C 4H6 + 5,5O2 4O 2+ 3H2O y mol 5,5y mol 4y
g CO2và 1,8 H 2O Cho biết 2 hiđrocacbon trên cùn hay khác dãy đồn đẳn và thuộc dãy đồn đẳn nào? (Chỉ xét nhữn dãy đã học tron chƣơn trình)
2.2.2.2. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo các hiđrocacbon Dạng 1 Hỗn hợp hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp
Dạng 1. Hỗn hợp hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp
Bài 1 Trộn hỗn hợp khí A gồm 2 hiđrocacbon mạch hở X và Y cùng dãy đồng đẳng với 44,8 lít O2 (đktc) rồi đốt cháy hoàn toàn. Hỗn hợp khí và hơi nƣớc đƣợc dẫn vào bình đựng nƣớc vôi trong dƣ thu đƣợc 100 g kết tủa và có 4,48 lít khí (đktc) thoát ra.
b. Nếu X, Y là đồng đẳng liên tiếp. Trộn X, Y để đƣợc hỗn hợp B có tỉ khối so với He là 5,75. Xác định % thể tích của X, Y trong hỗn hợp B.
Bài 2 Hỗn hợp khí X gồm H2 và hai anken đồng đẳng liên tiếp. Cho 19,04 lít (đktc) hỗn hợp khí X đi qua bột Ni nung nóng thu đƣợc hỗn hợp khí Y. Biết hỗn hợp khí Y làm nhạt màu nƣớc brom. Đốt cháy hoàn toàn Y thu đƣợc 87 g CO2 và 40,86 g H2O.
a. Xác định CTPT, CTCT của 2 olefin, biết tốc độ phản ứng của 2 olefin là nhƣ nhau.
b. Tính % thể tích mỗi khí trong X. c. Tính tỉ khối của Y so với N2.
Bài 3 Hỗn hợp khí A (đktc) gồm 2 anken đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy 8,96
lít A rồi cho sản phẩm cháy đi qua bình (1) đựng P2O5 dƣ, bình (2) đựng KOH dƣ thấy khối lƣợng bình (1) tăng m gam còn khối lƣợng bình (2) tăng (m + 39) g. Xác định CTPT và tính % thể tích mỗi olefin trong A.
Bài 4 Hỗn hợp khí X gồm H2 và hai anken đồng đẳng liên tiếp. Cho 19,04 lít (đktc) hỗn hợp khí X đi qua bột Ni nung nóng thu đƣợc hỗn hợp khí Y. Biết hỗn hợp khí Y làm nhạt màu nƣớc brom. Đốt cháy hoàn toàn Y thu đƣợc 87 g CO2 và 40,86 g H2O.
a. Xác định CTPT, CTCT của 2 anken, biết tốc độ phản ứng của 2 anken là nhƣ nhau.
b. Tính % thể tích mỗi khí trong X. c. Tính tỉ khối của Y so với N2.
Bài 5 Hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon thơm A và B là đồng đẳng liên tiếp
nhau. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu đƣợc 18,04 g CO2 và 4,68 g H2O. Xác định CTPT và CTCT của A, B.
Bài 6 Hỗn hợp khí X gồm 2 anken liên tiếp nhau A, B có thể tích bằng
8,96lít (đktc). Chia X thành 2 phần bằng nhau:
Phần 1: Cho đi qua dung dịch nƣớc brom dƣ thì khối lƣợng bình tăng lên 7 gam.
Xác định CTPT của 2 anken và tính % thể tích mỗi anken
Phần 2: Cho cộng hợp với H2O thu đƣợc hỗn hợp 2 ancol. Hỗn hợp khí còn dƣ sau phản ứng có tỉ khối so với H2 bằng 18,2. Hỗn hợp 2 ancol cho tác dụng hết với Na dƣ thấy thoát ra 1,68 lít khí H2 (đktc). Tính hiệu suất phản ứng cộng nƣớc của mỗi anken.
