Phương pháp giải bài tập về Hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2020

Ở bài này, đốt cháy hỗn hợp 2 hydrocacbon không phải là đồng đẳng của nhau nên không dùng phương pháp trung bình được mà sử dụng phương pháp ghép ẩn số và biện luận để giải... Để đốt ch[r]

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON MƠN HĨA HỌC 11 NĂM 2020 Bài 1 Đốt cháy hỗn hợp gồm hydrocacbon A, B (có M 28g) thu 0,3mol CO2 0,5 mol H2O Tìm CTPT & tên A, B

GIẢI :

Hydrocacbon A, B có M 28g  A, B thuộc dãy đồng đẳng Cách :

A, B + O2 CO2 + H2O 67

, ,

5 , n

n 2

CO O H



 >1  A, B thuộc dãy đồng đẳng ankan

Đặt CTTB A, B : CnH2n2: a mol

O 1)H n ( CO n O

1 n H

C 2 2 2

2 n

n   

  

a  an  a(n+1) (mol) Ta có

n n ,

5 , n

n 2

CO O

H    

n= 1,5 Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 CmH2m+2

Giả sử n< m  n< 1,5  n =  CTPT A : CH4 (M = 16)

 MB = 16 + 28 = 44  CTPT B : C3H8

Cách : Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 : a mol CmH2m+2 : b mol Các ptpứ cháy :

O k)H -1 (n nCO O

2 k -1 3n H

Cn 2n 2-2k   

  

a an a(n+1-k) (mol) O k)H -1 (m mCO O

2 k -1 3m H

Cm 2m2-2k  2  2   2 b bm b(m+1-k) (mol) Ta có :

  

 

 

 

0,5 k)b -1 (m k)a -1 (n

0,3 bm an

 (a+b)(1-k) = 0,2  k = có k = phương trình có nghĩa

 a + b = 0,2 an + bm = 0,3 Giả sử n < m

 n(a+b) < m (a+b)

 n <

b a

bm na

 

< m  n < 1,5 0,2 0,3

 < m

Biện luận tương tự cách suy CTPT A : CH4 B : C3H8

55,52%

a) Tìm CTPT A chất B b) Tính % thể tích chất khí B

GIẢI

Ở dựa vào tính chất phản ứng cracking áp dụng định luật bảo tồn khối lượng để tìm MA kết hợp với phương pháp ghép ẩn số để giải

hhB

M =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)  MhhB = ½ MA

 MA = 29.2 = 58  MA = 14n + = 58  n= CTPT A C4H10 Các ptpư cracking A :

C4H10 CH4 + C3H6 a  a a (mol) C4H10 C2H6 + C2H4 b  b b (mol)

Gọi A, B số mol A bị cracking theo phản ứng hh B gồm : CH4 : a (mol)

C2H6 : b (mol) C3H6 : a (mol) C2H4 : b (mol)

Khi dẫn hh qua dd Br2 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) = (a + 2,3a) = 6,6a (mol)

Ở điều kiện, tỉ lệ số mol tỉ lệ thể tích

 %CH4 = %C3H6 = *100%

, a

a

= 15% %C2H6 = %C2H4 = *100% 35%

,

3 , % 100 * ,

6  a 

a a

b

Bài : Đốt cháy 19,2 g hỗn hợp ankan thu V lít CO2 (0oC, atm) Cho V lít CO2 qua dd Ca(OH)2 thu 30g kết tủa Nếu tiếp tục cho dd Ca(OH)2 vào đến dư thu thêm 100g kết tủa

a) Xác định CTPT ankan

b) Tính thành phần % theo khối lượng hydrocacbon GIẢI

Ở này, đốt cháy hỗn hợp gồm ankan liên tiếp nên dùng phương pháp trung bình để giải a) Xác định CTPT ankan :

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 mCO2 = mCO2 (trong CaCO3 )  nCO2 = nCaCO3 = 1,3

100 100 30

 

(mol)  mCO2 = 1,3 x 44 = 57,2 (g)

O H n CO n O

n H

Cn 2n 2 2 ( 1)

2

  

 

 

M 44n

19,2 57,2 Ta có tỉ lệ :

2 , 57

44

, 19

2 14 , 57

44 , 19

n n

n

M     

n = 2,6 Ta có n < n = 2,6 < m = n+1  n = m =3

 Vậy CTPT ankan C2H6 C3H8 b) Tính % hydrocacbon :

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)  a = 0,2 ;b = 0,3 (mol) %C2H6 = *100% 31,25%

2 , 19

2 , 30 % 100 * , 19

30a  

% C3H8 = *100% 68,75%

, 19

3 , 44 % 100 * , 19

44b  

Bài : Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp thu 1,12 lít khí CO2 ( đktc) 1,26g H2O Giá trị V :

A 0,112 lít B 0,224 lít C 0,448 lít D 0,336 lít Giải:

2

1,12 1, 26

0,5( ); 0, 07( )

22, 18

CO H O

n   mol n   mol 

2 0, 07 0, 05 0, 02( ) ankan H O CO

n n n    mol

0, 02.22, 0, 448 ankan

V   (lít)

