Phương pháp giải bài tập về hydrocarbon no

Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 1 CHUYỀN ĐỀ 2 : PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON NO I. Phản ứng thế Cl 2 , Br 2 (phản ứng clo hóa, brom hóa) Phương pháp giải - Bước 1 : Viết phương trình phản ứng của ankan với Cl 2 hoặc Br 2 . Nếu đề bài không cho biết sản phẩm thế là monohalogen, đihalogen,… thì ta phải viết phản ứng ở dạng tổng quát : o as, t n 2n 2 2 n 2n 2 x x C H xBr C H Br xHBr + + − + → + hoặc as n 2n 2 2 n 2n 2 x x C H xCl C H Cl xHCl + + − + → + - Bước 2 : Tính khối lượng mol của sản phẩm thế hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm số nguyên tử cacbon trong ankan hoặc mối liên hệ giữa số cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế, từ đó xác định được số nguyên tử cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế. Suy ra công thức cấu tạo của ankan ban đầu và công thức cấu tạo của các sản phẩm thế. Trên đây là hai bước giải để tìm CTPT, CTCT của ankan trong phản ứng thế với Cl 2 , Br 2 . Trên thực tế còn có thể có những dạng bài khác liên quan đến loại phản ứng này (ít gặp hơn). ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Ankan Y phản ứng với clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo có tỉ khối hơi so với H 2 bằng 39,25. Tên của Y là : A. butan. B. propan. C. iso-butan. D. 2-metylbutan. Hướng dẫn giải Đặt CTPT của ankan là C n H 2n+2. Phản ứng của C n H 2n+2 với clo tạo ra dẫn xuất monoclo : as n 2n 2 2 n 2n 1 C H Cl C H Cl HCl + + + → + (1) Theo giả thiết ta thấy C n H 2n+1 Cl gồm hai đồng phân và n 2 n 1 C H Cl M 39,25.2 78,5 gam / mol + = = nên ta có : 14n + 36,5 = 78,5 ⇒ n = 3 ⇒ CTPT của ankan là C 3 H 8 . Vậy Y là propan, phương trình phản ứng : → CH 3 CH 2 CH 2 Cl + HCl CH 3 CH 2 CH 3 + Cl 2 → CH 3 CHClCH 3 + HCl Đáp án B. Ví dụ 2: Khi clo hóa một ankan X chỉ thu được một dẫn xuất monoclo duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 53,25. Tên của ankan X là : A. 3,3-đimetylhecxan. C. isopentan. B. 2,2-đimetylpropan. D. 2,2,3-trimetylpentan Hướng dẫn giải Đặt CTPT của ankan là C n H 2n+2. Phản ứng của C n H 2n+2 với clo tạo ra dẫn xuất monoclo : as n 2n 2 2 n 2n 1 C H Cl C H Cl HCl + + + → + (1) Theo giả thiết n 2n 1 C H Cl M 53,25.2 106,5 gam / mol + = = nên ta có : as Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 2 14n + 36,5 = 106,5 ⇒ n = 5 ⇒ CTPT của ankan là C 5 H 12 . Vì phản ứng chỉ tạo ra một sản phẩm duy nhất nên ankan X là 2,2-đimetylpropan. Phương trình phản ứng : CH 3 CH 3 CH 3 – C – CH 3 + Cl 2 as → CH 3 – C – CH 2 Cl + HCl CH 3 CH 3 Đáp án B. Ví dụ 3: Khi cho ankan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,72%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol 1:1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo đồng phân của nhau. Tên của X là : A. 3-metylpentan. B. 2,3-đimetylbutan. C. 2-metylpropan. D. butan. Hướng dẫn giải Đặt CTPT của ankan X là C n H 2n+2. Theo giả thiết ta có : 12n 83,72 n 6 2n 2 16,28 = ⇒ = + ⇒ CTPT của ankan X là C 6 H 14 . Vì X phản ứng với Cl 2 theo tỉ lệ mol 1:1 chỉ thu được hai sản phẩm thế monoclo nên X có tên là 2,3-đimetylbutan. Phương trình phản ứng : → CH 3 – CH – CH – CH 2 Cl + HCl CH 3 – CH – CH – CH 3 + Cl 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 → CH 3 – CH – CCl – CH 3 + HCl CH 3 CH 3 Đáp án B. Ví dụ 4: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là : A. CH 3 Cl. B. CH 2 Cl 2 . C. CHCl 3 . D. CCl 4 . Hướng dẫn giải Phản ứng của CH 4 với clo : as 4 2 4 x x CH xCl CH Cl xHCl − + → + (1) Theo giả thiết ta có : 35,5x 89,12 x 3 16 x 10,88 = ⇒ = − Vậy công thức của sản phẩm thế là : CHCl 3 . Đáp án C. Ví dụ 5: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X với hơi brom có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp Y chỉ chứa hai chất sản phẩm. Tỉ khối hơi của Y so với không khí bằng 4. Tên của X là : A. 2,2-đimetylpropan. B. 2-metylbutan. C. pentan. D. etan. Hướng dẫn giải Đặt CTPT của ankan là C n H 2n+2. Phản ứng của C n H 2n+2 với clo tạo ra hai chất sản phẩm : as Biờn son v ging dy : Giỏo viờn Nguyn Minh Tun T Húa Trng THPT Chuyờn Hựng Vng Phỳ Th Phng phỏp hc tt mụn húa hc l : Chm chỳ nghe ging, chm hc lớ thuyt, chm lm bi tp, chm ụn bi c 3 as n 2n 2 2 n 2n 2 x x C H xBr C H Br xHBr + + + + (1) mol: 1 1 x Hn hp Y gm hai cht l : C n H 2n+2-x Br x v HBr Theo gi thit v (1) ta cú : n 5 1.(14n 2 79x) 81x 4.29 14n 44x 114 x 1 1 x = + + + = + = = + Vỡ phn ng ch to ra 2 sm phm nờn suy ra ch cú mt sn phm th duy nht. Do ú ankan X l 2,2-imetylpropan. Phng trỡnh phn ng : CH 3 CH 3 CH 3 C CH 3 + Br 2 as CH 3 C CH 2 Br + HBr CH 3 CH 3 ỏp ỏn A. II. Phn ng tỏch (phn ng crackinh, tỏch hiro) Phng phỏp gii Khi lm cỏc bi tp liờn quan n phn ng crackinh, phn ng tỏch hiro thỡ cn chỳ ý nhng iu sau : + Trong phn ng khi lng c bo ton, t ú suy ra : hoón hụùp sau phaỷn ửựng Ankan Ankan hoón hụùp sau phaỷn ửựng n .M n .M= + Khi crackinh ankan C 3 H 8 , C 4 H 10 (cú th kốm theo phn ng tỏch hiro to ra anken) thỡ : S mol hn hp sn phm luụn gp 2 ln s mol ankan phn ng. Vỡ vy ta suy ra, nu cú x mol ankan tham gia phn ng thỡ sau phn ng s mol khớ tng lờn x mol. + i vi cỏc ankan cú t 5C tr lờn do cỏc ankan sinh ra li cú th tip tc tham gia phn ng crackinh lờn s mol hn hp sn phm luụn 2 ln s mol ankan phn ng. + i vi phn ng tỏch hiro t ankan thỡ : S mol H 2 to thnh = S mol khớ tng lờn sau phn ng = S mol hn hp sau phn ng s mol ankan ban u. Cỏc vớ d minh ha Vớ d 1: Khi crackinh hon ton mt th tớch ankan X thu c ba th tớch hn hp Y (cỏc th tớch khớ o cựng iu kin nhit v ỏp sut); t khi ca Y so vi H 2 bng 12. Cụng thc phõn t ca X l : A. C 6 H 14 . B. C 3 H 8 . C. C 4 H 10 . D. C 5 H 12 . Hng dn gii p dng nh lut bo ton khi lng ta cú : m X = m Y n X M X = n Y Y M M X = Y Y X n M n = Y X X 3n M n = 3. Y M = 3.12.2 = 72 gam/mol X l C 5 H 12 . ỏp ỏn D. Biờn son v ging dy : Giỏo viờn Nguyn Minh Tun T Húa Trng THPT Chuyờn Hựng Vng Phỳ Th Phng phỏp hc tt mụn húa hc l : Chm chỳ nghe ging, chm hc lớ thuyt, chm lm bi tp, chm ụn bi c 4 Vớ d 2: Crackinh 1 ankan A thu c hn hp sn phm B gm 5 hirocacbon