Bài tập cộng H2, Br2 vào các hiđrocacbon không no, mạch hở A Lý thuyết và phương pháp giải a/ Phản ứng với H2 Khi đun nóng có kim loại niken làm xúc tác, hiđrocacbon không no, mạch hở X cộng H2 vào li[.]
Bài tập cộng H2, Br2 vào hiđrocacbon không no, mạch hở A Lý thuyết phương pháp giải a/ Phản ứng với H2: - Khi đun nóng có kim loại niken làm xúc tác, hiđrocacbon không no, mạch hở X cộng H2 vào liên kết Ni,t Cn H 2n (k số liên kết phân tử) Phương trình: Cn H2n22k kH o Tùy vào hiệu suất phản ứng mà thu hỗn hợp Y có hiđrocacbon khơng no dư hiđro dư hai dư - Phương pháp giải: + Số mol khí sau phản ứng ln giảm số mol H2 phản ứng n H2pu n X n Y + Cứ mol liên kết cộng với mol H2 + Theo ĐLBTKL: mX =mY b/ Phản ứng với Br2: - Khi dẫn hiđrocacbon không no, mạch hở qua dung dịch nước brom, thấy màu nâu đỏ dung dịch bị nhạt màu dần xt,t Cn H2n 22k Br2k (k số liên kết Phương trình: Cn H2n 22k kBr2 o phân tử) - Phương pháp giải: + Cứ mol liên kết cộng với mol Br2 n lk n Br2pu + Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố; bảo toàn mol ; bảo tồn khối lượng để giải tốn B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho hiđrocacbon X phản ứng với brom (trong dung dịch) theo tỉ lệ mol 1:1, thu chất hữu Y (chứa 74,08% Br khối lượng) Khi X phản ứng với HBr thu hai sản phẩm hữu khác Tên gọi X A but -1- en B but -2- en C xiclopropan D propilen Hướng dẫn giải: Cx H y Br2 Cx H y Br2 80.2 100% 74,08% 12x y 80.2 12x y 56 x 4; y %Br X: C4H8 X phản ứng với HBr thu sản phẩm hữu X là: CH2=CH-CH2-CH3 Đáp án A Ví dụ 2: Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C2H2; 0,2 mol C2H4 0,3 mol H2 Đun nóng X với xúc tác Ni, sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 11 Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 dung dịch Giá trị a A 0,1 B 0,2 C 0,3 D 0,4 Hướng dẫn giải: nX = 0,1 + 0,2 + 0,3 = 0,6 mol; MY = 11 = 22 Bảo toàn khối lượng: mY = mX = 0,1.26 + 0,2.28 + 0,3.2 = 8,8 gam 8,8 nY 0,4(mol) 22 n H2 phản ứng = nX – nY = 0,6 - 0,4 = 0,2 (mol) Bảo toàn số mol liên kết ta có: 0,1.2 + 0,2 - 0,2 = n Br2 a a 0,2(mol) Đáp án B Ví dụ 3: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br2 0,5M Sau phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm nửa khối lượng bình tăng thêm 6,7 gam CTPT hiđrocacbon A C2H2 C4H8 B C2H2 C3H8 C C3H4 C4H8 D C2H2 C4H6 Hướng dẫn giải: nX 4,48 0,2mol;n Br2 1,4.0,5 0,7mol;n Br2pu 0,35mol 22,4 n X n Br2pu 2n X X gồm anken ankin nankin = 0,35 – 0,2 = 0,15 (mol); nanken =0,2 – 0,15 = 0,05 mol Gọi công thức ankin CnH2n-2; anken CmH2m (n, m >1) mbình tăng= mX = 0,15.