Bài : Đốt cháy 560cm3 hỗn hợp khí (đktc) gồm hydrocacbon có số nguyên tử cacbon ta thu 4,4g CO2 1,9125g nước

a) Xác định CTPT chất hữu b) Tính %khối lượng chất

c) Nếu cho lượng CO2 vào 100 ml dd KOH 1,3M; Tính CM muối tạo thành GIẢI

a) Xác định CTPT hydrocacbon : Đặt CTPT hydrocacbon :

    y' x y x H C : B H C : A

CTPT trung bình hydrocacbon :

y xH

C Giả sử y < y’  y < y < y’

Số mol hỗn hợp khí nhh = 0,025 , 22 56 ,  mol nCO2 = 4,4/44 = 0,1 (mol)

nH2O = 1,9125/18 = 0,10625 (mol) O H y CO x O y x H

Cx y  2t0 2 2       

0,025  0,025x  0,025y/2

                8,5 y x 0,10625 y 0,025 n 0,1 x 0,025 n H2O CO2

CTPT A, B có dạng : A : C4Hy B : C4Hy’ Ta có y < y < y’ hay y < 8,5 <y’ (1)

Biện luận tìm CTPT B : 8,5 < y’ chẵn

y’  2x + = 2.4 + = 10  y’ =10  CTPT B : C4H10 Tương tự biện luận tìm CTPT A :

y < 8,5 y chẵn

y A C4H2 C4H4 C4H6 C4H8 Vậy có cặp nghiệm :

   10' 4 H C : B H C : A    10' 4 H C : B H C : A    10' H C : B H C : A    10' H C : B H C : A

c) Tính CM muối tạo thành : nKOH = V.CM = 0,1.1,3 = 0,13 (mol) Ta có :

2

CO KOH

n n

= 1,3 , 13 , 

 Tạo thành muối

CO2 + 2KOH  K2CO3 + H2O a 2a a (mol) CO2 + KOH  KHCO3

Ta có :  

 

 



 



13 , n

b 2a

1 , n

b a

KOH CO2

  

 

0,07 b

0,03 a

(mol)

CM(K2CO3 ) = 0,3 0,1 0,03

 (M) CM(KHCO3) = 0,7 0,1 0,07

 (M)

Bài Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm ankin (A) ankan (B) có V = 5,6 lít (đkc) 30,8g CO2 11,7g H2O Xác định CTPT A,B Tính % A,B Biết B nhiều A cacbon

GIẢI

Ở này, đốt cháy hỗn hợp hydrocacbon đồng đẳng nên khơng dùng phương pháp trung bình mà sử dụng phương pháp ghép ẩn số biện luận để giải

Gọi 5,6 l hh :   

 b a : H C : B

: H C : A

2 2m m

2 -2n n

(mol) (n  2; m  1)

O 1)H (n nCO O

2 3n H

Cn 2n-2    

a an a(n-1) (mol) O 1)H m ( mCO O

2 3m H

Cm 2m 2   

  

b bm b(m + 1) (mol) n hỗn hợp = a+ b = 0,25

4 , 22

6 ,

 (mol) (1)

nCO2 = an + bm = 0,7 44

8 , 30

 (mol) (2)

nH2O = a(n-1) + b(m + 1) = 0,65 18

7 , 11

 (mol) (3) (2), (3)  an - a + b(m + 1) = 0,65

<=> 0,7 + b - a = 0,65 → a – b = 0,05 mol → 0,15n + 0,1m = 0,7 → m = + 1,5n Biện luận :

n m Lẻ Lẻ

Vậy m = n =2 → Vậy CTPT A, B:   

10

2

: :

H C B

H C A

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn m (g) hỗn hợp X gồm CH4, C3H6 C4H10 thu 4,4g CO2 2,52g H2O, m có giá trị số phương án sau ?

A 1,48g B 2,48 g C 14,8g D 24,7 g Hướng dẫn:

Cách giải nhanh:

Bài 8: Đốt cháy m gam hiđrocabon A thu 2,688 lít CO2 ( đktc) 4,32g H2O Công thức phân tử

      

X C H

4,4 2,52

m m m 12 1,2 0,28 1,48(g)

của A là:

A / C2H6 B / C2H4 C / C2H2 D / CH4 Giải :

2

2, 688 4,32

0,12( ); 0, 24( )

22, 15

CO H O

n   mol n   mol ;

2 CO H O

n n  Dãy đồng đẳng ankan C Hn 2n2

2 2 ( 1)

o t C n n

C H  O nCO  n H O

Theo p/ư ta có mol → n ( n+ 1) mol Theo đầu 0,12 0,24 mol

1

1 0,12 0, 24

n n

n 

   → công thức phân tử ankan CH4

Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon mạch hở, liên tiếp dãy đồng đẳng thu 22,4 lít CO2 (đktc) 25,2g H2O CTPT hiđrocacbon là:

A CH4, C2H6 *B C2H6, C3H8 C C3H8, C4H10 D C4H10, C5H12 Giải :

2 2

22, 25,

1( ); 1, 4( )