Bài 7 Một hỗn hợp khí X gồm một ankin và hai anken đồng đẳng liên tiếp
nhau có thể tích 1,792 lít (đktc) đƣợc chia thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Cho qua dung dịch AgNO3 trong NH3 dƣ thu đƣợc 0,735 g kết tủa và thể tích hỗn hợp giảm 12,5%.
- Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 dƣ thấy có 11 g kết tủa.
Xác định CTPT của các hiđrocacbon. Biết số nguyên tử C trong ankan lớn hơn trong anken.
Bài 8 Đốt cháy hoàn toàn 2,36 g hỗn hợp 2 ankan A, B đồng đẳng kế tiếp
thu đƣợc 3,96 g H2O.
1. Xác định CTPT, CTCT của A và B.
2. Cho 31,36 lít (đktc) hỗn hợp gồm A, B và etilen đi qua bình chứa dung dịch nƣớc brom dƣ, thấy khối lƣợng bình tăng 7,84 g. Hỗn hợp khí thoát ra khỏi bình nƣớc brom đƣợc đốt cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy đƣợc hấp thụ vào bình nƣớc vôi trong thu đƣợc 120 g muối trung hoà và 140,94 g muối axit.
a. Tính % thể tích của hỗn hợp ban đầu
b. Tính tỉ khối hơi của hỗn hợp ban đầu đối với nitơ.
Dạng 2. Hỗn hợp hai hiđrocacbon đồng đẳng không kế tiếp
Bài 1 Đốt cháy hoàn toàn 2,72 g hỗn hợp 2 ankan A, B hơn kém nhau 2
nguyên tử cacbon thu đƣợc 8,36 g khí CO2.
a. Xác định CTPT của A, B và tính % khối lƣợng mỗi ankan trong hỗn hợp. b. Trong số các đồng phân của A, B đồng phân nào khi tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1 : 1 chỉ cho một sản phẩm duy nhất ? Gọi tên đồng phân đó.
Bài 2 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm 2 hiđrocacbon X, Y cùng dãy
đồng đẳng thu đƣợc 22 g CO2 và 12,6 g H2O.
a. Cho biết X, Y thuộc dãy đồng đẳng nào và thể tích A đem đốt cháy (đktc). b. Xác định X, Y nếu số nguyên tử cacbon trong Y gấp đôi trong X.
Bài 3 Đốt cháy 3,8 g một hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở A và B là đồng
đẳng của nhau dùng hết 10,08 lít khí O2 (đktc). Cho biết tỉ lệ KLPT của A và B là 4 : 11.Xác định CTPT và CTCT của A và B.
Bài 4 Đốt cháy 3,8 g một hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở A và B là đồng
đẳng của nhau dùng hết 10,08 lít khí O2 (đktc). Cho biết tỉ lệ khối lƣợng 2 chất trong hỗn hợp là 8 : 11. Xác định CTPT và CTCT của A và B.
Bài 5 A, B là 2 anken có khối lƣợng phân tử gấp đôi nhau. Khi hiđro hóa A,
B thu đƣợc 2 ankan A’, B’. Trộn A’ với B’ theo tỉ lệ số mol là 1 : 1 đƣợc hỗn hợp X có tỉ khối so với oxi bằng 3,344. Xác định CTPT của A và B.
Bài 6 Cho 1680 ml (đktc) hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon mạch hở vào
bình nƣớc brom dƣ. Sau phản ứng hoàn toàn thấy có 1120 ml khí thoát ra (đktc) và đã có 4 g brom phản ứng.
Mặt khác nếu đốt cháy hoàn toàn lƣợng X ở trên rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nƣớc vôi trong dƣ thì thu đƣợc 12,5 g kết tủa.
a. Xác định CTCT của 2 hiđrocacbon.
b. Lấy chất có số nguyên tử cacbon lớn hơn để điều chế glixerin. - Viết các phƣơng trình phản ứng điều chế.
- Tính khối lƣợng glixerin thu đƣợc khi dùng 30,24 lít X (đktc) để điều chế. Biết hiệu suất chung là 75%.