(14n-2) + 0,05.14m = 6,7 3n m 10 n 2;m Hai hiđrocacbon C2H2 C4H8 Đáp án A C Luyện tập Câu 1: Hiđrocacbon sau phản ứng với dung dịch brom thu 1,2đibrombutan? A Butan B But - - en C But - – in D Buta -1,3 - đien Hướng dẫn giải: (A): CH3 CH2 CH2 CH3 không tác dụng với brom (B): CH2 CH2 CH2 CH3 Br2 CH2Br CHBr CH2 CH3 (C): CH C CH2 CH3 2Br2 CHBr2 CHBr2 CH2 CH3 (D): CH2 CH CH CH2 2Br2 CH2Br CHBr CHBr CH2Br Đáp án B Câu 2: Hỗn hợp X gồm H2 C2H4 có tỉ khối so với H2 7,5 Dẫn X qua Ni nung nóng, thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 12,5 Hiệu suất phản ứng hiđro hóa A 50% B 60% C 70% D 80% Hướng dẫn giải: Phương trình phản ứng: C2H4 H2 C2H6 Bảo tồn khối lượng ta có mtrước = msau MX n X MY n Y n X M Y 12,5 n Y M X 7,5 Coi nX = mol; nY = mol Hỗn hợp X có MX 7,5.2 15 28 15 100% 50% n H2 n C2H4 2,5mol 28 Ta có: ngiảm = 5-3 =2mol = n H2 phản ứng = n C2H4 phản ứng %n H2 %H 100% 80% 2,5 Đáp án D Câu 3: Dẫn 0,2 mol olefin A qua dung dịch brom dư, khối lượng bình sau phản ứng tăng 5,6 gam Vậy công thức phân tử A A C2H4 B C3H6 C C4H8 D C5H10 Hướng dẫn giải: CTPT A: CnH2n Cn H2n Br2 Cn H2n Br2 Khối lượng bình tăng khối lượng olefin 5,6 MX 28 n 0,2 Đáp án A Câu 4: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C2H2 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau thời gian thu hỗn hợp khí Y Dẫn tồn hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) cịn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc) có tỉ khối so với O2 0,5 Khối lượng bình dung dịch brom tăng A 1,04 gam B 1,64 gam C 1,20 gam D 1,32 gam Hướng dẫn giải: 0,448 (0,5.32) 0,32g 22,4 - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng mX = mY = 0,06.26 + 0,04.2 = 1,64 gam Ta có mbình tăng = mY – mZ = 1,64 – 0,32 = 1,32g Đáp án D Câu 5: Hỗn hợp X gồm H2, C2H4 C3H6 có tỉ khối so với H2 9,25 Cho 22,4 lít X (đktc) vào bình kín có sẵn bột Ni Đun nóng bình thời gian, thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 10 Tổng số mol H2 phản ứng A 0,015 mol B 0,05 mol C 0,07 mol D 0,075 mol Hướng dẫn giải: MY= 10.2 = 20; MX = 9,25.2 = 18,5 Bảo toàn khối lượng: mX = mY M X n X M Y n Y - m Z n z M n X MY 20 n Y 0,925mol n Y M X 18,5 n H2 phản ứng = nX – nY = 1- 0,925 = 0,075 mol Đáp án D Câu 6: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol axetilen; 0,1 mol vinylaxetilen; 0,1 mol etilen 0,4 mol hiđro Nung hỗn hợp X với xúc tác niken, thời gian hỗn hợp khí Y có tỉ khối với hiđro 12,7 Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với dung dịch dịch chứa a mol Br2 Giá trị a A 0,25 mol B 0,35 mol C 0,45 mol D 0,65 mol Hướng dẫn giải: nX = 0,15 + 0,1 + 0,1 + 0,4 = 0,75 (mol); mX = 0,15 26 + 0,1 52 + 0,1.28 + 0,4.2 = 12,7 g Bảo tồn khối lượng có mX = mY MX n X MY n Y n Y 0,5mol - n H2 phản ứng = nX – nY = 0,75- 0,5 = 0,25(mol) - Bảo toàn số mol liên kết : 0,15.2 + 0,1.3 + 0,1.1 = a + 0,25 a 0,45mol Đáp án D Câu 7: Hỗn hợp khí X gồm H2 C2H4 có tỉ khối so với He 3,75 Dẫn X qua Ni nung nóng thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He Hiệu suất phản ứng hiđro hóa A 50% B 60% C 70% D 80% Hướng dẫn giải: Phương trình phản ứng: C2H4 H2 C2H6 Bảo tồn khối