22, 18

CO H O CO H O

n   mol n   mol n n  Dãy đồng đẳng ankan Hai ankan kế

tiếp dãy đồng đẳng → công thức chung ankan C Hn 2n2

2 2

2 ( 1)

o t C n n

C H  O nCO  n H O

Theo p/ư ta có mol → n (n+ 1) mol Theo đầu 1,4 mol

1

2, 1,

n n

n 

   → n1 = <n=2,5< n2 = → công thức ankan C2H6 C3H8

Bài 10 Tỉ khối hỗn hợp khí C3H8 C4H10 hiđro 25,5 Thành phần % thể tích hỗn hợp là:

A - 50%;50% * B - 25%; 75% C - 45% ; 55% D - 20% ; 80% Áp dụng qui tắc đường chéo ta có :

Bài 11: Đốt cháy số mol hydrocacbon L, L, M ta thu lượng CO2 tỉ lệ số mol H2O CO2 K, L, M tương ứng 0,5; 1; 1,5

a) Xác định CTPT K, L, M

b) Nêu cách nhận biết khí đựng lọ nhãn c) Hãy tách riêng chất hỗn hợp

GIẢI

a, Đặt công thức chung cho hydrocacbon CnH2n +2-2k với k số liên kết  phân tử hydrocacbon

44

58 51

7

7

V C3H8

VC4H10

O k)H -1 (n nCO O

2 k -1 3n H

Cn 2n2-2k   2  2   2

a an  a(n+1-k) (mol)

Ba hydrocacbon đốt với số mol thu lượng CO2 nên K, L, M có số C phân tử

T =

n k n n

n CO

O

H  1

2

 K T = 0,5  0,5n = n + – k  n = 2(k – 1)  n  k 

 n = 2, k =  K : C2H2

 L T =  n = k =

 CTPT L : C2H4

 M T = 1,5  n = k =

 CTPT M : C2H6

Bài 12: Đốt cháy hiđrocacbon A tạo 11g CO2 Mặt khác, cho 3,4g A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thấy tạo thành a gam kết tủa CTPT A a là:

A C2H2 ; 8,5g B C3H4 ; 8,5g C C4H6 ; 8,75g *D C5H8 ; 8,7

Giải: Do A tác dụng với AgNO3 NH3 nên A ank-1-in: CnH2n-2 + 

  



 

2 3n

O2  nCO2 + (n-1)H2O 3,4 0,25

14n - n n

2 CO =

44 11

= 0,25 mol Ta có:

2 14

4 ,



n = n

25 ,

0 

n =  CTPT A C5H8 C5H8 + AgNO3 + NH3  C5H7Ag + NH4NO3

0,05 mol  0,05 mol n

8

5H C =

8 ,

4 ,

=0,05 mol  a = 0,05.175= 8,75g  Đáp án D

Bài 13: Đốt cháy hoàn tồn 2,24 lít hiđrocacbon X thu 6,72 lít CO2 ( đktc) X tác dụng với dd AgNO3 NH3 sinh kết tủa Y Công thức cấu tạo X là:

A CH3-CH=CH2 B CHCH C CH3-CCH D CH2 =CH-CHCH

Giải:

X tác dụng với dd AgNO3/NH3  X ank-1-in CnH2n-2 + 

  



 

2 3n

O2  nCO2 + (n-1)H2O

nX = 0,1 mol ; nCO2 0,3(mol)

1

3 0,1 0,3

n

n CTPT

    X C3H4

 CTCT X là: CH3-CCH  Đáp án D

Bài 14 Để đốt cháy 1mol ankan X cần mol oxi, cơng thức ankan

A C4H10 B C3H8 C tất sai D C2H6 Giải: Công thức chung ankan là: C Hn 2n2

2 2 2

3

( 1)

o t C n n

n

C H    O nCO  n H O

Theo p/ư

n



3

1 2

3

1

n

n 

    công thức phân tử X là: C3H8 Theo đầu

Câu 15 Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon dãy đồng đẳng Sản phẩm cháy cho qua

bình đựng H2SO4 đặc bình đựng KOH rắn thấy khối lượng bình tăng 5,6 g bình tăng 8,8g Hai hiđrocacbon là:

A C2H4, C3H6 B C2H6, C3H8 C C3H6, C4H8 D C3H8, C4H10 Giải:

Theo đầu khối lượng bình tăng khối lượng H2O Khối lượng bình tăng khối lượng CO2

2

8,8 5,

0, 2( ); 0, 31( )

44 18

CO H O

n   mol n   mol 

2 CO H O

n n  Dãy đồng đẳng ankan Hai ankan dãy đồng đẳng  công thức chung ankan C Hn 2n2

2 2

2 ( 1)

o t C n n

C H  O nCO  n H O

Theo p/ư ta có mol → n (n+ 1) mol Theo đầu 0,2 0,31 mol

1

1,8 0, 0, 31

n n

n 

Website HOC247 cung cấp mơi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng

I.Luyện Thi Online

-Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng

xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

-Luyện thi vào lớp 10 chuyên Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II.Khoá Học Nâng Cao HSG

-Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS

THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

-Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành

cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III.Kênh học tập miễn phí

-HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất

các môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

-HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi

miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia

- - - - -