Bài 7 Hỗn hợp khí A ở đktc gồm 2 olefin. Đốt cháy hoàn toàn 7 thể tích A
cần 31 thể tích oxi (đo ở cùng đk).
a. Xác định CTPT của 2 anken, biết rằng anken chứa nhiều nguyên tử cacbon hơn chiếm khoảng 40 – 50% thể tích của A và % khối lƣợng mỗi olefin trong A..
b. Trộn 4,704 lít hỗn hợp A với V lít H2 (đktc) rồi đun nóng có bột Ni xúc tác. Hỗn hợp khí sau phản ứng cho đi từ từ qua dung dịch Brom thấy nƣớc bom nhạt màu và khối lƣợng bình tăng thêm 2,8933 g.
Tính khối lƣợng trung bình của ankan thu đƣợc và giá trị của V. Biết rằng các anken tham gia phản ứng với hiệu suất nhƣ nhau, và hiệu suất các phản ứng đạt 100%.
Bài 8 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon A và B mạch hở,
cùng dãy đồng đẳng. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào 4,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M, thu đƣợc kết tủa và khối lƣợng dung dịch tăng 3,78 g. Cho dung dịch Ba(OH)2 dƣ vào dung dịch thu đƣợc, kết tủa lại tăng thêm, tổng kết tủa 2 lần là 18,85 g. Tỉ khối hơi của hỗn hợp đối với heli nhỏ hơn 10. Hãy xác định CTCT của A, B biết số mol A bằng 60% tổng số mol của X. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Dạng 3. Sử dụng một số dữ kiện thực nghiệm khi xác định công thức, thành phần hiđrocacbon
Bài 1 Khi cracking 35 lít butan ở nhiệt độ và áp suất thích hợp thu đƣợc 67
lít hỗn hợp khí A. Cho A từ từ qua nƣớc brom dƣ, còn lại hỗn hợp khí B không bị tác dụng. Tách hỗn hợp khí B còn lại đƣợc 3 hiđrocacbon B1, B2, B3 theo thứ tự khối lƣợng phân tử tăng dần. Đốt cháy B1, B2, B3 thu đƣợc thể tích CO2 có tỉ lệ tƣơng ứng là 1 : 3 : 1.
a.. Tính % thể tích các chất trong A. b. Tính % butan đã tham gia phản ứng.
Bài 2 Đốt cháy hoàn toàn 5,4 gam một hiđrocacbon A có tỉ khối so với hiđro
là 27. Sản phẩm cháy lần lƣợt dẫn qua bình (1) đựng H2SO4 đặc, dƣ và bình (2)
đựng dung dịch KOH đặc, dƣ thấy khối lƣợng bình (1) tăng thêm 5,4 g và khối
lƣợng bình 2 tăng thêm 17,6 g.
b. Xác định CTPT của A.
Bài 3 Hỗn hợp khí A gồm 2 hiđrocacbon A1 và A2 có thành phần %H về khối lƣợng tƣơng ứng là 25% và 14,29%. Cho A qua dung dịch KMnO4 thu đƣợc khí A1 thoát ra, phần không tan B1 và chất hữu cơ B2, tách lấy B2 rồi cho tác dụng với HCl thu đƣợc chất B3. Từ B3 có thể điều chế đƣợc hiđrocacbon A3 có 7,69% H về khối lƣợng.
Xác định CTPT của các chất và viết các phƣơng trình phản ứng. Biết A2, A3 đều có 2 nguyên tử cacbon.
Bài 4 Hỗn hợp X gồm một hiđrocacbon A và H2. Đun nóng hỗn hợp này với xác tác Ni thu đƣợc khí Y duy nhất. Tỉ khối hơi của Y so với H2 gấp 3 lần tỉ khối hơi của X so với H2. Đốt cháy hoàn toàn một lƣợng khác của Y thu đƣợc 22 g CO2 và 13,5 g H2O. Xác định CTPT của A.
Bài 5. Hỗn hợp A gồm 3 ankin X, Y, Z có tổng số mol là 0,05 mol (số
nguyên tử cacbon trong mỗi chất đều lớn hơn 2). Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol A thu đƣợc 0,13 mol H2O.