cú khi lng mol trung bỡnh l 36,25 gam/mol, hiu sut phn ng l 60%. Cụng thc phõn t ca A l : A. C 4 H 10 . B. C 5 H 12 . C. C 3 H 8 . D. C 2 H 6 . Hng dn gii Chn s mol ca ankan l 1 mol thỡ s mol ankan phn ng l 0,6 mol, suy ra sau phn ng s mol khớ tng 0,6 mol. Tng s mol hn hp B l 1,6 mol. p dng nh lut bo ton khi lng ta cú : m A = m B n A M A = n B B M M A = B B A n M n = 1,6.36,25 58 gam / mol 1 = Vy CTPT ca ankan A l C 4 H 10 . ỏp ỏn A. Vớ d 3: Craking 40 lớt n-butan thu c 56 lớt hn hp A gm H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , C 3 H 6 , C 4 H 8 v mt phn n-butan cha b craking (cỏc th tớch khớ o cựng iu kin nhit v ỏp sut). Gi s ch cú cỏc phn ng to ra cỏc sn phm trờn. Hiu sut phn ng to ra hn hp A l : A. 40%. B. 20%. C. 80%. D. 20%. Hng dn gii Gi x l th tớch C 4 H 10 tham gia phn ng, sau phn ng th tớch tng l x lớt. Vy ta cú : 40 + x = 56 x = 16. Hiu sut phn ng to ra hn hp A l : 16 H .100 40% 40 = = ỏp ỏn A. Vớ d 4: Cracking 8,8 gam propan thu c hn hp A gm H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 3 H 6 v mt phn propan cha b crakinh. Bit hiu sut phn ng l 90%. Khi lng phõn t trung bỡnh ca A l : A. 39,6. B. 23,16. C. 2,315. D. 3,96. Hng dn gii Theo nh lut bo ton khi lng ta cú : m A = m propan = 8,8 gam. = = = = 3 8 ban ủau 3 8 phaỷn ửựng C H C H 8,8 n 0,2 mol n 0,2.90% 0,18 mol. 44 Vy sau phn ng tng s mol khớ trong A l 0,2 + 0,18 = 0,38 mol. A A A m 8,8 M 23,16 gam / mol. n 0,38 = = = ỏp ỏn B. Vớ d 5: Crackinh hon ton 6,6 gam propan c hn hp X gm hai hirocacbon. Dn ton b X qua bỡnh ng 400 ml dung dch brom a mol/l thy khớ thoỏt ra khi bỡnh cú t khi so metan l 1,1875. Giỏ tr a l : A. 0,5M. B. 0,25M. C. 0,175M. D. 0,1M. Hng dn gii Cỏc phn ng xy ra : C 3 H 8 CH 4 + C 2 H 4 (1) C 2 H 4 + Br 2 C 2 H 4 Br 2 (2) Theo (1) v gi thit ta cú : 3 8 4 2 4 C H CH C H 6,6 n n n 0,15 mol 44 = = = = Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 5 Sau khi qua bình đựng brom khí thoát ra khỏi bình có M 1,1875.16 19 gam / mol = = nên ngoài CH 4 còn có C 2 H 4 dư. Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp CH 4 và C 2 H 4 dư ta có : 4 CH n 16 28 – 19 = 9 19 2 4 C H n 28 19 – 16= 3 Suy ra số mol C 2 H 4 dư là 0,05 mol, số mol C 2 H 4 phản ứng với Br 2 = số mol Br 2 phản ứng = 0,1 mol. Vậy nồng độ mol của dung dịch Br 2 là 0,1 0,25M. 0,4 = Đáp án B. Ví dụ 6: Crackinh 4,4 gam propan được hỗn hợp X (gồm 3 hiđrocacbon). Dẫn X qua nước brom dư thấy khí thoát ra có tỉ khối so với H 2 là 10,8. Hiệu suất crackinh là : A. 90%. B. 80%. C. 75%. D. 60%. Hướng dẫn giải Các phản ứng xảy ra : C 3 H 8 → CH 4 + C 2 H 4 (1) C 2 H 4 + Br 2 → C 2 H 4 Br 2 (2) Theo (1) ta đặt : 3 8 4 2 4 3 8 C H pö CH C H C H dö n n n a mol; n b mol = = = = Sau khi qua bình đựng brom dư, khí thoát ra khỏi bình ngoài CH 4 còn có C 3 H 8 dư, khối lượng mol trung bình của hỗn hợp này là 21,6. Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp CH 4 và C 3 H 8 dư ta có : 4 CH n 16 44 – 21,6 = 22,4 21,6 3 8 C H n 44 21,6 – 16= 5,6 Vậy hiệu suất phản ứng crackinh là : H = a .100 80%. a b = + Đáp án B. Ví dụ 7: Crackinh C 4 H 10 (A) thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 32,65 gam/mol. Hiệu suất phản ứng crackinh là : A. 77,64%. B. 38,82%. C. 17,76%. D. 16,325%. Hướng dẫn giải Chọn số mol của ankan là 1 mol. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có : m A = m B ⇔ n A M A = n B B M ⇔ B A B B A n M 58 n 1,7764 mol n 32,65 M = = ⇒ = Số mol C 4 H 10 phản ứng = số mol khí tăng lên = 1,7764 – 1 = 0,7764 mol. Vậy hiệu suất phản ứng : H = 0,7764 .100 77,64%. 1 = Đáp án A. 4 2 4 CH C H n 9 3 n 3 1 ⇒ = = 4 3 8 CH C H n 22,4 4 a 4 (2) n 5,6 1 b 1 ⇒ = = ⇒ = Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 6 Ví dụ 8: Craking n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , C 3 H 6 , C 4 H 8 và một phần butan chưa bị crakinh. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x mol CO 2 . a. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là : A. 57,14%. B. 75,00%. C. 42,86%. D. 25,00%. b. Giá trị của x là : A. 140. B. 70. C. 80. D. 40. Hướng dẫn giải a. Tính hiệu suất phản ứng Phương trình phản ứng : → CH 4 + C 3 H 6 (1) C 4 H 10 → C 2 H 6 + C 2 H 4 (2) → H 2 + C 4 H 8 (3) Theo các phản ứng và giả thiết ta đặt : 4 10 4 2 6 2 3 6 2 4 4 8 4 10 C H pö (CH , C H , H ) (C H , C H , C H ) C H dö A n n n a mol; n b mol n 2a b 35 (*) = = = = ⇒ = + = Khi cho hỗn hợp A qua bình dựng brom dư thì chỉ có C 3 H 6 , C 2 H 4 , C 4 H 8 phản ứng và bị giữ lại trong bình chứa brom. Khí thoát ra khỏi bình chứa brom là H 2 , CH 4 , C 2 H 6 , C 4 H 10 dư nên suy ra : a + b = 20 (**) Từ (*) và (**) ta có : a 15 b 5  =  =  Vậy hiệu suất phản ứng crackinh là : H = 15 .100 75% 15 5 = + Đáp án B. b. Tính giá trị của x : Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy thành phần nguyên tố trong A giống như thành phần nguyên tố trong C 4 H 10 đem phản ứng. Suy ra, đốt cháy A cũng như đốt cháy lượng C 4 H 10 ban đầu sẽ thu được lượng CO 2 như nhau. C 4 H 10 o 2 O , t+ → 4CO 2 mol: 20 → 80 Đáp án C. Ví dụ 9: Cho etan qua xúc tác (ở nhiệt độ cao) thu được một hỗn hợp X gồm etan, etilen, axetilen và H 2 . Tỉ khối của hỗn hợp X đối với etan là 0,4. Hãy cho biết nếu cho 0,4 mol hỗn hợp X qua dung dịch Br 2 dư thì số mol Br 2 đã phản ứng là bao nhiêu ? A. 0,24 mol. B. 0,16 mol. C. 0,40 mol. D. 0,32 mol. Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : o o t , xt 2 6 2 4 2 t , xt 2 6 2 2 2 C H C H H (1) C H C H 2H (2) → + → + Crackinh Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 7 2 4 2 2 4 2 2 2 2 2 2 4 C H Br C H Br (3) C H 2Br C H Br (4) + → + → Theo các phương trình ta thấy : + Số mol khí tăng sau phản ứng bằng số mol H 2 sinh ra. + Số mol Br 2 phản ứng ở (3) và (4) bằng số mol H 2 sinh ra ở (1) và (2). Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có : m etan = m X ⇔ n etan .M etan = n X . X M ⇔ X X etan etan n M 0,4 n M = = Với n X = 0,4 mol ⇒ n etan =0,16 mol 2 2 Br pö H sinh ra X e tan n n n n 0,24 mol. ⇒ = = − = Đáp án A. III. Phản ứng oxi hóa ankan Phương pháp giải Khi làm bài tập liên quan đến phản ứng đốt cháy ankan cần lưu ý những điều sau : 1. Đốt cháy một ankan hay hỗn hợp các ankan thì số mol H 2 O thu được luôn lớn hơn số mol CO 2 ; số mol ankan phản ứng bằng số mol H 2 O – số mol CO 2 ; Số của C trong ankan hay số C trung bình của hỗn hợp các ankan = 2 2 2 CO H O CO n n n− ; số mol O 2 tham gia phản ứng đốt cháy = 2 2 CO H O 2.n n 2 + ; khối lượng ankan phản ứng + khối lượng O 2 phản ứng = khối lượng CO 2 tạo thành + khối lượng H 2 O tạo thành; khối lượng ankan phản ứng = khối lượng C + khối lượng H = 2 2 CO H O 12.n 2.n . + ● Các điều suy ra : Khi đốt cháy một hiđrocacbon bất kì mà số mol nước thu được lớn hơn số mol CO 2 thì chứng tỏ hiđrocacbon đó là ankan; Đốt cháy một hỗn hợp gồm các loại hiđrocacbon C n H 2n+2 và C m H 2m thì số mol C n H 2n+2 trong hỗn hợp đó bằng số mol H 2 O – số mol CO 2 (do số mol nước và CO 2 sinh ra khi đốt cháy C m H 2m luôn bằng nhau). 2. Khi gặp bài tập liên quan đến hỗn hợp các ankan thì nên sử dụng phương pháp trung bình: Thay hỗn hợp các ankan bằng một ankan n 2n 2 C H + dựa vào giả thiết để tính toán số C trung bình (tính giá trị n ) rồi căn cứ vào tính chất của giá trị trung bình để suy ra kết quả cần tìm. Giả sử có hỗn hợp hai ankan có số cacbon tương ứng là n và m (n<m), số cacbon trung bình là n thì ta luôn có n< n <m. Nếu đề bài yêu cầu tính thành phần % về số mol, thể tích hoặc khối lượng của các ankan trong thì ta sử dụng phương pháp đường chéo để tính tỉ lệ mol của các ankan trong hỗn hợp rồi từ đó suy ra thành phần % về số mol, thể tích hoặc khối lượng của các ankan. ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 (đktc) thu được 16,8 lít khí CO 2 (đktc) và x gam H 2 O. Giá trị của x là : A. 6,3. B. 13,5. C. 18,0. D. 19,8. Hướng dẫn giải Khi đốt cháy ankan ta có : 2 2 2 2 Ankan H O CO H O Ankan CO 7,84 16,8 n n n n n n 1,1 mol 22,4 22,4 = − ⇒ = + = + = Vậy 2 H O x m 18.1,1 19,8 gam. = = = Đáp án D. Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 8 Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp A (đktc) gồm CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 2 H 4 và C 3 H 6 , thu được 11,2 lít khí CO 2 (đktc) và 12,6 gam H 2 O. Tổng thể tích của C 2 H 4 và C 3 H 6 (đktc) trong hỗn hợp A là : A. 5,60. B. 3,36. C. 4,48. D. 2,24. Hướng dẫn giải Trong hỗn hợp A, thay các chất CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 bằng một chất C n H 2n+2 (x mol); thay các chất C 2 H 4 , C 3 H 6 bằng một chất C m H 2m (y mol). Suy ra x + y = 0,3 (*). Các phương trình phản ứng : o o t n 2n 2 2 2 2 t m 2m 2 2 2 3n 1 C H O nCO (n 1)H O (1) 2 mol : x nx (n 1)x 3m C H O mCO mH O (2) 2 mol : y my my + + + → + + → → + + → + → → Từ (1) và (2) ta thấy : 2 2 H O CO x n n 0,2 mol y 0,1 mol. = − = ⇒ = Vậy tổng thể tích của C 2 H 4 và C 3 H 6 (đktc) trong hỗn hợp A là : 0,1.22,4 = 2,24 lít. Đáp án D. ● Nhận xét : Khi đốt cháy hỗn hợp gồm ankan và các chất có công thức phân tử là C n H 2n (có thể là anken hoặc xicloankan) thì số mol ankan = số mol H 2 O – số mol CO 2 . Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 2 H 2 , C 3 H 4 , C 4 H 6 thu được a mol CO 2 và 18a gam H 2 O. Tổng phần trăm về thể tích của các ankan trong A là : A. 30%. B. 40%. C. 50%. D. 60%. Hướng dẫn giải Theo giả thiết ta thấy : Khi đốt cháy hỗn hợp A thì thu được số mol CO 2 bằng số mol H 2 O bằng a mol. Trong hỗn hợp A, thay các chất C 2 H 2 , C 3 H 4 , C 4 H 6 bằng 1 chất C 2 H 2n-2 (x mol) ; thay các chất CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 bằng một chất C m H 2m+2 (y mol). Phương trình phản ứng : o o t n 2n 2 2 2 2 t m 2m 2 2 2 2 3n 1 C H O nCO (n 1)H O (1) 2 mol : x nx (n 1)x 3m 1 C H O mCO (m 1)H O (2) 2 mol : y my (m 1)y − + − + → + − → → − + + → + + → → + Theo giả thiết ta thấy : Khi đốt cháy hỗn hợp A thì thu được số mol CO 2 bằng số mol H 2 O bằng a mol. Vậy từ (1) và (2) suy ra : m 2 m 2 n 2n 2 C H C H nx my (n 1)x (m 1)y x y %V %V 50%. + − + = − + + ⇒ = ⇒ = = Đáp án C. ● Nhận xét : Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm ankan (C m H 2m+2 ) và các chất có công thức phân tử là C n H 2n-2 mà thu được số mol H 2 O bằng số mol CO 2 thì chứng tỏ % về thể tích của C m H 2m+2 bằng % về thể tích của C n H 2n-2 . Biờn son v ging dy : Giỏo viờn Nguyn Minh Tun T Húa Trng THPT Chuyờn Hựng Vng Phỳ Th Phng phỏp hc tt mụn húa hc l : Chm chỳ nghe ging, chm hc lớ thuyt, chm lm bi tp, chm ụn bi c 9 Vớ d 4: t chỏy hon ton mt th tớch khớ thiờn nhiờn gm metan, etan, propan bng oxi khụng khớ (trong khụng khớ, oxi chim 20% th tớch), thu c 7,84 lớt khớ CO 2 ( ktc) v 9,9 gam nc. Th tớch khụng khớ ( ktc) nh nht cn dựng t chỏy hon ton lng khớ thiờn nhiờn trờn l : A. 70,0 lớt. B. 78,4 lớt. C. 84,0 lớt. D. 56,0 lớt. Hng dn gii t cụng thc chung ca metan, etan, propan l C m H 2m+2 . Theo gi thit ta cú : 2 2 CO H O 7,84 9,9 n 0,35 mol; n 0,55 mol. 22,4 18 = = = = S phn ng : o t m 2m 2 2 2 2 C H O CO H O (1) mol : x 0,35 0,55 + + + p dng nh lut bo ton nguyờn t i vi nguyờn t oxi ta cú : 2x = 0,35.2 + 0,55 x = 0,625 2 O (ủktc) khoõng khớ (ủktc) V 0,625.22,4 14 lớt V 5.14 70 lớt. = = = = ỏp ỏn A. Vớ d 5: Cho 224,00 lớt metan (ktc) qua h quang c V lớt hn hp A (ktc) cha 12% C 2 H 2 ;10% CH 4 ; 78% H 2 (v th tớch). Gi s ch xy ra 2 phn ng : 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 (1) CH 4 C + 2H 2 (2) Giỏ tr ca V l : A. 407,27. B. 448,00. C. 520,18. D. 472,64. Hng dn gii S phn ng : 2 2 ho quang ủieọn 2 4 4 C H : 12% H : 78% CH CH dử: 10% C t s mol ca C 2 H 2 ; CH 4 ; H 2 trong hn hp A ln lt l 12x ; 10x ; 78x (vỡ i vi cỏc cht khớ t l % v th tớch bng t l % v s mol) p dng nh lut bo ton nguyờn t i vi H ta cú : 4 4 2 2 2 H(trong CH ban ủau) H(trong CH dử , C H vaứ H trong A) A 224 n n .4 4.10x 2.12x 2.78x 22,4 x 0,1818 mol V 100x.22,4 407,27 lớt. = = + + = = = ỏp ỏn A. Vớ d 6: Trn 2 th tớch bng nhau ca C 3 H 8 v O 2 ri bt tia la in t chỏy hn hp. Sau phn ng lm lnh hn hp ( hi nc ngng t) ri a v iu kin ban u. Th tớch hn hp sn phm khi y (V 2 ) so vi th tớch hn hp ban u (V 1 ) l : A. V 2 = V 1 . B. V 2 > V 1 . C. V 2 = 0,5V 1 . D. V 2 : V 1 = 7 : 10. Hng dn gii Phng trỡnh phn ng : Biên soạn và giảng dạy : Giáo viên Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 10 o t 3 8 2 2 2 C H 5O 3CO 4H O (1) bñ(lít): x x x 3x 4x pö (lít) : x 5 5 5 4x 3x 4x spö (lít): 0 5 5 5 + → + → → → → → → → Sau phản ứng hơi nước bị ngưng tụ nên hỗn hợp khí còn lại gồm C 3 H 8 và O 2 dư. Ta có : 3 8 2 3 8 2 2 1 C H O 2 C H dö CO 1 V 4x 3x 7x 7 V V V 2x lít; V V V lít . 