7H8)n 5, 06.32 Mặt khác MA = MB = 92 92n = 92 n =1 1, 76 Công thức phân tử A B: C7H8 (tổng số liên kết pi vòng = 4) A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 nên A chứa liên kết ba đầu mạch Giả sử A có x liên kết ba đầu mạch ( x = 2) C7H8 + xAgNO3 + xNH3 C7H8-xAgx + xNH4NO3 0,15 0,15 45, Khối lượng mol C7H8-xAgx = 306 x = 0,15 A hiđrocacbon mạch hở có liên kết ba đầu mạch A cộng HCl tạo chất C, giả sử tỉ lệ cộng 1: a C: C7H8+aCla , mà % Cl = 59,66% a = C: C7H12Cl4 Mặt khác C tác dụng với Br2 theo tỉ lệ mol 1: có chiếu sáng thu dẫn xuất chứa halogen CTCT A, C HC≡C-C(CH3)2-C≡CH H3C-CCl2-C(CH3)2-CCl2-CH3 B không phản ứng với AgNO3/NH3, không phản ứng với HCl làm màu dung dịch KMnO4 đun nóng B C6H5-CH3 ( Toluen) Các PTHH: HC≡C-C(CH3)2-C≡CH + 2AgNO3+2NH3 AgC≡C-C(CH3)2-C≡CAg +2NH4NO3 (1) HC≡C-C(CH3)2-C≡CH + 4HCl H3C-CCl2-C(CH3)2-CCl2-CH3 (2) as, 1:1 CH2Br-CCl2-C(CH3)2-CCl2-CH3 + HBr (3) H3C-CCl2-C(CH3)2-CCl2-CH3 + Br2 H3C-CCl2-C(CH3)2-CCl2-CH3 + Br2 as, 1:1 CH3-CCl2-(CH3)C(CH2Br)-CCl2-CH3 + HBr (4) t0 C6H5-CH3 + 2KMnO4 C6H5-COOK + 2MnO2 + KOH + H2O (5) ... phẩm monoclo hóa 1000C monobrom hóa tạo 1270C isobutan Biết tỉ lệ khả phản ứng tương đối nguyên tử H cacbon bậc nhất, bậc hai bậc ba phản ứng clo hóa 1,0 : 4,3 : 7,0 phản ứng brom hóa : 82 : 1600... Br2 nên F xiclobutan - Vì B, C có cấu tạo hóa học nên đồng phân hình học nhau; B có nhiệt độ sơi cao C nên B đồng phân cis, C đồng phân trans - Hiđro hóa A, B, C cho sản phẩm nên A, B, C có mạch... đime hóa với nhau, phân tử cộng hợp kiểu 1,4 phân tử cộng hợp kiểu 3,4 sinh phân tử limonen.Hiđro hóa hồn tồn limonen H2 (Ni, t0) thu mentan (1-metyl-4-isopropylxiclohexan); cịn hiđrat hóa limonen