Cho 0,05 mol A vào dung dịch AgNO3/NH3 thì thấy dùng hết 250 ml và thu đƣợc 4,55 g kết tủa. Xác định CTCT của X, Y, Z. Biết ankin có khối lƣợng nguyên tử nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A.
Bài 6 Cho 5,52 g hỗn hợp gồm C2H6, C2H4, C3H4 đi qua dung dịch AgNO3 trong NH3 dƣ thu đƣợc 7,35 g kết tủa. Khí thoát ra khỏi bình đƣợc dẫn vào bình đựng dung dịch brom dƣ thấy có 6,4 g brom phản ứng. Tính % theo khối lƣợng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
Bài 7 Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon A, B có khối lƣợng a gam.
1. Đốt cháy hoàn toàn X thu đƣợc 132a/41 g CO2 và 45a/41 g H2O. Nếu thêm vào X một nửa lƣợng A có trong X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu đƣợc 165a/41 g CO2 và 60,75a/41 g H2O. Tìm CTPT của A, B. Biết X không làm mất nƣớc brom và A, B thuộc các loại hiđrocacbon đã học và tính % số mol của A, B trong hỗn hợp X.
2. Trộn b g hiđrocacbon D với a g X rồi đốt cháy hoàn toàn thu đƣợc 143a/41 g CO2 và 49,5a/41 g H2O. Hỏi D thuộc loại hiđrocacbon nào và tính b biết a = 3 gam..
Bài 8 Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon A thu đƣợc CO2 và H2O theo tỉ lệ khối lƣợng 4,9 : 1.
a. Xác định CTPT của A biết rằng tỉ khối hơi của A so với He là 19,5.
b. Cho A tác dụng với Brom theo tỉ lệ mol 1 : 1 (có bột Fe xúc tác) thu đƣợc chất B và khí C. Dùng 2 lít dung dịch NaOH 0,5M để hấp thụ khí C. Lƣợng NaOH dƣ đƣợc trung hoà bởi 0,5 lít dung dịch HCl 1M. Tính khối lƣợng A phản ứng và khối lƣợng B tạo thành.
Dạng 4. Biện luận để xác định công thức phân tử hiđrocacbon
Bài 1 Đốt cháy hoàn toàn 3,24 g hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon A và B khác
nhau trong dãy đồng đẳng (A hơn B 1 nguyên tử cacbon) thu đƣợc 9,24 g CO2. Biết tỉ khối hơi của X so với H2 là 13,5. Tìm CTPT của A, B và % khối lƣợng mỗi chất trong X.
Bài 2 Cho 728 ml (đktc) hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon mạch hở vào
bình nƣớc brom dƣ. Sau phản ứng hoàn toàn thấy có 448 ml khí thoát ra (đktc) và đã có 2 g Brom phản ứng.
Mặt khác nếu đốt cháy hoàn toàn lƣợng X ở trên rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nƣớc vôi trong thì thu đƣợc 3,75 g kết tủa. Lọc bỏ kết tủa đun nóng dung dịch nƣớc lọc lại thu thêm đƣợc 2 g kết tủa nữa.
a. Xác định CTCT của 2 hiđrocacbon.
b. Lấy chất có số nguyên tử cacbon lớn hơn để điều chế glixerin. - Viết các phƣơng trình phản ứng điều chế.
- Tính khối lƣợng glixerol thu đƣợc khi dùng 14,56 lít X (đktc) để điều chế.
Bài 3 Cho 5,6 lít hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon A và B đi qua 256 g
dung dịch Br2 25% thấy vừa đủ và không có khí thoát ra khỏi bình. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 lít X thu đƣợc 16,8 lít khí CO2 . Biết các thể tích khí đo ở đktc. Xác định CTPT của A, B.
Bài 4 Hỗn hợp khí A ở đktc gồm 2 anken. Đốt cháy hoàn toàn 7 thể tích A
cần 31 thể tích oxi (đo ở cùng đk).
a. Xác định CTPT của 2 anken, biết rằng anken chứa nhiều nguyên tử cacbon hơn chiếm khoảng 40 – 50% thể tích của A và tính % khối lƣợng mỗi chất trong A.
b. Trộn 4,704 lít hỗn hợp A với V lít H2 (đktc) rồi đun nóng có bột Ni xúc tác. Hỗn hợp khí sau phản ứng cho đi từ từ qua dung dịch Brom thấy nƣớc bom nhạt màu và khối lƣợng bình tăng thêm 2,8933 g.