5 5 5 V 10 = + = = + = + = ⇒ = Đáp án D. Ví dụ 7: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO 2 và hơi H 2 O theo tỉ lệ thể tích 11:15. a. Thành phần % theo thể tích của hỗn hợp là : A. 18,52% ; 81,48%. B. 45% ; 55%. C. 28,13% ; 71,87%. D. 25% ; 75%. b. Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là : A. 18,52% ; 81,48%. B. 45% ; 55%. C. 28,13% ; 71,87%. D. 25% ; 75%. Hướng dẫn giải a. Đặt CTPT trung bình của etan và propan là : n 2n 2 C H + Phản ứng cháy : n 2n 2 C H + + 3n 1 2 + O 2 → n CO 2 + ( n +1)H 2 O Theo giả thiết ta có : n 1 15 n 2,75 11 n + = ⇒ = Áp dụng sơ đồ đường chéo cho số nguyên tử cacbon trung bình của hai chất ta có : 2 6 2 6 3 8 3 8 C H C H C H C H V 3 2,75 0,25 %V 25%; %V 75%. V 2,75 2 0,75 − = = ⇒ = = − Đáp án D. b. Thành phần phần trăm về khối lượng của các chất là : %C 2 H 6 = 0,25.30 .100% 0,25.30 0,75.44 = + 18,52% ⇒ %C 3 H 8 = 81,48%. Đáp án A. Ví dụ 8: Đốt cháy 13,7 ml hỗn hợp A gồm metan, propan và cacbon (II) oxit, ta thu được 25,7 ml khí CO 2 ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Thành phần % thể tích propan trong hỗn hợp A và khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp A so với nitơ là : A. 43,8% ; bằng 1. B. 43,8 % ; nhỏ hơn 1. C. 43,8 % ; lớn hơn 1. D. 87,6 % ; nhỏ hơn 1. Hướng dẫn giải Đặt số mol của metan, propan và cacbon (II) oxit lần lượt là x, y, z. Sơ đồ phản ứng : CH 4 → CO 2 (1) ; C 3 H 8 → 3CO 2 (2) ; CO → CO 2 (3) mol: x x y 3y z z [...]... trong X là : C n H2n + 2 Phương trình ph n ng cháy : 3n + 1 O2 → n CO2 + ( n +1) H2O 2 T ph n ng ta suy ra : C n H 2n + 2 + nH O 2 n CO 2 = n +1 n = (1) 0,35 ⇒ n = 2,5 0, 25 V i s C trung bình b ng 2,5 và căn c vào các phương án ta th y hai ankan là : C2 H6 và C3H8 Đáp án B Phương pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ 15 Biên so n và... C4H10 B C2H6 và C4H10 C C3H8 và C4H10 D C A, B và C Hư ng d n gi i Đ t công th c phân t trung bình c a hai ankan A và B là : C n H2n + 2 Phương trình ph n ng cháy : 14 Phương pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ Biên so n và gi ng d y : Giáo viên Nguy n Minh Tu n – T Hóa – Trư ng THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Th C n H 2n + 2 + mol: mol:... chi m 80% v th tích) Phương trình ph n ng : bđ: 1 3n + 1 to ) O2  nCO2 + (n + 1)H2 O → 2 4 pư: 1 ( C n H2 n+ 2 + ( 3n + 1 ) 2 n (n+1) (1) : mol : mol 3n + 1 n (n+1) : mol ) 2 Vì sau ph n ng hơi nư c đã ngưng t nên ch có O2 dư và CO2 gây áp su t nên bình ch a spư: 0 4- ( Phương pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ 13 Biên so n và... C2H4 C C3H8 D C2H2 Theo gi thi t, ta có : VCO2 Hư ng d n gi i = 2 lít ; VO 2 (dư) = 0,5 lít ; VN 2 = 16 lít ⇒ VO 2 (ban đ u) = 4 lít Sơ đ ph n ng : 12 Phương pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ Biên so n và gi ng d y : Giáo viên Nguy n Minh Tu n – T Hóa – Trư ng THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Th CxHy + O2 → CO2 + H2O + O2 dư lít: 1 4 2... cơ là 0,2 mol Theo gi thi t kh i lư ng dung d nh gi m 5,5 gam nên ta có : 19, 7 − 0, 2.44 − m H2O = 5,5 ⇒ m H2O = 5,4 gam ⇒ n H = 2.n H2O = 0,6 mol Phương pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ 11 Biên so n và gi ng d y : Giáo viên Nguy n Minh Tu n – T Hóa – Trư ng THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Th Áp d ng đinh lu t b o toàn nguyên t đ... 295 ho c đ a ch email vubinhvtb.@gmail.com Ho c liên h v i tác gi theo s đi n tho i 01689 186 513 ho c đ a ch email nguyenminhtuanchv@yahoo.com.vn 16 Phương pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ ... vô cơ 11 n 3 : Gi i thi u 6 chuyên đ hóa h c h u cơ 11 n 4 : Gi i thi u 4 chuyên đ hóa h c h u cơ 12 n 5 : Gi i thi u 4 chuyên đ hóa h c đ i cương và vô cơ 12 n 6 : Gi i thi u các chuyên đ phương pháp gi i nhanh bài t p hóa h c Quy n 7 : Gi i thi u 40 đ luy n thi tr c nghi m môn hóa h c Các th y cô giáo, các ph huynh h c sinh và các em h c sinh quan tâm đ n b tài li u này hãy liên h v i hi u photo... h u cơ no, đơn ch c v i NaOH dư, thu đư c ch t r n D và h n h p Y g m 3 ankan T kh i c a Y so v i H2 là 11,5 Cho D tác d ng v i H2SO4 dư thu đư c 17,92 lít CO2 (đktc) a Giá tr c a m là : A 42,0 B 84,8 C 42,4 D 71,2 b Tên g i c a 1 trong 3 ankan thu đư c là : A metan B etan C propan D butan Hư ng d n gi i Đ t CTPT trung bình c a 3 mu i natri c a 3 axit h u cơ no, đơn ch c là : C n H 2n +1COONa Phương. .. hiđrocacbon no, m ch h A và B là đ ng đ ng k ti p Đ t cháy X v i 64 gam O2 (dư) r i d n s n ph m thu đư c qua bình đ ng Ca(OH)2 dư thu đư c 100 gam k t t a Khí ra kh i bình có th tích 11,2 lít 0oC và 0,4 atm Công th c phân t c a A và B là : A CH4 và C2 H6 B C2H6 và C3H8 C C3H8 và C4H10 D C4H10 và C5H12 Hư ng d n gi i T gi thi t suy ra : n CO = n CaCO = 2 3 100 64 11,2.0,4 = 1 mol; n O pö = nO bñ − n... Hư ng d n gi i T gi thi t suy ra : n CO = n CaCO = 2 3 100 64 11,2.0,4 = 1 mol; n O pö = nO bñ − n O dö = − = 0,18 mol 2 2 2 100 32 0,082.273 Đ t công th c phân t trung bình c a A và B là : C n H2n + 2 Phương trình ph n ng cháy : C n H 2n + 2 + mol: x → 3n + 1 O2 → n CO2 + ( n +1) H2O 2 3n + 1 x 2 → (1) nx  nx = 1 n = 1,667   ⇔ Theo gi thi t ta có :  3n + 1 x = 1,8 x = 0,6    2 Vì hai ankan . Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 1 CHUYỀN ĐỀ 2 : PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON NO I (phản ứng clo hóa, brom hóa) Phương pháp giải - Bước 1 : Viết phương trình phản ứng của ankan với Cl 2 hoặc Br 2 . Nếu đề bài không cho biết sản phẩm thế là monohalogen, đihalogen,… thì ta. Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ Phương pháp để học tốt môn hóa học là : Chăm chú nghe giảng, chăm học lí thuyết, chăm làm bài tập, chăm ôn bài cũ 2 14n + 36,5 = 106,5 ⇒ n