lượng ta có mtrước = msau MX n X MY n Y n X MY n Y M X 3,75 Coi nX = mol; nY = mol Hỗn hợp X có MX 3,75.4 15 28 15 100% 50% n H2 n C2H4 2mol 28 Ta có: ngiảm = 4-3 =1mol = n H2 phản ứng = n C2H4 phản ứng %n H2 %H 100% 50% Đáp án A Câu 8: Hỗn hợp khí A chứa H2 hai anken dãy đồng đẳng Tỉ khối A H2 8,26 Đun nóng nhẹ A có mặt xúc tác Ni thu hỗn hợp B khơng làm màu nước brom có tỉ khối H2 11,8 Công thức phân tử hai anken hỗn hợp A A C2H4 C3H6 B C3H6 C4H8 C C4H8 C5H10 D C5H10 C6H12 Hướng dẫn giải: MA = 8,26.2 = 16,52; MB = 11,8.2 = 23,6 Vì hỗn hợp B không làm màu nước brom nên B không chứa anken Giả sử có mol hỗn hợp A Áp dụng bảo toàn khối lượng: mA = mB n B 16,52 n B n H2 (A) 0,7mol 23,6 n2anken = 1- 0,7 = 0,3 mol Gọi công thức chung anken CnH2n Ta có: 14n 0,3 + 0,7 = 16,52 n 3,6 Vậy anken C3H6 C4H8 Đáp án B Câu 9: Hỗn hợp khí X chứa H2 ankin Tỉ khối X H2 4,8 Đun nóng nhẹ X có mặt xúc tác Ni biến thành hỗn hợp Y khơng làm màu nước brom có tỉ khối H2 Công thức phân tử ankin A C2H2 B C3H4 C C4H6 D C5H8 Hướng dẫn giải: MX = 4,8 2= 9,6; MY = 8.2 =16 Vì Y khơng làm màu nước brom nên Y khơng có hiđrocacbon khơng no Giả sử X có mol Áp dụng bảo tồn khối lượng ta có mX = mY = 9,6.1 = 9,6(g) n H2 phản ứng = – 0,6 = 0,4 mol nankin = 0,2 mol Gọi công thức ankin CnH2n-2 Ta có: (14n - 2).0,2 + 2.(1- 0,2) = 9,6 n 3 Đáp án B Câu 10: Một hỗn hợp X gồm 0,12 mol C2H2 0,18 mol H2 Cho X qua Ni nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp khí Y Cho Y vào bình đựng brom dư, thấy bình brom tăng m gam khí Z Đốt cháy hết Z cho tồn sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có gam kết tủa xuất thấy khối lượng dung dịch giảm 1,36 gam Tính giá trị m? A 2,72 gam B 1,6 gam C 3,2 gam D 12,8 gam Hướng dẫn giải: mX = 0,12.26 + 0,18.2 = 3,48 g Cho X qua Ni nung nóng: Phương trình phản ứng: C2H2 + H2 → C2H4; C2H2 + 2H2 → C2H6 Hỗn hợp Y gồm: C2H2, C2H4, C2H6 H2 Cho Y qua bình đựng Br2 dư có C2H2, C2H4 bị giữ lại Hỗn hợp Z gồm: C2H6 H2 Phương trình phản ứng: C2H4 + Br2 → C2H4Br2; C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 Đốt cháy Z thu CO2 H2O: n CO2 n CaCO3 0,05 mol mdd giảm = m mH2O mCO2 ⇒ mH2O 1,36 – 0,05.44 1,44 g 1,44 0,08 mol ⇒ mZ = 0,08.2 + 0,05.12 = 0,76 g 18 Khối lượng bình brom tăng: m = mX - mZ = 3,48 – 0,76 = 2,72 g Đáp án A n H 2O ... 0,2 = n Br2 a a 0,2(mol) Đáp án B Ví dụ 3: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br2 0,5M Sau phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm... CH2 CH2 CH3 Br2 CH2Br CHBr CH2 CH3 (C): CH C CH2 CH3 2Br2 CHBr2 CHBr2 CH2 CH3 (D): CH2 CH CH CH2 2Br2 CH2Br CHBr CHBr CH2Br Đáp án B Câu 2: Hỗn hợp... C2H6 Hỗn hợp Y gồm: C 2H2, C2H4, C2H6 H2 Cho Y qua bình đựng Br2 dư có C 2H2, C2H4 bị giữ lại Hỗn hợp Z gồm: C2H6 H2 Phương trình phản ứng: C2H4 + Br2 → C2H 4Br2; C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 Đốt cháy