Tính khối lƣợng trung bình của ankan thu đƣợc và giá trị của V. Biết rằng
các anken tham gia phản ứng với hiệu suất nhƣ nhau, và hiệu suất các phản ứng đạt
100%.
Bài 5 Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp 3 hiđrocacbon A, B, D (đktc).
Sản phẩm cháy dẫn qua bình (1) đựng H2SO4 đặc, bình (2) đựng KOH. Sau thí ngiệm thấy khối lƣợng bình (1) tăng 4,05 g và khối lƣợng bình (2) tăng 6,16 g. Biết B, D có cùng số nguyên tử cacbon và số mol của A bằng 4 lần tổng số mol của B và D. Xác định CTPT của A, B, D.
Bài 6 Đun nóng hỗn hợp khí X gồm C2H2: 0,04 và H2: 0,06 với bột Ni xúc tác một thời giam thu đƣợc hỗn hợp khí Y, chia Y thành 2 phần bằng nhau.
- Phần 1: Cho lội từ từ qua nƣớc brom dƣ thấy còn lại 448 ml hỗn hợp khí Z (đktc), có tỉ khối so với H2 là 4,5. Hỏi khối lƣợng bình nƣớc brom tăng bao nhiêu gam ?
- Phần 2: Trộn với 1,68 lít O2 (đktc) trong một bình kín dung tích 4 lít. Sau khi bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn, giữ nhiệt độ bình ở 109,20C. Tính áp suất bình ở nhiệt độ đó.
Bài 7 Cho 0,672 lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm hai hiđrocacbon mạch hở.
Chia A thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Cho qua dung dịch Br2 dƣ, khối lƣợng dung dịch tăng x g, lƣợng brom đã phản ứng là 3,2 g. Không có khí thoát ra khỏi dung dịch.
- Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn và cho sản phẩm cháy qua bình (1) đựng P2O5, sau đó qua bình (2) đựng dung dịch KOH dƣ. Sau thí nghiệm khối lƣợng bình (1) tăng y g, bình (2) tăng 1,76 g.
a. Xác định CTPT của 2 hiđrocacbon tính % thể tích các khí trong A. b. Tính x và y.
Bài 8 Một aren A có số nguyên tử cacbon trong phân tử ít hơn 14. A bị oxi
hóa bởi dung dịch KMnO4 tạo ra axit hữu cơ B. Mặt khác 3,12 g A tác dụng vừa đủ với 96 g Br2 5% trong bóng tối.
1. Xác định CTPT của A và B.
2. Tính thể tích dung dịch KMnO4 0,1M vừa đủ để oxi hóa 3,12 g A thành B trong môi trƣờng H2SO4 loãng.
Tiểu kết chương 2
Trong chƣơng 2 chúng tôi đã đƣa ra một hệ thống 115 bài tập hóa học phần hiđrocacbon lớp 11– nâng cao trong đó gồm 50 bài có lời giải và 65 bài không có lời giải nhằm rèn luyện, nâng cao năng lực nhận thức và tƣ duy hóa học cho HS bao gồm các phần sau:
1. Hệ thống bài tập có lời giải: Có 50 bài tập với 28 bài tập định tính và 22 bài tập định lƣợng trong đó có 8 bài tự biên soạn.
Phần bài tập định tính có các nội dung: Hoàn thành sơ đồ phản ứng, điều chế các chất; cấu tạo, dãy đồng đẳng, đồng phân của hiđrocacbon; giải thích nguyên nhân hiện tƣợng; phân biệt, nhận biết tách các chất.
Phần bài tập định lƣợng có các bài tập theo chủ đề khai thác các khía cạnh của hiđrocacbon: Xác định dãy đồng đẳng, xác định công thức cấu tạo khi
